สุดยอดแล็บพาวเวอร์ซัพพลาย: 15 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

จากมุมมองของฉัน วิธีที่ดีที่สุดวิธีหนึ่งในการเริ่มต้นใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือการสร้างแหล่งจ่ายไฟในห้องปฏิบัติการของคุณเอง ในคำแนะนำนี้ฉันได้พยายามรวบรวมขั้นตอนที่จำเป็นทั้งหมดเพื่อให้ทุกคนสามารถสร้างของตนเองได้

ชิ้นส่วนทั้งหมดของชุดประกอบสามารถสั่งซื้อได้โดยตรงใน digikey, ebay, amazon หรือ aliexpress ยกเว้นวงจรมิเตอร์ ฉันทำแผงวงจรมิเตอร์แบบกำหนดเองสำหรับ Arduino ที่สามารถวัดได้ถึง 36V - 4A ด้วยความละเอียด 10mV - 1mA ที่สามารถใช้กับโครงการอื่นได้เช่นกัน

แหล่งจ่ายไฟมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด: 24V.
• กระแสไฟที่กำหนด: 3A
• แรงดันขาออก Ripple: 0.01% (ตามข้อกำหนดของชุดวงจรจ่ายไฟ)
• ความละเอียดในการวัดแรงดันไฟฟ้า: 10mV
• ความละเอียดในการวัดปัจจุบัน: 1mA
• โหมด CV และ CC
• การป้องกันกระแสเกิน
• การป้องกันแรงดันไฟเกิน

ขั้นตอนที่ 1: ไดอะแกรมชิ้นส่วนและสายไฟ

นอกเหนือจากรูปภาพ ฉันได้แนบไฟล์ WiringAndParts.pdf กับขั้นตอนนี้ เอกสารนี้จะอธิบายส่วนประกอบการทำงานทั้งหมด ซึ่งรวมถึงลิงก์การสั่งซื้อ แหล่งจ่ายไฟแบบตั้งโต๊ะ และวิธีการเชื่อมต่อ

แรงดันไฟหลักเข้ามาทางขั้วต่อแผง IEC (10) ที่มีตัวยึดแบบหลอมได้ในตัว มีสวิตช์ไฟที่แผงด้านหน้า (11) ที่จะตัดวงจรที่เกิดจากขั้วต่อ IEC ไปยังหม้อแปลงไฟฟ้า (9)

หม้อแปลง (9) เอาท์พุต 21VAC 21 VAC ไปที่วงจรจ่ายไฟโดยตรง (8) เอาต์พุตของวงจรจ่ายไฟ (8) ตรงไปยังขั้ว IN ของวงจรมิเตอร์ (5)

ขั้วต่อ OUT ของวงจรมิเตอร์ (5) เชื่อมต่อโดยตรงกับขั้วบวกและขั้วลบ (4) ของแหล่งจ่ายไฟ วงจรมิเตอร์วัดทั้งแรงดันและกระแส (ด้านสูง) และสามารถเปิดหรือปิดการเชื่อมต่อระหว่างขาเข้าและขาออกได้

สายเคเบิล โดยทั่วไปจะใช้สายเคเบิลเศษเหล็กที่คุณมีในบ้าน คุณสามารถตรวจสอบอินเทอร์เน็ตเพื่อหาเกจ AWG ที่เหมาะสมสำหรับ 3A ได้ แต่โดยทั่วไปแล้ว กฎง่ายๆ ที่ 4A/mm² ใช้งานได้ โดยเฉพาะกับสายเคเบิลแบบสั้น สำหรับการเดินสายแรงดันไฟหลัก (120V หรือ 230V) ให้ใช้สายแยกที่เหมาะสม 600V ในสหรัฐอเมริกา 750V ในยุโรป

ทรานซิสเตอร์แบบอนุกรมผ่านของวงจรจ่ายไฟ (Q4) (12) ต่อสายแทนการบัดกรีเพื่อให้ติดตั้งฮีทซิงค์ได้ง่าย (13)

โพเทนชิโอมิเตอร์ 10K ดั้งเดิมของวงจรจ่ายไฟถูกแทนที่ด้วยรุ่นหลายรอบ (7) ทำให้สามารถปรับแรงดันไฟขาออกและกระแสไฟได้อย่างแม่นยำ

