Alimentació de laboratori: un dispositiu essencial en un taller d’aficionats, en pràctica elèctrica. L’autor no realitza treballs regulars amb electrònica fina i delicada, però de vegades és necessari. I quan el dispositiu estigui llest, comença la cerca de CREN i LM adequats (xarxa de pobles "caminant"). Recentment, també s'ha de tractar regularment amb tires LED (retroiluminació integrada). La tira LED d’aquestes làmpades s’utilitza sovint d’una manera força estranya i com a resultat d’aquest tipus d’instal·lació, es van malmetre més d’una unitat d’alimentació de commutació regular. En definitiva, la necessitat ha madurat.
Condicions de referència
L'alimentació es considerava lineal (transformador de baixa freqüència) com a més tenaç, senzilla i mantenible. El pes i les dimensions d’un aparell estacionari no són gaire importants. La font d'alimentació ha de ser regulable per produir una tensió constant estabilitzada fins a, per exemple +20 V, amb un corrent de càrrega de fins a diversos amperis. La font d’alimentació ha d’estar equipada amb protecció contra curtcircuits i també és desitjable una protecció regulable contra la sobrecàrrega de la càrrega. L’alimentació pot ser d’un sol canal, unipolar.
És molt bo tenir “a bord” un conjunt d’instruments de mesura: un voltímetre-amperímetre. Això augmenta considerablement la comoditat en el treball, permetrà realitzar altres treballs i mesures, allibera l'espai de treball de la taula dels cables i dispositius externs innecessaris.
La fabricació d’aparells d’il·luminació de disseny suposa la probabilitat de la seva venda, inclòs als països les xarxes elèctriques dels quals. Afortunadament, les fonts d’alimentació polsada tenen un rang de tensió d’entrada que cobreix tots els valors possibles - ~ 100 ... 240 V. Només queda subministrar l’adaptador de xarxa amb un adaptador adequat. La tensió d'alimentació propera als 240 volts no és infreqüent a la nostra xarxa (en una de les fases). El valor més baix de l'interval és en cap moment de prendre. És altament desitjable comprovar el funcionament de la PSU a baixa tensió, donada la qualitat de la majoria de fonts d’energia xinesa que ens arriben. El transformador de potència TS-180-2 usat a la unitat d'alimentació del laboratori té bobinatges de xarxa en dues bobines (dividides en dues parts iguals). Això va fer molt fàcil obtenir la tensió desitjada de ~ 110 V.
El que calia per a la feina
Un conjunt d’eines per a la instal·lació elèctrica, un multímetre, una soldadura amb accessoris, un conjunt d’eines per a la fabricació metàl·lica.
A més d’elements radiofònics, va entrar en negoci un estoig d’un vell PC-shnik, un tros de plexiglass, una mica d’acer per a teulades, teixit gruixut i alumini. Pasta KPT-8, fixadors, fil de muntatge i fil de coure, termotub, corretges de niló, materials per a pintures.
Construcció
Es va decidir muntar l’alimentació basant-se en un microxip especialitzat de l’estabilitzador regulable KR142EN12 (LM317). Això va permetre obtenir paràmetres força decents amb un circuit de dispositiu molt senzill.
El circuit té les següents característiques: l'enrolat secundari commutable (commutador SA2) del transformador TV1 per reduir la calefacció de l'element regulador de l'estabilitzador. Amplificació del transistor VT1 remot del xip estabilitzador DA1. Regulador de corrent d’actuació de la protecció de microcircuits sobre els elements R5 ... R9, SA3.
Transformador de xarxa: TS180-2 amb bobinats secundaris de rebobinat. A més dels enrotllaments secundaris de potència, es van enrotllar dos enrotllaments de corrent relativament baix per als estabilitzadors de potència bipolar dels instruments de mesura. Les bobines del transformador estan envernissades, que va permetre minimitzar el seu soroll acústic (brunzit) i ens va permetre esperar un treball a llarg termini amb l’antic fil de bobinatge.
La unitat d’alimentació elèctrica utilitza instruments de mesura casolans: un voltímetre digital i un amperímetre als microcircuits KR572PV2 (ICL7107) [3]. Indicadors de set segments, per a la comoditat d’un reconeixement ràpid, de diferents mides i colors diferents. Els circuits d’instrument necessiten una font d’alimentació bipolar +5 V, -5 V. Cada dispositiu requereix una font d’alimentació pròpia, l’alimentació de l’amperímetre ha d’estar completament aïllada del circuit principal.
Els contactes dels interruptors SA2, SA3 han de passar corrent fins a 3A. Com a interruptors, es van utilitzar PGC de galetes [2] amb juntes ceràmiques. El corrent admissible a través del grup de contactes és de 3 A. Per augmentar la fiabilitat de l’alimentació elèctrica, els contactes dels grups de treball sincrònicament es connecten en paral·lel.
L'alimentació elèctrica es reuneix en una antiga funda de ferro de la unitat del sistema PC del processador 80286. També és sense radiadors i ventiladors bufadors. El estoig és de mida petita, fabricat amb acer de gruix considerable. És un marc de caixa soldada i una coberta en forma d’U. Un molinet angle petit va poder tallar compartiments especialitzats interns, la base metàl·lica per a la instal·lació de la placa base va ser soldada al seu lloc per un cremador de gas. Això va augmentar la rigidesa de l'estructura.
El radiador principal per a la instal·lació dels elements reguladors es va fer independentment d’una làmina d’alumini gruixuda amb seccions reblades de la mateixa cantonada. Fixades amb reblons cecs d'alumini, les juntes es van lubricar amb una pasta tèrmica KTP-8.
El quadre normal de la caixa, el futur del disseny frontal, va resultar tenir obertures i forats de ventilació, vam haver de fer un plafó fals. Etiquetes explicatives, escales, etc. dibuixat en AutoCAD i imprès amb qualitat fotogràfica en paper gruixut especial. Els forats i les obertures estan tallades amb un bisturí. El panell frontal està cobert amb un panell transparent de vidre orgànic. El tauler es talla amb una serra per a metall, els forats interns són serrats amb un trencaclosques sobre fusta, i els de petits es perforen. Els plafons no tenen fixadors especials, tot ho sosté els fixadors regulars dels elements d’instal·lació.
Les obertures i obertures interiors del plafó fetes d’acer de sostre de 0,5 mm es van tallar amb un trencaclosques de joieria, en un trepant estàndard o un petit disc abrasiu amb una picadora d’angle petita. Els forats són foradats i avorrits amb una fitxa rodona.
Terminals de sortida: el terminal negatiu es cargola directament a la caixa metàl·lica, des de l'interior, se li solda un tros de fil gruixut de tinya, al qual es redueixen tots els extrems "terra". El terminal positiu està allargat i aïllat: se li solda un tros del cargol M4 i es fa un aïllant de textolita.
Les parts de l’aïllant es desprenen de la placa amb un trencaclosques sobre fusta i s’encenen una màquina de perforació.
Després de muntar el plafó frontal, vaig instal·lar els controls principals del dispositiu. Vaig instal·lar instruments de mesura en bastidors improvisats de cargols M3 llargs.Es va utilitzar una ampla cinta per emmascarar com a filtre lleuger per emmascarar segments inactius d’indicadors.
Els LED (encara no s'utilitzen; el panell frontal s'utilitza d'un disseny inacabat anterior) estan ben instal·lats als forats. Estan subjectades per un gruix filferro encorat, situat entre els terminals aïllats del termotub dels LED i soldats a un panell metàl·lic. La lent dels extrems dels LED està emmarcada amb un arxiu incloent amb un panell transparent.
La connexió paral·lela dels grups de contactes dels interruptors del disc dur es realitza amb un fil gruixut. Abans de la instal·lació, els commutadors es configuren movent el limitador. Als pètals de l’interruptor SA3 van muntar resistències R5 ... R8. El meu interruptor va resultar amb dos grups de cinc contactes. Els contactes commutats sincrònicament es van connectar en paral·lel, de manera similar a SA2, el cinquè contacte s'utilitza per a un altre rang de 10 mA. En aquest cas, el rang 4 es fixa (resistència variable R9 eliminada) a 100 mA. Els valors de les resistències de regulació actual i la seva potència es poden calcular mitjançant les fórmules indicades a [1].
S’instal·len un transformador i un bloc de condensadors d’òxid C5 (2x10 000x50 V) sobre una base metàl·lica. El cable d'alimentació està connectat temporalment als pètals del transformador, els cables d'alimentació del bobinatge secundari es solden a SA2 i es connecta un rectificador. Amb la prova d’inclusió, estava convençut de l’operativitat d’aquesta part del circuit.
En un radiador de refrigeració casolà hi ha instal·lats un microcircuit (opcional), un pont de díode i un transistor de control extern (2xTIP147). La substitució d’un potent dispositiu de semiconductor per uns altres de menys potents és beneficiosa des del punt de vista de la refrigeració: distribuïm uniformement les fonts de calor sobre el radiador.
