Проблемы монтажа на примере 4-х канального БП на LM350

Эта заметка не о блоке питания, а о вариантах решения проблем расположения и монтажа элементов в самодельных устройствах на примере рабочего блока питания. И хотя БП был сделан именно как инструмент для работы при ремонте и тестировании, назвать его лабораторным блоком питания будет вряд ли уместно, поскольку он не дотягивает до негласного стандарта таких устройств. В этой заметке он использован только для демонстрации вариантов решения проблем монтажа элементов. Проблемам монтажа обычно уделяют мало внимания, хотя на практике они почти всегда отнимают много сил и времени.

Ниже - 40-минутное видео и много фото.

Видео

Время разных этапов этого видео:

Устройство БП

Пару слов о самом блоке питания.

БП 4-х канальный, трансформаторный. Каждый из 4-х каналов построен на базе линейного стабилизатора LM350, и полностью изолирован от соседних. БП будет по мере надобности дорабатываться, хотя сейчас весомых причин для этого нет. Дело в том, что предназначение и полезный эффект от возможных доработок БП пока не стоит тех затрат, которые ради этого необходимо будет понести.
Впрочем, время покажет.

Трансформатор

Об этом трансформаторе у меня есть отдельная заметка:
Перемотка трансформатора без разборки

и даже видео:
http://www.youtube.com/watch?v=TLogCQZMsYA

Здесь хочется особо отметить один момент.
Поскольку этот рабочий блок питания (наподобие лабораторного) является инструментом, а не частью другого изделия, то я не увидел смысла в том, чтобы создавать какой-то полностью законченный продукт.

Т.е. этот БП всегда в состоянии перманентной доработки, переделки, и его можно всегда разобрать и изменить под текущую задачу. И трансформатор, имеющий множество вторичных обмоток, делался изначально с возможностью изменять в нем напряжение на каждом канале в зависимости от задач.
Подробнее о нем - см. в упомянутой выше заметке.

Схема

БП не доделан! И хотя схема здесь не имеет значения (поскольку БП использован как пример решения проблем монтажа), привожу ее ниже:

Здесь использован простейший вариант с минимальным количеством радиодеталей. Единственный интересный момент - это использование двух параллельных конденсаторов в сглаживающем фильтре после диодного моста. Один конденсатор основной на 4700 мкФ 50v, второй низкоимпедансный малой емкости, находящейся в непостредственной близости к микросхеме на 470 мкФ 50v.

КСТАТИ! Зависимость выходного напряжения от угла поворота ручки переменного резистора в стандартной схеме LM350 одинакова при разных входных напряжениях (до максимального напряжения меньшего из этих разных).

Монтаж элементов

В процессе обдумывания монтажа приходится покупать сначала разные образцы элементов конструкции, гнезд и радиодеталей, которые есть в продаже и прикидывать, прикладывать, проверять. А потом докупать необходимое количество того образца, который удачно подошел.
Часто планы приходится менять только потому, что чего-то просто не оказалось в магазинах. Видимо имеет смысл заранее изучить рынок.

Сложно обойтись и без того, чтобы иметь под рукой кучу всякого старого барахла, разобранных изделий, крючков, проволочек, ручек, уголков, пружинок, пластин, пластмассовых шайб и просто обломков, для того, чтобы прикидывая их по очереди, конструировать из этого какие-то крепления и пр. составные элементы.
Эта работа может занять больше времени чем все остальное, имеющее непосредственное отношение к электронике.

Трансформатор

Трансформатор имеет внутренний экран (подробнее об устройстве и переделке трансформатора - см. отдельную заметку). Этот экран соединен с корпусом. Поскольку по поводу этого экрана в сети много споров, я решил не рисковать и изолировать корпус трансформатора от корпуса блока питания.
Для этого я использовал обыкновенные строительные пластмассовые дюбеля и резиновые подушки. Дюбеля вставлены в отверстия и с обратной стороны разведены четырмя лепестками, прижатые сверху резиновой подушкой. Если в процессе я пойму, что корпус трансформатора все-таки лучше заземлить на корпус БП, то это можно будет легко сделать в любой момент.

Радиаторы

Радиаторы в этом БП были взяты с донорской платы - старый аудио усилитель. Пришлось отпилить лишние части. Была попытка нарезать резьбу под новые крепления - закончилась неудачей. В алюминии очень тяжело нарезать резьбу - она слизывается. Пришлось сверлить сквозные отверстия и использовать длинные винты.

Изначально я планировал изолировать радиаторы от корпуса, но по причине сложности гарантировать отсутствие случайного контакта, решение было изменено и были изолированы корпуса микросхем LM350 - через теплопередающую прокладку. Для закрепления корпусов микросхем на радиаторе винтами, пришлось использовать специальные изолирующие шайбы с бортиками. Они были взяты со сгоревшего компьютерного БП (хотя с ними проблем нет - они есть в продаже, как и изолирующие термопроводящие прокладки).

Так же повезло найти среди своего хлама длинные скобы, на которые были закреплены оба радиатора. Поскольку радиаторы имеют контакт с корпусом, то дополнительно экранируют часть схемы от трансформатора.

Регулятор оборотов вентилятора

Датчиком регулятора является термистор (NTC) взятый с донорской платы сгоревшего компьютерного БП. Схему регулятора оборотов я разрабатывал, погружая этот термистор в кипяток :). Это первая в моей жизни аналоговая схема с участием транзистора, которую я придумал сам без посторонней помощи :) (см. выше в разделе "Схема").

Конструкция выполнена навесным монтажом, и через изолятор закреплена на скобе одним винтом. Детали конструкции держат друг друга за счет жесткости своих выводов и пайки между ними. Регулирующий транзистор КТ815А и линейный стабилизатор LM317 имеют мини-радиаторы, и находясь близко возле вентилятора, получают даже при малых оборотах достаточный обдув.

Диодные мосты и фильтрующие конденсаторы

Диодные мосты KBU810 (8А 1000v) имеют в центре отверстие, которое позволило закрепить их в ряд на шпильке М4 (шпилька куплена в спец магазине вентиляционных систем по очень низкой цене). Расстояние между ними выдерживается при помощи отрезков толстостенного кембрика. С обоих концов шпильки одета пластмассовая шайба, для предотвращения случайного контакта.

Между трансформатором и конструкцией из четырех выпрямителей на простых конденсаторах (4700 мкФ x 50v) с диодными мостами, установлен металлический экран на который наклеена малярная лента. К экрану подпаян провод с клеммой под заземление.

Лицевая панель - гнезда и переменные резисторы

На лицевой панели изначально планировалось по два регулятора на каждый из четырех изолированных друг от друга каналов, и индикаторы. В процессе изготовления БП стало понятно, что возможно многое из задуманного не имеет смысла. Единственное достоинство это БП - его "аналоговость". Соответственно любые узлы с использованием контроллера являлись бы потенциальным источником помех. Но главное - все дополнительные фишки оказались намного сложнее и дороже чем весь базовый БП. Поэтому решение было отложено на долгое время до полного понимания - стоит оно того или нет (или лучше сделать еще и импульсник и в нем развернуться как душе угодно).

Тем не менее место под возможную доработку было оставлено, и детали были использованы соответствующих размеров.

При обдумывании и проектировании элементов управления приходится как правило покупать разные варианты в единичном экземпляре, изучать наличие в магазинах и только потом, определившись, докупать полный комплект.

Укладка и закрепление проводов

Укладка проводов может оказаться более сложным делом, чем изначально кажется.
В этом БП я использовал провода в двойной изоляции в цепях постоянного тока. Они занимали много места и мне пришлось долго мучатся, устраняя выпирание лицевой панели. В результате некоторых усилий и экспериментов, удалось развести провода так, что они ничему не мешали и ни во что не упирались. На это ушло много времени.

Рекомендую активно использовать цветные кембрики (термоусадочную трубку), - даже в простых на первый взгляд конструкциях такая маркировка проводов значительно облегчает работу со схемой.

Обязательно надо продумать влияние помех, магнитных полей и направление потоков воздуха!