บอร์ด Arduino ของวงจรมิเตอร์ใช้พลังงานจากสายแจ็ค (6) ที่มาจากวงจรจ่ายไฟ (8) บอร์ดจ่ายไฟได้รับการแก้ไขเพื่อรับ 12V แทน 24V

พินบวกของ CC LED จากวงจรจ่ายไฟเชื่อมต่อกับขั้วต่อโหมดของวงจรมิเตอร์ ซึ่งช่วยให้ทราบเมื่อจะแสดงโหมด CC หรือ CV

มีปุ่มสองปุ่มที่ต่อเข้ากับวงจรมิเตอร์ (3) ปุ่มปิด "สีแดง" จะตัดการเชื่อมต่อแรงดันไฟขาออก ปุ่มเปิด "สีดำ" เชื่อมต่อแรงดันไฟขาออกและรีเซ็ตข้อผิดพลาด OV หรือ OC

มีโพเทนชิโอมิเตอร์สองตัวที่ต่อเข้ากับวงจรมิเตอร์ (2) หนึ่งตั้งค่าเกณฑ์ OV และอีกชุดกำหนดเกณฑ์ OC โพเทนชิโอมิเตอร์เหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเป็นแบบมัลติเทิร์น ฉันใช้โพเทนชิโอมิเตอร์ดั้งเดิมจากวงจรจ่ายไฟแล้ว

จอแอลซีดีตัวอักษรและตัวเลขขนาด 20x4 I2C (1) ต่อสายเข้ากับวงจรมิเตอร์ แสดงข้อมูลปัจจุบันเกี่ยวกับแรงดันไฟขาออก กระแสไฟขาออก จุดตั้งค่า OV จุดตั้งค่า OC และสถานะ

ขั้นตอนที่ 2: ชุดวงจรจ่ายไฟ

ฉันซื้อชุดนี้ที่จัดอันดับเป็น 30V, 3A:

ฉันกำลังแนบคู่มือการประกอบที่พบในอินเทอร์เน็ตและรูปภาพของแผนผัง สั้น ๆ:

วงจรนี้เป็นแหล่งจ่ายไฟเชิงเส้น

Q4 และ Q2 เป็นอาร์เรย์ดาร์ลิงตันและสร้างทรานซิสเตอร์แบบอนุกรมผ่านซึ่งควบคุมโดยแอมพลิฟายเออร์ในการดำเนินงานเพื่อรักษาแรงดันและกระแสให้เป็นค่าที่ต้องการ

กระแสถูกวัดโดย R7 การเพิ่มความต้านทานนี้ที่ด้านต่ำทำให้กราวด์ของวงจรจ่ายไฟและกราวด์เอาต์พุตต่างกัน

วงจรจะขับ LED ที่จะเปิดขึ้นเมื่อเปิดโหมดกระแสคงที่

วงจรนี้รวมสะพาน Graeth เพื่อแก้ไขอินพุต AC อินพุต AC ยังใช้เพื่อสร้างแรงดันไบอัสเชิงลบเพื่อให้ถึง 0V

ไม่มีการป้องกันความร้อนในวงจรนี้ ดังนั้นการวัดขนาดที่เหมาะสมของฮีทซิงค์จึงมีความสำคัญมาก

วงจรนี้มีเอาต์พุต 24V สำหรับพัดลม "อุปกรณ์เสริม" ฉันได้เปลี่ยนตัวควบคุม 7824 ด้วยตัวควบคุม 7812 เพื่อรับ 12V สำหรับบอร์ด Arduino ของวงจรมิเตอร์

ฉันไม่ได้ประกอบ LED แต่ฉันใช้สัญญาณนี้เพื่อระบุวงจรมิเตอร์แทนว่าแหล่งจ่ายไฟอยู่ใน CC หรือ CV

ขั้นตอนที่ 3: การประกอบชุดวงจรจ่ายไฟ

ในวงจรนี้ทุกส่วนเป็นรู โดยทั่วไปแล้ว คุณต้องเริ่มด้วยสิ่งที่เล็กที่สุด

• ประสานตัวต้านทานทั้งหมด
• ประสานส่วนประกอบที่เหลือ
• ใช้คีมเมื่อนำไปสู่ไดโอดดัดเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกหัก
• งอสายนำของออปแอมป์ DIP8 TL081
• ใช้สารประกอบฮีทซิงค์ในการประกอบฮีทซิงค์

