Блок питания на 12в своими руками: Как сделать блок питания 12В своими руками

Содержание

Как сделать блок питания 12В своими руками

Блок питания постоянного напряжения 12 вольт состоит из трех основных частей:

  • Понижающий трансформатор с обычного входного переменного напряжения 220 В. На его выходе будет такое же синусоидальное напряжение, только пониженное до примерно 16 вольт по холостому ходу – без нагрузки.
  • Выпрямитель в виде диодного моста. Он «срезает» нижние полусинусоиды и кладет их вверх, то есть получается напряжение, меняющееся от 0 до тех же 16 вольт, но в положительной области.
  • Электролитический конденсатор большой емкости, который сглаживает полусинусоиды напряжения, делая их приближающимися к прямой линии на уровне в 16 вольт. Это сглаживание тем лучше, чем больше емкость конденсатора.

Самое простое, что нужно для получения постоянного напряжения, способного питать приборы, рассчитанные на 12 вольт – лампочки, светодиодные ленты и другое низковольтное оборудование.

Понижающий трансформатор можно взять из старого блока питания компьютера или просто купить в магазине, чтобы не заморачиваться с обмотками и перемотками. Однако чтобы выйти в конечном счете на искомые 12 вольт напряжения при работающей нагрузке, нужно взять трансформатор, понижающий вольт до 16.

Для моста можно взять четыре выпрямительных диода 1N4001, рассчитанных на нужный нам диапазон напряжений или аналогичные.

Конденсатор должен быть емкостью не менее 480 мкФ. Для хорошего качества выходного напряжения можно и больше, 1 000 мкФ или выше, но для питания осветительных приборов это совсем не обязательно. Диапазон рабочих напряжений конденсатора нужен, скажем, вольт до 25.

Компоновка прибора

Если мы хотим сделать приличный прибор, который не стыдно будет потом приделать в качестве постоянного блока питания, допустим, для цепочки светодиодов, нужно начать с трансформатора, платы для монтажа электронных компонентов и коробки, где все это будет закреплено и подключено. При выборе коробки важно учесть, что электрические схемы при работе разогреваются. Поэтому коробку хорошо найти подходящую по размерам и с отверстиями для вентиляции. Можно купить в магазине или взять корпус от блока питания компьютера. Последний вариант может оказаться громоздким, но в нем как упрощение можно оставить уже имеющийся трансформатор, даже вместе с вентилятором охлаждения.

Корпус блока питанияКорпус блока питания

На трансформаторе нас интересует низковольтная обмотка. Если она дает понижение напряжения с 220 В до 16 В – это идеальный случай. Если нет, придется ее перемотать. После перемотки и проверки напряжения на выходе трансформатора его можно закрепить на монтажной плате. И сразу продумать, как монтажная плата будет крепиться внутри коробки. У нее для этого имеются посадочные отверстия.

Низковольтная обмоткаМонтажная плата

Дальнейшие действия по монтажу будут проходить на этой монтажной плате, значит, она должна быть достаточной по площади, длине и допускать возможную установку радиаторов на диоды, транзисторы или микросхему, которые должны еще поместиться в выбранную коробку.

Диодный мост

Диодный мост собираем на монтажной плате, должен получиться такой ромбик из четырех диодов. Причем левая и правая пары состоят одинаково из диодов, подключенных последовательно, а обе пары параллельны друг другу. Один конец каждого диода маркирован полоской – это обозначен плюс. Сначала паяем диоды в парах друг к другу. Последовательно – это значит плюс первого соединен с минусом второго. Свободные концы пары тоже получатся – плюс и минус. Параллельно соединить пары – значит спаять оба плюса пар и оба минуса. Вот теперь имеем выходные контакты моста – плюс и минус. Или их можно назвать полюсами – верхним и нижним.

Схема диодного моста

Остальные два полюса – левый и правый – используются как входные контакты, на них подается переменное напряжение с вторичной обмотки понижающего трансформатора. А на выходы моста диоды подадут пульсирующее знакопостоянное напряжение.

Если теперь подключить параллельно с выходом моста конденсатор, соблюдая полярность – к плюсу моста – плюс конденсатора, он напряжение начнет сглаживать, причем настолько хорошо, насколько велика у него емкость. 1 000 мкФ будет достаточно, и даже ставят 470 мкФ.

Внимание! Электролитический конденсатор – прибор небезопасный. При неверном подключении, при подаче на него напряжения вне рабочего диапазона или при большом перегреве он может взорваться. При этом разлетается по округе все его внутреннее содержимое – лохмотья корпуса, металлической фольги и брызги электролита. Что весьма опасно.

Ну вот и получился у нас самый простой (если не сказать, примитивный) блок питания для приборов напряжением 12 V DC, то есть постоянного тока.

Проблемы простого блока питания с нагрузкой

Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

  1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
  2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
  3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

На рисунке ниже представлено развитие предыдущей простой схемы включением на выходе микросхемы 12-вольтового стабилизатора LM7812.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

Это уже лучше, но максимальный ток в нагрузке такого блока стабилизированного питания по-прежнему не должен превышать 1 А.

Блок питания повышенной мощности

Более мощным блок питания можно сделать, добавив в схему несколько мощных каскадов на транзисторах Дарлингтона типа TIP2955. Один каскад даст прибавку нагрузочного тока в 5 А, шесть составных транзисторов, подключенных параллельно, обеспечат нагрузочный ток в 30 А.

Транзисторы Дарлингтона типа TIP2955

Схема, обладающая такой выходной мощностью, требует соответствующего охлаждения. Транзисторы должны быть обеспечены радиаторами. Возможно, понадобится и дополнительный вентилятор охлаждения. Кроме того, можно защититься еще плавкими предохранителями (на схеме не показано).

На рисунке показано подключение одного составного транзистора Дарлингтона, дающего возможность увеличения выходного тока до 5 ампер. Можно увеличивать и дальше, подключая новые каскады параллельно с указанным.

Подключение одного составного транзистора Дарлингтона

Внимание! Одним из главных бедствий в электрических цепях является внезапное короткое замыкание в нагрузке. При этом, как правило, возникает ток гигантской силы, который сжигает все на своем пути. В этом случае сложно придумать такой мощный блок питания, который способен это выдержать. Тогда применяют схемы защиты, начиная от плавких предохранителей и кончая сложными схемами с автоматическим отключением на интегральных микросхемах.

Мощный импульсный блок питания на 12 В своими руками

Доброго времени суток дорогие друзья, в этой статье хочу поделиться с вами своим опытом по созданию импульсных источников питания. Речь пойдет о том как собрать своими руками импульсный источник питания на микросхеме IR2153.
Микросхема IR2153 представляет собой высоковольтный драйвер затвора, на ней строят много различных схем, блоки питания, зарядные устройства и т. д. Напряжение питания варьируется от 10 до 20 вольт, рабочий ток 5 мА и рабочую температуру до 125 градусов Цельсия.
Начинающие радиолюбители побаиваются собрать свой первый импульсный блок питания, очень часто прибегают к трансформаторным блокам. Я в свое время тоже опасался, но все таки собрался и решил попробовать, тем более что деталей было достаточно для его сборки. Теперь поговорим не много о схеме. Это стандартный полумостовой источник питания с IR2153 на борту.

Детали


Диодный мост на входе 1n4007 или готовая диодная сборка рассчитанная на ток не менее 1 А и обратным напряжением 1000 В.
Резистор R1 не менее двух ватт можно и 5 Ватт 24 кОм, резистор R2 R3 R4 мощностью 0,25 Ватт.
Конденсатор электролитический по высокой стороне 400 вольт 47 мкф.
Выходной 35 вольт 470 – 1000 мкФ. Конденсаторы фильтра пленочные рассчитанные на напряжение не менее 250 В 0,1 - 0,33 мкФ. Конденсатор С5 – 1 нФ. Керамический, конденсатор С6 керамический 220 нФ, С7 пленочный 220 нФ 400 В. Транзистор VT1 VT2 N IRF840, трансформатор от старого блока питания компьютера, диодный мост на выходе полноценный из четырех ультрабыстрых диодах HER308 либо другие аналогичные.
В архиве можно скачать схему и плату:


Печатная плата изготовлена на куске фольгированного одностороннего стеклотекстолита методом ЛУТ. Для удобства подключения питания и подключения выходного напряжения на плате стоят винтовые клемники.


Схема импульсного блока питания на 12 В


Преимущество этой схемы в том, что эта схема очень популярная в своем роде и ее повторяют многие радиолюбители в качестве своего первого импульсного источника питания и КПД а разы больше не говоря уже и размерах. Схема питается от сетевого напряжения 220 вольт по входу стоит фильтр который состоит из дросселя и двух пленочных конденсаторов рассчитанных на напряжение не менее 250 – 300 Вольт емкостью от 0,1 до 0,33 мкФ их можно взять из компьютерного блока питания.

В моем случае фильтра нет, но поставить желательно. Далее напряжение поступает на диодный мост рассчитанный на обратное напряжение не менее 400 Вольт и током не менее 1 Ампера. Можно и поставить готовую диодную сборку. Дальше по схеме стоит сглаживающий конденсатор с рабочим напряжением 400 В, поскольку амплитудное значение сетевого напряжение составляет в районе 300 В. Емкость данного конденсатора подбирается следующим образом, 1 мкФ на 1 Ватт мощности, так как я не собираюсь выкачивать из этого блока большие токи, то в моем случае стоит конденсатор на 47 мкФ, хотя из такой схемы можно и выкачивать сотни ватт. Питание микросхемы берется с переменки, здесь организован источник питания резистор R1 который обеспечивает гашение тока, желательно ставить помощнее не менее двух ватт так как осуществляется его нагрев, затем напряжение выпрямляется всего одним диодом и поступает на сглаживающий конденсатор а затем на микросхему. 1 вывод микросхемы плюс питания и 4 вывод это минус питания.

Можно и собрать отдельный источник питания для нее и подать согласно полярности 15 В. В нашем случае микросхема работает на частоте 47 – 48 кГц для такой частоты организована RC цепочка состоящая из резистора R2 15 ком и пленочного или керамического конденсатора на 1 нФ. При таком раскладе деталей микросхема будет работать правильно и вырабатывать прямоугольные импульсы на своих выходах которые поступают на затворы мощных полевых ключей через резисторы R3 R4 номиналы их могут отклоняться в пределах от 10 до 40 Ом. Транзисторы необходимо ставить N канальные, в моем случае стоят IRF840 с рабочим напряжением сток исток 500 В и максимальным током стока при температуре 25 градусов 8 А и максимальной рассеиваемой мощностью 125 Ватт. Далее по схеме стоит импульсный трансформатор, после него идет полноценный выпрямитель из четырех диодов марки HER308, обычные диоды тут не подойдут так как они не смогут работать на высоких частотах, поэтому ставим ультрабыстрые диоды и после моста напряжение уже поступает на выходной конденсатор 35 Вольт 1000 мкФ, можно и 470 мкФ особо больших емкостей в импульсных блоках питания не требуется.

Вернемся к трансформатору, его можно найти на платах компьютерных блоков питания, определить тут его не сложно на фото видно самый большой вот он то нам и нужен. Чтобы перемотать такой трансформатор необходимо прослабить клей, которым склеены половинки феррита, для этого берем паяльник или паяльный фен и потихоньку прогреваем трансформатор, можно опустить в кипяток на несколько минут и аккуратно разъединяем половинки сердечника. Сматываем все базовые обмотки, наматывать будем свои. Из расчета того что мне на выходе нужно получить напряжение в районе 12-14 Вольт, первичная обмотка трансформатора содержит 47 витков проводом 0,6 мм в две жилы, делаем изоляцию между намоткой обычным скотчем, вторичная обмотка содержит 4 витка того же провода в 7 жил. ВАЖНО производить намотку в одну сторону, каждый слой изолировать скотчем, отмечая начало и конец обмоток иначе ни чего работать не будет, а если и будет тогда блок не сможет отдать всю мощность.

Проверка блока


Ну а теперь давайте протестируем наш блок питания так как мой вариант полностью исправен то я сразу подключаю в сеть без страховочной лампы.
Проверим выходное напряжение как видим оно в районе 12 – 13 В не много гуляет от перепадов напряжения в сети.

В качестве нагрузки автомобильная лампа на 12 В мощностью 50 Ватт ток соответственно протекает 4 А. Если такой блок дополнить регулировкой тока и напряжения, поставить входной электролит большей емкости, то можно смело собирать зарядное устройство для авто и лабораторный блок питания.

Перед запуском блока питания необходимо проверить весь монтаж и включаем в сеть через страховочную лампу накаливания 100 Ватт, если Лампа горит в полный накал значит ищите ошибки при монтаже сопли не смытый флюс либо не исправен какой то компонент и т д. При правильной сборке лампа должна слегка вспыхнуть и погаснуть, это нам говорит, что Конденсатор по входу зарядился и ошибок в монтаже нет. Поэтому перед установкой компонентов на плату их необходимо проверять даже если они новые. Еще один не мало важный момент после запуска напряжение на микросхеме между 1 и 4 выводом должно быть не менее 15 В. Если это не так подбирать нужно номинал резистора R2.

Смотрите видео


Блок питания 12В 5А | joyta.ru

Эта схема мощного блока питания на 12 вольт вырабатывает ток нагрузки до 5 ампер. В схеме блока питания применен трех выводной интегральный стабилизатор LM338.

Краткая характеристика Lm338:

  • Uвход: от 3 до 35 В.
  • Uвыход: от 1,2 до 32 В.
  • Iвых.: 5 А (max)
  • Рабочая температура: от 0 до 125 гр. C 

Блок питания 12В 5А на интегральной микросхеме LM338

Напряжение от сети поступает к понижающему трансформатору через плавкий предохранитель FU1 на 7А. Варистор V1 на 240 вольт, используется для защиты схемы блока питания от выбросов напряжения в электросети. Трансформатор Tр1 понижающий с напряжение на вторичной обмотке не ниже 15 вольт с током нагрузки не менее 5 ампер.

Пониженное напряжение с вторичной обмотки поступает на диодный мост, состоящий из четырех выпрямительных диодов VD1-VD4. На выходе диодного моста установлен электролитический конденсатор С1 предназначенный для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.  Диоды VD5 и VD6 используются в качестве устройств защиты для предотвращения разряда конденсаторов C2 и C3 от незначительного тока утечки в регуляторе LM338. Конденсатор С4 используется для фильтрации высокочастотной составляющей блока питания.

Для нормальной работы блока питания на 12В, стабилизатор напряжения LM338 необходимо установить на радиатор. Вместо выпрямительных диодов VD1-VD4 можно использовать выпрямительную сборку на ток не менее 5 ампер, например, KBU810.

Блок питания на 12 вольт на стабилизаторе 7812

Следующая схема мощного блока питания на 12 вольт и 5 ампер нагрузки построена на интегральном линейном стабилизаторе напряжения 7812. Поскольку допустимый максимальный ток нагрузки данного стабилизатора ограничивается 1,5 ампер, в схему блока питания добавлен силовой транзистор VT1. Этот транзистор известен как обходной внешний транзистор.

Если ток нагрузки будет менее 600 мА, то он будет протекать через стабилизатор 7812. Если ток превысит 600 мА, то на резисторе R1 будет напряжение более 0,6 вольта, в результате чего силовой транзистор VT1 начинает проводить через себя дополнительный ток к нагрузке. Резистор R2 ограничивает чрезмерный базовый ток.

Силовой транзистор в данной схеме необходимо разместить на хорошем радиаторе. Минимальное входное напряжение должно быть на несколько вольт выше, чем напряжение на выходе регулятора. Резистор R1 должен быть рассчитан на 7 Вт. Резистор R2 может иметь мощность 0,5 Вт.

Hantek 2000 - осциллограф 3 в 1

Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц....

характеристика, схемы, как сделать своими руками

Автор otransformatore На чтение 8 мин Опубликовано

Трансформаторный блок питания на 12В используется для преобразования сетевого напряжения до уровня необходимого для работы определенного устройства. Сегодня в данной разновидности блоков питания устанавливаются системы предохранения от резких скачков напряжения, коротких замыканий и для нормализации высокочастотных помех. Конструкция обладает надежностью при сравнительной простоте и низкой стоимости. Блок питания с трансформаторным типа можно самостоятельно сконструировать и собрать в домашних условиях.

Устройство и принцип работы

От обычного блока питания трансформаторный отличается наличием понижающего устройства, который позволяет снизить подаваемое в сети напряжение с 220В до 12В. Также в этих устройствах используется выпрямитель, который изготавливают из 1, 2 или 4 диодов полупроводникового типа – в зависимости от разновидности схемы.

В блоках питания этой категории используются трансформаторы в которых используется три основных компонента:

  • Сердечник специального сплава металлов или из ферромагнетика;
  • Сетевая первичная обмотка которая питается от 220В;
  • Вторичную обмотку применяют с понижающим действием – к ней подключается выпрямитель.

В остальном данный блок совпадает по принципу работы, строению и устройству с обычным блоком питания. Благодаря этому есть возможность подключать устройства различных категорий.

Применяемый выпрямитель определяется схематическим устройством, которое зависит от того, до каких значений нужно довести уровень напряжения. Например, в случае удвоения напряжения, используется два полупроводника. После проводника необходимо в устройстве конструкции использовать электролитический конденсатор.

Общая структура

Структурная схема блока питания с трансформаторным действием имеет следующий тип:

При этом в некоторых зарядных устройствах трансформаторного типа не используются последние два элемента. По сути основными являются трансформатор и выпрямитель, именно они отвечают за снижение напряжения, но фильтр и стабилизатор обеспечивают дополнительную защиту и регулировку значений в подаваемом на устройство напряжении.

На рынке электроники сегодня наиболее популярными являются однополярные трансформаторные блоки питания. Схема данного устройства выглядит следующим образом:

О конструкции самого трансформатора и принципах его работы поговорим далее. Двухполюсный блок питания данной категории имеет следующую схему:

В отличии от первой схемы, в этой применяется трансформатор с одинаковыми парными вторичными обмотками, которые последовательно соединяются.

Трансформатор

Один из основных элементов конструкции трансформатора – сердечник. В блоках питания он может быть Ш-образный либо U-образный, в редких случаях применяются тороидальные сердечники. На них располагаются трансформаторные обмотки из двух слоев: вторичная поверх первичной.

Конструкция

При сборке конструкции используется специальная формула, которая позволяет вычислить необходимые габариты трансформатора:

(1/N)~F*S*B

В этой формуле используются следующие значения:

  • N – число витков на 1 вольт;
  • F – уровень частоты в переменном напряжении;
  • S – сечение магнитопровода;
  • B – индукция магнитного поля в магнитопроводе.

Таким образом можно вычислить конструктивные особенности трансформатора. В трансформаторных блоках питания применяются тороидальные, стержневые и броневые виды обмоток.

Их внешний вид представлен на картинке ниже:

Для расчета вторичной обмотки можно использовать следующий прием. Наматывается 10 витков, собирается трансформатор и с соблюдением техники безопасности, стандартным методом первичная обмотка подключается к электросети. Затем производятся замеры уровня напряжения на выводе из вторичной обмотки. Полученные значения делятся на 10, после этого 12 делится на 10. Так определяется число витков необходимое для выработки напряжения в 12В.

Принцип работы

Трансформатор на этой разновидности блока питания позволяет преобразовывать напряжение в 220В получаемое из обычной электросети до необходимого уровня напряжения для определенного устройства.

Генератором электромагнитных полей выступает проводник через который проходит переменный ток, а благодаря тому, что на трансформаторе он смотан в катушку его действие производится более плотно. Согласно закону электромагнитной индукции переменное поле наводится во вторичной обмотке.

Выбор напряжения

Необходимое напряжение определяется устройством, для питания которого будет использоваться блок питания. Можно использовать напряжение в 12В, 3.3В, 5В и 9В. Это самые популярные значения напряжения на выходе, при этом оно может иметь и другие значения. Все зависит от конструкции трансформатора, количества обмоток и размер сечения, используемого магнитопровода.

12В

Блок питания с напряжением на выходе в 12В широко используются в быту с конца прошлого столетия. Их применяют для питания котлов отопления, светодиодных лент, игровых устройств, сварочных аппаратов, телевизионных приставок и различных бытовых приборов.

3.3 В

Блоки с напряжением этого уровня используются преимущественно в персональных компьютерах, но могут использоваться и для подзарядки других устройств, например, в сварочных аппаратах.

Данный вид трансформаторных блоков питания также используется для обеспечения питания компьютеров и серверов.

Эта разновидность блоков для питания устройств широко применяется для работы со строительной техникой и различных бытовых устройств. Например, им подпитывается дрель, болгарка или перфоратор.

Выпрямитель

В трансформаторном блоке питания используется обычно мостовой выпрямитель с одним, двумя или четырьмя диодами.

Используем мостовую схему выпрямления

Использование мостового выпрямителя показано на данной схеме:

Как работает

Принцип работы у выпрямителя мостового типа следующий: во время течения в полупериоде, электрический ток идет через два диода, которые включены в прямом направлении. Это позволяет конденсатору получать напряжение с пульсацией в два раза большей частотой от питания.

Выше представлена схема как использовать выпрямитель мостового типа в конструкции. Чтобы понять, как работает выпрямитель с постоянным и переменным напряжением мостового типа можно использовать для ознакомления данную схему:

Треугольники на схеме – это диоды, которые позволяют работать мостовому выпрямителю.

Как спаять

Для спайки мостового выпрямителя следует использовать следующую схему:

Фильтр

В блоках трансформаторного типа фильтрация и отсечение переменных, составляющих являются обязательными. С этой целью в данных устройствах используются электролитические конденсаторы с большой емкостью.

Назначение

Электролитический конденсатор, выполняющий роль фильтра в этих устройствах используется как при работе блока с постоянным, так и переменным напряжением. Но в некоторых случаях выбор конденсатора может быть другим.

Выбор конденсатора

Для трансформаторных блоков питания подбирается конденсатор согласно уровню напряжения, с которым он работает. При постоянном напряжении вместо электролитного конденсатора можно использовать постоянный резистор, а при переменном напряжении обычной перемычкой, так как конденсатор становится проводником.

Как правильно подключать

Чтобы при самостоятельной сборке трансформаторного блока питания на 12В конденсаторы правильно работали, на выходе устройство укомплектовывается резистором с сопротивлением от 3 до 5 Мом.

Стабилизатор напряжения или тока

Источник питания стандартного типа собирается с использованием электролитического конденсатора с емкостью не более 10000 мкФ, двухполупериодного выпрямителя мостового типа из диодов с обратным напряжением в 50 вольт и прямым током 3А, а также с предохранителем 0,5А. В роли интегрального стабилизатора напряжения на 12В используется конденсатор 7912, либо 7812.

Стабилитрон

Для постоянства напряжения при выходе из блока питания рекомендуется использовать стабилитрон.

Интегральный стабилизатор напряжения

Без использования стабилизатора напряжения блок питания не сможет правильно функционировать. В роли этих компонентов используются конденсаторы серий LM 78xx и LM 79xx. Стабилитроны подбираются по подходящей величине параметров тока и напряжения, на рынке их большое множество, но самым продвинутым считается элемент типа КР142ЕН12.

Чем больше емкость конденсатора, тем лучше уровень сигнала на выходе, он имеет правильную форму и стремится к прямой линии.

Серия LM 78xx

Данные регуляторы напряжения имеют выходной ток до 1А, и выходное напряжение: 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18, 24. Кроме того в этих конденсаторах есть тепловая защита от перегрузок и защита от коротких замыканий.

Серия LM 79xx

Эти регуляторы напряжения имеют значения схожие с серией 78xx. В них также реализована тепловая защита от больших перегрузок и защита от замыканий.

Вспомогательные узлы

В конструкции можно реализовать вспомогательные узлы, например, индикаторы или переключатели напряжения. Главное не переусердствовать и делать устройство согласно всем нормам и рекомендациям.

Индикаторные светодиоды

В конструкции можно продумать светодиодные индикаторы, которые применяются в заводских блоках и подзарядных устройствах. Светодиоды служат сигнализатором о том, что полезная работа трансформатора производится и напряжение соответствует требуемому значению.

Амперметр и вольтметр

Для произведения расчетов и подбора элементов, а также для правильной сборки блока питания необходимо использовать амперметр и вольтметр.

Схема самодельного источника питания

Схемы как собрать самодельный блок питания трансформаторного типа представлены были выше, но для удобства предлагаем для ознакомления еще одну схему, с понятными обозначениями.

На данной схеме изображен понижающий трансформатор с двумя обмотками и диодный мост для выпрямления.

Это простая схема, которая позволяет собрать самодельный источник питания с трансформатором любому начинающему электрику.

Как паять

Для сборки используется печатная плата из фольгированного диэлектрика. Сначала рисуется схема, затем на заготовку платы наносится рисунок и производится протравка. После этого засверливаются отверстия для крепления каждого элемента схемы блока.

Правила выбора комплектующих

Чтобы сделать своими руками блок питания с трансформатором необходимо правильно подобрать комплектующие. В данной статье мы разобрались как подсчитать значения необходимых элементов устройства, какие трансформаторы, выпрямители и фильтры можно использовать в блока питания этой разновидности. Для удобства предлагаю таблицу ниже, она поможет при выборе комплектующих:

В данной таблице приведены оптимальные значения и соотношения мощности устройства и технических характеристик всех компонентов, используемых в конструкции. Емкость конденсаторов должна обеспечивать заданную пульсацию в расчете 1мкФ на 1Вт в показателях мощности на выходе. Электролитический конденсатор должен выбираться для напряжения от 350В.

Блок питания своими руками.

Собираем регулируемый блок питания

Те новички, которые только начинают изучение электроники спешат соорудить нечто сверхъестественное, вроде микрожучков для прослушки, лазерный резак из DVD-привода и так далее… и тому подобное… А что насчёт того, чтобы собрать блок питания с регулируемым выходным напряжением? Такой блок питания – это крайне необходимая вещь в мастерской каждого любителя электроники.

С чего же начать сборку блока питания?

Во-первых, необходимо определиться с требуемыми характеристиками, которым будет удовлетворять будущий блок питания. Основные параметры блока питания – это максимальный ток (Imax), который он может отдать нагрузке (питаемому устройству) и выходное напряжение (Uout), которое будет на выходе блока питания. Также стоит определиться с тем, какой блок питания нам нужен: регулируемый или нерегулируемый.

Регулируемый блок питания – это блок питания, выходное напряжение которого можно менять, например, в пределах от 3 до 12 вольт. Если нам надо 5 вольт - повернули ручку регулятора – получили 5 вольт на выходе, надо 3 вольта – опять повернул – получил на выходе 3 вольта.

Нерегулируемый блок питания – это блок питания с фиксированным выходным напряжением – его менять нельзя. Так, например, многим известный и широко распространённый блок питания «Электроника» Д2-27 является нерегулируемым и имеет на выходе 12 вольт напряжения. Также нерегулируемыми блоками питания являются всевозможные зарядники для сотовых телефонов, адаптеры модемов и роутеров. Все они, как правило, рассчитаны на какое-то одно выходное напряжение: 5, 9, 10 или 12 вольт.

Понятно, что для начинающего радиолюбителя наибольший интерес представляет именно регулируемый блок питания. Им можно запитать огромное количество как самодельных, так и промышленных устройств, рассчитанных на разное напряжение питания.

Далее нужно определиться со схемой блока питания. Схема должна быть простая, легка для повторения начинающими радиолюбителями. Тут лучше остановиться на схеме с обычным силовым трансформатором. Почему? Потому что найти подходящий трансформатор достаточно легко как на радиорынках, так и в старой бытовой электронике. Делать импульсный блок питания сложнее. Для импульсного блока питания необходимо изготавливать достаточно много моточных деталей, таких как высокочастотный трансформатор, дроссели фильтров и пр. Также импульсные блоки питания содержат больше радиоэлектронных компонентов, чем обычные блоки питания с силовым трансформатором.

Итак, предлагаемая к повторению схема регулируемого блока питания приведена на картинке (нажмите для увеличения).

Параметры блока питания:

  • Выходное напряжение (Uout) – от 3,3…9 В;

  • Максимальный ток нагрузки (Imax) – 0,5 A;

  • Максимальная амплитуда пульсаций выходного напряжения – 30 мВ.;

  • Защита от перегрузки по току;

  • Защита от появления на выходе повышенного напряжения;

  • Высокий КПД.

Возможна доработка блока питания с целью увеличения выходного напряжения.

Принципиальная схема блока питания состоит из трёх частей: трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.

Трансформатор. Трансформатор Т1 понижает переменное сетевое напряжение (220-250 вольт), которое поступает на первичную обмотку трансформатора (I), до напряжения 12-20 вольт, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора (II). Также, по «совместительству», трансформатор служит гальванической развязкой между электросетью и питаемым устройством. Это очень важная функция. Если вдруг трансформатор выйдет из строя по какой-либо причине (скачок напряжения и пр.), то напряжение сети не сможет попасть на вторичную обмотку и, следовательно, на питаемое устройство. Как известно, первичная и вторичная обмотки трансформатора надёжно изолированы друг от друга. Это обстоятельство снижает риск поражения электрическим током.

