Жижиг ачаалал - Тогтмол гүйдлийн ачаалал: 4 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Би өөрийгөө вандан санд PSU -г хөгжүүлж байсан бөгөөд эцэст нь ачааллыг хэрхэн яаж гүйцэтгэж байгааг харахыг хүссэн юм. Дэйв Жонсын маш сайн видеог үзэж, интернетийн бусад хэдэн эх сурвалжийг үзсэний дараа би Tiny Load -ийг олсон. Энэ нь тохируулж болох тогтмол гүйдлийн ачаалал бөгөөд 10 ампер орчим ажиллах чадвартай байх ёстой. Хүчдэл ба гүйдэл нь гаралтын транзисторын үнэлгээ ба радиаторын хэмжээгээр хязгаарлагддаг.

Үнэхээр ухаалаг загварууд байгаа гэж хэлэх ёстой. Tiny Load нь үнэхээр энгийн бөгөөд энгийн, Дэйвийн дизайны бага зэрэг өөрчлөлттэй боловч ажиллах чадвартайгаасаа илүү шүүс авахгүй л бол psu -ийг туршихад шаардагдах хүчийг алдсаар байх болно.

Tiny Load нь гүйдлийн тоолуур хавсаргаагүй боловч та гадаад амперметрийг холбож эсвэл эсэргүүцлийн эсэргүүцлийн хүчдэлийг хянах боломжтой.

Би хийснийхээ дараа загварыг бага зэрэг өөрчилсөн тул энд танилцуулсан хувилбарт LED асаалттай байгаа бөгөөд асаахад илүү тохиромжтой pcb загвар байгаа гэдгийг танд хэлэх болно.

Схем ба ПХБ -ийн байршлыг энд PDF файл болон JPEG зураг хэлбэрээр толилуулж байна.

Алхам 1: Үйл ажиллагааны зарчим

Цахим зарчмуудыг төдийлөн сайн мэддэггүй хүмүүсийн хувьд хэлхээ хэрхэн ажилладаг талаар тайлбарыг энд оруулав. Хэрэв энэ бүхэн танд сайн мэдэгдэж байгаа бол алгасах хэрэггүй!

Tiny Load-ийн зүрх нь LM358 хос оп-өсгөгч бөгөөд ачаанд урсаж буй гүйдлийг таны тогтоосон утгатай харьцуулдаг. Оп-ампер нь гүйдлийг шууд илрүүлж чаддаггүй тул гүйдлийг хүчдэл болгон хувиргадаг бөгөөд үүнийг гүйдлийн мэдрэгч резистор гэж нэрлэдэг R3 резистороор тодорхойлдог. R3 -д гүйдэг өсгөгч бүрт 0.1 вольт үйлдвэрлэдэг. Үүнийг Омын хууль, V = I*R харуулав. R3 нь үнэхээр бага утга учир 0.1 ом -т хэт халахгүй (тархах хүчийг I²R өгдөг).

Таны тохируулсан утга нь лавлагааны хүчдэлийн хэсэг юм. Дахин хэлэхэд op -amp нь гүйдлийг илрүүлж чадахгүй байгаа тул хүчдэлийг ашигладаг. Лавлах хүчдэлийг 2 диод цувралаар үйлдвэрлэдэг. Цахилгаан гүйдэл дамжих үед диод бүр 0.65 вольтын хүчдэлтэй болно. Энэ утгын хоёр талд ихэвчлэн 0.1 вольт хүртэл байдаг энэ хүчдэл нь цахиурын p-n уулзваруудын өвөрмөц шинж чанар юм. Тиймээс лавлах хүчдэл нь ойролцоогоор 1.3 вольт байна. Энэ нь нарийвчлалтай багаж биш тул энд маш нарийвчлалтай байх шаардлагагүй болно. Диодууд гүйдэлээ резистороор дамжуулдаг. батерейнд холбогдсон. Ачааллыг хамгийн ихдээ 10 амперт тохируулахын тулд жишиг хүчдэл бага зэрэг өндөр байдаг тул гаралтын хүчдэлийг тохируулдаг потенциометрийг хүчдэлийг бага зэрэг бууруулдаг 3 к эсэргүүцэлтэй холбоно.

Лавлагааны болон одоогийн мэдрэгч резисторыг хооронд нь холбож, оп-өсгөгчийн тэг вольтын холболттой холбогдсон тул оп-өсгөгч нь хоёр утгын ялгааг илрүүлж, гаралтыг тохируулж, ялгааг тэг рүү ойртуулна. Энд ашиглагддаг гол дүрэм бол op-amp нь гаралтыг тохируулахыг хичээдэг бөгөөд ингэснээр хоёр оролт нь ижил хүчдэлтэй байдаг.

Дуу чимээг арилгахын тулд батерейг холбосон электролитийн конденсатор байдаг бөгөөд энэ нь оп-өсгөгчийн тэжээлд ордог. Диодын хооронд холбосон өөр нэг конденсатор байдаг бөгөөд тэдгээрийн үүсгэж буй дуу чимээг намжаадаг.

Tiny Load -ийн бизнесийн төгсгөлийг MOSFET (Металл исэл хагас дамжуулагч талбайн эффект транзистор) бүрдүүлдэг. Энэ нь миний хогийн хайрцагт байсан бөгөөд энэ зорилгоор хангалттай хүчдэл, гүйдлийн зэрэглэлтэй байсан тул би үүнийг сонгосон боловч хэрэв та шинэ төхөөрөмж худалдаж авах юм бол илүү тохиромжтой төхөөрөмж олох болно.

Мосфет нь хувьсах резистор шиг ажилладаг бөгөөд ус зайлуулах хоолой нь туршихыг хүсч буй тэжээлийнхээ + талд, эх үүсвэр нь R3 -тэй холбогддог бөгөөд үүгээр дамжуулахыг хүсч буй тэжээлийн эх үүсвэрт холбогддог бөгөөд хаалга нь холбогдсон байдаг. op-amp-ийн гаралт руу. Хаалга дээр хүчдэл байхгүй үед мосфет нь ус зайлуулах суваг ба эх үүсвэрийн хооронд нээлттэй хэлхээний үүрэг гүйцэтгэдэг боловч тодорхой утгаас ("босго" хүчдэл) дээш хүчдэл хэрэглэвэл тэр дамжуулж эхэлдэг. Хаалганы хүчдэлийг хангалттай дээшлүүлснээр түүний эсэргүүцэл маш бага болно.

Тиймээс оп-өсгөгч нь хаалганы хүчдэлийг R3-ээр дамжуулж буй гүйдэл нь потенциометрийг эргүүлснээр таны тогтоосон жишиг хүчдэлтэй бараг тэнцүү хүчдэл үүсгэдэг түвшинд байлгадаг.

Мосфет нь резистор шиг ажилладаг тул хүчдэл, гүйдэл дамжин өнгөрдөг бөгөөд энэ нь дулааны хэлбэрээр хүчийг сарниулахад хүргэдэг. Энэ дулаан хаа нэг газар очих ёстой, эс тэгвээс энэ нь транзисторыг маш хурдан устгах болно, тиймээс энэ нь халаагч руу бэхлэгддэг. Дулаан дамжуулагчийн хэмжээг тооцоолох математик нь энгийн боловч жаахан харанхуй, нууцлаг боловч хагас дамжуулагчийн уулзвараас гаднах агаар руу хэсэг бүрээр дамжин өнгөрөх дулаан дамжуулалт, хүлээн зөвшөөрөгдөх температурын өсөлтөд саад болох янз бүрийн дулааны эсэргүүцэл дээр суурилдаг. Тиймээс та уулзвараас транзисторын хайрцаг, хайрцгаас халаагуур хүртэл, мөн хөргөгчөөр дамжин агаарт дамжих дулааны эсэргүүцэлтэй байх ба эдгээрийг нийт дулааны эсэргүүцэлд нэмнэ. Үүнийг ° C/W -д өгдөг тул тарааж буй ватт бүрийн хувьд температур тэр хэмжээгээр нэмэгдэх болно. Үүнийг орчны температурт нэмээд хагас дамжуулагчийн уулзвар ажиллах температурыг авна.

Алхам 2: Эд анги, багаж хэрэгсэл

Би Tiny Load -ийг ихэвчлэн хогийн хайрцагны эд анги ашиглан бүтээсэн тул энэ нь жаахан дур зоргоороо юм!

ПХБ -ийг SRBP (FR2) -ээр хийсэн бөгөөд энэ нь хямд байсан тул надад байдаг. Энэ нь 1oz зэсээр бүрсэн бөгөөд диод, конденсатор, мосфет нь хуучирсан бөгөөд оп-өсгөгч нь хямд байсан тул би өмнө нь худалдаж авсан 10 багцуудын нэг юм. Зардал бол smd төхөөрөмжийг ашиглах цорын ганц шалтгаан юм - 10 smd төхөөрөмж нь нэг цооногоор дамжуулахтай ижил үнэтэй байдаг.

• 2 x 1N4148 диод. Хэрэв та илүү их гүйдэл ачаалахыг хүсч байвал илүү ихийг ашиглаарай.
• MOSFET транзистор, би BUK453 -ийг ашигласан, учир нь ийм зүйл надад тохиолдсон, гэхдээ дуртай зүйлээ сонгоорой, одоогийн үнэлгээ нь 10А -аас дээш байвал босго хүчдэл ойролцоогоор 5 в -оос доогуур, Vds нь таны хүлээж буй дээд хэмжээнээс өндөр байна. үүнийг ашиглах, энэ нь зүгээр байх ёстой. Шилжүүлэхээс илүү шугаман хэрэглээнд зориулагдсан нэгийг сонгохыг хичээгээрэй.
• 10 к потенциометр. Би энэ үнэ цэнийг сонгосон, учир нь энэ нь надад тохиолдсон зүйл юм. Ижил зүү зайтай хүмүүс өргөн хэрэглэгддэг боловч бэхэлгээний бэхэлгээний талаар сайн мэдэхгүй байна. Үүний тулд та самбарын зохион байгуулалтыг өөрчлөх шаардлагатай болж магадгүй юм.
• Потенциометрийг тохируулах товчлуур
• 3к эсэргүүцэл. 3.3k ч мөн адил ажиллах ёстой. Хэрэв та үзүүлсэн 2 диодын лавлагааны тусламжтайгаар илүү их гүйдэл ачаалахыг хүсч байвал бага утгыг ашиглана уу.
• LM358 op-amp. Үнэн хэрэгтээ төмөр замаас төмөр зам хүртэлх ганц нийлүүлэлт энэ ажлыг хийх ёстой.
• 22k эсэргүүцэл
• 1k эсэргүүцэл
• 100nF конденсатор. Энэ бол үнэхээр керамик байх ёстой, гэхдээ би хальс ашиглаж байсан
• 100uF конденсатор. Хамгийн багадаа 10 В хүчдэлтэй байх шаардлагатай
• 0.1 ом эсэргүүцэл, хамгийн бага үнэлгээ 10 Вт. Миний ашигласан хэмжээ нь хэтэрхий том байсан бөгөөд энд өртөг нь давамгайлах хүчин зүйл болсон юм. 25 Вт 0.1 ом эсэргүүцэлтэй металлаар хийсэн резистор нь зохих үнэлгээтэй төрлөөс хямд байв. Хачирхалтай боловч үнэн.
• Хөргөгч - хуучин CPU -ийн радиатор сайн ажилладаг бөгөөд хэрэв танд хэрэгтэй бол сэнс хавсаргах зориулалттай.
• Дулаан халаагчийн нэгдэл. Керамик дээр суурилсан нэгдлүүд металаас илүү сайн ажилладаг болохыг би мэдсэн. Би өөрт тохиолдож байсан Arctic Cooling MX4 -ийг ашигласан. Энэ нь сайн ажилладаг, хямд бөгөөд та маш их зүйлийг авах болно!
• Хаалтанд зориулсан хөнгөн цагаан жижиг хэсэг
• Жижиг эрэг, самар
• жижиг слайд унтраалга

Алхам 3: Барилга

Би өчүүхэн ачааг хогны хайрцаг эсвэл маш хямд эд ангиар хийсэн

Хөргөгч нь пентий үеийн хуучин CPU -ийн радиатор юм. Дулааны эсэргүүцэл гэж юу болохыг би мэдэхгүй, гэхдээ энэ гарын авлагын доод талд байгаа зургуудыг үндэслэн 1 эсвэл 2 ° C/W орчим байна гэж бодож байна: https://www.giangrandi.ch/electronics/thcalc/ thcalc … хэдийгээр туршлага нь одоо үүнээс хамаагүй дээр гэдгийг санал болгож байна.

Би радиаторын дунд цооног өрөмдөж, тогшоод транзисторыг MX4 дулааны нэгдлээр холбож, бэхэлгээний боолтыг шууд цооног руу шургуулав. Хэрэв танд нүх цоолох хэрэгсэл байхгүй бол арай томоор өрөмдөж самар ашиглаарай.

Эхэндээ би үүнийг 20 ватт зарцуулалтаар хязгаарлах болно гэж бодож байсан боловч 75W ба түүнээс дээш хүчдэлд ажиллуулж байсан, маш халуун байсан ч ашиглахад тийм ч халуун биш хэвээр байна. Хөргөх сэнс хавсаргасан тохиолдолд энэ нь илүү өндөр байх болно.

Одоогийн мэдрэгч резисторыг самбар дээр бэхлэх шаардлагагүй, гэхдээ хэрэв та ямар нэгэн зүйл боолт хийж чадахгүй бол боолтны нүхтэй байх нь ямар утга учиртай вэ? Би резисторыг самбар дээр холбохын тулд зарим цахилгаан ажлаас үлдсэн зузаан утаснуудын жижиг хэсгүүдийг ашигласан.

Цахилгаан унтраалга нь хуучирсан тоглоомноос ирсэн. Би pcb дээрээ нүхний зайг буруу оруулсан, гэхдээ хэрэв та ижил төрлийн SPDT унтраалгатай бол pcb -ийн энд байрлуулсан зай нь таарч байх ёстой. Анхны загварт LED оруулаагүй болно. асаасан боловч энэ нь тэнэг алдаа гэдгийг ойлгосон тул би үүнийг нэмж оруулав.

Зузаан замууд нь 1oz зэс бүрсэн хавтангаар 10 амперт хангалттай зузаан биш тул зэс утсаар бэхэлсэн байдаг. Төмөр зам бүр нь 0.5 мм хэмжээтэй зэс утсыг тойруулан байрлуулж, хооронд нь холбосон богино холболтыг эс тооцвол газрын хавтгайд их хэмжээний бөөгнөрөл нэмж өгдөг. Нэмсэн утас нь мосфет ба эсэргүүцлийн голтой шууд холбогддог эсэхийг шалгаарай.

Би тонер дамжуулах аргыг ашиглан pcb хийсэн. Энэ талаар маш олон тооны ном зохиолууд байгаа тул би үүнд орохгүй, гэхдээ үндсэн зарчим бол лазер принтер ашиглан дизайныг гялалзсан цаасан дээр хэвлээд дараа нь самбар дээр индүүдээд дараа нь сийлбэрлэх явдал юм. энэ. Би Хятадаас хямд үнэтэй шар тонер дамжуулах цаас, 100 ° C -аас бага температурт хувцаслах төмрийг ашигладаг. Би тоникыг цэвэрлэхийн тулд ацетон хэрэглэдэг. Цэвэр болтол нь шинэ ацетоноор өөдөсөөр арчиж байгаарай. Би үйл явцыг харуулахын тулд олон гэрэл зураг авсан. Ажлын хувьд илүү сайн материалууд байдаг, гэхдээ миний төсвөөс арай илүү байна! Би ихэвчлэн шилжүүлгээ маркерийн үзэгээр хийх ёстой.

Өөрийн дуртай аргыг ашиглан цооног өрөмдөж, дараа нь зэс утсыг өргөн зам дээр нэмнэ. Хэрэв та анхааралтай ажиглавал би өрөмдлөгөө жаахан эвдэрч байгааг харж болно (учир нь би туршилтын өрөмдлөгийн машиныг арай төгс бус ашиглаж байсан. Энэ нь зөв ажиллахад би зааварчилгаа өгөх болно гэж амлаж байна!)

Эхлээд op-amp-ийг холбоно уу. Хэрэв та өмнө нь smd -тэй ажиллаж байгаагүй бол бүү ай, энэ нь маш амархан. Самбар дээрх жийргэвчийг маш бага хэмжээгээр гагнах хэрэгтэй. Чипийг маш болгоомжтой байрлуулаад, холбогдох зүүгээ зүүсэн дэвсгэр дээрээ наана уу. За одоо чип нь хөдлөхгүй, та бусад бүх тээглүүрийг гагнах боломжтой. Хэрэв танд шингэний урсгал байгаа бол түрхэц түрхэх нь үйл явцыг хөнгөвчилдөг.

Үлдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хамгийн бага нь тохируулах хэрэгтэй бөгөөд энэ нь диод юм. Тэднийг зөв замаар олж авсан эсэхээ шалгаарай. Би транзисторыг эхлээд халаагуурт суулгаснаар бага зэрэг ухрааж хийсэн, учир нь би үүнийг туршиж үзсэн.

Хэсэг хугацааны турш батерейг наалдамхай дэвсгэр ашиглан самбар дээр суурилуулсан бөгөөд энэ нь маш сайн ажилласан! Энэ нь стандарт pp3 холбогч ашиглан холбогдсон боловч самбар нь батерейг бүхэлд нь хавчуулдаг илүү чухал төрлийн эзэмшигчийг авахаар зохион бүтээгдсэн болно. Надад хангалтгүй, тохирох самаргүй 2.5 мм -ийн эрэг шаардагддаг тул батерейны бэхэлгээг засахад зарим асуудал гарсан. Би хавчаарын нүхийг 3.2мм хүртэл өрөмдөж 5.5мм -ээр бэхэлсэн (жинхэнэ бэхэлгээ биш, би зүгээр л өрмийн хошуу ашигласан!), Гэхдээ том өрмийн хэсэг нь хуванцарыг маш хүчтэй барьж, нэг нүхээр дамжин өнгөрчээ.. Мэдээжийн хэрэг та үүнийг засахын тулд наалдамхай дэвсгэр ашиглаж болно.

Батерейны хавчаарын утсыг хайчилж авснаар нэг инч орчим утастай болж, үзүүрийг нь боож, самбар дээрх нүхнүүдээр дамжуулж, үзүүрийг нь самбараар гагнана.

Хэрэв та үзүүлсэн шиг металл бүрхүүлтэй резистор ашиглаж байгаа бол зузаан утсаар бэхлээрэй. Энэ нь самбар болон хавтангийн хооронд ямар нэгэн тусгаарлагчтай байх ёстой бөгөөд ингэснээр оп-өсгөгч хэт халахгүй. Би самар ашигладаг байсан, гэхдээ төмөр ханцуйвч эсвэл угаагчийг овоолсон хавтан дээр наасан нь дээр байсан.

Батерейны хавчаарыг засдаг боолтны нэг нь резисторийн цоожоор дамждаг. Энэ нь муу санаа болж хувирсан.