ขั้นตอนที่ 4: การออกแบบวงจรมิเตอร์และแผนผัง

วงจรนี้เป็นเกราะป้องกันสำหรับ Arduino UNO ที่เข้ากันได้กับรุ่น R3 ฉันได้ออกแบบพร้อมชิ้นส่วนต่างๆ ที่ Digikey.com

เอาต์พุตของชุดวงจรจ่ายไฟ vkmaker เชื่อมต่อกับขั้วต่อเทอร์มินัล IN และขั้วต่อ OUT จะไปที่เสาเชื่อมต่อของแหล่งจ่ายไฟโดยตรง

R4 เป็นตัวต้านทาน shunt ในรางบวกที่มีค่า 0.01ohm มีแรงดันตกตามสัดส่วนกับเอาต์พุตปัจจุบัน แรงดันไฟฟฉา R4 ถูกเชื่อมตจอโดยตรงกับ RS+ และ RS-pin ของ IC1 แรงดันตกคร่อมสูงสุดที่เอาต์พุตกระแสสูงสุดคือ 4A*0.01ohm = 40mV

R2, R3 และ C2 สร้างตัวกรอง ~15Hz เพื่อหลีกเลี่ยงเสียงรบกวน

IC1 เป็นแอมพลิฟายเออร์กระแสด้านสูง: MAX44284F มีพื้นฐานอยู่ในแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงานแบบสับซึ่งทำให้สามารถรับแรงดันออฟเซ็ตอินพุตต่ำมากได้ 10uV ที่สูงสุด 25ºC ที่ 1mA แรงดันตกคร่อมใน R4 คือ 10uV เท่ากับแรงดันออฟเซ็ตอินพุตสูงสุด

MAX44284F มีแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 50V/V ดังนั้นแรงดันเอาต์พุต สัญญาณ SI ที่กระแสสูงสุด 4A จะมีค่า 2V

แรงดันไฟฟ้าอินพุตโหมดทั่วไปสูงสุดของ MAX44284F คือ 36V ซึ่งจะจำกัดช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุตไว้ที่ 36V

R1 และ C1 สร้างตัวกรองเพื่อระงับสัญญาณที่ไม่ต้องการ 10KHz และ 20KHz ที่อาจปรากฏขึ้นเนื่องจากสถาปัตยกรรมของอุปกรณ์ ขอแนะนำในหน้า 12 ของแผ่นข้อมูล

R5, R6 และ R7 เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าอิมพีแดนซ์สูงที่ 0.05V/V R7 พร้อม C4 สร้างตัวกรอง ~5Hz เพื่อหลีกเลี่ยงเสียงรบกวน ตัวแบ่งแรงดันวางอยู่หลัง R4 เพื่อวัดแรงดันไฟขาออกจริงหลังจากแรงดันตกคร่อม

IC3 เป็นแอมพลิฟายเออร์สำหรับการดำเนินงาน MCP6061T ซึ่งเป็นตัวติดตามแรงดันไฟฟ้าเพื่อแยกตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าอิมพีแดนซ์สูง กระแสไบแอสอินพุตสูงสุดคือ 100pA ที่อุณหภูมิห้อง กระแสนี้ไม่สำคัญต่ออิมพีแดนซ์ของตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า ที่ 10mV แรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของ IC3 คือ 0.5mV ซึ่งมากกว่าแรงดันออฟเซ็ตอินพุตมาก: 150uV ที่ค่าสูงสุด

เอาต์พุตของสัญญาณ IC3, SV มีแรงดันไฟฟ้า 2V ที่แรงดันอินพุต 40V (สูงสุด 36V เนื่องจาก IC1) สัญญาณ SI และ SV เชื่อมต่อกับ IC2 IC2 คือ MCP3422A0, ซิกมาเดลต้า ADC แบบ dual channel I2C มีการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าภายใน 2.048V แรงดันไฟฟ้าที่เลือกได้ 1, 2, 4 หรือ 8V/V และจำนวนที่เลือกได้ 12, 14, 16 หรือ 18 บิต

สำหรับวงจรนี้ ฉันใช้อัตราขยายคงที่ที่ 1V/V และความละเอียดคงที่ที่ 14 บิต สัญญาณ SV และ SI ไม่ต่างกัน ดังนั้นขาลบของแต่ละอินพุตจะต้องต่อสายดิน นั่นหมายความว่าจำนวน LSB ที่มีอยู่กำลังจะเป็นครึ่งหนึ่ง