Выпрямитель. Со вторичной обмотки силового трансформатора Т1 пониженное переменное напряжение 12-20 вольт поступает на выпрямитель. Это уже классика. Выпрямитель состоит из диодного моста VD1, который выпрямляет переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора (II). Для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямительного моста стоит электролитический конденсатор C3 ёмкостью 2200 микрофарад.

Регулируемый импульсный стабилизатор.

Схема импульсного стабилизатора собрана на достаточно известной и доступной микросхеме DC/DC преобразователя – MC34063.

Чтобы было понятно. Микросхема MC34063 является специализированным ШИМ-контроллером, разработанным для импульсных DC/DC преобразователей. Эта микросхема является ядром регулируемого импульсного стабилизатора, который используется в данном блоке питания.

Микросхема MC34063 снабжена узлом защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи нагрузки. Выходной транзистор, встроенный в микросхему, способен отдать в нагрузку до 1,5 ампер тока. На базе специализированной микросхемы MC34063 можно собрать как повышающие (Step-Up), так и понижающие (Step-Down) DC/DC преобразователи. Так же возможно построение регулируемых импульсных стабилизаторов.

Особенности импульсных стабилизаторов.

К слову сказать, импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД по сравнению со стабилизаторами на микросхемах серии КР142ЕН (КРЕНки), LM78xx, LM317 и др. И хотя блоки питания на базе этих микросхем очень просты для сборки, но они менее экономичны и требуют установки охлаждающего радиатора.

Микросхема MC34063 не нуждается в охлаждающем радиаторе. Стоит заметить, что данную микросхему можно довольно часто встретить в устройствах, которые работают автономно или же используют резервное питание. Использование импульсного стабилизатора увеличивает КПД устройства, а, следовательно, уменьшает энергопотребление от аккумулятора или батареи питания. За счёт этого увеличивается автономное время работы устройства от резервного источника питания.

Думаю, теперь понятно, чем хорош импульсный стабилизатор.

Детали и электронные компоненты.

Теперь немного о деталях, которые потребуются для сборки блока питания.

Трансформатор. В качестве трансформатора подойдёт любой сетевой понижающий трансформатор мощностью 8-10 ватт. Его первичная обмотка (I) должна быть рассчитана на переменное напряжение 220-250 вольт, а вторичная (II) на 12-20 вольт.

Где найти такой трансформатор?

Найти подходящий трансформатор можно в старой, неисправной и морально устаревшей аппаратуре: кассетных магнитофонах, стационарных CD-проигрывателях, игровых приставках и пр. Например, подойдут трансформаторы от старых лампово-полупроводниковых телевизоров советского производства ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2 и ТВК-70. Можно приобрести трансформатор серии ТП114, например ТП114-163М. При подборе силового трансформатора не лишним будет иметь представление о том, как узнать мощность трансформатора.


Силовые трансформаторы ТС-10-3М1 и ТП114-163М

Также подойдёт трансформатор ТС-10-3М1 с выходным напряжением около 15 вольт. В магазинах радиодеталей и на радиорынках можно найти подходящий трансформатор, главное, чтобы он соответствовал указанным параметрам.

Микросхема MC34063. Микросхема MC34063 выпускается в корпусах DIP-8 (PDIP-8) для обычного монтажа в отверстия и в корпусе SO-8 (SOIC-8) для поверхностного монтажа. Естественно, в корпусе SOIC-8 микросхема обладает меньшими размерами, а расстояние между выводами составляет около 1,27 мм. Поэтому изготовить печатную плату для микросхемы в корпусе SOIC-8 сложнее, особенно тем, кто только недавно начал осваивать технологию изготовления печатных плат. Следовательно, лучше взять микросхему MC34063 в DIP-корпусе, которая больше по размерам, а расстояние между выводами у такого корпуса – 2,5 мм. Сделать печатную плату под корпус DIP-8 будет легче.

Диодный мост. Диодный мост для блока питания можно изготовить из 4 отдельных диодов 1N4001-1N4007. Также вместо диодов 1N4001-1N4007 можно применить диоды 1N5819. При этом экономичность блока питания повыситься, поскольку диоды серии 1N58xx – это диоды Шоттки и у них меньшее падение напряжения на p-n переходе, чем у обычных диодов серии 1N400x.

Также в блок питания можно установить диодную сборку выпрямительного моста. Сборка занимает на печатной плате меньше места. Для установки в схему подойдут сборки на ток 1 ампер и выше. Для надёжности можно воткнуть в плату сборку и на 2 ампера – хуже не будет.

Где найти сборку диодного моста? В бэушных платах от любой электроники, которая питается от сети 220 вольт. Даже в компактных люминесцентных лампах – КЛЛ – есть диодный мост. Можно выковырять оттуда. Правда что попадётся, 4 отдельных диода или сборка диодного моста можно только гадать – тут как повезёт.

Если быть более конкретным, то подойдут диодные мосты (сборки): DB101-107, RB151-157, D3SBA10, 2W10M, DB207, RS207 и другие аналогичные и более мощные. Можно с лёгкостью применить диодный мост из неисправного компьютерного блока питания. Они мощные и здоровые, рассчитаны на довольно большой ток – хватить за глаза. Не забудьте проверить его на исправность!

Конденсаторы C1, C2, C4, C5 служат для подавления импульсных помех, которые поступают из электросети. Кроме этого они блокируют импульсные помехи, которые могут поступить в электросеть от самого импульсного стабилизатора.

Элементы защиты. В схеме применено два предохранителя. Предохранитель FU2 представляет собой обычный плавкий предохранитель на ток срабатывания 0,16 А (160 мА). Он включен последовательно с первичной обмоткой (I) трансформатора T1. FU1 – самовосстанавливающийся предохранитель. Когда ток через него становиться больше 0,5 ампер, то его сопротивление резко увеличивается, а ток в цепи выпрямителя и стабилизатора резко падает.


Самовосстанавливающийся предохранитель FRX050-90F

Так реализована защита в случае неисправности преобразователя. Стабилитрон VD3 также служит защитным и работает в паре с самовосстанавливающимся предохранителем FU1. Основная его цель – защитить нагрузку (питаемое устройство) от повреждения высоким напряжением. Напряжение стабилизации стабилитрона составляет 11 вольт. В случае неисправности преобразователя и появления на выходе напряжения более 11 вольт, ток через стабилитрон резко возрастает. Возросший ток в цепи приводит к срабатыванию предохранителя FU1, который ограничивает ток. Поэтому защитный стабилитрон VD3 необходимо установить в схему обязательно. В случае если не удастся найти подходящий самовосстанавливающийся предохранитель, то его можно заменить обычным плавким на ток срабатывания 0,5 ампер.

Список деталей, которые потребуются для сборки блока питания.

Название

Обозначение

Номинал/Параметры

Марка или тип элемента

Микросхема DA1   MC34063
Диодный мост VDS1 (VD1-VD4) 1-2 ампер, 600 вольт D3SBA10, RS207, DB107 и аналоги

Электролитические конденсаторы

C8, C9, C12 330 мкФ * 16 вольт К50-35 или аналоги
C3 2200 мкФ * 35 вольт
Конденсаторы C1, C2, C4, C5, C10, C11, C13 0,22 мкФ КМ-5, К10-17 и аналогичные
C6 0,1 мкФ
C7 470 пФ
Резисторы R1 0,2 Ом (1 Вт) МЛТ, МОН, С1-4, С2-23, С1-14 и аналогичные
R3 560 Ом (0,125 Вт)
R4 3,6 кОм (0,125 Вт)
R5 8,2 кОм (0,125 Вт)
Резистор переменный R2 1,5 кОм СП3-9, СП4-1, ППБ-1А и аналогичные
Диод Шоттки VD2   1N5819
Стабилитрон VD3 11 вольт 1N5348
Дроссель L1, L2 300 мкГн  
Дроссель L3   самодельный
Предохранитель плавкий FU2 0,16 ампер  
Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 0,5 ампер (на напряжение >30-40 вольт) MF-R050; LP60-050; FRX050-60F; FRX050-90F
Светодиод индикаторный HL1 любой 3 вольтовый  

Дроссели. Дроссели L1 и L2 можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется два кольцевых магнитопровода из феррита 2000HM типоразмера К17,5 х 8,2 х 5 мм. Типоразмер расшифровывается так: 17,5 мм. – внешний диаметр кольца; 8,2 мм. - внутренний диаметр; а 5 мм. – высота кольцевого магнитопровода. Для намотки дросселя понадобиться провод ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. На каждое кольцо необходимо намотать 40 витков такого провода. Витки провода следует распределять по ферритовому кольцу равномерно. Перед намоткой, ферритовые кольца нужно обмотать лакотканью. Если лакоткани нет под рукой, то обмотать кольцо можно скотчем в три слоя. Стоит помнить, что ферритовые кольца могут быть уже покрашены – покрыты слоем краски. В таком случае обматывать кольца лакотканью не надо.

Кроме самодельных дросселей можно применить и готовые. В этом случае процесс сборки блока питания ускориться. Например, в качестве дросселей L1, L2 можно применить вот такие индуктивности для поверхностного монтажа (SMD - дроссель).


SMD-дроссель

Как видим, на верхней части их корпуса указано значение индуктивности – 331, что расшифровывается как 330 микрогенри (330 мкГн). Также в качестве L1, L2 подойдут готовые дроссели с радиальными выводами для обычного монтажа в отверстия. Выглядят они вот так.


Дроссель с радиальными выводами

Величина индуктивности на них маркируется либо цветовым кодом, либо числовым. Для блока питания подойдут индуктивности с маркировкой 331 (т.е. 330 мкГн). С учётом допуска ±20%, который разрешён для элементов бытовой электроаппаратуры, также подойдут дроссели с индуктивностью 264 - 396 мкГн. Любой дроссель или катушка индуктивности рассчитана на определённый постоянный ток. Как правило, его максимальное значение (IDC max) указывается в даташите на сам дроссель. Но на самом корпусе это значение не указывается. В таком случае можно ориентировочно определить значение максимально допустимого тока через дроссель по сечению провода, которым он намотан. Как уже говорилось, для самостоятельного изготовления дросселей L1, L2 необходим провод сечением 0,56 мм.

Дроссель L3 самодельный. Для его изготовления необходим магнитопровод из феррита 400HH или 600HH диаметром 10 мм. Найти такой можно в старинных радиоприёмниках. Там он используется в качестве магнитной антенны. От магнитопровода нужно отломать кусок длиной 11 мм. Сделать это достаточно легко, феррит легко ломается. Можно просто плотно зажать необходимый отрезок пассатижами и отломить излишки магнитопровода. Также можно зажать магнитопровод в тисках, а потом резко ударить по магнитопроводу. Если с первого раза аккуратно разломить магнитопровод не получиться, то можно повторить операцию.

Затем получившийся кусок магнитопровода нужно обмотать слоем бумажного скотча или лакоткани. Далее наматываем на магнитопровод 6 витков сложенного вдвое провода ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. Для того чтобы провод не размотался, обматываем его сверху скотчем. Те выводы проводов, с которых начиналась намотка дросселя, в последующем впаиваем в схему в том месте, где показаны точки на изображении L3. Эти точки указывают на начало намотки катушек проводом.

Дополнения.

В зависимости от нужд можно внести в конструкцию те или иные изменения.

Например, вместо стабилитрона VD3 типа 1N5348 (напряжение стабилизации – 11 вольт) в схему можно установить защитный диод – супрессор 1,5KE10CA.

Супрессор – это мощный защитный диод, по своим функциям схож со стабилитроном, однако, основная его роль в электронных схемах – защитная. Назначение супрессора – это подавление высоковольтных импульсных помех. Супрессор обладает высоким быстродействием и способен гасить мощные импульсы.

В отличие от стабилитрона 1N5348, супрессор 1.5KE10CA обладает высокой скоростью срабатывания, что, несомненно, скажется на быстродействии защиты.

В технической литературе и в среде общения радиолюбителей супрессор могут называть по-разному: защитный диод, ограничительный стабилитрон, TVS-диод, ограничитель напряжения, ограничительный диод. Супрессоры можно частенько встретить в импульсных блоках питания – там они служат защитой от перенапряжения питаемой схемы при неисправностях импульсного блока питания.

О назначении и параметрах защитных диодов можно узнать из статьи про супрессор.

Супрессор 1,5KE10CA имеет букву С в названии и является двунаправленным – полярность установки его в схему не имеет значения.

Если есть необходимость в блоке питания с фиксированным выходным напряжением, то переменный резистор R2 не устанавливают, а заменяют его проволочной перемычкой. Нужное выходное напряжение подбирают с помощью постоянного резистора R3. Его сопротивление рассчитывают по формуле:

Uвых = 1,25 * (1+R4/R3)

После преобразований получается формула, более удобная для расчётов:

R3 = (1,25 * R4)/(Uвых – 1,25)

Если использовать данную формулу, то для Uвых = 12 вольт потребуется резистор R3 с сопротивлением около 0,42 кОм (420 Ом). При расчётах, значение R4 берётся в килоомах (3,6 кОм). Результат для резистора R3 также получаем в килоомах.

Для более точной установки выходного напряжения Uвых вместо R2 можно установить подстроечный резистор и выставить по вольтметру требуемое напряжение более точно.

При этом следует учесть, что стабилитрон или супрессор стоит устанавливать с напряжением стабилизации на 1…2 вольта больше, чем расчётное напряжение на выходе (Uвых) блока питания. Так, для блока питания с максимальным выходным напряжением равным, например, 5 вольт следует установить супрессор 1,5KE6V8CA или аналогичный ему.

Изготовление печатной платы.

Печатную плату для блока питания можно сделать разными способами. О двух методах изготовления печатных плат в домашних условиях уже рассказывалось на страницах сайта.

В общем, выбрать есть из чего.

Налаживание и проверка блока питания.

Чтобы проверить работоспособность блока питания его для начала нужно, конечно же, включить. Если искр, дыма и хлопков нет (такое вполне реально), то скорее БП работает. Первое время держитесь от него на некотором расстоянии. Если ошиблись при монтаже электролитических конденсаторов или поставили их на меньшее рабочее напряжение, то они могут «хлопнуть» - взорваться. Это сопровождается разбрызгиванием электролита во все стороны через защитный клапан на корпусе. Поэтому не торопитесь. Подробнее об электролитических конденсаторах можно почитать здесь. Не ленитесь это прочитать – пригодиться не раз.

