Sursa de alimentare este un lucru de neînlocuit în arsenalul unui radioamator. De obicei, sursele de alimentare reglementate gata făcute costă o sumă foarte decentă, așa că de foarte multe ori o sursă de alimentare pentru un laborator radio de acasă este realizată independent.
Deci, în primul rând, trebuie să decideți asupra cerințelor pentru alimentarea cu energie. Cerințele mele au fost următoarele:
1) Ieșire reglată stabilizată 3-24 V cu o sarcină de curent de cel puțin 2 A pentru alimentarea echipamentelor radio și a circuitelor radio în curs de stabilire.
2) Ieșire nereglată de 12/24 V cu sarcină de curent mare pentru experimente de electrochimie
Pentru a satisface prima parte, am decis să folosesc un stabilizator integral gata făcut, iar pentru a doua - să fac o ieșire după ce puntea de diode ocolește stabilizatorul.
Deci, după ce ne-am hotărât asupra cerințelor, începem să căutăm detalii. În coșurile mele, am găsit un transformator puternic TS-150-1 (se pare de la un proiector), care dă doar 12 și 24 V, un condensator de 10.000 uF 50 V. Restul trebuia achiziționat. Deci, în cadru există un transformator, un condensator, un microcircuit stabilizator și o bandă:
După o lungă căutare a unei carcase potrivite, a fost cumpărat un suport pentru șervețele Ikea (299 de ruble), care se potrivește perfect ca mărime și era din plastic gros (2 mm) și cu capac din oțel inoxidabil. Întrerupătoare cu mortare, un radiator pentru stabilizator, o punte de diode (la 35A) și un voltmetru mecanic pentru monitorizarea vizuală a tensiunii au mai fost cumpărate din magazinul de componente radio, pentru a nu apela de fiecare dată la serviciile unui multimetru. Detalii in poza:
Deci, puțină teorie. Ca stabilizator, s-a decis să se utilizeze un stabilizator integral, care, conform principiului de funcționare, este un stabilizator de compensare liniară. Industria produce multe microcircuite stabilizatoare, atât pentru tensiune fixă, cât și reglabile. Microcircuitele vin în capacități diferite, atât 0,1 A, cât și 5 A sau mai mult. Aceste microcircuite conțin de obicei protecție împotriva unui scurtcircuit în sarcină. Când proiectați o sursă de alimentare, trebuie să decideți de câtă putere aveți nevoie de un stabilizator și ar trebui să fie pentru o tensiune fixă sau reglabilă. Puteți selecta microcircuitul potrivit în tabele, de exemplu aici: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/256/116/
Sau aici: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/259/119/
Schema de pornire a unui stabilizator reglabil:
Cele nereglementate sunt și mai ușor de activat, dar pentru orice eventualitate, aruncați o privire pe fișa de date. Pentru alimentarea mea, am luat un stabilizator KR142EN22A de 7,5A. Singura subtilitate care vă împiedică să obțineți cu ușurință curenți mari este degajarea de căldură. Faptul este că puterea egală cu (Uin-Uout) * I va fi disipată de stabilizator sub formă de căldură, iar posibilitățile de disipare a căldurii sunt foarte limitate, prin urmare, pentru a obține curenți mari stabilizați, trebuie să schimbați și Uin, de exemplu, schimb înfășurările transformatorului. Cât despre circuit. C1 este selectat pe baza 2000 μF pentru fiecare amper de curent consumat. Este recomandabil să plasați C2-C4 direct lângă stabilizator. De asemenea, este recomandat să porniți dioda în direcția opusă în paralel cu stabilizatorul pentru a proteja împotriva inversării polarității. Restul circuitului de alimentare este clasic.
220 de volți sunt furnizați la înfășurarea primară a transformatorului, tensiunea eliminată din înfășurarea secundară merge către puntea de diode, iar tensiunea redresată merge la condensatorul de netezire de capacitate mare. Un stabilizator este conectat la condensator, dar tensiunea poate fi, de asemenea, îndepărtată direct din condensator atunci când sunt necesari curenți mari și stabilizarea nu este importantă. Este inutil să dați instrucțiuni specifice despre ce să lipiți unde - totul este decis pe baza detaliilor disponibile.
Iată aspectul batistei lipite de stabilizator:
Piesele sunt dispuse in corp si toate fantele necesare sunt realizate in capac. În timpul procesării, întrerupătoarele de mortare au fost înlocuite cu întrerupătoare basculante. instalarea lor necesită mai puțină muncă, iar oțelul inoxidabil din care este fabricat capacul este foarte greu de manevrat manual.
Toate piesele sunt instalate și conectate prin fire. Secțiunea transversală a firelor este selectată pe baza curenților maximi. Cu cât secțiunea este mai mare, cu atât mai bine.
Ei bine, o fotografie a sursei de alimentare rezultată:
Comutatorul din stânga sus este comutatorul de alimentare. În dreapta acestuia se află un comutator de mod „forță” care oprește stabilizatorul și dă o ieșire direct de la puntea de diode (10A la 12 / 24V). Mai jos este un comutator de 12/24 V care comută o parte a înfășurării secundare. Sub voltmetru, butonul rezistorului de reglare variabilă. Ei bine, terminalele de ieșire.
Realizarea unei surse de alimentare de 12V cu propriile mâini nu este dificilă, dar pentru aceasta trebuie să studiați puțină teorie. În special, din ce noduri constă blocul, de ce este responsabil fiecare element al produsului, principalii parametri ai fiecăruia. De asemenea, este important să știți ce transformatoare să folosiți. Dacă nu există unul potrivit, puteți derula singur înfășurarea secundară pentru a obține tensiunea de ieșire dorită. Va fi util să aflați despre metodele de gravare a plăcilor cu circuite imprimate, precum și despre fabricarea carcasei sursei de alimentare.
Componente de alimentare
Elementul principal al oricărei unități de alimentare este acesta.Cu ajutorul său, tensiunea din rețea (220 volți) este redusă la 12 V. În structurile discutate mai jos, puteți utiliza atât transformatoare de casă cu o înfășurare secundară rebobină, cât și finisate. produse, fara modernizare. Este necesar doar să luați în considerare toate caracteristicile și să efectuați calculul corect al secțiunii transversale a firului și al numărului de spire.