เนื่องจากแรงดันอ้างอิงภายในคือ 2.048V และจำนวน LSB ที่มีประสิทธิผลคือ 2^13 ค่า ADC จะเป็น: 2LSB ต่อ 1mA แต่ละตัวในกรณีของกระแสและ 1LSB ต่อ 5mV แต่ละตัวในกรณีของแรงดันไฟฟ้า

X2 เป็นตัวเชื่อมต่อสำหรับปุ่มกด ON R11 ป้องกันไม่ให้อินพุตพิน Arduino ปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต และ R12 เป็นตัวต้านทานแบบดึงขึ้นที่ทำให้ 5V เมื่อไม่ได้กด และ ~0V เมื่อกด สัญญาณ I_ON

X3 เป็นตัวเชื่อมต่อสำหรับปุ่มกด OFF R13 ป้องกันอินพุตพินของ Arduino จากการคายประจุไฟฟ้าสถิต และ R14 เป็นตัวต้านทานแบบดึงขึ้นที่ทำให้ 5V เมื่อไม่ได้กด และ ~0V เมื่อกด สัญญาณ I_OFF

X5 เป็นคอนเนคเตอร์สำหรับโพเทนชิออมิเตอร์ชุดป้องกันกระแสเกิน R15 ป้องกันไม่ให้ขาอินพุต Arduino ปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต และ R16 ป้องกันราง +5V จากการลัดวงจร สัญญาณ A_OC

X6 เป็นคอนเนคเตอร์สำหรับโพเทนชิออมิเตอร์แบบตั้งจุดป้องกันแรงดันไฟเกิน R17 ป้องกันไม่ให้ขาอินพุต Arduino ปล่อยประจุไฟฟ้าสถิต และ R18 ป้องกันราง +5V จากการลัดวงจร สัญญาณ A_OV

X7 เป็นอินพุตภายนอกที่ใช้เพื่อรับกระแสคงที่หรือโหมดแรงดันคงที่ของแหล่งจ่ายไฟ เนื่องจากสามารถมีแรงดันไฟฟ้าอินพุตได้หลายแบบ จึงสร้างโดยใช้ Q2, R19 และ R20 เป็นตัวเปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้า สัญญาณ I_MOD

X4 เป็นตัวเชื่อมต่อของ LCD ภายนอก มันเป็นเพียงการเชื่อมต่อของสาย 5V, GND และ I2C SCL-SDA

เส้น I2C, SCL และ SDA ใช้ร่วมกันโดย IC2 (ADC) และ LCD ภายนอก โดย R9 และ R10 จะดึงขึ้น

R8 และ Q1 เป็นไดรเวอร์ของรีเลย์ K1 K1 เชื่อมต่อแรงดันเอาต์พุตเมื่อขับเคลื่อน ด้วย 0V ใน -CUT รีเลย์จะไม่ได้รับพลังงาน และด้วย 5V ใน -CUT รีเลย์จะถูกจ่ายไฟ D3 เป็นไดโอดล้ออิสระเพื่อระงับแรงดันลบเมื่อตัดแรงดันของคอยล์รีเลย์

Z1 เป็นตัวป้องกันแรงดันไฟชั่วคราวที่มีแรงดันไฟระบุ 36V

ขั้นตอนที่ 5: วงจรมิเตอร์ PCB

ฉันใช้ Eagle เวอร์ชันฟรีสำหรับทั้งแผนผังและ PCB PCB มีความหนา 1.6 การออกแบบสองด้านที่มีระนาบกราวด์แยกต่างหากสำหรับวงจรแอนะล็อกและวงจรดิจิตอล การออกแบบค่อนข้างเรียบง่าย ฉันได้ไฟล์ dxf จากอินเทอร์เน็ตพร้อมสำหรับมิติเค้าร่างและตำแหน่งของขั้วต่อพิน Arduino

ฉันกำลังโพสต์ไฟล์ต่อไปนี้:

• ไฟล์อินทรีดั้งเดิม: 00002A.brd และ 00002A.sch
• ไฟล์ Gerber: 00002A.zip
• และ BOM(Bill Of Materials) + คู่มือการประกอบ: BOM_Assemby.pdf

ฉันสั่ง PCB ไปที่ PCBWay (www.pcbway.com) ราคาต่ำอย่างน่าอัศจรรย์: $ 33 รวมค่าจัดส่งสำหรับ 10 แผงที่มาถึงในเวลาน้อยกว่าหนึ่งสัปดาห์ ฉันสามารถแบ่งปันกระดานที่เหลือกับเพื่อน ๆ หรือใช้ในโปรเจกต์อื่น ๆ

