В предыдущей части были рассказаны схемные решения о процессе моделирования генератора кабелеискателя. Теперь перейдем к практической стороне вопроса, а точнее начнём таки наконец делать данный прибор!
Первое и, наверное, самое главное- трансформатор. Тут вы уже сами должны решить что вам нужно- высокая мощность с большим потреблением энергии или же малая мощность но и энергии будет потребляться гораздо меньше. При выборе большой мощности будем делать трансформатор на ферритовом сердечнике из блока питания, что дополнительно понизит массу готового устройства (я, кстати, такой и делал), при малой мощности генератора придется мотать трансформатор на Ш-образном железе, при этом вам будет необходимо пересчитать обмотки. Пример расчетов приведу ниже. Итак, из негодного компьютерного БП вынимаем радиатор (любой из двух, но желательно более мощный и массивный) и самый большой трансформатор. Я был удивлен тому что такой маленький трансформатор при нагрузке, например, в 350 Вт отлично работает! Значит и наши 60 Вт он с легкостью вытянет! Конечно частоты тут немного другие но все равно такой сердечник будет отлично работать. Аккуратно разбираем трансформатор. Если разобрать не получается то бросьте трансформатор в емкость с водой, нагрейте до кипения и покипятите 5-10 минут. Затем вынимаете трансформатор и как можно быстрее стараетесь разобрать сердечник. Обычно больших сил прилагать уже не надо для такой разборки. Сматываете обмотки полностью. Межобмоточную изоляционную пленку желательно оставить, она еще пригодится. Хорошенько просушиваем каркас. Обратите внимание что на одной стороне каркаса трансформатора есть 3 вывода, на другом- их 7. Та сторона где 3 вывода используется для подключения к ключам, сторона с 7 выводами- выходная. Наматываем сначала катушки для подключения к ключам. Данные- 2 провода диаметром 0,56мм 11 витков + 11 витков. Прокладываем снятой ранее межобмоточной изоляцией. Затем берем опять 2 провода 0,56 и наматываем 8 витков между 1 и 2 выводами на выходе трансформатора. Это будет первая выходная обмотка на 8 Вольт. Вторая обмотка- 1 провод 0,56 8 витков между 2 и 3 выводами. Начало этой обмотки намотайте на штырек с концом первой выходной обмотки. Это будет вторая выходная обмотка на 16 вольт если брать за отчет начало первой выходной обмотки. Третья обмотка- 15 витков 0,45 между 3 и 4 выводами. Обмотка на 32 В. И последняя обмотка- 32 витка 0,4 между 4 и выводами. Обмотка на 64 В. Диаметр провода можете подбирать точнее. Я использовал такие данные. Могу заметить что если использовать более тонкий провод на первичной обмотке то мощность генератора упадет, но и потребляемый ток тоже упадет. В этом вопросе решать только вам что вы хотите получить в итоге.
Теперь перейдем к расчету трансформатора на Ш-образном железном сердечнике. Чтобы получить такую же мощность в 60 Вт на железе нужно учесть потери и взять в 1,3 раза большую мощность. Т.е. мощность трансформатора генератора в 60 Вт будет равна P*1,3, или 60*1,3=78Вт. Площадь сердечника равна S=√P, или √78=8,8 кв.см. Толщина набора пластин=S/ширину среднего шипа пластины. То есть если средняя планка Ш-пластины имеет ширину 20 мм то вам нужно 8,8/2=4 см набора пластин. Вес конечно довольно большой получается. Считаем дальше. Находим число витков на 1 вольт. W=50/S, или в нашем случае 50/8,8=5,7 витков на вольт. Считаем первичные ключевые обмотки: 12*5,7= 68 витков. Их надо 2 обмотки. Считаем выходные обмотки :
8В= 8*5,7=45 витков
16В= +45 витков
32 В= +90 витков
64 В= +180 витков
Следующий момент- высчитываем диаметр провода по формуле d=0.02*√Iобм, где Iобм- ток обмотки в миллиамперах. Высчитываем из мощности трансформатора ток обмотки по формуле I=P/U, I=60/12=5А. Диаметр провода первичной обмотки= 0,02*√5000=1,4 мм. Для вторичных обмоток провод считается аналогично.