Внимание! Во время работы силовой трансформатор находиться под высоким напряжением! Пальцы к нему не совать! Не забывайте о правилах техники безопасности. Если надо что-то изменить в схеме, то сначала полностью отключаем блок питания от электросети, а потом делаем. По-другому никак – будьте внимательны!

P.S.

Под занавес всего этого повествования хочу показать готовый блок питания, который был сделан своими руками.

Да, у него ещё нет корпуса, вольтметра и прочих «плюшек», которые облегчают работу с таким прибором. Но, несмотря на это, он работает и уже успел спалить офигенный трёхцветный мигающий светодиод из-за своего бестолкового хозяина, который любит безбашенно крутить регулятор напряжения . Желаю и вам, начинающие радиолюбители, собрать что-нибудь похожее!

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Самодельный импульсный блок питания 12 вольт 2 ампера


Задумал я сделать импульсный блок питания на 12V 4A своими руками, выбрал схему, посоветовался с людьми на форуме, спаял. В результате отладки выяснилось, что нагрузку 4А, данный самодельный блок питания, не сможет держать, но с 2А он справится отлично.
За основу взята схема дежурки пользователя Starichok51. Она получила дополнения, например, обзавелась фильтрами, а также, претерпела ряд изменений номиналов, позволяющих сделать блоки питания более мощным.

Трансформатор для данного импульсного блока питания  я использовал с сердечником EI-28. У боковых частей E части было полное примыкание к I части, а у средней – имелся заводской зазор в 0,65 мм.  Трансформатор пришлось перематывать несколько раз.
В первый раз обмотки были следующими: I – 46 витков (Ø – 0.36 мм), I I – 5 витков (Ø – 1 мм х 3), обратная связь – 4 витка (Ø – 0.22 мм). Индуктивность первичной обмотки - 490 uH. Вторичная обмотка и ОС находились между двумя половинами первичной. При этом был избыточный нагрев транзистора даже при малых нагрузках, напряжение ОС – выше необходимого.
Во второй раз перемотал трансформатор по совету пользователя Starichok51, из расчета на 12В 4А: I – 36 витков (Ø – 0.36 мм), I I – 4 витков (Ø – 1 мм х 2), обратная связь – 2 витка (Ø – 0.36 мм). Индуктивность первичной обмотки – порядка 250 uH. Как и в первом случае, первичная обмотка разделена на две половины. Блок питания при таких обмотках запускался в узком диапазоне подбираемых деталей. Но даже в тот момент, когда он запускался, его работа была нестабильна и «прожорливой».
В третий раз перемотал трансформатор по своему усмотрению. Точнее, взял имеющийся кусок провода Ø 0.36 мм и намотал его весь. Получилось, что ко второй половине первичной обмотке добавил еще 26 витков. В сумме – первичная обмотка составляла 62 витка, проводом Ø – 0.36 мм. Индуктивность первичной обмотки – ориентировочно составила 850 uH. Блок питания начал вести себя более-менее адекватно.
Для достижения максимальной стабильности и производительности, начал подбирать номиналы R9+C5, R2, C7+R11. Те, на которых я остановился, указаны на схеме. Также, вместо транзистора C5027, запаивал C5763. У последнего оказался нагрев без радиатора на 2-3 градуса ниже. В качестве радиатора использовал алюминиевую пластину, толщиной 2 мм и площадью 15 см2, изогнутую таким образом, чтобы она поместилась в корпусе и не контактировала с остальными деталями. Транзистор посажен на теплопроводящую пасту.
L1 сделал самостоятельно. Его конструкцию подсмотрел из АТ компьютерного блока питания. В оригинальном исполнение кольцо имело внешний диаметр 17 мм, а ширину – 8 мм, обмотки имели по 18 витков Ø – 0.5 мм. Я подобрал кольцо, от материнской платы, похожее по габаритам, а в качестве проводов использовал часть витой пары. L2 – готовый дроссель (выпаянный не помню откуда). Сердечник L2 в высоту 20мм, Ø – 5 мм, обмотка – 18 витков Ø – 1 мм, индуктивность 3,9uH.
 

Привожу фотографию первой версии печатной платы с расположенной на ней элементами. Т.к. в процессе отладки, схема претерпела изменения, разводку печатной платы подправил под конечный результат. Разводку печатной платы данного самодельного блока питания 12V 2A в формате *.lay6 можно скачать ЗДЕСЬ. Печатная плата разводилась под имеющийся в наличии корпус. Для дополнительного охлаждения элементов схемы, в корпусе просверлил вентиляционные отверстия.
Выражаю свою благодарность пользователям Starichok51 и Serj66610, которые принимали активное участие в процессе обсуждения отладки данного блока питания.

Как изготовить блок питания для шуруповерта 12в своими руками: схема сборки

Приобретая аккумуляторный шуруповерт, практически никто не задумывается о сроке службы аккумуляторных батарей. В зависимости от производителя и стоимости инструмента, аккумуляторы могут прослужить исправно и 5 лет, и менее года. Особенно это касается инструмента от безымянного производителя из Китая (а таких на рынке подавляющее большинство). Замена аккумуляторных батарей на новые по финансовым затратам сравнима с покупкой нового инструмента, поэтому часто возникает потребность сделать блок питания для шуруповерта 18В или 12В своими руками.

Аккумуляторный шуруповерт

Требования к источнику питания

Вне зависимости от того, на какое напряжение рассчитан шуруповерт, к блоку питания предъявляются особые требования: при высокой нагрузке на инструмент, например, при закручивании длинных шурупов в твердую древесину или в режиме сверления ток потребления двигателя может повышаться до десятка ампер. Если в режиме холостого хода потребляемый ток составляет не более 1-2 А и достаточно блока питания с мощностью 30-40 Вт, то для нормальной работы требуется мощность порядка 200 Вт.

С аккумуляторными батареями все просто. Специфика их работы такова, что они способны на короткое время выдавать большие токи, восстанавливая рабочее напряжение во время простоя. Возникает вопрос: зарядное устройство для любого шуруповёрта имеет малый вес и габариты, почему бы не использовать его в качестве источника напряжения? Ответ – однозначно нет. Зарядное устройство рассчитано на выдачу малого тока в течение длительного времени, нам же требуются большие токи на короткий срок. Поэтому внешний блок питания должен иметь запас по мощности.

Конструкция блока питания

Самодельные БП для шуруповертов могут иметь различные варианты схемотехнического и конструктивного исполнения:

  • Встроенные в корпус стандартных аккумуляторов;
  • В виде отдельного блока;
  • Импульсные;
  • Трансформаторные.

Теперь подробнее о каждом из них.

Встроенные

Несомненное преимущество встроенных устройств заключается в том, что из внешних деталей остается только лишь сетевой шнур маленького сечения. Самостоятельно изготовить такой блок питания под силу не всем. Тут требуется немалый опыт, поскольку малогабаритные мощные блоки питания можно сделать только по импульсной схеме. Трансформатор необходимой мощности классической конструкции в рукоять шуруповерта не поместится, а с подходящими габаритами будет иметь мощность в единицы ватт, чего хватит только для холостой работы.

Встроенный БП

Отдельный блок

Ввиду того, что блок питания находится вне корпуса шуруповерта, к нему не предъявляются ограничения по габаритам и массе, поэтому он может быть выполнен с желаемым запасом по мощности. Единственное ограничение – длина и площадь поперечного сечения соединительных шнуров между инструментом и источником питания, ведь, согласно закона Ома, при снижении напряжения при одинаковой мощности потребления растет ток, поэтому низковольтный шнур питания должен иметь большее сечение, чем сетевой на 220 В. К этому добавляется также требование по минимизации падения напряжения на проводах. Толстый шнур имеет повышенную массу и жесткость, что уменьшает удобство пользования инструментом.

Импульсные источники

Импульсные источники питания характеризуются тем, что понижающий трансформатор в них работает на повышенной частоте, в результате чего имеет минимальные габариты при той же мощности. Общие габариты устройства вполне позволяют разместить конструкцию в стандартном корпусе вместо неисправных аккумуляторов. Из минусов – сложность конструкции для самостоятельного повторения.

Трансформаторные устройства

Блоки питания на трансформаторах еще не потеряли своей актуальности ввиду простоты изготовления и надежности. Единственный минус таких изделий – большие габариты и масса, но это не существенно, когда устройство выполнено в виде отдельного блока и установлено стационарно.

Устройства на трансформаторах получили преимущественное распространение среди самодельных устройств, поэтому будут рассмотрены самым подробным образом.

Конструкция трансформаторного блока питания

Данное устройство характеризуется наличием следующих составных частей:

  • Силовой трансформатор;
  • Выпрямитель:
  • Фильтр питания;
  • Стабилизатор напряжения.

Силовой трансформатор представляет собой самую габаритную и тяжелую часть устройства. Он предназначен для преобразования высокого входного напряжения в низкое, соответствующее требованиям подключаемой нагрузки.

Задача выпрямителя состоит в преобразовании переменного напряжения в постоянное. Наибольшей эффективностью обладают мостовые схемы выпрямления, состоящие из четырех диодов или монолитного выпрямительного моста.

Фильтр сглаживает пульсации напряжения после выпрямительного моста.

Теоретически этих элементов достаточно для работы шуруповерта, но скачки напряжения в питающей сети, его просадки из-за увеличения нагрузки могут привести к нестабильной работе двигателя, а увеличение сверх нормы – к выходу из строя.

Задача стабилизатора состоит в поддержании стабильного напряжения на выходе, вне зависимости от величины нагрузки и уровня напряжения питающей сети.

Для самостоятельной сборки можно порекомендовать простую проверенную схему стабилизатора, которая отличается минимумом деталей и доступна для повторения любому, кто умеет держать в руках паяльник и пользоваться измерительными приборами.

Блок питания со стабилизатором

В приведенной схеме можно увеличить емкость конденсатора до 1000-2000 мкФ, а транзисторы использовать типов КТ807, КТ819 с любой буквой.

Основная проблема состоит в подборе трансформатора с необходимым уровнем выходного напряжения. Оно должно быть несколько больше того, что требуется для инструмента, поскольку часть будет оставаться на элементах стабилизатора. Для нормальной работы стабилизатора требуется, чтобы выпрямленное напряжение превышало стабилизированное на несколько вольт. Слишком много нельзя, поскольку его излишек будет падать на ключевом транзисторе, нагревая его, а низкое значение в ряде случаев приведет к снижению выходного напряжения.

Обратите внимание! После мостового выпрямителя и фильтра значение постоянного напряжение будет превышать входное переменное примерно в 1.4 раза.

Таким образом, блок питания для шуруповерта на 12В требует трансформатор с выходным напряжением 12-14 В переменного тока.

Важно! Транзистор обязательно должен крепиться на радиатор охлаждения.

Использование блока питания компьютера

Собрать блок питания для шуруповерта с двигателем 12В своими руками рационально из блока питания от компьютера. Стандартные напряжения материнской платы и внешних устройств компьютера составляют:

  • + 3.3 В;
  • + 5 В;
  • + 12 В;
  • — 12 В.

Стандартные БП способны выдавать в цепи +12 В ток до 10-15 А, что абсолютно приемлемо для большинства моделей шуруповертов. На разъемах питания необходимое напряжение присутствует на черном (масса) и желтом проводах. Остальные провода не нужны, и их желательно отпаять прямо на плате блока питания, чтобы они не мешались и не создавали повода для замыкания.

Компьютерный БП

В некоторых случаях, возможно, использовать компьютерный блок питания для шуруповерта 14 В. Правда будет наблюдаться небольшое падение мощности. А вот шуруповерты на 16 и 18 Вольт с такими устройствами работать не будут. При наличии квалификации можно внести в схему стандартного блока питания изменения с целью повышения напряжения, но рядовому пользователю такое обычно не под силу.

Обратите внимание! Все сказанное относится к устаревшим, но еще встречающимся блокам питания АТ. Более современные ATX требуют некоторых переделок для возможности включения, поскольку оно организовано на материнской плате компьютера специальной схемой.

При должной аккуратности это можно сделать самостоятельно. Для этого на самом большом разъеме устройства нужно найти провод зеленого цвета. Замыкая его через кнопку на черный провод массы, можно включить блок питания.

Разъем блока АТХ

Используя любой источник, не требуется вносить каких-либо изменений в конструкцию инструмента. Для подачи напряжения следует воспользоваться корпусом от неисправных аккумуляторов, просверлив в нем отверстия для питающих проводов. Сами проводники нужно аккуратно, не расплавив пластик, припаять к выходным клеммам, строго соблюдая полярность.

Собранную конструкцию требуется поместить в подходящий корпус и, при необходимости, снабдить ручкой для переноски.

Бестрансформаторные устройства

В интернете можно встретить рекомендации по переделке пускорегулирующих устройств мощных люминесцентных ламп (экономок) для использования в качестве блока питания шуруповерта. Но мало где говорится, что такие конструкции имеют гальваническую связь с сетью переменного тока и пользоваться ими небезопасно. Не следует повторять подобные конструкции и подвергаться риску удара электрическим током.

Конструирование внешнего источника может послужить временной мерой в качестве замены аккумуляторов, поскольку именно мобильность и независимость от сети являются основным преимуществом аккумуляторных устройств. Неудобно, когда шнур питания путается и мешает работать, особенно в труднодоступных местах.

Видео

Как легко сделать источник питания 12 В в домашних условиях

Как легко сделать источник питания 12 В в домашних условиях

В этом проекте мы узнаем, как сделать источник питания 12 В простым в домашних условиях или как преобразовать 230 В в 12 В постоянного тока, используя несколько простых шагов с принципиальной схемой. для создания этого проекта нам понадобятся некоторые компоненты.

Компоненты, необходимые для изготовления адаптера 12 В:

  • LM7812 Регулятор напряжения
  • Радиатор
  • 50 В 1000 мкФ (конденсатор)
  • светодиод
  • Резистор 1 кОм
  • 1N4007 (4 диода)
  • 12-0-12 (трансформатор 12 В / 1 А)
  • Печатная плата
  • Паяльник
  • Проволока для пайки

В этом проекте мы используем регулятор напряжения LM7812.Основная функция регулятора напряжения - дать нам ровно 12В на выходе.

Мы используем диодный мост, потому что он преобразует переменное напряжение в постоянное.

Схема блока питания 12 В

Схема источника питания 12 В:

  • Возьмите 4 диода и сделайте перемычку, как на схеме.
  • Соединить выход трансформатора с диодом, как на схеме.
  • Теперь подключите положительный провод конденсатора 1000 мкФ к положительному проводу, а отрицательную сторону - к заземляющему проводу.
  • и теперь подключите резистор 1 кОм и светодиод с положительным и отрицательным проводом.
  • Теперь 1-й контакт регулятора напряжения соединяется с плюсовым проводом, 2-й контакт соединяется с проводом заземления, а 3-й контакт используется для вывода.
  • 2-й (-12 В) и 3-й (+12) контакты регулятора напряжения используются для выходного питания.
  • Наконец, подсоедините радиатор к регулятору напряжения.
LM7812 Регулятор напряжения

Вывод стабилизатора напряжения LM7812:

Регулятор напряжения LM7812 имеет 3 контакта.

  • 1-й вход
  • 2-я земля
  • 3-й выход

Основная функция регулятора напряжения - это выход ровно 12 В.

например, если на входе 20 В, а на выходе я хочу ровно 12 В, то я использую LM7812.

Узнайте больше, посмотрев видео

Видео о том, как сделать адаптер питания на 12 В:

Некоторые основные вопросы и ответы:

Зачем использовать диодный мост?

Поскольку мы производим источник питания постоянного тока, а трансформатор обеспечивает питание переменного тока, мы используем диодный мост для преобразователя переменного тока в постоянный.мы также можем использовать выпрямитель напряжения. обе работы одинаковы. если вы не можете найти выпрямитель напряжения, вы можете использовать диодный мост.

Зачем использовать трансформатор?

потому что наше требование - входное напряжение 220 вольт и выходное напряжение 12 В. и трансформатор преобразует мощность 220 вольт в напряжение 12 В. Основное назначение трансформатора - понижение мощности с 220В до 12В.

в чем смысл трансформатора 12-0-12?

12-0-12 трансформатор означает 12в два выхода . Средний провод - нейтральный провод или отрицательный провод.1-й и 3-й провод - положительный. оба имеют выход 12 В. если мы оставим средний провод и будем использовать только 1-й и 3-й провод, то он предоставит нам выход 24 В.

Зачем использовать регулятор напряжения LM7812?

потому что нам нужен стабильный выход 12 В. и регулятор напряжения LM7812 обеспечивают стабильный выход 12 В. например, если мы используем вход 24 В, тогда регулятор напряжения преобразует его в идеальный выход 12 В.

Зачем использовать конденсатор?

когда мы преобразуем переменный ток в постоянный с помощью диода, его отрицательный контур падает, и напряжение распадается.поэтому мы используем конденсатор. его напряжение накапливается в течение нескольких секунд и обеспечивает выход в состоянии и в одном направлении.

Сколько используют входное напряжение?

Обычно вы можете использовать входное напряжение от 220 до 250 В. Если ваш трансформатор поддерживает 150 вольт, вы также можете использовать входную мощность 150 В.

Можно ли использовать трансформатор для питания постоянного тока?

Да, трансформатор - это основная часть источника питания. мы также используем трансформатор. и дополнительные компоненты мы используем диодный мост для преобразователя переменного тока в постоянный. Только трансформатор не может обеспечить нас постоянным током.мы должны использовать другие компоненты для преобразования его в постоянный ток.

Как переменный ток преобразуется в постоянный?

Используя выпрямитель напряжения или диодный мост, мы можем преобразовать переменный ток в постоянный. нормальный переменный ток проходит по 2 петлям. верхний и нижний. (это называется переменным током), когда мы используем выпрямитель напряжения или диод, его нижний контур падает, а пропускаются только верхние контуры. тогда мы получаем питание постоянного тока.

Возможен ли трансформатор постоянного тока?

Нет, потому что трансформатор работает от переменного тока, он не может пропускать постоянный ток. например, мы хотим вводить 230 В и 12 В постоянного тока, используя только трансформатор.так что это невозможно. трансформатор только преобразует 230 В переменного тока в 12 В переменного тока. если вы хотите преобразовать его в DC, вам нужно присоединить больше компонентов.

Что это означает AC и DC?

AC означает или AC означает альтернативный ток . и DC означает постоянный ток .

Ссылки на другие проекты электроснабжения:


Блок питания 12 В - 30 А


Это сильноточный источник питания 12 В.Блок питания использует микросхему LM7812 и может подавать на нагрузку до 30 А с помощью проходных транзисторов TIP2955. Каждый транзистор может обрабатывать до 5А, а шесть из них дают общий выходной ток 30А. Вы можете увеличить или уменьшить количество TIP2955, чтобы получить более высокий или более низкий выходной ток. В этой конструкции ИС выдает около 800 мА. Предохранитель на 1 А подключается после LM7812 для защиты ИС от сильноточных переходных процессов. И транзисторам, и микросхеме стабилизатора 12 В требуется соответствующий радиатор.Когда ток нагрузки велик, рассеиваемая мощность каждого транзистора также увеличивается, поэтому избыточное тепло может привести к выходу транзисторов из строя. Тогда вам понадобится очень большой радиатор или вентиляторное охлаждение. Резисторы 100 Ом используются для обеспечения стабильности и предотвращения затухания тока, поскольку допуски усиления постоянного тока будут разными для каждого транзистора. Диоды мостового выпрямителя должны выдерживать не менее 100 ампер.


Примечания
Входной трансформатор, вероятно, будет самой дорогой частью всего проекта.В качестве альтернативы можно использовать пару автомобильных аккумуляторов на 12 В. Входное напряжение регулятора должно быть как минимум на несколько вольт выше выходного напряжения (12 В), чтобы регулятор мог поддерживать свое выходное напряжение. Если используется трансформатор, то выпрямительные диоды должны быть способны пропускать очень высокий пиковый прямой ток, обычно 100 ампер или более. Микросхема 7812 пропускает только 1 ампер или меньше выходного тока, оставшаяся часть обеспечивается внешними проходными транзисторами. Поскольку схема рассчитана на нагрузку до 30 ампер, шесть TIP2955 подключаются параллельно, чтобы удовлетворить эту потребность.Рассеивание в каждом силовом транзисторе составляет одну шестую от общей нагрузки, но все же требуется адекватный отвод тепла. Максимальный ток нагрузки обеспечивает максимальное рассеивание, поэтому требуется очень большой радиатор. Рассматривая радиатор, может быть хорошей идеей поискать либо вентилятор, либо радиатор с водяным охлаждением. В случае выхода из строя силовых транзисторов стабилизатор должен будет обеспечивать полный ток нагрузки, что приведет к катастрофическим последствиям. Предохранитель на 1 ампер на выходе регулятора не работает.Нагрузка 400 МОм предназначена только для целей тестирования и не должна включаться в окончательную схему. Смоделированная производительность показана ниже:

Расчеты
Эта схема является прекрасным примером законов Кирхгофа по току и напряжению. Подводя итог, сумма токов, входящих в переход, должна равняться току, выходящему из перехода, а напряжения вокруг петли должны равняться нулю. Например, на диаграмме выше входное напряжение составляет 24 вольта. 4 Вольт падает на R7 и 20 Вольт на входе регулятора, 24-4-20 = 0.На выходе: - общий ток нагрузки 30 ампер, стабилизатор выдает 0,866 А и 6 транзисторов по 4,855 А каждый, 30 = 6 * 4,855 + 0,866. Каждый силовой транзистор дает нагрузке около 4,86 ​​А. Базовый ток составляет около 138 мА на транзистор. Требуется усиление по постоянному току 35 при токе коллектора 6 А. Это вполне укладывается в рамки TIP2955. Резисторы от R1 до R6 включены для обеспечения стабильности и предотвращения перегрузки по току, поскольку производственные допуски усиления постоянного тока будут разными для каждого транзистора.2) / 200 или около 160 мВт. Я рекомендую использовать резистор на 0,5 Вт для R7. Входной ток в регулятор подается через эмиттерный резистор и переходы база-эмиттер силовых транзисторов. Опять же, используя законы Кирхгофа, входной ток регулятора 871 мА выводится из базовой цепи, а 40,3 мА протекает через резистор 100 Ом. 871,18 = 40,3 + 830. 88. Ток от самого регулятора не может быть больше входного. Как видно, регулятор потребляет всего около 5 мА и должен работать в холодном состоянии.

Начальное тестирование и устранение неисправностей
Для первоначального теста не подключайте нагрузку. Сначала используйте вольтметр на выходных клеммах, вы должны измерить напряжение 12 В или очень близко к нему. Затем подключите резистор 100 Ом, 3 Вт или другую небольшую нагрузку. Показания вольтметра не должны измениться. Если вы не видите "12 Вольт", выключите питание и проверьте все соединения.

Я слышал от одного читателя, у которого было напряжение 35 Вольт, а не регулируемые 12 Вольт. Это было вызвано коротким замыканием силового транзистора.В случае короткого замыкания на любом из выходных транзисторов все 6 необходимо распаять. С помощью мультиметра проверьте сопротивление и измерьте между клеммами коллектора и эмиттера. Силовые транзисторы обычно выходят из строя при коротком замыкании, поэтому найти неисправный будет несложно.

Готовый проект
Я недавно получил известие от Райана Лауренсиана из Филиппин, который построил себе блок питания 12 В 30 А. Ниже приведены изображения блока питания Ryans.





Загрузки

Блок питания 12 В - 30 А - Ссылка


Accurate LC Meter

Создайте свой собственный Accurate LC Meter (измеритель индуктивности емкости) и начните создавать свои собственные катушки и индукторы.Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности, что делает его идеальным инструментом для изготовления всех типов ВЧ-катушек и индукторов. LC Meter может измерять индуктивность от 10 до 1000 нГн, 1 мкГн - 1000 мкГн, 1 мГн - 100 мГн и емкости от 0,1 пФ до 900 нФ. Схема включает автоматический выбор диапазона, а также переключатель сброса и обеспечивает очень точные и стабильные показания.

PIC Вольт-амперметр

Вольт-амперметр измеряет напряжение 0-70 В или 0-500 В с разрешением 100 мВ и потребляемый ток 0-10 А или более с разрешением 10 мА.Счетчик является идеальным дополнением к любым источникам питания, зарядным устройствам и другим электронным проектам, в которых необходимо контролировать напряжение и ток. В измерителе используется микроконтроллер PIC16F876A с ЖК-дисплеем с подсветкой 16x2.


Измеритель / счетчик частоты 60 МГц

Измеритель / счетчик частоты измеряет частоту от 10 Гц до 60 МГц с разрешением 10 Гц. Это очень полезное стендовое испытательное оборудование для тестирования и определения частоты различных устройств с неизвестной частотой, таких как генераторы, радиоприемники, передатчики, функциональные генераторы, кристаллы и т. Д.

1 Гц - 2 МГц XR2206 Функциональный генератор

1 Гц - 2 МГц Функциональный генератор XR2206 выдает высококачественные синусоидальные, квадратные и треугольные сигналы с высокой стабильностью и точностью. Формы выходных сигналов могут модулироваться как по амплитуде, так и по частоте. Выход 1 Гц - 2 МГц Функциональный генератор XR2206 может быть подключен непосредственно к счетчику 60 МГц для настройки точной выходной частоты.


BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик

Будьте в прямом эфире со своей собственной радиостанцией! BA1404 HI-FI стерео FM-передатчик передает высококачественный стереосигнал в FM-диапазоне 88–108 МГц.Его можно подключить к любому типу стереофонического аудиоисточника, например iPod, компьютеру, ноутбуку, CD-плееру, Walkman, телевизору, спутниковому ресиверу, магнитофонной кассете или другой стереосистеме для передачи стереозвука с превосходной четкостью по всему дому, офису, двору или палаточный лагерь.

USB IO Board

USB IO Board - это крошечная впечатляющая маленькая плата разработки / замена параллельного порта с микроконтроллером PIC18F2455 / PIC18F2550.Плата USB IO совместима с компьютерами Windows / Mac OSX / Linux. При подключении к плате ввода-вывода Windows будет отображаться как COM-порт RS232. Вы можете управлять 16 отдельными выводами ввода / вывода микроконтроллера, отправляя простые последовательные команды. Плата USB IO получает питание от порта USB и может обеспечить до 500 мА для электронных проектов. Плата USB IO совместима с макетной платой.


ESR Meter / Capacitance / Inductance / Transistor Tester Kit

ESR Meter Kit - удивительный мультиметр, который измеряет значения ESR, емкость (100 пФ - 20000 мкФ), индуктивность, сопротивление (0.1 Ом - 20 МОм), тестирует множество различных типов транзисторов, таких как NPN, PNP, полевые транзисторы, полевые МОП-транзисторы, тиристоры, тиристоры, симисторы и многие типы диодов. Он также анализирует такие характеристики транзистора, как напряжение и коэффициент усиления. Это незаменимый инструмент для поиска и устранения неисправностей и ремонта электронного оборудования путем определения производительности и исправности электролитических конденсаторов. В отличие от других измерителей ESR, которые измеряют только значение ESR, этот измеритель одновременно измеряет значение ESR конденсатора, а также его емкость.

Комплект усилителя для наушников для аудиофилов

Комплект усилителя для наушников для аудиофилов включает в себя высококачественные компоненты аудиофайла, такие как операционный усилитель Burr Brown OPA2134, потенциометр регулировки громкости ALPS, разветвитель шины Ti TLE2426, фильтрующие FM-конденсаторы Panasonic со сверхнизким ESR 220 мкФ / 25 В, Высококачественные входные и развязывающие конденсаторы WIMA и резисторы Vishay Dale. Разъем для микросхем 8-DIP позволяет заменять OPA2134 на многие другие микросхемы двойных операционных усилителей, такие как OPA2132, OPA2227, OPA2228, двойной OPA132, OPA627 и т. Д.Усилитель для наушников достаточно мал, чтобы поместиться в жестяной коробке Altoids, и благодаря низкому энергопотреблению может питаться от одной батареи на 9 В.


Комплект прототипа Arduino

Прототип Arduino - это впечатляющая плата для разработки, полностью совместимая с Arduino Pro. Он совместим с макетной платой, поэтому его можно подключить к макетной плате для быстрого прототипирования, и на обеих сторонах печатной платы имеются выводы питания VCC и GND.Он небольшой, энергоэффективный, но настраиваемый с помощью встроенной перфорированной платы 2 x 7, которую можно использовать для подключения различных датчиков и разъемов. Arduino Prototype использует все стандартные компоненты со сквозными отверстиями для упрощения конструкции, два из которых скрыты под разъемом IC. Плата оснащена 28-контактным разъемом DIP IC, заменяемым пользователем микроконтроллером ATmega328 с загрузчиком Arduino, кварцевым резонатором 16 МГц и переключателем сброса. Он имеет 14 цифровых входов / выходов (0-13), из которых 6 могут использоваться как выходы ШИМ и 6 аналоговых входов (A0-A5).Эскизы Arduino загружаются через любой USB-последовательный адаптер, подключенный к 6-контактному гнезду ICSP. Плата питается напряжением 2-5 В и может питаться от аккумулятора, такого как литий-ионный элемент, два элемента AA, внешний источник питания или адаптер питания USB.

4-канальный беспроводной радиочастотный пульт дистанционного управления с частотой 433 МГц, 200 м

Возможность беспроводного управления различными приборами внутри или снаружи дома является огромным удобством и может сделать вашу жизнь намного проще и веселее.Радиочастотный пульт дистанционного управления обеспечивает дальность действия до 200 м / 650 футов и может найти множество применений для управления различными устройствами, и он работает даже через стены. Вы можете управлять освещением, вентиляторами, системой переменного тока, компьютером, принтером, усилителем, роботами, гаражными воротами, системами безопасности, занавесками с электроприводом, моторизованными оконными жалюзи, дверными замками, разбрызгивателями, моторизованными проекционными экранами и всем остальным, о чем вы можете подумать.

Создайте простой блок питания постоянного тока

В мире существуют более эффективные и сложные блоки питания.Есть более простые способы получить простой источник питания, подобный этому (например, повторно использовать бородавку). Но если вы сделаете такой источник питания хотя бы раз в жизни, вы будете гораздо лучше понимать, как переменный ток становится регулируемой мощностью постоянного тока. Будет много других подобных блоков питания, но этот будет вашим.

Блок питания, как мы здесь будем называть его, преобразует переменный ток из розетки на стене в постоянный ток. Есть несколько способов сделать это.Мы рассмотрим один из самых простых, но и наиболее наглядных примеров.

Электроэнергия проходит через несколько ступеней в источнике питания с регулятором напряжения, подобном этому или обычному настенному бородавку. Способы его изменения на каждом этапе объяснены ниже. В следующий раз, когда вы воспользуетесь бородавкой для питания одного из своих проектов, вы поймете, что происходит внутри.

Теория:

Вход переменного тока

Напряжение переменного тока, идущего от стены, изменяется от минимального до максимального с частотой 60 Гц (в США и других странах с частотой 60 Гц).Это то, что питает все приборы переменного тока в вашем доме и магазине, и это похоже на график ниже. После трансформатора график аналогичен, за исключением того, что синусоида имеет меньшую амплитуду.

Простой график, показывающий мощность переменного тока. Vin Marshall
Исправление

Первая ступень этого блока питания - выпрямитель. Выпрямитель представляет собой систему диодов, которая позволяет току течь только в одном направлении. Представьте себе односторонний обратный клапан для воды. Из-за расположения диодов в двухполупериодном выпрямителе, используемом в этой конструкции, положительная часть сигнала переменного тока проходит беспрепятственно, а отрицательная часть сигнала переменного тока фактически инвертируется и добавляется обратно в выходной сигнал выпрямителя.Теперь наш сигнал выглядит так:

График мощности переменного тока после отключения выпрямителя. Vin Marshall
Сглаживание

Теперь у нас есть по крайней мере стабильно положительные уровни напряжения, но они все еще опускаются до нуля 120 раз в секунду. Большой конденсатор, который можно представить себе как батарею в течение очень коротких периодов времени, устанавливается поперек цепи, чтобы выровнять эти быстрые колебания мощности. Конденсатор заряжается при высоком напряжении и разряжается при низком напряжении.С помощью конденсатора кривая напряжения выглядит так:

График мощности переменного тока при сглаживании конденсатором. Вин Маршалл
Постановление

На этом этапе мы используем интегральную схему (ИС), чтобы последовательно регулировать напряжение до желаемого уровня. При выборе размеров компонентов для всех предыдущих этапов важно управлять этой ИС с уровнем напряжения, достаточно большим, чем регулируемое напряжение, чтобы оставшиеся провалы 120 раз в секунду не опускались ниже требуемого минимального входного значения.Однако вы не хотите использовать слишком высокое напряжение, так как эта избыточная мощность будет рассеиваться в виде тепла. Кривая напряжения в этой точке (в идеале) представляет собой сигнал постоянного тока при желаемом напряжении; горизонтальная линия.

На этом графике мощности постоянного тока нет провалов. Вин Маршалл

Что вам понадобится

Для сборки этого конкретного блока питания вам потребуется следующее:

  • Шнур питания. Он должен быть где-то валяться…
  • Тумблер SPST 120V
  • Монтаж на панели неоновая лампа 120V
  • 3 зажимных штыря
  • Трансформатор с входным напряжением 120 В и выходным напряжением около 24 В, чтобы Vin для регулятора 7812 оставался выше минимум.Я использовал Radio Shack p / n 273-1512.
  • Двухполупериодный мостовой выпрямитель
  • 6800 мкФ Конденсатор
  • 2x 100 нФ (точное значение не имеет значения) конденсаторы
  • 2x 1 мкФ (точное значение не имеет значения) конденсаторы
  • 7805 Регулятор напряжения 5 В
  • 7812 Регулятор напряжения 12 В

Инструкции

Конструкция блока питания довольно проста. Я построил этот блок питания много лет назад и использовал двухточечную проводку на монтажной плате.Есть много более чистых способов его создания, чем этот, и я рекомендую вам воспользоваться одним из них. Однако это прекрасно работает. При создании этого источника питания было бы разумно прикрепить какой-либо радиатор к регуляторам напряжения 78xx. Эта конструкция может быть легко модифицирована для обеспечения регулируемого выходного напряжения с помощью регулятора напряжения LM317 вместо или в дополнение к указанным регуляторам напряжения. Заземлив центральный отвод вторичной обмотки трансформатора (при условии, что у вас есть трансформатор с центральным отводом), взяв положительный и отрицательный выводы от мостового выпрямителя и используя регуляторы отрицательного напряжения серий LM79xx и / или LM337, ваш источник питания может обеспечить регулируемые отрицательные напряжения.

Полная схема блока питания. Vin Marshall

Готовый продукт выглядит так:

Внутри блока питания. Vin Marshall

Простая схема блока питания 12 В 2 А

Сегодня мой сын построил простую схему блока питания на 12 В для солнечного насоса на 12 В. Это нерегулируемый источник питания 2А. Потому что нагрузка - это только двигатель постоянного тока.

Почему вам следует этому научиться?
Это пример принципа работы нерегулируемого источника питания .Которые являются основными для каждого источника питания.

Как это работает

Учу сына понимать принцип работы этих проектов.

Основной принцип, мы используем этот проект для снижения напряжения от сети переменного тока 220 В до 12 В постоянного тока. ( Источник питания с фильтром 12 вольт, )

На рисунке 1 переменный ток 220 В 50 Гц подключен к цепи через S1-ON. -OFF и предохранитель F1 для защиты этой цепи.

Затем они протекают через трансформатор 2А для понижения напряжения до 12 В переменного тока.

Затем через оба диода к выпрямительному преобразователю переменного тока в постоянный.

Затем на конденсаторе в качестве фильтра постоянного напряжения.

Светодиод 1 показывает питание дисплея, а резистор R1 ограничивает ток для использования светодиода.


Рисунок 1 простая принципиальная схема блока питания 12 В 2 А

Необходимые детали

T1: Трансформатор 12 В CT, 12 В, 2 А
D1, D2: 1N5402, 3A Диод
C1: 2200 мкФ Электролитический конденсатор 25 В
R1 : 1,2 кОм 0,5 Вт резисторы
LED1: светодиоды как вам нравятся
S1: выключатели
F1: предохранитель 1A
медные провода и гвоздь 0.5 дюймов, питание от сети переменного тока

Сделать источник питания 12 В постоянного тока

В этом проекте мой сын строит источник питания с фильтром на 12 вольт с большим количеством шагов.

В первую очередь кладем бумагу на лист фанеры и забиваем гвоздь в стык деталей. ( Рисунок 2 )

Паял все детали на шляпку гвоздя вместо печатной платы. ( Рисунок 3 ).

Все части линии переменного тока под высоким напряжением Я подключаю их вместо моего сына.


Рисунок 2 Забить гвоздь в стык деталей


Рисунок 3 припаял все части на гвоздь

По завершении Он измеряет напряжение на выходе 17 В Без нагрузки ( Рисунок 4 )

Рисунок 4

Затем он пытается применить насос постоянного тока в качестве нагрузки.Как на видео ниже.


Затем он измеряет, что ток нагрузки составляет около 0,9 А, как Рисунок 5

Этот проект применяется на открытом воздухе, поэтому он поместил его в пластиковые коробки для защиты воды как Рисунок 6

12 В 3 А Схема блока питания

Если вам нужен выход 3А. Перечень нескольких частей легко изменить:
1. Переключите трансформатор на ток 3А.
2. Добавьте еще конденсаторный фильтр до 4700 мкФ. Добавив параллельно еще один 2200 мкФ.

Это просто?

Это первый проект по обучению мальчиков на дому. Мы рады, что он отлично работает.

Подробнее: Разработка линейного источника питания 12 В, 5 А

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Modular Synth - двойной блок питания 12 В

Самое первое, что нужно решить при создании синтезатора своими руками, - это как все это будет получать питание? Традиционно синтезаторам требуются как положительные, так и отрицательные напряжения, что делает создание подходящего источника питания несколько сложнее, чем может показаться на первый взгляд.По соглашению, звуковые сигналы, генерируемые генератором, должны иметь амплитуду около 10 В с центром на земле (-5 В в самой низкой точке, + 5 В в самой высокой). Следовательно, блок питания должен обеспечивать напряжение выше ± 5 В. Наиболее распространенные напряжения питания составляют ± 9 В (для систем с батарейным питанием), ± 12 В (для модулей Eurorack) и ± 15 В. В этом руководстве я расскажу о трех наиболее распространенных схемах, используемых для питания модульных синтезаторов.

Примечание: Некоторые из схем, описанных в этом посте, используют сетевое питание и могут быть опасны, если построены неправильно.Поскольку все остальные схемы в синтезаторе зависят от стабильного источника питания, ошибка в источнике питания может вызвать множество проблем для любых подключенных модулей. Если у вас нет опыта или оборудования для создания собственного блока питания с нуля, я бы посоветовал вам вместо этого приобрести предварительно собранный блок или комплект печатной платы!

Изображение, показывающее мой двойной блок питания DIY, используемый для питания базового модуля генератора.

1. Метод батареи серии

Один из самых простых способов создать двойной источник питания - использовать два набора батарей.Батареи соединены последовательно, так что положительный полюс одной батареи присоединяется к отрицательной клемме второй батареи. Когда это среднее соединение используется в качестве заземления для схемы, вы сможете получать положительное и отрицательное напряжение от батарей, как показано на схеме ниже. Для небольших и портативных синтезаторов это часто делается с использованием двух батарей 9 В, как я продемонстрировал на макете на изображении ниже. Поскольку напряжение обеих батарей будет падать по мере разряда питания, нам также необходимо включить регуляторы напряжения, которые обеспечат стабильное напряжение на синтезаторе.На изображении ниже вы можете видеть, что батареи, которые я использую, почти разряжены, так как напряжение, измеренное моим мультиметром, составляет всего -7,11 В.

Этот метод работает только в том случае, если один или оба источника напряжения считаются «плавающими». Это означает, что источник питания не подключен к какому-либо абсолютному опорному напряжению, например к заземлению. Все батареи являются плавающими источниками питания, но часто не используются проводные источники питания. Например, если отрицательная клемма обоих источников напряжения подключена к земле, то соединение положительной и отрицательной клемм обоих источников вместе просто вызовет короткое замыкание; я бы посоветовал вам избегать этого!

  • Преимущества:
    • Очень легко внедрять и устранять неполадки.
    • Относительно портативный.
    • Напряжение можно увеличить путем последовательного добавления дополнительных батарей.
    • Срок службы батареи и максимальный выходной ток можно увеличить, добавив несколько батарей параллельно.
  • Недостатки:
    • Аккумуляторы постоянно нужно менять!
    • Напряжение батарей будет падать по мере их разрядки (как показано на изображении), поэтому по-прежнему потребуется дополнительная микросхема регулятора мощности.

2.Двойное выпрямление переменного тока в постоянный

Электроэнергия, подаваемая в сетевую розетку, меняется с положительного на отрицательное много раз в секунду (230 В, 50 Гц в Европе, 120 В, 60 Гц в США). Что мы хотим сделать, так это снизить это напряжение до более низкого и более управляемого напряжения, взяв положительную половину сигнала переменного тока для обеспечения положительного выхода и отрицательную половину для отрицательного выхода. Этот процесс требует следующих шагов:

  • Понизьте высокое напряжение, подаваемое от сети, до более низкого напряжения с помощью трансформатора.
  • Преобразуйте сигнал переменного тока в положительный и отрицательный сигнал с помощью диодов.
  • Сгладьте напряжение с помощью конденсаторов.
  • Сгенерируйте стабильное выходное напряжение с помощью регуляторов мощности.

а. Схема однополупериодного выпрямителя

Это конструкция блока питания, которую я использовал в своем синтезаторе, и, вероятно, это наиболее распространенная конструкция, используемая сборщиками синтезаторов своими руками. Эта конструкция часто предпочтительнее, чем двухполупериодный выпрямитель , так как вы можете использовать имеющийся в продаже трансформатор с сетевой вилкой, чтобы преобразовать сетевое питание до 12 В переменного тока, которое используется источником питания.Это означает, что ваша схема не контактирует напрямую с сетью питания, что делает работу с ней немного безопаснее (но вам все равно нужно быть осторожным!).

Важно: Вам необходимо убедиться, что в розетке трансформатора вы используете выходы 12В переменного тока , а не 12В постоянного тока. Вилки на 12 В постоянного тока встречаются намного чаще, поэтому может потребоваться некоторое время, чтобы найти правильный тип вилки на 12 В переменного тока. Также убедитесь, что вилка, которую вы приобретаете, рассчитана на ток не менее 1000 мА или выше, а номинальное входное напряжение сети соответствует стране, в которой вы находитесь.

Пример схемы однополупериодного выпрямителя показан на Схема 2 ниже. Схема принимает сигнал 12 В переменного тока от сетевой розетки и преобразует его в стабильный положительный и отрицательный выход 12 В. Я видел много вариантов этой схемы, в которых использовались конденсаторы различной емкости.

