Furnizim linear me dalje të dyfishtë të rregullueshme: 10 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Karakteristikat:

• Konvertimi AC - DC Tensionet e dyfishta të daljes (Pozitive - Tokë - Negative)
• Binarë pozitivë dhe negativë të rregullueshëm
• Vetëm një transformator AC me një dalje
• Zhurma e daljes (20MHz-BWL, pa ngarkesë): Rreth 1.12mVpp
• Zhurmë e ulët dhe dalje të qëndrueshme (ideale për të fuqizuar Opamps dhe Para-amplifikatorët)
• Tensioni i daljes: +/- 1.25V në +/- 25V Rryma maksimale e daljes: 300mA në 500mA
• Lirë dhe i lehtë për t'u bashkuar (të gjitha paketat përbërëse janë DIP)

Një furnizim me energji të ulët të zhurmës me dalje të dyfishtë është një mjet thelbësor për çdo entuziast elektronik. Ka shumë rrethana që një furnizim me energji me dy dalje është i nevojshëm, siç është projektimi i amplifikatorëve paraprak dhe fuqizimi i OPAMP-ve. Në këtë artikull, ne do të ndërtojmë një furnizim linear të energjisë që një përdorues mund të rregullojë shinat e tij pozitive dhe negative në mënyrë të pavarur. Për më tepër, vetëm një transformator AC i zakonshëm me një dalje përdoret në hyrje.

[1] Analiza e qarkut

Figura 1 tregon diagramin skematik të pajisjes. D1 dhe D2 janë dioda ndreqëse. C1 dhe C2 ndërtojnë fazën e parë të filtrit të zvogëlimit të zhurmës.

Hapi 1: Figura 1, Diagrami Skematik i Furnizimit me Zhurmë të Ulët

R1, R2, C1, C2, C3, C4, C5 dhe C6 ndërtojnë një filtër RC me kalim të ulët i cili zvogëlon zhurmën nga shinat pozitive dhe negative. Sjellja e këtij filtri mund të shqyrtohet si në teori ashtu edhe në praktikë. Një oshiloskop me një veçori të planit bode mund të kryejë këto matje, të tilla si një SDS1104X-E Siglent. IC1 [1] dhe IC2 [2] janë përbërësit kryesorë të rregullimit të këtij qarku.

Sipas fletës së të dhënave IC1 (LM317): “Pajisja LM317 është një rregullator tre-terminal i tensionit pozitiv i rregullueshëm i aftë të furnizojë më shumë se 1.5 A mbi një gamë të tensionit dalës prej 1.25 V deri në 37 V. Kërkon vetëm dy rezistorë të jashtëm vendosni tensionin e daljes. Pajisja përmban një rregullim tipik të linjës prej 0.01% dhe një rregullim tipik të ngarkesës prej 0.1%. Ai përfshin kufizimin e rrymës, mbrojtjen nga mbingarkesa termike dhe mbrojtjen e zonës së sigurt të funksionimit. Mbrojtja nga mbingarkesa mbetet funksionale edhe nëse terminali ADJUST është shkëputur”.

Siç është e qartë, ky rregullator prezanton shifra të mira të rregullimit të linjës dhe ngarkesës, prandaj mund të presim që të marrim një hekurudhë të qëndrueshme dalëse. Kjo është identike me IC2 (LM337). Dallimi i vetëm është se ky çip përdoret për të rregulluar tensionet negative. D3 dhe D4 përdoren për mbrojtje.

Diodat sigurojnë një rrugë shkarkimi me rezistencë të ulët për të parandaluar shkarkimin e kondensatorëve (C9 dhe C10) në daljen e rregullatorëve. R4 dhe R5 përdoren për të rregulluar tensionet e daljes. C7, C8, C9 dhe C10 përdoren për të filtruar zhurmat e mbetura të daljes.

