leoniv (leoniv) wrote,
leoniv
leoniv

Category:

Два дня жизни



Чтобы жить, приходится работать. Это какое-то очень неприятное слово, само по себе несет смысл «заниматься нелюбимым делом». Ведь никто не называет работой приятное увлечение. Так или иначе, работать приходится. На сей раз потребность была найдена в виде быстрого формирователя импульсов 200 В для управления электронно-оптическим затвором. Продукт для физических исследований, поэтому во многом пойдет таким, каким получится.



Лучше всего такое устройство делать на дискретных компонентах, тогда можно получить высокие параметры. Но моделирование, а потом, возможно, и макетирование займут немало времени. Работа же подразумевает, что ее надо гнать от себя, чтобы побыстрее заняться нормальным делом. Поэтому за основу был взял интегральный видеоусилитель. Тем более, такое решение я уже применял ранее. Выбрал самый быстрый усилитель из доступных на радиорынке: TDA6120Q. Теперь надо набросать схему.



Напряжение питания этого усилителя – максимум 280 В. К пределу подбираться не стоит, но где-то 220…240 В взять можно, что даже перекроет пожелания. Чтобы получить такое напряжение, надо сделать какой-то блок питания. Чашку RM-10 я купил на рынке заранее, а вот в качестве контроллера в столе не нашлось ничего, кроме интеграловской TL494. Пойдет и она, хотя лучше было бы что-то с двухтактным выходом. Но мощность здесь маленькая (хватит каких-то 5 Вт), поэтому сильно заботится о КПД не надо. Внешние транзисторы для управления затворами ставить не стал. Ключи взял с самой маленькой емкостью затвора, которые нашел в столе: IRF530N. Не фонтан, но пойдет.



Когда примерные схемы есть, очередь за разводкой плат. Их нельзя сделать произвольных размеров – все надо увязать с корпусом. Поэтому рисую компоновку. Корпус взял Z-4A, по предварительным прикидкам туда все влезет. В качестве трансформатора питания – стандартный 20 Вт тороид на 12 В для галогенок. Хотя его мне было жалко сюда ставить. Это невозобновляемый запас, который копил всю жизнь. Если так бездарно его тратить, то скоро ничего не останется. Но другого подходящего трансформатора под рукой не оказалось.

Самое главное, выстроить все по высоте на передней панели. Переменный резистор заранее купил на рынке – был единственно подходящий угловой для печатного монтажа, линейный, да еще и низкоомный (1 кОм, ведь схема быстродействующая). Поэтому переменник надо принимать как данность, другого нет.



Компоновка тесно связана с дизайном передней панели. Например, разъемы можно было расположить ближе и уменьшить плату, но тогда невозможно нарисовать шкалу для ручки резистора.



В общем, надо увязать вместе дизайн, размеры плат и их техническую реализуемость. При компоновке получил координаты основных компонентов на платах и максимальные размеры плат. При разводке в PCAD размеры плат удалось даже уменьшить. Но совсем немного – прикидка была очень близка к реальности. При разводке пришлось постоянно отвлекаться и шарить по ящикам стола – размер того или иного компонента зависел от того, какой найду. Например, с электролитическими конденсаторами повезло – нашел ровно под счет нужного размера. Оставались только побольше. Со всякой мелочью проблем не возникает, а вот высоковольтные конденсаторы и мощные резисторы есть под рукой не все. Собрал, что было. Не нашел только высоковольтного P6KE, ну и ладно.

Про изготовление плат в который раз повторять не стану, все уже было описано. Тут они односторонние, с небольшим количеством проволочных перемычек.



Некоторые компоненты надо изготавливать самостоятельно. Например, импульсный трансформатор. Количество витков трансформатора прикинул по похожей схеме, которую делал раньше. Между слоями в качестве изоляции использовал какой-то белый скотч.



А вот сверху обязательно должна быть «фирменная» желтая лента. Но такой ленты у меня нет. Однажды я очень удачно сходил в магазин. Там как раз рекламщики оформляли витрины. Обрезки пленки выбрасывали в мусорный контейнер. В логотипе «Евроопт» применяется желтый цвет, поэтому валялось множество обрезков желтой пленки. Какое-то количество я подобрал. Теперь отрезал полоску нужной ширины – и трансформатор как фирменный. Это ПВХ, конечно, а не более термостойкий ПЭТ, но в данном случае пойдет.



Поскольку минимальный ток нагрузки здесь маленький, хотелось бы получить там неразрывный ток, поэтому на выход надо довольно индуктивный дроссель. Нашел какой-то на гантельке диаметром 9.5 мм и высотой 12 мм. Но его индуктивность всего 220 мкГн, да и намотан он не в меру толстым проводом. Старую обмотку снял и намотал проводом 0.14 мм до заполнения. Влезло 500 витков, а индуктивность получилась ровно 10 мГн. Второй дроссель взял какой-то готовый, даже не измерял индуктивность – просто прикинул по размерам и диаметру провода.

Еще один «заказной» компонент – радиатор. Пришлось высыпать на пол коробку с радиаторами и искать что-то подходящее. Есть красивые радиаторы, но их жалко. Нашел какой-то обшарпанный радиатор от большого диода или тиристора. Отпилил кусок ножовкой, освежил поверхность на фрезерном станке – блестит, как новый.



Поскольку основные детали были найдены еще в процессе разводки плат, пайка прошла очень быстро. Сначала SMD, которые всегда под рукой. Потом остальные компоненты, которые были уже отобраны и лежали в отдельной коробочке.

Вот плата усилителя:





И плата блока питания:





Видно, что некоторые компоненты (трансформатор, переменный резистор) припаяны пока временно. Кто знает, что может произойти при наладке.

Чтобы можно было включить схему, надо обязательно прикрутить радиатор.





Макет собран, можно включать.



Не знаю, как вам, а мне было бы интересней читать не про то, как все получается, а про всякие ошибки и ляпы, которые происходят при разработке, наладке и сборке устройств. Про них и напишу.

Начал проверку с блока питания. В общем – ничего страшного. С первого включения он заработал. Но при малой нагрузке он уходил в режим пачек импульсов с неприятным скворчанием. И не только неприятным звуком это плохо. В выходном напряжении появляются пульсации не с рабочей частотой преобразователя, а с частотой повторения пачек. А это намного более низкая частота, причем нерегулярная, фильтр такие пульсации убирает плохо. Начал тыкаться туда и сюда – ничего не помогает. Наверное, сильно завысил число витков вторички, у меня это фобия, боюсь, что не хватит. Но полной уверенности, что это поможет, не было. Не стал тратить время на перемотку трансформатора. Снизил частоту преобразования примерно вдвое и добавил емкость параллельно резистору обратной связи. В рабочем диапазоне нагрузок все стало вполне терпимо, по крайней мере, по пульсациям.

Дальше очередь за проверкой усилителя. Первый ляп – я сделал входное сопротивление 50 Ом для TTL входа. Но если генератор имеет выходное 50 Ом, то на входе логики получается 2.5 В. А у элементов с гистерезисом верхний порог выше – при питании 5 В он около 3 В. Решил, что согласование кабеля не так важно (он будет короткий), сделал входное 200 Ом.

При проверке оказалось, что на выходе амплитуда почти вдвое меньше расчетной. Сначала не понял в чем дело. Потом глянул на выходе микросхемы – там все нормально. Виноват оказался выходной разделительный конденсатор. Взял его из мусора и не проверил, а он – практически в обрыве (сильно снижена емкость). Из мусора пришлось брать по той причине, что как на зло высоковольтных пленочных конденсаторов в доме не оказалось. Вдруг вспомнил про помехоподавляющие конденсаторы. Они по напряжению мне вполне подходят. По идее, они неиндуктивные. На рисунке ниже показан индуктивный пленочный конденсатор и неиндуктивный.



На всякий случай зашунтировал его высоковольтной керамикой. Еще пришлось подобрать диапазон регулировки амплитуды, это свелось к подбору номинала одного резистора. В остальном все нормально.

Теперь конструкцию надо собирать. Первым делом – передняя панель. Печатаю на принтере ее чертеж, сквозь чертеж намечаю отверстия, затем сверлю и вырезаю. Круглые на сей раз делал полностью ступенчатым сверлом – прелесть. Потом только слегка прошелся развертками и зенкером.



Наклейку для разовых изделий печатаю сам на самоклеющейся бумаге и ламинирую шагреневой пленкой. Дальше клею на панель и с помощью скальпеля и надфилей вырезаю отверстия.



На панели монтируется плата усилителя, выключатель, светодиод. Плата крепится за счет разъемов BNC (кстати, очень дефицитная вещь, на рынке не нашел, пришлось выпаивать последние из какого-то макета) и радиатора, в котором снизу резьба.







Теперь в корпусе надо закрепить все остальное. Для крепления платы блока питания использую стандартные резьбовые латунные стойки. Для крепления трансформатора нашел какую-то ископаемую стойку повыше.



После этого делаю монтаж с помощью проводов в национальных цветах электросети: ноль голубой, фаза коричневая (за неимением серая). Клемму заземления подключаю зелено-желтым полосатым проводом. Забыл сделать точку подключения этого провода на плате, пришлось паять к перемычке.





На заднюю панель делать наклейку не стал. Нашел подходящие наклейки от старых проектов.

Днище, несмотря на наглое крепление внутренностей с помощью сквозных отверстий, не выглядит страшно. Использовал черные винты с шестигранником внутри (случайно нарвался на такие на Поле Чудес).



Последняя проверка, все хорошо.



На фото импульсы длительностью 1 мкс и амплитудой примерно 230 В. По моему осциллографу по поводу фронтов сказать что-то трудно, для микросхемы обещают скорость нарастания 8000 В/мкс.



Закручен последний винт. Работа завершена. Второй день близится к полуночи.



Tags: electronics, халтурка
Subscribe

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…

  • Post a new comment

    Error

    default userpic
    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 105 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →

  • Измеритель уровня V0.1

    Сделал первую версию прошивки нового измерителя уровня для магнитофона "Электроника-004". Все еще очень-очень сырое, но уже полоски как-то…

  • Sharp GF-777

    Попал тут ко мне Sharp GF-777. Без преувеличения можно сказать, что это легенда. Обладать таким аппаратом могли лишь избранные. Стоил он когда-то…

  • JVC TD-V662

    Когда просят посмотреть кассетную деку, говорят удивительные вещи. Что не могут найти мастера, который за это бы взялся. Но ведь аналоговая…