Схема 2: Схема однополупериодного выпрямления
Как это работает?
  1. Схема принимает сигнал переменного тока 12 В от трансформатора розетки.12 В переменного тока относится к среднеквадратичному значению сигнала. Этот сигнал имеет пиковое напряжение ± 17 В, как показано на диаграмме формы сигнала ниже.
  2. Диод D1 пропускает только положительную половину сигнала переменного тока, а D2 пропускает отрицательное напряжение. Этот процесс известен как полуволновое выпрямление или полумостовое выпрямление , поскольку только половина формы волны переменного тока используется для питания каждого из выходов напряжения. В результате каждый выход теоретически может выводить только половину мощности (и, следовательно, тока), обеспечиваемой трансформатором с настенной розеткой.Пиковое напряжение выпрямленных сигналов составляет - 16,3 В, поскольку диоды вносят в схему падение 0,7 В.
  3. Конденсаторы сглаживают форму волны, обеспечивая подачу более непрерывного напряжения на регуляторы напряжения. Обоснование выбора этого конкретного значения емкости обсуждается в следующем разделе.
  4. Стабилизаторы напряжения LM7812 и LM7912 обеспечивают стабильное выходное напряжение источника питания +12 В и -12 В соответственно.Если вместо этого вы хотите получить выходы +15 В и -15 В, вы можете использовать вилку питания переменного тока 15 В и заменить их регуляторами LM7815 и LM7915. Если вы собираете свою собственную схему, следите за тем, чтобы контакты входа, выхода и заземления располагались в разном порядке на регуляторах положительного и отрицательного напряжения.
  5. Конденсаторы C3 и C4 в основном включены для улучшения переходной характеристики источника питания; конденсатор может обеспечивать кратковременные всплески высокого тока при резких изменениях нагрузки на источник питания.Согласно паспорту стабилизатора отрицательного напряжения LM7912, для стабильности конденсатор C4 должен быть не менее 1 мкФ (при использовании танталового конденсатора) или 10 мкФ (при использовании электролитического конденсатора). Было выбрано более высокое значение 100 мкФ, чтобы обеспечить дополнительный коэффициент безопасности по сравнению с этим минимальным значением.
  6. Два светодиода указывают на наличие питания на выходах. Некоторые регуляторы отрицательной мощности также требуют, чтобы на выходе была приложена минимальная нагрузка перед запуском, поэтому светодиоды помогают обеспечить эту нагрузку.
  7. Согласно паспорту LM7912, диод D4 требуется, когда на входе используются большие конденсаторы, такие как C10 . Диод предотвращает кратковременные входные короткие замыкания, которые могут возникнуть при включении или выключении цепи. LM7812 не обязательно в этом нуждается, но я поставил D6 на всякий случай.
  8. В технических данных для LM7812 и LM7912 указано, что D5 и D3 должны присутствовать, чтобы предотвратить проблемы с фиксацией .Эти компоненты действуют как ограничивающие диоды, помогая защитить регуляторы от обратной полярности на выходах. Если один регулятор запускается раньше другого, такие устройства, как операционные усилители (операционные усилители), могут заблокироваться и вызвать короткое замыкание между обеими шинами питания. Это может помешать запуску второго регулятора. Диоды (предпочтительно Шоттки) не позволяют положительному выходу опускаться ниже -0,3 В, а отрицательному выходу - выше 0,3 В, позволяя обоим регуляторам запускаться и отключаться от фиксации.
Схема, показывающая основные этапы процесса полуволнового выпрямления
Как выбрать номинал конденсатора?

Почему на входе каждой шины питания (C1 и C7, C2 и C10) два конденсатора? Как были выбраны номиналы этих конденсаторов? Я просмотрел несколько схем однополупериодных выпрямителей, и, похоже, есть много различий в том, какое значение емкости должно быть.

Обычно есть один небольшой неэлектролитический конденсатор рядом со входом каждого регулятора мощности, который помогает стабилизировать, фильтровать и сглаживать вход (C1 и C2).Обычно это от 100 нФ до 1 мкФ. Маленькие конденсаторы (керамические, полиэфирные, танталовые и т. Д.) Лучше, чем большие электролитические пленочные конденсаторы, отфильтровывают высокочастотный шум из сигнала.

Затем имеется батарея больших электролитических конденсаторов, подключенных параллельно (C7 и C10; при необходимости можно подключить больше конденсаторов), гарантируя, что существует относительно постоянный резервуар мощности, даже когда входной сигнал переменного тока находится в противоположной половине волна и никакой новой энергии не подается.Эти конденсаторы хорошо удаляют низкочастотный шум и стабилизируют колебания постоянного напряжения. Общая емкость этого резервуара зависит от ожидаемой нагрузки на источник питания. Вот как рассчитать, какая емкость вам может понадобиться:

Согласно техническому описанию, стабилизаторам 12 В требуется минимальное входное напряжение 14,5 В для обеспечения стабильного выхода 12 В. Поскольку 16,3 В - это максимальное напряжение, обеспечиваемое нашим трансформатором и схемой выпрямления, при полной нагрузке мы стремимся к среднему входному напряжению постоянного тока (V DC ) 15.4 В и максимальная пульсация напряжения (p % ) 5,8%.

 В_ {DC} = \ frac {16,3 + 14,5} {2} = 15,4 В 
 \ rho _ \% = \ frac {15.4-14.5} {15.4} \ times100 = 5.8 \% 

Далее нам нужно рассчитать эффективное сопротивление нагрузки. Поскольку регулятор может выдавать максимальный ток (I DC ) около 1 А, это означает, что эквивалентное сопротивление нагрузки (R L ) составляет 15,4 Ом. Мощность, рассеиваемая (P D ) через регулятор (в виде тепла), составляет 3,4 Вт.Регулятор сам по себе может рассеивать только ~ 1 Вт, поэтому нам обязательно нужно прикрепить к нему радиатор, чтобы отвести лишнее тепло.

 R_L = \ frac {V_ {DC}} {I_ {DC}} = \ frac {15.4} {1} = 15.4 \ Omega 
 P_D = (V_ {DC} -V_O) (I_ {DC}) \ newline = (15.4-12) (1) = 3.4 Вт 

Затем мы можем вычислить минимальное значение емкости (C s ), которое может обеспечить желаемую пульсацию напряжения. Формула, которую я использую, предполагает, что разряд конденсатора приблизительно линейный, а частота переменного тока составляет 50 Гц. Значение оказывается около 11000 мкФ! Теоретически нам потребуется соединить 3 больших конденсатора емкостью 4700 мкФ вместе параллельно, чтобы стабилизатор мощности мог достичь максимального выходного тока 1 А. При наличии только одного конденсатора емкостью 4700 мкФ максимальный выходной ток, вероятно, составляет около 0,4 А на шину.

 C_s = \ frac {1} {\ rho _ \% R_L} = \ frac {1} {5,8 \ times 15.4} = 0,011F 
 \ text {If} \ quad C_s = 0.0047F \ quad \ text {then:} 
 R_L = \ frac {1} {5,8 \ times 0,0047} = 36,7 \ Omega 
 I_ {DC} = \ frac {15.4} {36.7} = 0,42A 

Итак, чтобы подвести итог… если мы хотим получить полный выходной ток 1 А от нашего источника питания, суммарное значение емкости на входе регулятора должно быть не менее 11 000 мкФ.

Полумостовой выпрямитель: дополнительная информация
Тестирование полумостового выпрямителя на макетной плате.

г. Схема двухполупериодного выпрямителя

В схеме полного моста или двухполупериодного выпрямления для питания обоих выходов используются как положительная, так и отрицательная части переменного сигнала.Это означает, что схема теоретически может управлять двойной нагрузкой по сравнению с полумостовым выпрямителем. Как видно на схеме 3 , большая часть схемы идентична полумостовому выпрямителю. Единственное отличие состоит в том, что были добавлены два дополнительных выпрямительных диода и использован трансформатор с тремя выходами (называемый «трансформатор с центральным отводом»). Центральный выход трансформатора используется в качестве опорного заземления, в то время как два других соединения выдают идентичный сигнал 12 В переменного тока, но сдвинут по фазе на 180 °.Это означает, что когда один из выходов находится в положительной части переменного сигнала, другой - в отрицательной, и наоборот.

Этот тип схемы часто используется в профессиональном оборудовании, но не так часто используется разработчиками синтезаторов. Трансформаторы с центральным отводом недоступны в виде готовых розеток, поэтому вам придется подключать собственные провода. Поскольку один конец трансформатора подключен к электросети, создание этой схемы сопряжено с немного большим риском и может быть предпринято только в том случае, если у вас есть подходящее оборудование и вы знаете, что делаете! При покупке трансформатора убедитесь, что номинальное входное напряжение сети соответствует стране, в которой вы находитесь.

Схема 3: Двухполупериодная схема выпрямления
Как это работает?
  1. Трансформатор принимает переменный сигнал сети и снижает напряжение, выдавая два сигнала переменного тока 12 В, которые сдвинуты по фазе на 180 °.
  2. Четыре диода используются для разделения положительной и отрицательной частей переменного сигнала, направляя положительную половину на регулятор + 12В, а отрицательную - на регулятор -12В. Поскольку оба сигнала переменного тока не совпадают по фазе, это приводит к непрерывной подаче питания для обеих полярностей.
  3. Остальная часть схемы идентична «полумостовому выпрямителю», поэтому вы можете обратиться к моему описанию выше, чтобы увидеть, как он работает и что делает каждый компонент.
Схема, показывающая основные этапы процесса двухполупериодного выпрямления
Полномостовой выпрямитель: дополнительная информация

3. Инвертирующий нагнетательный насос постоянного тока в постоянный

Также можно получить двойной источник питания 12 В только от одной вилки питания +12 В постоянного тока. Это полезно, поскольку вилки питания постоянного тока гораздо более распространены, и поэтому их дешевле покупать.Также проще найти штекеры 12 В постоянного тока, которые имеют высокий номинальный ток, что позволяет питать большее количество модулей синтезатора от одного источника. Блоки питания такого типа часто используются в портативных модульных синтезаторах и небольших модулях питания, совместимых с Eurorack. Поскольку трансформатор и схема выпрямления (большие конденсаторы) находятся внутри внешнего разъема, занимаемая площадь электроники, используемой в этой конструкции, может быть намного меньше, чем в схемах Dual AC-DC выпрямления .

а. Как это работает?

В своей наиболее простой форме инвертирующий зарядный насос использует «плавающий» конденсатор для переноса заряда со стороны +12 В на сторону -12 В. Конденсатор заряжается от входа +12 В, обеспечиваемого сетевой розеткой. После заполнения конденсатор отключается от входа +12 В, а положительный вывод подключается к земле. Поскольку заряд (и, следовательно, падение напряжения) на конденсаторе остается прежним, это означает, что отрицательный вывод конденсатора теперь находится под напряжением -12 В.Затем конденсатор начинает разряжаться, и он используется для питания отрицательной шины. В нашем источнике питания этот процесс зарядки и разрядки повторяется много раз в секунду. Схема 4 показывает эквивалентную схему, демонстрирующую, как эта система работает. В реальной схеме переключение конденсатора выполняется с помощью микросхемы IC.

Схема 4: GIF, показывающий, как работает подкачка заряда; схема на основе учебника Maxim Integrated.
  1. Первоначально переключатели S1 и S3 замкнуты, а переключатели S2 и S4 разомкнуты.Конденсатор C1 подключен к Vin и к земле , в результате чего заряд в конденсаторе увеличивается.
  2. По истечении определенного интервала переключатели S1 и S3 снова открываются, а S2 и S4 закрываются. Верхняя ветвь конденсатора теперь подключена к земле вместо Vin . Поскольку заряд конденсатора не изменился, падение напряжения на конденсаторе остается прежним.В результате на нижней ножке конденсатора присутствует напряжение -Vin .
  3. Этот механизм переключения непрерывно повторяется, заряжая конденсатор C1 положительным входным напряжением и снова разряжая его на инвертированном выходе. Конденсатор, по сути, перекачивает заряд с положительного входа на инвертированный выход.
  4. Конденсатор C2 действует как буфер / накопитель мощности, сглаживая напряжение на выходе и обеспечивая непрерывное питание на инвертированном выходе.

г. Реализация на практике

Схема 5: LTspice Тестовая схема для инвертирующего зарядового насоса с использованием LTC1144 IC

В примере схемы, показанной на Схема 5 , мы используем микросхему LTC1144 производства Analog Devices для переключения при инвертировании. зарядный насос. Конденсатор C6 используется для инвертирования заряда, в то время как C5 действует как резервуар, так что отрицательный выход имеет более стабильный выход.Графики показывают, как цепь реагирует при запуске. Ток через конденсатор C6 чередуется с положительного на отрицательный через равные промежутки времени, поскольку он заряжается от положительного источника питания и разряжается на отрицательный выход. Напряжение отрицательного выхода быстро уменьшается по мере того, как резервуарный конденсатор C5 заряжается, со временем выравниваясь до -12 В.

В микросхеме LTC1144 частоту сигнала переключения можно увеличить или уменьшить, изменив значение конденсатора, подключенного к входному выводу OSC.Зарядные насосы могут работать в широком диапазоне частот переключения, обычно от 1 кГц до 200 кГц.

Примечание. У меня не было возможности опробовать эту схему на практике, поэтому значения конденсаторов в Схема 5 , вероятно, придется изменить, чтобы сделать ее пригодной для использования в качестве источника питания синтезатора. Моделирование схем было выполнено в бесплатной программе LTspice, разработанной Analog Devices.

Нагнетательные насосы: дополнительная информация

Если у вас есть какие-либо вопросы или предложения, пожалуйста, оставьте комментарий ниже!

Простой настольный блок питания, который может построить любой!

Скачать PDF YouTube

Сегодня мы сконструируем очень простой настольный блок питания.Это полезное устройство, которое найдет дом на любом рабочем месте. Его также очень легко построить, что делает его идеальным проектом для начинающих.

Лучше всего, что эта конструкция не требует возиться с каким-либо высоким напряжением. Он безопасен и прост в сборке благодаря использованию сборных модулей и избыточного блока питания ноутбука.

Одним из важнейших элементов оборудования любого рабочего места для электроники является источник питания. Источник регулируемого постоянного напряжения - это то, что нужно каждому экспериментатору.

Чаще всего в цифровой электронике используются напряжения 5, 3,3 и 12 В. Есть много разных способов получения этих напряжений, в том числе обычные источники питания USB, которые вырабатывают 5 вольт.

Если вы ищете простое в сборке устройство, которое выводит все эти стандартные напряжения, мы уже создали блок питания с использованием старого блока питания компьютера ATX. Это был хороший прибор, я даже добавил к нему амперметр, чтобы я мог измерять ток.И в большинстве случаев это все, что вам действительно нужно.

Однако бывают случаи, когда вам нужно «необычное» напряжение. Возможно, вы разрабатываете схему, которая в конечном итоге будет работать от батарей, и вам нужно имитировать батарею на 6, 7,4 или 9 вольт. Или вам может понадобиться второй блок питания.