[2] Paraqitja e PCB

Figura 2 tregon paraqitjen e PCB të qarkut. Shtë projektuar në një bord PCB me një shtresë dhe të gjitha paketat përbërëse janë DIP. Mjaft e lehtë për të gjithë të lidhin përbërësin dhe të fillojnë të përdorin pajisjen.

Hapi 2: Figura 2, Planifikimi i PCB i Furnizimit me Energji

Kam përdorur bibliotekat e përbërësve SamacSys për IC1 [3] dhe IC2 [4]. Këto biblioteka janë falas dhe më e rëndësishmja ndjekin standardet industriale të gjurmës IPC. Unë përdor Altium, kështu që i instalova drejtpërdrejt bibliotekat duke përdorur shtojcën Altium [5]. Figura 3 tregon përbërësit e zgjedhur. Shtojca të ngjashme mund të përdoren për KiCad dhe programe të tjera CAD.

Hapi 3: Figura 3, Bibliotekat e Komponentit SamacSys (AD Plugin) për IC1 (LM137) dhe IC2 (LM337)

Figura 4 tregon një pamje 3D të tabelës PCB.

Hapi 4: Figura 4, një Pamje 3D e Bordit Final të PCB

[3] Montimi dhe Testimi Figura 5 tregon tabelën e mbledhur. Vendosa të përdor një transformator 220V në 12V për të marrë maksimumin +/- 12V në dalje. Figura 6 tregon instalimet elektrike të kërkuara.

Hapi 5: Figura 5, Bordi i Qarkut i Asamblezuar

Hapi 6: Figura 6, Diagrami i transformatorit dhe lidhjes së qarkut

Duke i kthyer potenciometrat me shumë rrotullime R4 dhe R5, ju mund të rregulloni tensionet në binarët pozitivë dhe negativë në mënyrë të pavarur. Figura 7 tregon një shembull, ku unë kam rregulluar daljen në +/- 9V.

Hapi 7: Figura 7, +/- 9V Binarët në dalje

Tani është koha për të matur zhurmën e daljes. Kam përdorur oshiloskopin Siglent SDS1104X-E që prezanton ndjeshmërinë 500uV/div në hyrje, gjë që e bën atë ideal për matje të tilla. Vendosa kanalin-1 në 1X, bashkues AC, kufiri i brezit 20MHz, pastaj vendos mënyrën e marrjes në pik-zbulimin.

Pastaj hoqa plumbin e tokëzuar dhe përdor një sustë sonde. Vini re se kjo matje nuk është nën ngarkesë dalëse. Figura 8 tregon ekranin e oshiloskopit dhe rezultatin e testit. Shifra Vpp e zhurmës është rreth 1.12mV. Ju lutemi vini re se rritja e rrymës së prodhimit do të rrisë nivelin e zhurmës/valëzimit. Kjo është një histori e vërtetë për të gjitha furnizimet me energji elektrike.

Hapi 8: Figura 8, Zhurma dalëse e Furnizimit me Energji (nën Pa Ngarkesë)

Shkalla e fuqisë së rezistorëve R1 dhe R2 përcakton rrymën e daljes. Kështu që unë zgjodha rezistencë 3W. Gjithashtu, nëse keni ndërmend të tërheqni rryma të larta ose diferenca e tensionit midis hyrjes dhe daljes së rregullatorit është e lartë, mos harroni të instaloni ngrohje të përshtatshme në IC1 dhe IC2. Ju mund të prisni që të merrni 500mA (max) duke përdorur rezistorë 3W. Nëse përdorni rezistorë 2W, kjo vlerë natyrisht zvogëlohet në diku 300mA (max).

[4] Materialet

Figura 9 tregon faturën e materialeve.

Hapi 9: Figura 9, Fatura e Materialeve

Hapi 10: Referencat

Burimi:

[1] Fleta e të dhënave LM317:

[2] Fleta e të dhënave LM337:

[3]: Simbol Skematik dhe Gjurmë PCB për LM317:

[4]: Simbol Skematik dhe Gjurmë PCB për LM337:

[5]: Shtojca Altium: