Исследовательская работа Изготовления блока питания для устройств автоматики (2 курс)

Изготовления блока питания

для устройств автоматики

Хаулин Сергей Сергеевич, студент специальности 190631 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

БОУ ОО СПО «Орловский технический колледж»

Орловский район, пос. Стрелецкий

Руководитель: Гнеушев Евгений Александрович, преподаватель физики.

.

Аннотация

В работе говорится об изготовлении блока питания с постоянным выходным напряжением 6В, защищенного от переполюсовки и короткого замыкания.

Цель проекта: изготовление блока питания со стабилизированным выходным напряжением независимого от входных колебаний напряжения.

Задачи:

1. Исследовать принципы преобразования энергии в блоках питания.

2. Изготовить блок питания со стабильным выходным напряжением.

Гипотеза: для использования в технике и автоматике можно изготовить дешевый высоконадежный блок питания со стабильными параметрами.

Объект исследования: Блок питания и возможность его изготовления.

Методы исследования:

1. Сбор и анализ литературных источников, интернет ресурсов и полученных знаний.

2. Изготовление.

3. Эксперимент.

4. Анализ полученных результатов.

Блок питания это вторичный источник электропитания, который предназначен для снабжения устройств электрической энергией постоянного тока, преобразуя сетевое напряжение до требуемых значений. При этом блок питания должен частично выполнять функции стабилизации напряжения от незначительных колебаний напряжения.

Идея изготовления блока питания пришла после ознакомления с литературой [1],[2],[3]. Конструкции устройств оказались очень громоздкими и излишне дорогими в изготовлении, поэтому было решено его изготовить на современной элементной базе с минимумом необходимых комплектующих. Принципиальная схема устройства представлена на Рис.1, где Т1-трансформатор ТПГ-2-2*6В, VD1-диодный мост DB107, С1-конденсатор электролитический К50-35-35В-037RSM-10*20-470мкФ±5%, С2-конденсатор К10-17Б-Н50 -50В-0,1мкФ±5%, DA1- линейный стабилизатор фиксированного положительного напряжения с защитой от переполюсовки и короткого замыкания КР1158ЕН6В, С3- конденсатор К10-17Б-Н50 -50В-0,01мкФ±5%, R1- резистор С2-23-0,25- 390Ом ±10%, HL1- светодиод КИПД40М40-К-П6

Рис.1 Схема принципиальная блока питания 6В

В состав БП6В входят:

• Понижающий трансформатор - Т1;

• Выпрямитель - VD1;

• Входной сглаживающий фильтр - С1, С2;

• Интегральный стабилизатор DA1;

• Выходной фильтр - С3;

• Индикатор HL1, R1.

При подаче на Т1 напряжения сети ~220В, 50Гц на выходе БП+6В устанавливает напряжение +6В, при этом засвечивается светодиод HL1 «+6В».

Процесс изготовления проходил в несколько этапов:

1. Выбор принципиальной схемы устройства. Изначально представляла из себя трансформатор Т1, диодный мост VD1, стабилизатор напряжения DA1 и индикацию R1и HL1.

2. Макетирование устройства. На этом этапе устройство было собранно на макетной плате. После пайки устройство проверялось на наличие помех осциллографом. На этом этапе для фильтрации высокочастотных помех было решено поставить входной и выходной фильтры. Значение конденсаторов рассчитывалось из формулы , при задании допустимого реактивного сопротивления вычислялась необходимая емкость и значение округлялось до ближайшего имеющегося в свободной продаже.

3. Добавление дополнительных элементов в устройство (входной и выходной сглаживающие фильтры). На этом этапе добавили в устройство фильтры и проверили выходной сигнал на осциллографе. Поскольку выходной сигнал был стабилен, то взяли получившуюся схему (Рис.1) за схему будущего устройства.

Рис.2 Компоновка элементов на плате.

4. Изготовление печатной платы устройства. Конструктивно БП выполнен на односторонней печатной плате. Для изготовления устройства была выполнена разводка платы. При этом учитывались габаритные размеры элементов, удобство расположения и условия охлаждения. Получившаяся компоновка показана на Рис.2. После этого подготавливали текстолит, наносили на него фоторезист и с помощью термотрансферной пленки изготавливали шаблон (Рис.3) для фотоэкспонирования на фоторезист будущей разводки. По окончании этих операций мы травили медные дорожки, засверливали отверстия под выводы элементов и напаивали их.

Рис. 3 Шаблон для фотоэкспонирования.

В результате получилось устройство, изображенное на Рис.4

Рис.4 Блок питания 6В

Таким образом, работая над данной исследовательской работой, мы пришли к следующим результатам:

- Изучили устройство блоков питания постоянного тока.

- Изготовили дешевый блок питания со стабильным выходным напряжением.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Найвельт Г.С. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. - М.: Радио и связь, 1985. - 576 с.

2. Ромаш Э. М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. .- М. Радио и связь, 1981. 224 с.

3. Халоян А.А. Источники электропитания. Любительские схемы. «РАДИОСОФТ» 2001. - 208 с