Les resistències d'alineació actual de 0,25 ohm estan fetes de peces (uns 10 cm) de filferro d'acer (fabricat amb una mànega de plàstic acanalada per a cablejat). El filferro es recobra a la flama d’un cremador de gas, els seus extrems es despullen i s’adoben amb clorur de zinc (àcid soldador). Els llocs de soldadura es renten a fons amb aigua i el fil resistent es solda amb colofona.
Als cables durs dels elements de muntatge es munten diversos elements petits amb cables prims. Després de comprovar la operativitat, la part del circuit col·locat al radiador està instal·lada al estoig i connectada amb cables curts d'una secció important (si cal). Control de salut.
La inclusió d’instruments de mesura. Com s'ha comentat anteriorment, el microcircuit KR572PV2 especialitzat (ICL7107) requereix una tensió bipolar de +5 V, -5 V. Per a més, el circuit de mesurament de l'amperímetre està construït de tal manera [3] que la seva unitat d'alimentació ha d'estar completament aïllada dels altres circuits. Prendre consciència d’aquest fet va valer diverses pistes impreses cremades i una LSI cremada. Bé, les bones lliçons sempre són cares. El transformador només tenia dos enrotllaments idèntics per a +5 V i -5 V (s'assumeix que les tensions comunes als dos metres). Es va poder sortir de la situació aplicant un circuit diferent per encendre els rectificadors i muntar una altra unitat d'alimentació similar. En aquest cas, es van obtenir dues PSU aïllades galvànicament.
Es munten dues fonts independents en taulers separats i es fixen a les brides estàndard de microcircuits (cas TO-220). El corrent que consumeix el dispositiu de mesura és petit, per la qual cosa s’utilitzen els microcircuits estabilitzadors en un disseny plàstic, que va permetre muntar-los sense juntes aïllants. L’únic 7805 amb brida metàl·lica (sortida GND del microcircuit) a l’alimentació del voltímetre també s’instal·la sense una junta aïllant, això és admissible pel circuit.
A la brida final del transformador de xarxa s'instal·la una placa metàl·lica amb comptadors de potència. Es fan connexions, es comprova l'operabilitat. Mitjançant les resistències d’ajustament de diverses voltes a les plaques del mesurador [3], els valors mostrats dels dispositius s’ajusten a les lectures d’un multímetre extern.
Finalment, es va fer un plafó per a una presa de ~ 110 V, es va instal·lar la presa pròpia i es va fer la seva connexió. La connexió, com que té una connexió galvànica amb la xarxa, està aïllada addicionalment de la caixa metàl·lica amb una canonada de PVC gruixuda, un cable relativament suau es fixa en diversos llocs amb tires de niló i les soldadures s’aïllen amb un tub de calor.
El cable de la xarxa de connexió temporal s'ha substituït per cablejat permanent a través del commutador de commutació i del porta de fusibles. Els arnesos i cables es posen de la mateixa manera: aïllament addicional d'un xassís metàl·lic, fixació mecànica, aïllament dels punts de soldadura.
Els costats del xassís de l'instrument estan coberts amb panells tallats a la coberta d'acer galvanitzat i muntats en reblons cecs. La coberta superior està tallada de la coberta estàndard en forma de U de la unitat del sistema. Les perforacions dels forats es van perforar a la coberta per sobre del radiador i el bloc de resistències de resistència R5 ... R8, es va restaurar la pintura danyada.
Al tauler de plexiglass al voltant del mànec per canviar els límits límits actuals (SA3), el gravador va fer cinc exploracions i va indicar els límits: 10 mA; 100 mA 0,3 A; 1 A; 3 A. Sagnes gravades farcides de pintura fosca.
Conclusions, treballar en bugs
L’esquema original ha sofert diversos canvis i simplificacions, totes elles funcionals, i des de fa un temps el funcionament demostra que són prou convenients. Per exemple, desfer-se de les resistències R3, R9. La introducció d’un altre límit de 10 mA va fer molt convenient comprovar el rendiment dels LED i mesurar el voltatge d’estabilització dels díodes zener (inclusió inversa!).
Durant la instal·lació, alguns punts es van escapar de l'atenció: els diodes de bypass dels condensadors del pont rectificador i el fusible FU2 no es van instal·lar. Els condensadors neutralitzen la interferència de commutació dels díodes de baixa freqüència, un fusible ajudarà a estalviar el transformador en cas d'accident. Aquesta serà la propera revisió. Al mateix temps, val la pena utilitzar almenys un dels LED: per indicar-los el fusible bufat.
Literatura
1. Revista RADIOhobby nº 5, 1999
2. Commutadors PGC, PGG, llista de verificació.
3. Voltímetre, amperímetre a K572PV2 (ICL7107).
Babay Mazay, juny de 2019