Al doilea cel mai important element este redresorul. Este realizat din una, două sau patru diode semiconductoare. Totul depinde de tipul de circuit în funcție de care este asamblată sursa de alimentare de casă. De exemplu, pentru implementare, trebuie să utilizați doi semiconductori. Pentru rectificare fără creștere, unul este suficient, dar este mai bine să utilizați un circuit de punte (toate ondulațiile de curent sunt netezite). După redresor este necesar un condensator electrolitic. Este de dorit să instalați o diodă Zener cu parametri adecvați, vă permite să faceți o tensiune stabilă la ieșire.
Ce este un transformator
Transformatoarele utilizate pentru redresoare au următoarele componente:
- Miez (circuit magnetic din metal sau feromagnet).
- Înfășurarea rețelei (primar). Alimentat la 220 volți.
- Înfășurare secundară (step-down). Folosit pentru conectarea redresorului.
Acum despre toate elementele în detaliu. Miezul poate fi de orice formă, dar cele mai comune sunt în formă de W și în formă de U. Cele toroidale sunt mai puțin obișnuite, dar au o specificitate diferită; sunt mai des utilizate în invertoare (convertoare de tensiune, de exemplu, de la 12 la 220 de volți) decât în dispozitivele de redresare convenționale. Este mai convenabil să se realizeze o sursă de alimentare de 12V 2A folosind un transformator având un miez în formă de E sau U.
Înfășurările pot fi amplasate atât una peste alta (în primul rând primar, apoi secundar), pe un cadru sau pe două bobine. Un exemplu este un transformator cu miez în U care are două bobine. Pe fiecare dintre ele, jumătate din înfășurările primare și secundare sunt înfășurate. Când conectați un transformator, este necesar să conectați cablurile în serie.
Cum se calculează un transformator
Să presupunem că decideți să înfășurați singur înfășurarea secundară a transformatorului. Pentru a face acest lucru, va trebui să aflați valoarea parametrului principal - tensiunea care poate fi îndepărtată dintr-o tură. Acesta este cel mai simplu mod de a face un transformator. Este mult mai dificil să se calculeze toți parametrii dacă înfășurarea este necesară nu numai pentru înfășurarea secundară, ci și pentru înfășurarea primară. Pentru aceasta, este necesar să se cunoască secțiunea transversală a circuitului magnetic, permeabilitatea și proprietățile acestuia. Dacă calculați singur sursa de alimentare de 12V 5A, atunci această opțiune se dovedește a fi mai precisă decât ajustarea la parametrii gata pregătiți.
Înfășurarea primară este mai dificil de înfășurat decât secundara, deoarece poate conține câteva mii de spire ale unui fir subțire. Puteți simplifica sarcina și puteți face o sursă de alimentare de casă folosind o mașină specială.
Pentru a calcula înfășurarea secundară, trebuie să înfășurați 10 spire cu firul pe care intenționați să îl utilizați. Asamblați transformatorul și, respectând măsurile de siguranță, conectați înfășurarea lui primară la rețea. Măsurați tensiunea la bornele înfășurării secundare, împărțiți valoarea obținută la 10. Acum împărțiți numărul 12 la valoarea obținută. Și obțineți numărul de spire necesare pentru a genera 12 volți. Puteți adăuga puțin pentru a compensa (doar crește cu 10%).
Diode pentru alimentare
Alegerea diodelor semiconductoare utilizate în redresorul de alimentare depinde direct de ce valori ale parametrilor transformatorului trebuie obținute. Cu cât este mai mare curentul în înfășurarea secundară, cu atât mai puternice trebuie utilizate diodele. Ar trebui să se acorde preferință acelor părți care sunt fabricate pe bază de siliciu. Dar nu luați cele de înaltă frecvență, deoarece nu sunt destinate utilizării în dispozitive de redresare. Scopul lor principal este detectarea semnalelor de înaltă frecvență în dispozitivele de recepție și transmisie radio.
Soluția ideală pentru sursele de alimentare cu putere redusă este utilizarea ansamblurilor de diode, 12V 5A cu ajutorul lor pot fi plasate într-un pachet mult mai mic. Ansamblurile de diode sunt un set de patru diode semiconductoare. Sunt folosite exclusiv pentru rectificarea AC. Este mult mai convenabil să lucrați cu ele, nu trebuie să faceți multe conexiuni, este suficient să aplicați tensiune la două terminale de la înfășurarea secundară a transformatorului și să eliminați constanta de la cele rămase.
Stabilizarea tensiunii
După fabricarea transformatorului, asigurați-vă că măsurați tensiunea la bornele înfășurării secundare ale acestuia. Dacă depășește valoarea de 12 volți, atunci este necesar să se efectueze stabilizarea. Nici cea mai simplă sursă de alimentare de 12 V nu va funcționa bine fără ea. Trebuie remarcat faptul că tensiunea din rețeaua de alimentare nu este constantă. Conectați voltmetrul la o priză și efectuați măsurători în momente diferite. Deci, de exemplu, ziua poate sări până la 240 de volți, iar seara poate chiar să scadă până la 180 de volți.Totul depinde de sarcina de pe linia de alimentare.
Dacă tensiunea se modifică în înfășurarea primară a transformatorului, atunci va fi instabilă și în secundar. Pentru a compensa acest lucru, trebuie să utilizați dispozitive numite stabilizatoare de tensiune. În cazul nostru, puteți utiliza diode zener cu o valoare adecvată a parametrilor (curent și tensiune). Există multe diode zener, selectați elementele necesare înainte de a face o sursă de alimentare de 12V.
Există, de asemenea, elemente mai „avansate” (cum ar fi KR142EN12), care sunt un set de mai multe diode zener și elemente pasive. Performanța lor este mult mai bună. Există, de asemenea, analogi străini ai unor astfel de dispozitive. Trebuie să vă familiarizați cu aceste elemente înainte de a vă decide să faceți singur o sursă de alimentare de 12 V.
Caracteristici de comutare a surselor de alimentare
Sursele de alimentare de acest tip sunt utilizate pe scară largă în computerele personale. Au două valori de tensiune la ieșire: 12 Volți - pentru alimentarea unităților de disc, 5 Volți - pentru funcționarea microprocesoarelor și a altor dispozitive. Diferența față de sursele de alimentare simple este că ieșirea nu este un semnal constant, ci unul pulsat - asemănător ca formă dreptunghiurilor. În prima perioadă de timp apare semnalul, în a doua este egal cu zero.