มีข้อผิดพลาดในการออกแบบ ฉันใส่ผ่านการแตะซิลค์สกรีนในตำนาน 36V

ขั้นตอนที่ 6: การประกอบวงจรมิเตอร์

แม้ว่าชิ้นส่วนส่วนใหญ่จะเป็นแบบ SMT ในบอร์ดนี้ แต่ก็สามารถประกอบกับหัวแร้งธรรมดาได้ ฉันเคยใช้ Hakko FX888D-23BY แหนบปลายละเอียด ไส้ตะเกียงบัดกรี และหัวแร้ง 0.02

• หลังจากได้รับชิ้นส่วนแล้ว ความคิดที่ดีที่สุดคือการจัดเรียงพวกมัน ฉันได้จัดเรียงตัวเก็บประจุและตัวต้านทานและเย็บถุง
• ขั้นแรกให้ประกอบชิ้นส่วนเล็กๆ โดยเริ่มจากตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ
• ประกอบ R4 (0R1) โดยเริ่มจากหนึ่งในสี่ลีด
• บัดกรีชิ้นส่วนที่เหลือ โดยทั่วไปสำหรับ SOT23, SOIC8 ฯลฯ วิธีที่ดีที่สุดคือใช้บัดกรีในแผ่นเดียวก่อน ประสานส่วนนั้นเข้าที่ จากนั้นบัดกรีตะกั่วที่เหลือ บางครั้งประสานสามารถรวมแผ่นหลายแผ่นเข้าด้วยกัน ในกรณีนี้คุณสามารถใช้ฟลักซ์และไส้ตะเกียงบัดกรีเพื่อเอาบัดกรีและทำความสะอาดช่องว่าง
• ประกอบส่วนประกอบอื่นๆ ของรูทะลุ

ขั้นตอนที่ 7: รหัส Arduino

ฉันได้แนบไฟล์ DCmeter.ino โปรแกรมทั้งหมดรวมอยู่ในไฟล์นี้ ยกเว้นไลบรารี LCD “LiquidCrystal_I2C” โค้ดนี้สามารถปรับแต่งได้อย่างมาก โดยเฉพาะรูปร่างของแถบความคืบหน้าและข้อความที่แสดง

เนื่องจากโค้ด Arduino ทั้งหมดมีฟังก์ชัน setup() ที่ดำเนินการในครั้งแรกและฟังก์ชัน loop() จะทำงานอย่างต่อเนื่อง

ฟังก์ชันการตั้งค่าจะกำหนดค่าการแสดงผล รวมถึงอักขระพิเศษสำหรับแถบแสดงความคืบหน้า โดยจะเริ่มต้นเครื่องสถานะ MCP4322 และตั้งค่ารีเลย์และไฟหลังจอ LCD เป็นครั้งแรก

ไม่มีการขัดจังหวะ ในการวนซ้ำแต่ละครั้ง ฟังก์ชันลูปทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:

รับค่าของสัญญาณอินพุตทั้งหมด I_ON, I_OFF, A_OC, A_OV และ I_MOD I_ON และ I_OFF ถูกดีบัก A_OC และ A_OV อ่านโดยตรงจาก ADC ของ Arduino และกรองโดยใช้ค่ามัธยฐานของการวัดสามครั้งล่าสุด I_MOD สามารถอ่านได้โดยตรงโดยไม่ทำให้เสียเปรียบ

ควบคุมเวลาเปิดของไฟแบ็คไลท์

ดำเนินการเครื่องสถานะ MCP3422 แต่ละ 5ms จะสำรวจ MCP3422 เพื่อดูว่าการแปลงครั้งล่าสุดเสร็จสิ้นหรือไม่ และหากเป็นเช่นนั้นจะเริ่มในครั้งถัดไป จะได้รับค่าของแรงดันและกระแสที่เอาต์พุตอย่างต่อเนื่อง

หากมีค่าสดของแรงดันไฟขาออกและกระแสไฟจากเครื่องสถานะ MCP3422 ให้อัปเดตสถานะของแหล่งจ่ายไฟตามการวัดและอัปเดตจอแสดงผล

มีการใช้งานบัฟเฟอร์สองเท่าเพื่อการอัพเดตจอแสดงผลที่รวดเร็วยิ่งขึ้น

มาโครต่อไปนี้สามารถปรับได้สำหรับโครงการอื่น:

MAXVP: OV สูงสุดในหน่วย 1/100V

MAXCP: OC สูงสุดในหน่วย 1/1000A

DEBOUNCEHARDNESS: จำนวนการวนซ้ำที่มีค่าต่อเนื่องกันเพื่อเดาว่าถูกต้องสำหรับ I_ON และ I_OFF

LCD4x20 หรือ LCD2x16: การรวบรวมสำหรับจอแสดงผล 4x20 หรือ 2x16 ตัวเลือก 2x16 ยังไม่ได้ใช้งาน

การใช้งาน 4x20 แสดงข้อมูลต่อไปนี้: ในแถวแรก แรงดันไฟขาออกและกระแสไฟขาออก ในแถวที่สอง แถบความคืบหน้าแสดงค่าเอาต์พุตที่สัมพันธ์กับจุดตั้งค่าการป้องกันสำหรับทั้งแรงดันและกระแส ในแถวที่สาม ค่ากำหนดปัจจุบันสำหรับการป้องกันแรงดันไฟเกินและการป้องกันกระแสเกิน ในแถวที่สี่ สถานะปัจจุบันของแหล่งจ่ายไฟ: เปิด CC (เปิดในโหมดกระแสคงที่), เปิด CV (เปิดในโหมดแรงดันคงที่), ปิด, ปิด OV (ปิดแสดงว่าแหล่งจ่ายไฟดับเนื่องจาก OV), OC OFF (ปิดแสดงว่าแหล่งจ่ายไฟดับเนื่องจาก OC)

ฉันทำไฟล์นี้เพื่อออกแบบตัวอักษรของแถบความคืบหน้า:

ขั้นตอนที่ 8: ปัญหาด้านความร้อน

การใช้ฮีทซิงค์ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญมากในชุดประกอบนี้ เนื่องจากวงจรจ่ายไฟไม่ได้ป้องกันความร้อนสูงเกินไปด้วยตัวเอง

ตามเอกสารข้อมูล ทรานซิสเตอร์ 2SD1047 มีจุดต่อความต้านทานความร้อนของเคสที่ Rth-j, c = 1.25ºC/W

ตามเว็บเครื่องคิดเลขนี้: https://www.myheatsinks.com/calculate/thermal-resi… ความต้านทานความร้อนของฮีทซิงค์ที่ฉันซื้อคือ Rth-hs อากาศ = 0.61ºC/W ฉันจะถือว่าค่าจริงต่ำกว่าเพราะฮีทซิงค์ติดอยู่กับเคสและสามารถระบายความร้อนด้วยวิธีนั้นได้เช่นกัน

ตามที่ผู้ขายในอีเบย์บอก ค่าการนำความร้อนของแผ่นแยกที่ฉันซื้อคือ K = 20.9W/(mK) ด้วยความหนา 0.6 มม. ความต้านทานความร้อนคือ R = L/K = 2.87e-5(Km2)/W ดังนั้น เคสต้านทานความร้อนกับฮีทซิงค์ของตัวแยกสำหรับพื้นผิว 15 มม. x 15 มม. ของ 2SD1047 คือ: Rth-c, hs = 0.127ºC/W คุณสามารถค้นหาคำแนะนำสำหรับการคำนวณเหล่านี้ได้ที่นี่:

กำลังสูงสุดที่อนุญาตสำหรับ 150ºC ที่ทางแยกและ 25ºC ในอากาศคือ: P = (Tj - Ta) / (Rth-j, c + Rth-hs, air + Rth-c, hs) = (150 - 25) / (1.25 + 0.61 + 0.127) = 63W

แรงดันไฟขาออกของหม้อแปลงไฟฟ้าคือ 21VAC ที่โหลดเต็มที่ ทำให้เฉลี่ย 24VDC หลังจากไดโอดและการกรอง ดังนั้นการกระจายสูงสุดจะเป็น P = 24V * 3A = 72W เมื่อพิจารณาว่าความต้านทานความร้อนของฮีทซิงค์ลดลงเล็กน้อยเนื่องจากการกระจายตัวของเคสโลหะ ฉันคิดว่ามันเพียงพอแล้ว

ขั้นตอนที่ 9: สิ่งที่แนบมา

ตัวเครื่องรวมถึงการขนส่งเป็นส่วนที่แพงที่สุดของแหล่งจ่ายไฟ ฉันพบโมเดลนี้ใน ebay จาก Cheval ซึ่งเป็นผู้ผลิตของ Thay: https://www.chevalgrp.com/standalone2.php อันที่จริงผู้ขายอีเบย์มาจากประเทศไทย

