Кішкене жүктеме - тұрақты ток: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Мен өзіме арналған ПМУ -ді жасап жатырмын, ақырында мен оның қалай жұмыс істейтінін көру үшін жүктемені қолданғым келетін деңгейге жеттім. Дэйв Джонстың керемет бейнесін көріп, басқа да бірнеше интернет -ресурстарды қарап шыққаннан кейін мен Tiny Load ойлап таптым. Бұл реттелетін тұрақты ток жүктемесі, ол шамамен 10 амперді өңдей алады. Кернеу мен ток шығыс транзисторының көрсеткіштерімен және радиатордың өлшемімен шектеледі.

Айта кету керек, мұнда өте ақылды дизайн бар! Tiny Load - бұл өте қарапайым және қарапайым, Дэйвтің дизайнына сәл ғана өзгеріс, бірақ ол псуды тестілеуге қажет қуатты жоғалтады, егер ол өңдей алатыннан көп шырын алмаса.

Кішкене жүктемеде ток есептегіші жоқ, бірақ сіз сыртқы амперметрді қосуға немесе кері байланыс резисторындағы кернеуді бақылай аласыз.

Мен оны құрастырғаннан кейін дизайнды аздап өзгерттім, сондықтан осында ұсынылған нұсқада оның қосылғанын айтатын светодиоды және коммутаторға арналған жақсы компьютер үлгісі бар.

Схемалық және ПХД орналасуы PDF файлдары ретінде, сондай -ақ JPEG кескіндері ретінде берілген.

1 -қадам: жұмыс принципі

Электрондық принциптерді жақсы білмейтіндер үшін тізбектің қалай жұмыс істейтіні туралы түсініктеме берілген. Егер мұның бәрі сізге жақсы белгілі болса, алға ұмтылыңыз!

Кішкене жүктеменің жүрегі LM358 қосарланған күшейткіш болып табылады, ол жүктемедегі ағымды сіз орнатқан мәнмен салыстырады. Опер-ампер токты тікелей анықтай алмайды, сондықтан ток кернеуге айналады, оны оп-ампер резистор R3 анықтайды, ол ток сезгіш резистор деп аталады. R3 ағатын әрбір амп үшін 0,1 вольт өндіріледі. Бұны Ом заңы көрсетеді, V = I*R. R3 өте төмен мән болғандықтан, 0,1 Ом -да ол қатты қызып кетпейді (ол тарататын қуат I²R арқылы беріледі).

Сіз орнатқан мән - эталондық кернеудің бөлшегі - қайтадан кернеу қолданылады, себебі оп -ампер токты анықтай алмайды. Эталондық кернеуді 2 диод сериялы шығарады. Әр диод 0,65 вольт аймағында кернеуді дамытады, ол арқылы ток өтеді. Бұл кернеу, әдетте, бұл мәннің екі жағында 0,1 вольтке дейін, кремний p-n түйіндеріне тән қасиет болып табылады. Демек, эталондық кернеу шамамен 1,3 вольт. Бұл дәл құрал емес болғандықтан, мұнда үлкен дәлдіктің қажеті жоқ. Диодтар токты резистор арқылы алады. батареяға қосылған. Эталондық кернеу жүктемені максималды 10 амперге орнату үшін сәл жоғары, сондықтан шығыс кернеуін орнататын потенциометр кернеуді аздап төмендететін 3к резистормен тізбектей қосылады.

Анықтамалық және токты резистор бір-біріне қосылғандықтан және оп-амп нөлдік вольтты қосылымға қосылғандықтан, оп-ампер екі мән арасындағы айырмашылықты анықтай алады және айырмашылық нөлге жақын болатындай етіп шығысын реттей алады. Бұл жерде қолданылатын негізгі ереже-оп-амп әрқашан екі шығыс бірдей кернеуде болатындай етіп шығысын реттеуге тырысады.

Батареяда электролитикалық конденсатор бар, ол оп-ампердің қоректенуінде болатын кез келген шуды кетіру үшін қосылған. Диодтарға олар шығаратын шуды басу үшін қосылған басқа конденсатор бар.

Кішкене жүктеменің бизнес соңы MOSFET (металл оксиді жартылай өткізгіш өрістік әсер транзисторы) арқылы құрылады. Мен мұны таңдадым, себебі ол менің қоқыс жәшігімде болғандықтан және кернеу мен токтың сәйкесінше рейтингі болды, бірақ егер сіз жаңасын сатып алсаңыз, әлдеқайда қолайлы құрылғыларды табуға болады.

Мосфет айнымалы резистор сияқты әрекет етеді, мұнда дренаж сіз тексергіңіз келетін жабдықтың + жағына қосылады, көзі R3 -ке қосылады және сол арқылы сіз тексергіңіз келетін қорек сымына қосылады және қақпа қосылады. оп-амптың шығуына. Қақпада кернеу болмаған кезде, мосфет ағызу мен көз арасындағы ашық тұйықталу ретінде әрекет етеді, алайда кернеу белгілі бір мәннен («шекті» кернеу) жоғары болғанда, ол өткізіле бастайды. Қақпаның кернеуін жеткілікті түрде көтеріңіз, оның қарсылығы өте төмен болады.

Осылайша, оп-ампер қақпаның кернеуін R3 арқылы өтетін ток потенциометрді бұру арқылы орнатқан эталондық кернеудің үлесіне тең кернеудің дамуына әкелетін деңгейде ұстайды.

Мосфет резистор сияқты әрекет ететіндіктен, оның бойында кернеу мен ток өтеді, бұл оның жылу түрінде энергияны таратуына әкеледі. Бұл жылу бір жерге кетуі керек, әйтпесе ол транзисторды тез бұзады, сондықтан ол радиаторға бекітілген. Салқындатқыштың мөлшерін есептеуге арналған математика қарапайым, бірақ сонымен бірге біршама қараңғы және жұмбақ, бірақ әр бөлік арқылы жартылай өткізгіштердің түйісуінен сыртқы ауаға жылудың өтуіне және температураның қолайлы көтерілуіне кедергі келтіретін әр түрлі жылу кедергісіне негізделген. Сонымен, сізде тораптан транзистор корпусына, корпустан радиаторға дейін және радиатор арқылы ауаға жылу кедергісі бар, оларды жалпы жылу кедергісі үшін қосыңыз. Бұл ° C/Вт берілген, сондықтан бөлінетін әрбір ватт үшін температура градусқа жоғарылайды. Мұны қоршаған ортаның температурасына қосыңыз, сонда сіз жартылай өткізгіштің жұмыс істейтін температурасын аласыз.

2 -қадам: Бөлшектер мен құралдар

Мен кішкентай жүктемені негізінен қоқыс жәшіктерінің бөлшектері арқылы жасадым, сондықтан бұл аздап ерікті!

ПХД SRBP -ден (FR2) жасалған, себебі менде арзан болды. Ол 1oz мысмен қапталған. Диодтар мен конденсаторлар мен мосфет-ескі, ал оп-амп-10 пакеттің бірі, себебі олар арзан болды. Бұл smd құрылғысын қолданудың бірден -бір себебі - бұл 10 смд құрылғысы маған 1 саңылауға тең.

• 2 x 1N4148 диодтары. Егер сіз көбірек ток жүктегіңіз келсе, көбірек пайдаланыңыз.
• MOSFET транзисторы, мен BUK453 қолдандым, себебі менде солай болды, бірақ өзіңізге ұнайтын нәрсені таңдаңыз, егер ағымдағы рейтинг 10А -дан жоғары болса, шекті кернеу шамамен 5в төмен, ал Vds сіз күткен максимумнан жоғары. кезінде қолданыңыз, бұл жақсы болуы керек. Ауыстыруға емес, сызықтық қосымшаларға арналған біреуін таңдауға тырысыңыз.
• 10 к потенциометр. Мен бұл құндылықты таңдадым, себебі менде болған нәрсе - ескі теледидардан. Бірдей түйреуіш аралығы бар адамдар кеңінен таралған, бірақ мен бекітетін құлақтар туралы сенімді емеспін. Ол үшін тақтаның орналасуын өзгерту қажет болуы мүмкін.
• Потенциометрге сәйкес тұтқа
• 3 к резистор. 3.3k дәл осылай жұмыс істеуі керек. Көрсетілген 2 диодты сілтеме арқылы көбірек ток жүктегіңіз келсе, төмен мәнді пайдаланыңыз.
• LM358 жұмыс күшейткіші. Шынында да, рельстен рельске дейінгі кез келген жеткізілім бұл жұмысты орындауы керек.
• 22 к резистор
• 1 к резистор
• 100nF конденсатор. Бұл керамика болуы керек, бірақ мен фильмді қолдандым
• 100uF конденсатор. Кем дегенде 10 В кернеуді бағалау қажет
• 0,1 Ом резистор, минималды рейтингі 10 Вт. Мен қолданған шамадан тыс мөлшерде, тағы да бұл жерде басым фактор болды. 25 Вт 0,1 Ом металл қаптамасы бар резистор сәйкес бағаланған түрлерге қарағанда арзанырақ болды. Біртүрлі, бірақ шындық.
• Салқындатқыш - ескі процессорлық радиатор жақсы жұмыс істейді, және оның артықшылығы - егер сізге желдеткіш қажет болса.
• Жылу термиялық қоспасы. Мен керамика негізіндегі қосылыстар металға қарағанда жақсы жұмыс істейтінін білдім. Менде кездейсоқ Arctic Cooling MX4 қолданылды. Бұл жақсы жұмыс істейді, арзан және сіз көп аласыз!
• Кронштейнге арналған алюминийдің кішкене бөлігі
• Кішкене бұрандалар мен гайкалар
• шағын сырғытқыш

3 -қадам: құрылыс

Мен кішкене жүктемені қоқыс жәшігінен немесе өте арзан бөлшектерден жасадым

Радиатор - бұл ескі пентий дәуіріндегі процессорлық радиатор. Мен жылу кедергісі не екенін білмеймін, бірақ бұл нұсқаулықтың төменгі жағындағы суреттерге сүйене отырып, бұл шамамен 1 немесе 2 ° C/W деп ойлаймын: https://www.giangrandi.ch/electronics/thcalc/ thcalc … дегенмен тәжірибе қазір бұл одан да жақсы екенін көрсетеді.

Мен радиатордың ортасында тесік бұрғыладым, оны түрттім және оған транзисторды MX4 термиялық қосындысымен орнаттым және бекіту бұрандасын тікелей бұрылған тесікке бұрап қойдым. Егер сізде тесіктерді тесуге қаражат болмаса, оны сәл үлкенірек бұрғылауға және гайканы қолданыңыз.

Мен бастапқыда бұл шамамен 20 Вт шығумен шектеледі деп ойладым, бірақ мен оны 75 Вт немесе одан жоғары қуатта жұмыс істедім, онда ол өте ыстық болды, бірақ әлі де ыстық емес. Салқындатқыш желдеткіш орнатылған кезде бұл әлі де жоғары болады.

Ағымдағы сезімтал резисторды тақтаға бекітудің қажеті жоқ, бірақ егер сіз оларға бірдеңе бекітпесеңіз, болт тесіктерінің болуының мәні неде? Мен резисторды тақтаға қосу үшін кейбір электр жұмыстарынан қалған қалың сымның кішкене бөліктерін қолдандым.

Қуат қосқышы істен шыққан ойыншықтан келді. Мен компьютерде тесіктердің аралығын дұрыс түсінбедім, бірақ егер сізде SPDT миниатюралық қосқышының бір түрі болса, онда берілген компьютердің орналасуындағы бос орын сәйкес келуі керек. қосылды, бірақ бұл ақылсыз әрекет екенін түсінді, сондықтан мен оны қостым.

Қалың жолдар 1oz мыс қапталған тақтаймен 10 ампер үшін жеткілікті қалың емес, сондықтан ол мыс сыммен қапталған. Жолдардың әрқайсысында 0,5 мм мыс сымның бір бөлігі бар, олар жерге бекітілген қысқа созылуды қоспағанда, аралықпен дәнекерленген. Қосылған сымның мосфет пен резистор түйреуіштеріне тура келетініне көз жеткізіңіз.

Мен компьютерді тонерді беру әдісімен жасадым. Бұл туралы көптеген әдебиеттер бар, сондықтан мен бұған кірмеймін, бірақ негізгі принцип - сіз лазерлі принтерді қолданып, дизайнды жылтыр қағазға басып шығарыңыз, содан кейін тақтаға үтіктеңіз, содан кейін сызыңыз ол Мен Қытайдан келген арзан сары тонерді және қағазды 100 ° C -тан төмен температурада орнатамын. Мен тоникті тазарту үшін ацетон қолданамын. Тазаланғанша жаңа ацетонмен шүберекпен сүртіңіз. Мен процесті суреттеу үшін көптеген фотосуреттер алдым. Жұмыс үшін әлдеқайда жақсы материалдар бар, бірақ менің бюджетімнен сәл асып түседі! Мен әдетте аударымдарды маркермен қаламаймын.

Сүйікті әдіспен тесіктерді бұрғылаңыз, содан кейін мыс сымды кең жолдарға қосыңыз. Егер сіз мұқият қарасаңыз, менің бұрғылауды біршама бұзғанымды көре аласыз (өйткені мен біршама жетілмеген эксперименттік бұрғылау машинасын қолдандым. Ол дұрыс жұмыс істегенде мен нұсқаулықты орындаймын!)

Алдымен оп-ампты орнатыңыз. Егер сіз бұрын smd -мен жұмыс жасамаған болсаңыз, қорықпаңыз, бұл өте оңай. Алдымен тақтадағы жастықшалардың бірін шынымен аз мөлшерде дәнекерлеңіз. Чипті өте мұқият орналастырыңыз және тиісті түйреуішті өзіңіз қалаған жастықшаға бекітіңіз. Жақсы, енді чип қозғалмайды, сіз басқа түйреуіштерді дәнекерлей аласыз. Егер сізде сұйықтық ағыны болса, онда жағынды қолдану процесті жеңілдетеді.

Қалған компоненттерді салыңыз, ең алдымен диодтар. Оларды дұрыс жолмен алғаныңызға көз жеткізіңіз. Мен транзисторды алдымен радиаторға орнату арқылы сәл артқа қарай жасадым, себебі мен оны бастапқыда тәжірибе ретінде қолдандым.

Біраз уақыт батарея өте жақсы жұмыс істейтін жабысқақ жастықшалар көмегімен тақтаға бекітілді! Ол стандартты pp3 қосқышы арқылы қосылды, алайда тақта бүкіл батареяда қысылатын ұстағыштың маңызды түрін алуға арналған. Менде батарея ұстағышын жөндеуге қатысты кейбір мәселелер болды, себебі ол 2,5 мм бұрандаларды қажет етеді, менде олар жетіспейді және жаңғақтар сәйкес келмейді. Мен қысқыштағы тесіктерді 3,2 мм -ге дейін бұрғылап, оларды 5,5 мм -ге дейін тесіп шықтым (шын мәнінде қарсы емес, мен бұрғылау ұшын қолдандым!), Бірақ үлкен бұрғы пластмассаны қатты ұстайтынын және саңылаулардың бірінен өтіп кеткенін таптым.. Әрине, сіз оны түзету үшін жабысқақ жастықшаларды қолдана аласыз, бұл жақсы көрінуі мүмкін.

Батареяның қысқыш сымдарын кесіңіз, осылайша сізде шамамен бір дюйм сым болады, ұштарын бекітіңіз, оларды тақтаның тесіктерінен өткізіңіз және ұштарын тақта арқылы қайта дәнекерлеңіз.

Егер сіз металдан жасалған резисторды көрсетілгендей қолдансаңыз, оны қалың сымдармен бекітіңіз. Оп-амп шамадан тыс қызып кетпеуі үшін оның мен тақтаның арасында қандай да бір бос орындар болуы керек. Мен жаңғақтарды қолдандым, бірақ металл жеңдер немесе тақтаға жабыстырылған шайбалар жақсы болар еді.

Батарея қысқышын бекітетін болттардың бірі резистордың ілмектерінің бірінен өтеді. Бұл жаман идея болып шықты.

4 -қадам: оны қолданысқа енгізу, жақсартулар, кейбір ойлар

Қолданылуы: Кішкене жүктеме кернеуге қарамастан, тұрақты токты алуға арналған, сондықтан оған амперметрден басқа ешнәрсе қосудың қажеті жоқ, оны кірістердің бірімен тізбектеп орналастыру керек..

Тұтқаны нөлге дейін төмен бұраңыз, және шағын жүктемені қосыңыз. Шамамен 50 мА дейін болатын ағымның аз мөлшерін көру керек.

Сіз тексергіңіз келетін ток ағып кеткенше, тұтқаны баяу реттеңіз, қажет сынақтарды жасаңыз. Салқындатқыш тым ыстық емес екенін тексеріңіз - бұл жерде саусақтарыңызды күйдірсе, ол тым ыстық. Бұл жағдайда сізде үш нұсқа бар:

1. Қоректену кернеуін төмендетіңіз
2. Кішкене жүктемені азайтыңыз
3. Оны қысқа уақыт аралығында іске қосыңыз, олардың арасында салқындауға көп уақыт бар
4. Желдеткішті радиаторға орнатыңыз

Жарайды, бұл төрт нұсқа:)

Ешқандай кіріс қорғанысы жоқ, сондықтан кірістердің дұрыс жалғанғанына мұқият болыңыз. Қате жіберіңіз, сонда мосфеттің өзіндік диоды қолда бар барлық токты өткізеді және бұл процесте мосфетті бұзады.

Жақсартулар: Кішкене жүктемеде тартылатын токты өлшеудің өзіндік құралдары болуы керек екені тез арада белгілі болды. Бұған үш жол бар.

1. Ең қарапайым нұсқа - амперметрді оң немесе теріс кірісі бар серияға орналастыру.
2. Ең дәл нұсқа - вольтметрді резистор арқылы калибрленген кернеу токты көрсететін етіп қосу.
3. Ең арзан нұсқа - басқару тұтқасының артына сәйкес келетін қағаз таразысын жасау және оған калибрленген шкаланы белгілеу.

Мүмкін, кері қорғаныстың болмауы үлкен мәселе болуы мүмкін. Мосфеттің ішкі диоды шағын жүктеме қосулы ма, жоқ па, соны басқарады. Бұл мәселені шешудің тағы бірнеше нұсқалары бар:

1. Ең қарапайым және арзан әдіс диодты (немесе кейбір диодтарды параллель) кіріспен тізбектей қосу болады.
2. Неғұрлым қымбат нұсқасы - кері қорғауға салынған мосфет. Жарайды, бұл да ең қарапайым әдіс.
3. Ең күрделі нұсқа-полярлық дұрыс болған жағдайда ғана өткізетін серияға қарсы екінші мосфетті біріншіге қосу.

Мен түсіндім, кейде шын мәнінде қажет нәрсе - бұл үлкен қуатты кетіретін реттелетін қарсылық. Бұл үшін үлкен реостат сатып алудан әлдеқайда арзан осы схеманың модификациясын қолдануға болады. Сондықтан резистивті режимге ауысатын Tiny Load MK2 -ге назар аударыңыз!

Ақырғы ойлар Tiny Load өзі аяқталмай тұрып -ақ пайдалы екенін дәлелдеді және өте жақсы жұмыс істейді. Бірақ менде оны құрастыруда кейбір мәселелер болды, содан кейін метр мен «қосулы» индикаторы құнды жақсартулар болатынын түсіндім.