Există, de asemenea, diferențe în diagrama dispozitivului. Pentru funcționarea normală, o sursă de alimentare cu comutație de casă trebuie să redreseze tensiunea de la rețea fără a-și reduce mai întâi valoarea (nu există transformator la intrare). Sursele de alimentare cu comutare pot fi utilizate atât ca dispozitive independente, cât și omologii lor modernizați - baterii reîncărcabile. Drept urmare, puteți obține cea mai simplă sursă de alimentare neîntreruptibilă, iar puterea acesteia va depinde de parametrii sursei de alimentare și de tipul bateriilor folosite.
Cum să obțineți alimentare neîntreruptă?
Este suficient să conectați unitatea de alimentare în paralel cu bateria de stocare, astfel încât atunci când electricitatea este oprită, toate dispozitivele continuă să funcționeze în modul normal. Când rețeaua este conectată, sursa de alimentare încarcă bateria, principiul este similar cu funcționarea sursei de alimentare a mașinii. Iar atunci când sursa de alimentare neîntreruptibilă 12V este deconectată de la rețea, toate echipamentele sunt furnizate de tensiune din baterie.
Dar există momente când este necesar să obțineți o tensiune de rețea de 220 de volți la ieșire, de exemplu, pentru a alimenta computerele personale. În acest caz, va fi necesar să introduceți un invertor în circuit - un dispozitiv care transformă o tensiune continuă de 12 volți într-o tensiune alternativă de 220. Circuitul se dovedește a fi mai complicat decât cel al unei simple surse de alimentare, dar poate fi asamblat.
Filtrarea și tăierea componentei variabile
Filtrele joacă un rol important în tehnologia de rectificare. Aruncă o privire la sursa de alimentare de 12 V, care este cel mai comun circuit. Este format dintr-un condensator, o rezistență. Filtrele elimină toate armonicile inutile, lăsând o tensiune constantă la ieșirea sursei de alimentare. De exemplu, cel mai simplu filtru este un condensator electrolitic mare. Dacă vă uitați la activitatea sa la tensiuni constante și alternative, atunci principiul său de funcționare devine clar.
În primul caz, are o anumită rezistență și în circuitul echivalent poate fi înlocuit cu o rezistență constantă. Acest lucru este relevant pentru efectuarea calculelor folosind teoremele lui Kirchhoff.
În al doilea caz (când curge curent alternativ), condensatorul devine conductor. Cu alte cuvinte, poate fi înlocuit cu un jumper care nu are rezistență. Va conecta ambele ieșiri. La o examinare mai atentă, puteți vedea că componenta AC va dispărea, deoarece ieșirile sunt închise în timpul fluxului de curent. Doar tensiunea constantă va rămâne. În plus, pentru o descărcare rapidă a condensatorilor, unitatea de alimentare de 12V asamblată cu propriile mâini trebuie să fie echipată cu un rezistor cu rezistență mare (3-5 MΩ) la ieșire.
Fabricarea carcasei
Pentru fabricarea carcasei de alimentare, colțurile și plăcile din aluminiu sunt ideale. În primul rând, trebuie să faceți un fel de schelet al structurii, care poate fi ulterior acoperit cu foi de aluminiu de o formă adecvată. Pentru a reduce greutatea sursei de alimentare, puteți folosi un metal mai subțire ca piele. Nu este dificil să faci o sursă de alimentare de 12V cu propriile mâini din astfel de materiale la îndemână.
Un cuptor cu microunde este ideal. În primul rând, metalul este suficient de subțire și ușor. În al doilea rând, dacă faceți totul cu atenție, vopseaua nu va fi deteriorată, astfel încât aspectul va rămâne atractiv. În al treilea rând, dimensiunea carcasei cuptorului cu microunde este destul de mare, ceea ce face posibilă realizarea aproape oricărei carcase.
Fabricarea unei plăci de circuit imprimat
Pregătiți textolit acoperit cu folie; pentru aceasta, tratați stratul de metal cu o soluție de acid clorhidric. Dacă nu există, atunci puteți folosi electrolitul turnat în bateriile auto. Această procedură va degresa suprafața. Lucrați pentru a exclude contactul soluțiilor pe piele, deoarece puteți obține o arsură gravă. Clătiți apoi cu apă și bicarbonat de sodiu (puteți folosi săpun pentru a neutraliza acidul). Și puteți aplica un desen
Puteți realiza un desen folosind un program special pentru computere sau manual. Dacă faceți o sursă de alimentare convențională de 12V 2A și nu una cu impulsuri, atunci numărul de elemente este minim. Apoi, atunci când desenați o poză, puteți face fără programe de modelare, este suficient să o aplicați pe suprafața foliei.Este indicat să faceți două-trei straturi, lăsându-l pe cel anterior să se usuce. Rezultate bune pot fi obținute prin utilizarea lacului (de exemplu, pentru unghii). Adevărat, desenul poate ieși neuniform din cauza pensulei.
Cum să gravați placa
Puneți placa pregătită și uscată într-o soluție de clorură ferică. Saturația sa ar trebui să fie astfel încât cuprul să se erodeze cât mai repede posibil. Dacă procesul este lent, se recomandă creșterea concentrației de clorură ferică din apă. Dacă acest lucru nu ajută, atunci încercați să încălziți soluția. Pentru a face acest lucru, umpleți recipientul cu apă, puneți în el un borcan cu soluție (nu uitați că este indicat să îl păstrați într-un recipient de plastic sau sticlă) și încălziți-l la foc mic. Apa caldă va încălzi soluția de clorură ferică.
Dacă aveți mult timp sau nu aveți clorură ferică, atunci utilizați un amestec de sare și sulfat de cupru. Placa este pregătită în același mod și apoi plasată în soluție. Dezavantajul acestei metode este că placa de alimentare este gravată foarte lent, va dura aproape o zi pentru dispariția completă a cuprului de pe suprafața PCB. Dar, în lipsa de ceva mai bun, puteți folosi această opțiune.
Ansamblu componente
După procedura de gravare, va trebui să clătiți placa, să curățați șinele de stratul protector, să le degresați. Marcați locația tuturor elementelor, găuriți pentru ele. Un pic mai mare de 1,2 mm nu trebuie folosit. Instalați toate elementele și lipiți-le pe șine. După aceea, este necesar să acoperiți toate pistele cu un strat de tablă, adică să le faceți cositorite. O sursă de alimentare de 12 V realizată de bricolaj cu cositorizare a șinelor de montare vă va servi mult mai mult.
Cumva, recent, pe Internet, am dat peste un circuit al unei surse de alimentare foarte simple, cu capacitatea de a regla tensiunea. A fost posibilă reglarea tensiunii de la 1 Volt la 36 Volți, în funcție de tensiunea de ieșire pe înfășurarea secundară a transformatorului.
Aruncă o privire atentă la LM317T în circuitul în sine! Al treilea picior (3) al microcircuitului se agață de condensatorul C1, adică al treilea picior este INTRAREA, iar cel de-al doilea picior (2) se agăță de condensatorul C2 și de rezistența de 200 Ohm și este IEȘIRE.
Cu ajutorul unui transformator de la o tensiune de rețea de 220 Volți, obținem 25 Volți, nu mai mult. Mai puțin este posibil, nu mai mult. Apoi îndreptăm totul cu o punte de diode și netezim ondulația folosind condensatorul C1. Toate acestea sunt descrise în detaliu în articolul cum să obțineți o constantă de la o tensiune alternativă. Și acum cel mai important atu din sursa de alimentare este microcircuitul regulator de tensiune extrem de stabil LM317T. La momentul scrierii acestui articol, prețul acestui microcircuit era de aproximativ 14 ruble. Chiar mai ieftin decât o pâine albă.
Descrierea cipului
LM317T este un regulator de tensiune. Dacă transformatorul produce până la 27-28 de volți pe înfășurarea secundară, atunci putem regla cu ușurință tensiunea de la 1,2 la 37 de volți, dar nu aș ridica ștacheta mai mult de 25 de volți la ieșirea transformatorului.
Microcircuitul poate fi executat în carcasa TO-220:
sau într-un pachet D2
Poate trece un curent maxim de 1,5 amperi prin el însuși, ceea ce este suficient pentru a vă alimenta biciuielile electronice fără o cădere de tensiune. Adică, putem furniza o tensiune de 36 de volți la o putere de curent de până la 1,5 amperi la sarcină și, în același timp, microcircuitul nostru va produce în continuare 36 de volți - acest lucru este, desigur, ideal. De fapt, fracțiunile de volt se vor scufunda, ceea ce nu este foarte critic. Cu un curent mare în sarcină, este mai convenabil să puneți acest microcircuit pe un radiator.
Pentru a asambla circuitul, avem nevoie și de un rezistor variabil de 6,8 Kilo-ohmi, poate chiar de 10 Kilo-ohmi, precum și de un rezistor permanent de 200 de ohmi, de preferință de la 1 Watt. Ei bine, la ieșire, punem un condensator de 100 uF. Schema absolut simpla!
Asamblare în hardware
Aveam o sursă de alimentare foarte proastă cu tranzistori. M-am gândit, de ce să nu-l refac? Iata rezultatul ;-)
Aici vedem podul de diode GBU606 importat. Este proiectat pentru un curent de până la 6 Amperi, ceea ce este mai mult decât suficient pentru sursa noastră de alimentare, deoarece va furniza maxim 1,5 Amperi la sarcină. Am pus LM-ku pe calorifer folosind pasta KPT-8 pentru a îmbunătăți transferul de căldură. Ei bine, orice altceva, cred, îți este familiar.
Și aici este transformatorul antediluvian, care îmi dă o tensiune de 12 volți pe înfășurarea secundară.
Ambalăm cu grijă toate acestea în carcasă și scoatem firele.
Ce părere ai despre această? ;-)
Tensiunea minimă pe care am primit-o a fost de 1,25 volți, iar tensiunea maximă a fost de 15 volți.
Am pus orice tensiune, în acest caz cele mai comune 12 Volți și 5 Volți
Totul funcționează cu un bang!
Această sursă de alimentare este foarte convenabilă pentru reglarea vitezei unui mini-burghiu, care este folosit pentru găurirea plăcilor de circuite.
Analogii pe Aliexpress
Apropo, pe Ali puteți găsi imediat un set gata făcut din acest bloc fără transformator.
Prea lene pentru a colecta? Puteți lua un gata făcut de 5 Amperi pentru mai puțin de 2 USD:
Puteți vedea de acest legătură.
Dacă 5 Amperi nu este suficient, atunci te poți uita la 8 Amperi. Va fi suficient chiar și pentru cel mai serios inginer electronic:
Bus-ul de alimentare Vbus (+5 V) al portului USB are parametri foarte modesti in ceea ce priveste puterea consumata de la acesta de un dispozitiv extern, iar daca exagerezi putin, poti arde placa de baza a unui computer personal.
Folosind circuitul de alimentare propus pentru portul USB, puteți conecta un dispozitiv USB extern care consumă mai multă energie la un computer sau laptop.
Circuitul este destul de simplu de realizat acasă, cu un minim de piese și setări rare. Stabil în muncă.
O selecție de circuite și modele de convertoare de tensiune realizate manual.
Mai devreme sau mai târziu, radioamatorul se confruntă cu problema realizării unei surse de alimentare universale care să fie utilă pentru toate ocaziile. Adică avea suficientă putere, fiabilitate și reglabil pe o gamă largă, în plus, a protejat sarcina de consumul excesiv de curent în timpul testelor și nu se temea de scurtcircuite.
O selecție de circuite radio amatori și modele de stabilizatoare de tensiune auto-asamblate.
Baza părții analogice este un amplificator diferențial asamblat pe amplificatorul operațional DA1. Designul său este arbitrar. Totul depinde de gustul și abilitățile radioamatorului
Ele pot conecta orice proiect de radioamator cu o tensiune de la 1 la 35 V și care nu se teme de curenți mari de sarcină, deoarece este introdusă protecția curentului
Prezint în atenția radioamatorilor opțiuni pentru scheme și modele de surse de laborator simple și nu foarte convenabile și de încredere pentru un atelier de acasă. În vastitatea internetului, puteți găsi multe circuite de alimentare cu energie de laborator, prin urmare, aceste circuite nu pretind a fi o capodopera, ci sunt destinate doar să ajute radioamatorii, să-și echipeze puțin atelierul sau locul de muncă. De asemenea, sunt luate în considerare opțiunile pentru transformarea surselor de alimentare ATX ale computerului în laborator
Din punct de vedere al structurii, dezvoltarea oferită atenției cititorilor nu este un remake: un redresor, - un filtru de condensator - un convertor DC-AC în jumătate de punte (cu un transformator descendente) - redresoare - filtre - stabilizatori
Nu ar putea fi mai ușor, circuitul constă dintr-un transformator coborâtor, o punte redresoare pe D242, un stabilizator de tensiune și trei tranzistoare KT827
Următoarele scheme de protecție pentru radioamatori pentru surse de alimentare sau încărcătoare pot funcționa împreună cu aproape orice sursă - rețea, impuls și baterii reîncărcabile. Implementarea în circuit a acestor modele este relativ simplă și poate fi repetată chiar și de un radioamator începător.
Au fost luate în considerare mai multe opțiuni pentru circuitele de protecție împotriva inversării polarității, inclusiv un circuit de protecție de mare viteză pe un tranzistor cu efect de câmp, care a fost testat în funcțiune în proiectarea unei memorii de automobile asamblată de unul singur dintr-o unitate de alimentare a computerului și, cel mai important, , nu necesită aproape nicio ajustare și ajustare.
Acest circuit al regulatorului de curent este extrem de simplu și este realizat pe o bază de element accesibilă și este ușor de operat.
Am implementat această idee. Rebobinați transformatorul de cea mai mare putere (pe care îl aveți) astfel încât să faceți opt înfășurări secundare
Puteți utiliza acest circuit de alimentare pentru a alimenta dispozitivele digitale. Circuitul este completat cu un voltmetru pentru monitorizarea și reglarea parametrilor
Circuitele multiplicatoare de tensiune pot reduce semnificativ greutatea și dimensiunile dispozitivului final. Pentru a înțelege funcționarea oricărui multiplicator de tensiune, luați în considerare principiile construirii unor astfel de dispozitive. Ele pot fi împărțite aproximativ în simetrice și asimetrice.
Cu o putere de ieșire de până la 220 de wați, au luat ca baterie o baterie dintr-o mașină
Poate fi folosit pentru a alimenta un tub fotomultiplicator, dar poate alimenta un contor Geiger și alte dispozitive de înaltă tensiune.
Rolul elementului de reglare în circuit este îndeplinit de un tranzistor puternic, iar designul este atât de simplu încât poate fi repetat de orice, chiar și de un radioamator fără experiență, cheltuind un minim de timp și bani.
Acest design radio amator reduce instantaneu puterea la zero pe ambele brațe și, astfel, are un efect de declanșare.
Poate fi folosit pentru orice inginerie radio cu o tensiune de 4,5-6 V, 9 V și un consum de curent de până la 500 mA
Această unitate de alimentare are un stabilizator parametric de curent și un regulator de tensiune de compensare. Prin urmare, nu se teme de un scurtcircuit la ieșire, iar tranzistorul de ieșire al stabilizatorului practic nu poate eșua.
În momentul în care sursa de alimentare este conectată la rețea, tensiunea alternativă a rețelei este redresată printr-o punte de diode, a cărei ondulație este netezită de un filtru capacitiv pe condensatori. Pentru a reduce cantitatea de curent de încărcare care trece prin acești condensatori, se adaugă un rezistor la circuit. Apoi, tensiunea redresată este alimentată la un invertor cu jumătate de punte construit pe tranzistoare.
Scurte informații teoretice despre construcția și funcționarea surselor de alimentare neîntreruptibile și, de asemenea, au luat în considerare proiectarea unui UPS de casă
Designul electronic la intervale regulate descarcă o bancă de condensatoare puternică către inductor, apoi către următorul și așa mai departe de-a lungul lanțului
Tensiunea de rețea este alimentată printr-o siguranță la înfășurarea primară a transformatorului de putere. Din înfășurarea sa secundară, scoatem tensiunea deja redusă cu 20 de volți la un curent de până la 25A. Dacă se dorește, acest transformator poate fi realizat manual pe baza unui transformator de putere de la un televizor cu tub vechi.
În hinterlandul rus, există încă întreruperi frecvente de curent, ceea ce schimbă serios modul de viață stabilit în rău. Este foarte ușor să rezolvi problema care a apărut.
Mai devreme sau mai târziu, orice radioamator va avea nevoie de o sursă de alimentare puternică atât pentru verificarea diferitelor componente și blocuri electronice, cât și pentru conectarea unor produse de casă puternice de radio amator.
Puteți ajusta valorile nivelului tensiunii de alimentare cu ajutorul regulatoarelor cu modulație pe lățime a impulsului. Avantajul acestei setări este că tranzistorul de ieșire funcționează în modul cheie și poate fi doar în două stări - deschis sau închis, ceea ce exclude supraîncălzirea, ceea ce înseamnă utilizarea unui radiator mare și, ca urmare, reduce costurile energetice.
Bateria reîncărcabilă a oricărui computer mobil trebuie încărcată periodic, dar cum se poate face acest lucru în vacanță sau la pescuit. Este foarte simplu, trebuie doar să asamblați și să utilizați un adaptor auto obișnuit pentru rețeaua de bord a mașinii, care este foarte ușor și simplu de asamblat.
Acest convertor cu o sursă de alimentare bipolară este perfect pentru a furniza o putere medie ULF de până la 150 de wați, dar dacă schimbați cheile cu altele mai puternice, puteți obține valori mai mari.
Pentru a verifica și regla sursele de alimentare puternice, este necesară o sarcină reglată cu impedanță scăzută, cu o putere de disipare admisă de până la sute de wați. Utilizarea rezistențelor variabile nu este întotdeauna realistă, în principal din cauza disipării puterii permise.
Dacă aveți un singur tranzistor puternic, atunci acesta este suficient pentru a asambla o sursă de alimentare simplă cu o tensiune de ieșire de 9V și cu caracteristici acceptabile, în plus, vom lua în considerare construcții și altele mai interesante în cadrul acestui articol.