กล่องนี้คุ้มราคามาก แพ็คของมาดีมาก

ขั้นตอนที่ 10: การใช้กลไกแผงด้านหน้า

ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการใช้เครื่องจักรและการแกะสลักแผงด้านหน้าคือการใช้เราเตอร์แบบนี้ https://shop.carbide3d.com/products/shapeoko-xl-k… หรือทำฝาพลาสติกแบบกำหนดเองด้วย PONOKO เป็นต้น แต่เนื่องจากฉันไม่มีเราเตอร์และไม่ต้องการใช้เงินจำนวนมาก ฉันจึงตัดสินใจทำให้มันเป็นแบบเก่า: การตัด ตัดแต่งไฟล์ และใช้จดหมายโอนสำหรับข้อความ

ฉันได้แนบไฟล์ Inkscape ด้วยลายฉลุ: frontPanel.svg

• ตัดลายฉลุ
• ปิดแผงด้วยเทปจิตรกร
• กาวลายฉลุกับเทปจิตรกร ฉันเคยใช้แท่งกาว
• ทำเครื่องหมายตำแหน่งของการฝึกซ้อม
• เจาะรูเพื่อให้ fret saw หรือใบเลื่อยตัดไม้เข้าไปในรอยตัดภายใน
• ตัดรูปทรงทั้งหมด
• ตัดแต่งด้วยไฟล์. ในกรณีของรูกลมสำหรับโพเทนชิโอมิเตอร์และเสายึด ไม่จำเป็นต้องใช้เลื่อยก่อนทำการยื่น ในกรณีของช่องแสดงผล การตัดแต่งไฟล์จะต้องดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพราะจะมองเห็นขอบนี้
• ลอกลายฉลุและเทปจิตรกรออก
• ทำเครื่องหมายตำแหน่งของข้อความด้วยดินสอ
• โอนจดหมาย.
• ลบเครื่องหมายดินสอด้วยยางลบ

ขั้นตอนที่ 11: การใช้กลไก Back Pannel

• ทำเครื่องหมายตำแหน่งของฮีทซิงค์ รวมทั้งรูสำหรับทรานซิสเตอร์กำลังและตำแหน่งของสกรูยึด
• ทำเครื่องหมายรูสำหรับเข้าถึงฮีทซิงค์จากด้านในของกล่องจ่ายไฟ ฉันใช้ฉนวนเป็นข้อมูลอ้างอิง
• ทำเครื่องหมายรูสำหรับขั้วต่อ IEC
• เจาะโครงร่างของรูปร่าง
• เจาะรูสำหรับสกรู
• ตัดรูปทรงด้วยคีมตัด
• ตัดแต่งรูปร่างด้วยไฟล์

ขั้นตอนที่ 12: การประกอบแผงด้านหน้า

• ดึงสายเคเบิลมัลติคอนดักเตอร์ออกจากเศษเหล็กเพื่อรับสายเคเบิล
• สร้างแอสเซมบลี LCD บัดกรี I2C กับอินเทอร์เฟซแบบขนาน
• สร้าง “ตัวเชื่อมต่อโมเล็กซ์” สายไฟและส่วนประกอบท่อแบบหดได้สำหรับ: โพเทนชิโอมิเตอร์ ปุ่มกด และ LCD ลบส่วนที่ยื่นออกมาในโพเทนชิโอมิเตอร์
• ถอดวงแหวนตัวชี้ของลูกบิด
• ตัดแกนของโพเทนชิโอมิเตอร์ให้ได้ขนาดของลูกบิด ฉันใช้กระดาษแข็งเป็นเกจ
• แนบปุ่มกดและปุ่มเปิดปิด
• ประกอบโพเทนชิโอมิเตอร์และติดตั้งลูกบิด โพเทนชิโอมิเตอร์แบบหมุนหลายรอบที่ฉันซื้อมามีเพลาขนาด ¼ นิ้ว และรุ่นหมุนรอบเดียวมีเพลาขนาด 6 มม. ฉันใช้แหวนรองเป็นตัวเว้นระยะเพื่อตัดระยะห่างของโพเทนชิโอมิเตอร์
• ขันเสาผูก
• ติดเทปกาวสองหน้าใน LCD แล้วติดบนแผง
• ประสานสายไฟบวกและลบเข้ากับเสายึด
• ประกอบขั้วต่อ GND เข้ากับเสายึดสีเขียว