Алхам 4: Үүнийг ашиглах, сайжруулах, зарим бодол

Хэрэглээ: Tiny Load нь хүчдэлээс үл хамааран тэжээлээс тогтмол гүйдэл авах зориулалттай тул оролтын аль нэгээр нь цувралаар байрлуулах амметрээс бусад зүйлийг холбох шаардлагагүй болно..

Бариулыг тэг болгож, Tiny Load -ийг асаана уу. Та ойролцоогоор 50мА хүртэл гүйдлийн урсгалыг харах ёстой.

Турахыг хүсч буй гүйдэл урсах хүртэл товчлуурыг аажмаар тохируулна уу. Хөргөгч хэт халуун биш байгаа эсэхийг шалгаарай - энд байгаа дүрэм бол хуруугаа шатаахад хэт халуун байна. Энэ тохиолдолд танд гурван сонголт байна:

1. Нийлүүлэлтийн хүчдэлийг бууруулна уу
2. Жижиг ачааллыг бууруулна уу
3. Үүнийг богино хугацаанд ажиллуулж, завсарлагааны хооронд хөргөнө
4. Сэнсийг халаагуурт холбоно уу

За, энэ бол дөрвөн сонголт юм:)

Оролтын хамгаалалт байхгүй тул оролтыг зөв холбосон байх ёстой. Буруу ойлговол мосфетын дотоод диод нь байгаа бүх гүйдлийг дамжуулж, энэ явцад мосфетыг устгах болно.

Сайжруулалт: Tiny Load нь татаж буй гүйдлийг хэмжих өөрийн гэсэн хэрэгсэлтэй байх шаардлагатай болох нь тодорхой болов. Үүнийг хийх гурван арга бий.

1. Хамгийн хялбар сонголт бол эерэг ба сөрөг оролттой амметрийг цувралаар байрлуулах явдал юм.
2. Хамгийн зөв сонголт бол харуулсан хүчдэл нь гүйдлийг харуулахын тулд вольтметрийг резистороор тохируулсан мэдрэгч резистороор холбох явдал юм.
3. Хамгийн хямд сонголт бол хяналтын товчлуурын ард тохирох цаасан масштаб хийж, тохируулсан хуваарийг тэмдэглэх явдал юм.

Урвуу хамгаалалт байхгүй байгаа нь том асуудал үүсгэж болзошгүй юм. Мосфетын дотоод диод нь Tiny Load асаалттай байгаа эсэхээс үл хамааран ажиллах болно. Үүнийг шийдэх хэд хэдэн сонголт байна:

1. Хамгийн энгийн бөгөөд хямд арга бол оролттой диод (эсвэл зарим диодыг зэрэгцээ) холбох явдал юм.
2. Илүү үнэтэй сонголт бол урвуу хамгаалалт бүхий мосфет ашиглах явдал юм. За энэ бол бас хамгийн энгийн арга.
3. Хамгийн төвөгтэй сонголт бол эсрэг туйлт дахь хоёр дахь мосфетийг эхнийхтэй нь холбох бөгөөд энэ нь туйлшрал зөв бол л дамжуулдаг.

Заримдаа маш их хүчийг сарниулах тохируулгатай эсэргүүцэл хэрэгтэй байдаг гэдгийг би ойлгосон. Үүнийг хийхийн тулд энэ хэлхээний өөрчлөлтийг ашиглах боломжтой бөгөөд энэ нь том реостат худалдаж авахаас хамаагүй хямд юм. Тиймээс эсэргүүцэх горимд шилжих боломжтой Tiny Load MK2 -ийг анхаарч үзээрэй.

Төгсгөлийн бодолTiny Load нь дуусахаасаа өмнө ашигтай гэдгээ баталсан бөгөөд маш сайн ажилладаг. Гэсэн хэдий ч би үүнийг бүтээхэд зарим асуудалтай байсан бөгөөд тоолуур ба "асаалттай" индикатор нь үнэ цэнэтэй сайжруулалт болохыг дараа нь ойлгосон.