În mediul rural, pentru utilizarea în siguranță a aparatelor de uz casnic, este necesar un stabilizator de tensiune monofazat de 220V, care, cu o cădere puternică de tensiune în rețea, menține tensiunea nominală de ieșire de 220 volți la ieșire.
Alimentare radio auto |
Realizarea unei surse de alimentare de laborator cu propriile mâini nu este dificilă dacă aveți abilitățile de a manipula un fier de lipit și înțelegeți circuitele electrice. În funcție de parametrii sursei, îl puteți folosi pentru a încărca bateriile, a conecta aproape orice echipament de uz casnic, îl puteți folosi pentru experimente și experimente în proiectarea dispozitivelor electronice. Principalul lucru în timpul instalării este utilizarea circuitelor dovedite și calitatea construcției. Cu cât carcasa și conexiunile sunt mai fiabile, cu atât este mai convenabil să lucrezi cu sursa de alimentare. Este de dorit să existe ajustări și dispozitive pentru monitorizarea curentului și a tensiunii de ieșire.
Cea mai simplă sursă de alimentare de casă
Dacă nu aveți abilități în realizarea de aparate electrice, atunci este mai bine să începeți cu cele mai simple, trecând treptat la structuri complexe. Compoziția celei mai simple surse de tensiune constantă:
- Transformator cu două înfășurări (primar - pentru conectarea la rețea, secundar - pentru conectarea consumatorilor).
- Una sau patru diode pentru redresarea AC.
- Condensator electrolitic pentru a întrerupe componenta variabilă a semnalului de ieșire.
- Fire de conectare.
Dacă utilizați o diodă semiconductoare în circuit, veți obține un redresor cu jumătate de undă. Dacă utilizați un ansamblu de diode sau un circuit de comutare punte, atunci sursa de alimentare se numește full-wave. Diferența semnalului de ieșire - în al doilea caz, mai puțină ondulație.
O astfel de sursă de alimentare de casă este bună numai în cazurile în care este necesară conectarea dispozitivelor cu o singură tensiune de funcționare. Deci, dacă sunteți angajat în proiectarea electronicelor auto sau repararea acesteia, este mai bine să alegeți un transformator cu o tensiune de ieșire de 12-14 volți. Tensiunea de ieșire depinde de numărul de spire ale înfășurării secundare, iar puterea curentului depinde de secțiunea transversală a firului utilizat (cu cât grosimea este mai mare, cu atât este mai mare curentul).
Cum să faci mese bipolare?
O astfel de sursă este necesară pentru a asigura funcționarea unor microcircuite (de exemplu, amplificatoare de putere și woofer-uri). Sursa de alimentare bipolară se distinge prin următoarea caracteristică: la ieșire are un pol negativ, pozitiv și comun. Pentru a implementa o astfel de schemă, este necesară utilizarea unui transformator, a cărui înfășurare secundară are o bornă de mijloc (și valoarea tensiunii alternative dintre mijloc și extrem trebuie să fie aceeași). Dacă nu există un transformator care să îndeplinească această condiție, puteți face upgrade pe oricare al cărui înfășurare de rețea este evaluată pentru 220 de volți.
Scoateți înfășurarea secundară, doar mai întâi măsurați tensiunea pe ea. Numărați numărul de spire și împărțiți la tensiune. Numărul rezultat este numărul de spire necesare pentru a genera 1 volt. Dacă trebuie să obțineți o sursă de alimentare bipolară de 12 volți, va trebui să înfășurați două înfășurări identice. Conectați începutul unuia la sfârșitul celui de-al doilea și conectați acest punct de mijloc la firul comun. Cele două borne ale transformatorului trebuie conectate la ansamblul diodei. Diferența față de o sursă unipolară - trebuie să utilizați 2 condensatoare electrolitice conectate în serie, punctul de mijloc este inclus cu carcasa dispozitivului.
Reglarea tensiunii într-o sursă de alimentare unipolară
Sarcina poate să nu pară foarte simplă, dar puteți realiza o sursă de alimentare reglabilă prin asamblarea unui circuit din unul sau doi tranzistori semiconductori. Dar va trebui să instalați cel puțin un voltmetru la ieșire pentru a monitoriza tensiunea. În acest scop, puteți utiliza un comparator cu un domeniu de măsurare acceptabil. Puteți achiziționa un multimetru digital ieftin și îl puteți adapta nevoilor dumneavoastră. Pentru a face acest lucru, trebuie să-l dezasamblați, să setați poziția dorită a comutatorului prin lipire (cu un interval de schimbare a tensiunii de 1-15 volți, este necesar ca dispozitivul să poată măsura tensiunea de până la 20 de volți).
Sursa de alimentare reglata poate fi conectata la orice aparat electric. În primul rând, trebuie doar să setați valoarea tensiunii necesare pentru a nu deteriora dispozitivele. Tensiunea este modificată folosind un rezistor variabil. Aveți dreptul să alegeți singur designul acestuia. Poate fi chiar și un dispozitiv de tip glisare, principalul lucru este respectarea rezistenței nominale. Pentru a face sursa de alimentare convenabilă de utilizat, puteți instala o rezistență variabilă asociată cu un comutator. Acest lucru va scăpa de comutatorul suplimentar și va facilita oprirea echipamentului.
Reglarea tensiunii într-o sursă bipolară
Un astfel de design se va dovedi a fi mai complicat, dar poate fi implementat și destul de rapid dacă toate elementele necesare sunt disponibile. Nu toată lumea poate face o simplă sursă de alimentare de laborator, și chiar bipolară și cu reglare a tensiunii. Circuitul este complicat de faptul că este necesară instalarea nu numai a unui tranzistor semiconductor care funcționează în modul cheie, ci și a unui amplificator operațional, diode zener. Atunci când lipiți semiconductori, aveți grijă: încercați să nu îi încălziți prea mult, deoarece intervalul de temperaturi admise este extrem de mic. Încălzirea excesivă distruge cristalele de germaniu și siliciu, determinând oprirea funcționării dispozitivului.
Când faceți o unitate de alimentare de laborator cu propriile mâini, rețineți un detaliu important: tranzistoarele trebuie montate pe un radiator de aluminiu. Cu cât sursa de alimentare este mai puternică, cu atât suprafața radiatorului ar trebui să fie mai mare. Acordați o atenție deosebită calității lipirii și a firelor. Pentru dispozitivele cu putere redusă sunt permise fire subțiri. Dar dacă curentul de ieșire este mare, atunci este necesar să se utilizeze fire cu izolație groasă și o zonă mare de secțiune transversală. Siguranța și capacitatea de utilizare a dispozitivului depind de fiabilitatea comutării. Chiar și un scurtcircuit în circuitul secundar poate provoca un incendiu, prin urmare, la fabricarea unei surse de alimentare, trebuie avut grijă să o protejați.
Reglare retro tensiune
Da, asta este ceea ce puteți numi implementarea ajustării în acest fel. Pentru implementare, trebuie să derulați înfășurarea secundară a transformatorului și să faceți mai multe concluzii, în funcție de pasul și intervalul de tensiune de care aveți nevoie. De exemplu, o sursă de alimentare de laborator de 30V 10A în trepte de 1 volt ar trebui să aibă 30 de pini. Între redresor și transformator trebuie instalat un comutator. Este puțin probabil să-l găsiți în 30 de poziții, iar dacă îl găsiți, atunci dimensiunile sale se vor dovedi a fi foarte mari. În mod clar, nu este potrivit pentru instalarea într-o carcasă mică, prin urmare este mai bine să utilizați tensiuni standard pentru fabricație - 5, 9, 12, 18, 24, 30 volți. Acest lucru este suficient pentru utilizarea convenabilă a dispozitivului într-un atelier de acasă.
Pentru a fabrica și a calcula înfășurarea secundară a transformatorului, trebuie să faceți următoarele:
- Determinați ce tensiune este colectată de o tură a înfășurării. Pentru comoditate, dați 10 spire, porniți transformatorul și măsurați tensiunea. Împărțiți valoarea rezultată la 10.
- Efectuați înfășurarea înfășurării secundare, având în prealabil deconectat transformatorul de la rețea. Dacă se întâmplă să aveți o tură care colectează 0,5 V, atunci pentru a obține 5 V trebuie să opriți a 10-a tură. Și conform unei scheme similare, faceți robinete pentru restul valorilor standard ale tensiunii.
Toată lumea poate face o astfel de unitate de alimentare de laborator cu propriile mâini și, cel mai important, nu este nevoie să lipiți circuitul pe tranzistoare. Bornele înfășurării secundare sunt conectate la comutator, astfel încât valorile tensiunii să se schimbe de la mai jos la mai mare. Borna centrală a comutatorului este conectată la redresor, borna inferioară a transformatorului este alimentată la carcasa dispozitivului.
Caracteristici de comutare a surselor de alimentare
Astfel de circuite sunt folosite în aproape toate dispozitivele moderne - în încărcătoarele de telefoane, în sursele de alimentare pentru computere și televizoare etc. Se dovedește a fi problematic să faci o unitate de alimentare de laborator, în special una cu impulsuri: trebuie luate prea multe nuanțe. în considerare. În primul rând, o schemă relativ complexă și un principiu de funcționare complicat. În al doilea rând, cea mai mare parte a dispozitivului funcționează la tensiune înaltă, care este egală cu cea care curge în rețea. Priviți nodurile principale ale unei astfel de surse de alimentare (de exemplu, una de computer):
- O unitate redresor de rețea concepută pentru a converti curentul alternativ de 220 volți în curent continuu.
- Un invertor care convertește tensiunea DC în semnale de unde pătrate cu frecvență înaltă. Acesta include, de asemenea, un transformator special de tip impuls care reduce valoarea tensiunii pentru a alimenta componentele PC-ului.
- Conducere responsabilă pentru funcționarea corectă a tuturor elementelor sursei de alimentare.
- Etapă de amplificare concepută pentru a amplifica semnalele controlerului PWM.
- Blocul pentru stabilizarea și rectificarea tensiunii impulsului de ieșire.
Unități și elemente similare sunt prezente în toate sursele de alimentare cu comutație.
Alimentare computer
Costul chiar și al unei noi surse de alimentare, care este instalată în computere, este destul de scăzut. Dar obții un design gata făcut, nici măcar nu trebuie să faci un șasiu. Un dezavantaj este că numai valorile standard ale tensiunii (12 și 5 volți) sunt disponibile la ieșire. Dar pentru un laborator de acasă, acest lucru este suficient. Sursa de alimentare de laborator de la ATX este populară pentru că nu este nevoie să faceți modificări mari. Și cu cât designul este mai simplu, cu atât mai bine. Dar există și „boli” în astfel de dispozitive, dar ele pot fi vindecate destul de simplu.
Condensatoarele electrolitice se defectează adesea. Din ele curge electrolitul, se vede chiar și cu ochiul liber: pe placa de circuit imprimat apare un strat din această soluție. Este asemănător unui gel sau lichid, se întărește în timp și devine solid. Pentru a repara sursa de alimentare a laboratorului de la sursa de alimentare a computerului, trebuie să instalați condensatori electrolitici noi. A doua defecțiune, care este mult mai puțin comună, este defectarea uneia sau mai multor diode semiconductoare. Un simptom este o siguranță arsă montată pe placa de circuit imprimat. Pentru reparații, trebuie să sunați toate diodele instalate în circuitul podului.
Metode de protecție a sursei de alimentare
Cel mai simplu mod de a fi în siguranță este să instalați siguranțe. Puteți utiliza o astfel de unitate de alimentare de laborator cu protecție fără teama de incendiu din cauza unui scurtcircuit. Pentru a implementa această soluție, va trebui să instalați două siguranțe în circuitul de alimentare a înfășurării rețelei. Ele trebuie luate pentru o tensiune de 220 de volți și un curent de ordinul a 5 amperi pentru dispozitivele de putere redusă. Ieșirea sursei de alimentare trebuie să fie asigurată cu siguranțe adecvate. De exemplu, siguranțele utilizate în mașini pot fi folosite pentru a proteja circuitul de ieșire de 12 volți. Valoarea curentă este selectată pe baza puterii maxime a consumatorului.