ขั้นตอนที่ 13: การประกอบแผงด้านหลัง

• ขันฮีทซิงค์ไปที่แผงด้านหลัง แม้ว่าสีจะเป็นตัวแยกความร้อน แต่ฉันได้ใส่จาระบีฮีทซิงค์เพื่อเพิ่มการถ่ายเทความร้อนจากฮีทซิงค์ไปยังตัวเครื่อง
• ประกอบขั้วต่อ IEC
• จัดตำแหน่งตัวเว้นระยะกาวโดยใช้วงจรชุดจ่ายไฟ
• ขันสกรูทรานซิสเตอร์กำลังและฉนวน ต้องมีจาระบีระบายความร้อนในแต่ละพื้นผิว
• ประกอบ 7812 เพื่อจ่ายไฟให้กับ Arduino โดยหันไปทางเคสเพื่อให้สามารถระบายความร้อนได้โดยใช้สกรูตัวใดตัวหนึ่งที่ยึดฮีทซิงค์ ฉันควรใช้เครื่องซักผ้าพลาสติกแบบนี้ https://www.ebay.com/itm/100PCS-TO-220-Transistor-… แต่ฉันลงเอยด้วยการใช้ฉนวนเดียวกันกับทรานซิสเตอร์กำลังและชิ้นส่วนที่งอของเคส
• ต่อสายไฟทรานซิสเตอร์และ 7812 เข้ากับวงจรจ่ายไฟ

ขั้นตอนที่ 14: การประกอบขั้นสุดท้ายและการเดินสายไฟ

• ทำเครื่องหมายและเจาะรูสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้า
• ประกอบหม้อแปลง.
• ติดขากาวของตัวเครื่อง
• ติดวงจรมิเตอร์ DC โดยใช้สเปเซอร์กาว
• ขูดสีเพื่อขันน็อต GND
• สร้างชุดประกอบสายไฟหลัก ขั้วต่อทั้งหมดเป็นแบบ Faston 3/16” ฉันใช้ท่อหดเพื่อแยกส่วนปลาย
• ตัดส่วนหน้าของตัวยึดกล่องหุ้มทางด้านขวาเพื่อให้มีที่ว่างสำหรับปุ่มกดเปิดปิด
• ต่อสายไฟทั้งหมดตามคู่มือการประกอบ
• ติดตั้งฟิวส์ (1A)
• ใส่โพเทนชิออมิเตอร์แรงดันไฟขาออก (โพเทนชิออมิเตอร์ VO) ไปที่ค่า CCW ต่ำสุด และปรับแรงดันเอาต์พุตให้ใกล้เคียงที่สุดกับศูนย์โวลต์โดยใช้โพเทนชิออมิเตอร์แบบปรับละเอียดหลายรอบของวงจรจ่ายไฟ vkmaker
• ประกอบตู้.

ขั้นตอนที่ 15: การปรับปรุงและการทำงานเพิ่มเติม

การปรับปรุง

• ใช้แหวนรองแบบปลูกเพื่อหลีกเลี่ยงสกรูหลวมจากการสั่นสะเทือน โดยเฉพาะการสั่นสะเทือนจากหม้อแปลงไฟฟ้า
• ทาสีแผงด้านหน้าด้วยวานิชโปร่งใสเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวอักษรถูกเช็ดออก

การทำงานเพิ่มเติม:

• เพิ่มขั้วต่อ usb ดังนี้: https://www.ebay.com/itm/Switchcraft-EHUUSBBABX-USB-… ในแผงด้านหลัง มีประโยชน์สำหรับการอัพเกรดโค้ดโดยไม่ต้องถอดประกอบหรือสำหรับทำ ATE ขนาดเล็กที่ควบคุมฟังก์ชั่นเปิดปิด รับสถานะและการวัดโดยใช้พีซี
• ทำการรวบรวมโค้ด LCD 2x16
• สร้างวงจรจ่ายไฟใหม่ แทนที่จะใช้ชุด vkmaker ด้วยการควบคุมแบบดิจิตอลของแรงดันไฟขาออกและกระแสไฟ
• ทำการทดสอบที่เพียงพอเพื่อกำหนดลักษณะของแหล่งจ่ายไฟ

รางวัลชนะเลิศการประกวดพาวเวอร์ซัพพลาย