По всем параметрам импульсный трансформатор подходит гораздо лучше и вес устройства будет намного ниже. Для расчета импульсных трансформаторов написано множество программ, поэтому вы можете их скачать и пользоваться.
*ЗЫ. Вобщем я подумал и решил что 60 Вт все таки многовато и для экономии энергии АКБ и вообще понижения мощности я отпаяю по проводу в первичной (которая идёт на транзисторы) обмотке, ток и мощность прибора снизятся но! Функционал останется тем же! Если в процессе работы нужно будет повысить уровень мощности генератора- подпаяю выводы обратно но пока все устраивает! (Особенно актуально при переходах на железной дороге, там ВЛ давит очень сильно и без кабелеискателя с ВЧ фильтром (о нем речь будет позже) делать совершенно нечего из за наводок 50 Гц)
Транзисторы в ключе использованы со старых материнских плат- 7030BL. Дают возможность работать с током до 75 А и напряжением до 30 В. В работе практически не греются. Пришлось напаять выводы для установки на радиатор и подключения к плате.
Стабилизатор напряжения для микросхем- LM317. Обращаю Ваше внимание что напряжение 7,5 В он обеспечит только при полной нагрузке! Т.е. если вы соберете схему и произведете замер напряжения на выходе- вы получите на полвольта ниже напряжение чем на входе при данных номиналах деталей. Это вызвано тем что стабилизатор стабилизирует (тавтология какая то) напряжение при определенном сопротивлении нагрузки и, если сопротивление меньше, выдает практически полное входное напряжение. Учтите это при распайке фильтрующих конденсаторов- при напряжении 10В велика вероятность выхода из строя электролитов именно на 10В (у меня уже такое случилось, так что рекомендую прислушаться к данному совету, напряжение не менее 16, но лучше 25В).
Стабилизатор напряжения для выходного каскада- IRFP3206 с током до 180 А. Почему выбор пал именно на такой неслабый транзистор. Чем больше коммутируемый ток транзистора тем меньше он будет греться на низких токах. Можно поставить и слабее но у меня цель запустить генератор и только потом что то подбирать.
Радиатор- выпаян из негодного компьютерного БП на 350 Вт. Установочные ножки снимать не стал а использовал их повторно в моей сборке. У вас может стоять другой радиатор но это не стоит бояться. Программа , в которой собственно и разведена плата, позволяет делать свои макросы деталей. Для этого необходимо отсканировать нужную деталь с нужного вида. Сохранить ее в формате BMP (другие форматы Layout не понимает). Обязательно запомните разрешение dpi файла. От этого будет зависеть размеры детали в Sprint Layout. Делаете новый лист в проекте. Импортируете в Layout, указываете dpi и ваше изображение отразится на сетке! Затем работаете по слоям, указываете где должны быть отверстия, размеры детали, крепежные элементы. Затем группируете и переносите в свой проект. Будьте уверены что точность установки будет зависеть только от вашего умения. У меня с этим проблем не возникло.
Объясню очень подробно.
- Имеем деталь (неважно какую но распиновки в стандартных макросах нет, я так делал еще разъем от ноутбука который использовал в кабелеискателе)
Радиатор от импульсного БП - Сканируем в любом приложении (неважно в каком, главное запомнить dpi, а лучше записать как у меня в рабочем файле и сохраняем с раширением *.bmp
Скан радиатора с разрешение 300 dpi - Импортируем изображение в Sprint Layout. Тут все просто. Сначала делаем новый лист как в Excel. Затем жмем кнопку Шаблон на панели инструментов и указываем путь к нашему *.bmp файлу и разрешение (почему я и говорил что разрешение можно записать в имя файла чтобы не было путаницы)
Импорт скана в Layout - Работаем со слоями и указываем на каком слое находится элемент. Все довольно просто и позволяет добиться поразительного результата! Затем группируем получившийся элемент и можем его сохранить в макросах или использовать в дальнейшей работе- тут уж полностью ваше решение и выбор.
Готовый макрос радиатора
В данном макросе я сразу указал толщину радиатора синей линией и расположение отверстии по слоям: черные- установочные отверстия, красные- маркеры для центральных отверстии корпусов транзисторов. Вам останется только отредактировать расположение деталей и дорожки.
| << Назад на страницу 1 | Вперед на страницу 3>> |
При использовании материалов сайта ссылка на сайт обязательна!