Dar epoca tehnologiilor înalte este în curte și nu este foarte profitabil să faci protecție cu siguranțe din punct de vedere economic. Este necesar să înlocuiți elementele după fiecare atingere accidentală a cablurilor de alimentare. Alternativ, instalați siguranțe cu resetare automată în locul siguranțelor convenționale. Dar au o resursă mică: pot servi cu fidelitate câțiva ani sau pot eșua după 30-50 de întreruperi. Dar sursa de alimentare de laborator 5A, dacă este asamblată corect, funcționează corect și nu necesită dispozitive de protecție suplimentare. Elementele nu pot fi numite fiabile, adesea aparatele de uz casnic devin inutilizabile din cauza defectării unor astfel de siguranțe. Mult mai eficientă este utilizarea unui circuit releu sau tiristor. Triacurile pot fi utilizate și ca dispozitive de oprire de urgență.
Cum fac o lunetă?
Cea mai mare parte a lucrării este proiectarea carcasei, nu asamblarea circuitului electric. Va trebui să ne înarmam cu un burghiu, pile și, dacă este necesar, să pictăm mai mult și să stăpânim pictura. Puteți face o sursă de alimentare de casă pe baza unei carcase de la un dispozitiv. Dar dacă există posibilitatea de a achiziționa tablă de aluminiu, atunci dacă doriți, veți realiza un șasiu frumos care vă va servi mulți ani. Mai întâi, desenați o schiță în care veți plasa toate elementele structurale. Acordați o atenție deosebită designului cadrului. Poate fi realizat din aluminiu subțire, doar armătură din interior - înșurubat la colțurile din aluminiu, care sunt folosite pentru a face structura mai rigidă.
În panoul frontal, este imperativ să se prevadă orificii pentru instalarea instrumentelor de măsură, LED-uri (sau lămpi cu incandescență), terminale conectate la ieșirea sursei de alimentare, prize pentru instalarea siguranțelor (dacă este selectată această opțiune de protecție). Dacă aspectul panoului frontal nu este foarte atractiv, atunci acesta trebuie vopsit. Pentru a face acest lucru, degresați și curățați întreaga suprafață până la strălucire. Faceți toate găurile necesare înainte de vopsire. Aplicați 2-3 straturi de grund pe o suprafață încălzită, lăsați să se usuce. Apoi aplicați același număr de straturi de vopsea. Lacul trebuie folosit ca strat superior. Drept urmare, o sursă puternică de alimentare de laborator, datorită vopselei și strălucirii rezultate, va arăta frumos și atractiv, se va potrivi în interiorul oricărui atelier.
Cum se face un șasiu pentru o sursă de alimentare?
Doar designul care este realizat complet de tine va arăta frumos. Dar poți folosi orice ca material: de la tablă de aluminiu până la carcase de la computere personale. Trebuie doar să luați în considerare cu atenție întreaga structură, astfel încât să nu apară situații neprevăzute. Dacă treptele de ieșire necesită răcire suplimentară, atunci instalați un răcitor în acest scop. Poate funcționa atât continuu cu dispozitivul pornit, cât și în mod automat. Pentru a implementa aceasta din urmă, cel mai bine este să folosiți un microcontroler simplu și un senzor de temperatură. Senzorul monitorizează temperatura radiatorului, iar microcontrolerul conține valoarea la care este necesar să porniți suflarea aerului. Chiar și o sursă de alimentare de laborator de 10 A, a cărei putere este destul de mare, va funcționa stabil cu un astfel de sistem de răcire.
Este nevoie de aer din exterior pentru suflare, așa că va trebui să instalați un răcitor și un radiator pe spatele sursei de alimentare. Pentru a asigura rigiditatea șasiului, utilizați colțuri din aluminiu, din care mai întâi formează un „schelet”, apoi instalați o piele pe el - plăci din același aluminiu. Dacă este posibil, conectați colțurile prin sudură, aceasta va crește rezistența. Partea inferioară a șasiului trebuie să fie puternică, deoarece transformatorul de putere este montat pe el. Cu cât puterea este mai mare, cu atât dimensiunile transformatorului sunt mai mari, cu atât greutatea acestuia este mai mare. Ca exemplu, puteți compara o sursă de laborator de 30V 5A și un design similar, dar la 5 volți și un curent de aproximativ 1 A. Acesta din urmă va avea dimensiuni mult mai mici, iar greutatea este nesemnificativă.
Trebuie să existe un strat de izolație între componentele electronice și carcasă. Trebuie să faceți acest lucru exclusiv pentru dvs., astfel încât în cazul unei ruperi accidentale a firului în interiorul blocului, acesta să nu scurtcircuiteze carcasa. Izolați pielea înainte de a o instala pe schelet. Puteți lipi pe carton gros sau pe bandă adezivă groasă. Principalul lucru este că materialul nu conduce electricitatea. Cu această rafinare, siguranța este îmbunătățită. Însă transformatorul poate emite un zumzet neplăcut, care poate fi eliminat prin fixarea și lipirea plăcilor de miez, precum și prin instalarea plăcuțelor de cauciuc între carcasă și șasiu. Dar efectul maxim îl vei obține doar atunci când vei combina aceste soluții.
Rezumând
În concluzie, merită menționat faptul că toate lucrările de instalare și testare sunt efectuate în prezența unei tensiuni care pune viața în pericol. Prin urmare, trebuie să vă gândiți la dvs., asigurați-vă că instalați întrerupătoare în cameră, asociate cu dispozitive de curent rezidual. Chiar dacă atingeți faza, nu veți primi un șoc electric, deoarece protecția va funcționa.
Respectați măsurile de siguranță atunci când lucrați cu surse de alimentare comutatoare pentru computere. Condensatoarele electrolitice din designul lor sunt alimentate mult timp după deconectare. Din acest motiv, înainte de a începe reparațiile, descărcați condensatorii conectându-le cablurile. Nu vă alarmați doar de scânteie, nu vă va face rău dvs. sau instrumentelor.
Când faceți o sursă de alimentare de laborator cu propriile mâini, acordați atenție tuturor lucrurilor mărunte. La urma urmei, principalul lucru pentru dvs. este să vă asigurați munca stabilă, sigură și convenabilă. Și acest lucru se poate realiza numai atunci când toate lucrurile mărunte sunt atent gândite, nu numai în circuitul electric, ci și în carcasa dispozitivului. Nu vor exista dispozitive de control de prisos în proiectare, așa că instalați-le pentru a vă face o idee despre, de exemplu, ce curent consumă un dispozitiv pe care l-ați asamblat în laboratorul de acasă.
Se încarcă ...