Дизайн, который я придумал, очень легко построить, любой, у кого есть минимальные навыки электронного строительства, не должен иметь проблем с его сборкой. И вам не нужно строить точно такой же блок, который я создал, вы можете использовать принципы проектирования, показанные здесь, для создания блока питания, который будет адаптирован для любого приложения.

Приступим!

Источник питания по индивидуальному заказу

Вот посмотрите на блок питания, который я построил. И я покажу вам, как можно построить такой же. Но вам не обязательно.

Вы также можете использовать простые методы проектирования, которые я покажу вам, для создания нестандартного источника питания. С переменным выходом или без него. С другим фиксированным напряжением или без фиксированного напряжения.

Я на самом деле собираю другой блок питания с четырьмя фиксированными выходными напряжениями для моей камеры, чтобы избавиться от четырех отдельных блоков питания, которые я сейчас использую, когда снимаю свои видео.И я буду использовать ту же технику.

Создан с заботой о безопасности

Одна вещь, о которой вы должны быть очень внимательны при создании любого источника питания, - это высокое напряжение на линии (или «сети»).

Переменный ток в вашем доме составляет от 110 до 240 вольт, и он может убить вас, если вы соприкоснетесь с ним! Ошибка проводки может привести к возгоранию или стать причиной «горячего» металлического корпуса, что превратит самодельный блок питания в смертельное оружие.

В этой конструкции нет необходимости обрабатывать сетевое напряжение. Вы будете работать только с низковольтным постоянным током. Это безопасная конструкция, даже если вы только новичок.

Мы свершим эту «магию», используя то, что у вас, вероятно, уже есть в ящике для мусора или хранится в ящике в шкафу.

И, в качестве бонуса, ваш блок питания будет иметь надлежащую сертификацию для работы с сетевым напряжением без нарушения вашего полиса страхования жилья.

Переработанные детали

«Загадочная деталь», лежащая в основе конструкции наших блоков питания, - это не что иное, как силовой «кирпичик» от старого ноутбука!

Эти «блоки» обычно выдают около 19 вольт, и большинство из них имеют приемлемую токовую нагрузку. Это особенно актуально для старых устройств, предназначенных для 15- и 17-дюймовых ноутбуков, они требовали приличного количества тока.

Я использую старый компьютер HP, который был куплен в 2008 году. Компьютер больше не работает, но его блок питания получил новую жизнь!

Детали блока питания

Наряду с «кирпичиком» блока питания, который я только что описал, эта конструкция упрощена за счет использования модулей понижающего преобразователя.

Я рассмотрел некоторые из этих модулей в статье и видео о Powering Your Projects, которые я сделал. Модули, которые я использовал, не рассматривались в этом контенте, и, поскольку есть сотни таких модулей, вам не обязательно использовать те же, что и я.

Вот детали, которые я использовал в своей простой конструкции блока питания.

Блок питания для ноутбуков

Как упоминалось выше, мой блок питания пришел от ноутбука HP.Конечно, вы можете использовать другой, на самом деле, я ожидаю, что вы это сделаете.

Вот несколько особенностей, на которые следует обратить внимание при выборе блока питания:

  • Напряжение - Обычное напряжение 19 вольт, что я и использовал. Другое распространенное выходное напряжение - 15 вольт, что также было бы приемлемо. Все, что ниже, ограничит диапазон выходных напряжений, которые вы получите. Обычно вам нужен адаптер, который может обеспечить как минимум на 2 вольта больше, чем максимальное желаемое выходное напряжение.
  • Текущий - Чем больше, тем лучше. Мой кирпич рассчитан на 5 ампер, ищите тот, который может выдавать не менее 3 ампер. Следует отметить, что некоторые из этих устройств, особенно от компьютеров других производителей, на самом деле не могут выводить столько, сколько они заявляют. По сути, здесь чем выше, тем лучше.
  • Вход - Конечно, он должен быть способен принимать сетевое напряжение с подходящей вилкой. Большинство этих устройств являются «универсальными», так что обычно это не проблема.А если это один из ваших старых компьютеров, значит, у него уже есть подходящая вилка питания.
  • Выходной разъем - В идеале в вашем устройстве должен использоваться штекер, для которого можно найти ответное гнездо. В противном случае придется припаивать новую вилку. Если вам все же нужно его заменить, я рекомендую использовать коаксиальный «цилиндрический» штекер питания 2,1 мм или 2,5 мм, так как они очень распространены и их легко найти.

Ноутбуки - не единственные устройства, в которых используются блоки питания, подходящие для этой конструкции, вы также можете найти некоторые старые принтеры, у которых они есть.Если у вас еще нет одного чека с друзьями и семьей, или просмотрите несколько гаражных распродаж или излишков магазинов. Скорее всего, у вас не возникнет проблем с его получением.

Модули понижающего преобразователя

Недорогие модули понижающего преобразователя - вот что делает возможным этот проект. Они снимают с себя всю тяжелую работу по созданию стабильного регулятора напряжения и намного эффективнее линейных устройств.

Я использовал пару модулей понижающего преобразователя для создания этого источника питания.

DROK 180081 Понижающий стабилизатор напряжения с числовым программным управлением

Я купил этот модуль на Amazon, и он является сердцем моего блока питания.

Это устройство рассчитано на входное напряжение 6-55 вольт и выходное напряжение 0-50 вольт. Поскольку я подаю только 19 вольт, максимальная выходная мощность составляет около 17 вольт.

Это действительно хорошее устройство с функцией памяти для хранения ряда предустановленных уровней выходного напряжения. Это очень удобная функция, если у вас есть обычные напряжения, которые вам нужно часто использовать.

Он использует поворотный энкодер для установки напряжения с шагом 0,01 В. Цветной дисплей показывает напряжение, ток и мощность, а также уровень входного напряжения.

Мне нравится этот модуль, потому что с ним очень легко работать. Он имеет пару соединений для входной мощности и еще одну пару для выходной мощности.

Вы можете заметить, что есть некоторые похожие модели, которые включают отдельную плату с вентилятором, есть также другие модели, которые могут принимать сетевое напряжение напрямую. Поскольку я пытаюсь избежать необходимости работать напрямую с сетевым напряжением, я решил не использовать их.

Я посмотрел на некоторые другие преобразователи переменного тока с дисплеями и, наконец, основал дизайн на этом, поскольку он имеет очень привлекательную переднюю панель, которая придаст вашему источнику питания профессиональный вид.

LM2596 Понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный

LM2596 - очень популярная микросхема понижающего преобразователя, которая используется во многих недорогих модулях регуляторов. Выбранные мной модули (которые я также получил от Amazon) были чрезвычайно недорогими, я купил комплект из 10 штук, и они стоят около 1,50 доллара США за штуку

.

Выбранные мной модули принимают входное напряжение от 3 до 40 вольт и производят на выходе от 1,5 до 35 вольт. Максимальный ток 3 ампера.

Устройства оснащены многооборотным потенциометром, который используется для регулировки выходного напряжения.В моем случае я установил для модуля выходное напряжение 5 вольт, поскольку я решил, что было бы неплохо иметь выход 5 вольт, а также переменный.

Эти модули очень просты в использовании. У них есть два контакта для входа постоянного тока и два контакта для выхода.

Шасси и другие детали

Блок питания и понижающие преобразователи являются основными компонентами блока питания, но для выполнения этой работы вам также понадобятся несколько других деталей.

Вот некоторые из других предметов, которые вам понадобятся:

  • Шасси - Я купил проектное пластиковое шасси размером 165 мм x 120 мм x 68 мм, но, конечно, вы можете использовать любую коробку, способную вместить ваши компоненты.Вы можете даже напечатать корпус на 3D-принтере, если у вас есть возможности. Я выбрал пластик, потому что его легко резать и сверлить.
  • Крепежные стойки - Вам потребуется набор крепежных стержней для каждой выходной мощности. В моем дизайне с фиксированным и переменным выходом я выбрал два черных столбика (для заземления или отрицательного), а также красный и желтый.
  • Разъем питания - он должен соответствовать вилке на вашем блоке питания. В некоторых блоках питания используются странные вилки, которые трудно найти, поэтому вам, возможно, придется поменять местами 2 штекера.1 мм или 2,5 мм джек, так как они очень распространены. Лучше всего подойдет блок, устанавливаемый на шасси.
  • Стойки - Вам понадобится пара стоек, чтобы удерживать фиксированный регулятор. В понижающих преобразователях, которые я использовал, есть гнезда для 3-миллиметровых винтов, поэтому я использовал 3-миллиметровые стойки.
  • Провод - Потребуется какой-нибудь соединительный провод калибра 22 или лучше. Я обнаружил, что с одножильным проводом легче работать, но вы также можете использовать многожильный. Я бы посоветовал выбрать два разных цвета, чтобы избежать пересечения отрицательного и положительного.

Вам также понадобится припой, паяльник, отвертки, гаечные ключи, плоскогубцы и сверло с битами. То, что у вас, вероятно, уже есть.

Конструкция блока питания

Теперь, когда вы собрали все свои детали и инструменты, пора создать наш блок питания! Я предполагаю, что вы собираете тот же источник питания, что и я, но если это не так, вы можете просто изменить инструкции в соответствии со своими конкретными требованиями.

Как видно из схемы, подключение очень простое.Вы буквально отправляете напряжение со своего блока питания на входы понижающих преобразователей, а затем отправляете выходы преобразователя на клеммы.

Как я сказал с самого начала, это очень простой проект!

Перед тем, как соединить все вместе, я использовал свой существующий блок питания для тестирования отдельных модулей. Я использовал резистор на 18 Ом и 10 Вт в качестве нагрузки и подавал 19 вольт на вход каждого преобразователя. Затем я измерил выходной сигнал мультиметром.

Конечно, вы можете использовать блок питания вместо настольного источника питания, особенно если у вас его еще нет (что вполне может быть причиной того, что вы строите этот).

Я испытал угловой энкодер на понижающем преобразователе переменной и посмотрел результат на своем мультиметре. Казалось, это сработало очень хорошо.

Затем я переключился на «фиксированный» преобразователь и повернул многооборотный потенциометр так, чтобы он давал на выходе 5 вольт.

Детали все рабочие и готовы к сборке.

Строительство источника питания

Прежде чем я смог все подключить, я должен был подготовить шасси. Я просверлил отверстия на передней панели для крепежных столбов, а затем с помощью дрели и ножа вырезал отверстие для модуля переменного понижающего преобразователя.

Открытие, по общему признанию, грубое, но лицевая панель на модуле это прекрасно скрывает.

Еще я просверлил отверстие на задней панели для разъема питания. Вы также можете добавить сюда выключатель, если хотите, я решил не делать этого, так как это простой вопрос - просто «вытащить вилку», когда я хочу все выключить.

Наконец, я просверлил несколько отверстий для стоек, чтобы закрепить меньший модуль понижающего преобразователя.

Подключение всего оборудования

Я обнаружил, что отверстия на моих «фиксированных» понижающих преобразователях могут принимать два сплошных провода сечением 22 г, поэтому я скрутил провода вместе и вставил их в отверстие.Как раз подошли, и я спаял соединения.

В качестве альтернативы вы можете выбрать параллельное соединение входных соединений на разъеме для понижающего преобразователя переменной частоты, поскольку в нем используются винтовые клеммы.

Я использовал наконечники, поставляемые с клеммами, и припаял к ним выходные провода постоянного тока от каждого понижающего преобразователя. Модуль переменного понижающего преобразователя с дисплеем поставляется с винтовым разъемом, который отсоединяется от модуля. Это позволяет вам все подключить, а затем подключить модуль позже.

После того, как все было подключено, я прикрепил штекер силового цилиндра к задней панели с помощью прилагаемого оборудования. Убедитесь, что не забыли стопорную шайбу, так как это предотвратит ослабление сборки.

Конструкция передней панели состоит из установки крепежных столбов, при этом вторая гайка остается в стороне для последующего прикрепления выступов.

Модуль переменного понижающего преобразователя просто встает на место, если вы правильно прорезали отверстие! К сожалению, производитель не предоставил монтажный шаблон, поэтому я использовал штангенциркуль и линейку, чтобы понять это.

Если вы получите тот же модуль, что и я, вырез по сути представляет собой прямоугольник размером 71,5 x 39,2 мм, по крайней мере, так мне сказали мои цифровые штангенциркуль.

Затем я прикрепил фиксированный понижающий преобразователь к стойкам и проверил все соединения. Пора собрать шасси!

Herse другой вид всех частей после того, как проводка сделана, но до того, как все было установлено.

Вы можете увидеть, как проушины прикрепляются к задней части крепежных столбов с помощью прилагаемых дополнительных гаек.Хорошо затяните эти гайки.

Теперь вы можете защелкнуть панели на месте, сдвинув переднюю и заднюю панели вместе. Однако не закрывайте все герметично, так как мы хотим протестировать и отрегулировать наш блок питания, прежде чем закрывать корпус.

Тщательно осмотрите все и затем переходите к фазе тестирования.

Тестирование и устранение неисправностей

Предполагая, что вы были осторожны с проводкой, теперь у вас должен быть исправный блок питания.Возможно, вы захотите точно настроить фиксированное выходное напряжение модуля.

Перед тем, как что-либо подключить к розетке, неплохо было бы выполнить несколько проверок целостности с помощью мультиметра, чтобы убедиться в отсутствии коротких замыканий или ошибок проводки. Если вы потратите немного времени на повторную проверку вещей, это избавит вас от лишних разочарований!

Получите ту же тестовую нагрузку, которую вы использовали раньше, и подключите ее к выходу 5 В вместе с мультиметром в режиме напряжения. Отрегулируйте многооборотный потенциометр на фиксированном модуле, чтобы получить напряжение как можно ближе к 5 вольт.

Переместите тестовую нагрузку и мультиметр на переменный выход. Поэкспериментируйте с элементами управления и убедитесь, что ваше выходное напряжение соответствует отображению на вашем измерителе.

Возможно, сейчас самое время просмотреть инструкцию к модулю и узнать, как использовать его функции памяти. Похоже, это довольно способное устройство.

Если вы довольны работой вашего нового блока питания, вы можете выключить его и закончить сборку корпуса. В моем пластиковом корпусе для этого нужно было положить верхнюю часть корпуса, надеть ее на переднюю и заднюю панели, а затем защелкнуть.

Четыре длинных винта удерживают монтажные ножки и используются для крепления верхней и нижней части корпуса. Затяните их, и блок питания готов.

Теперь у вас есть новый блок питания для вашего рабочего места!

Устранение неполадок

Наиболее вероятная причина плохой работы с этой конструкцией блока питания - слабый блок питания. Если вам удастся заполучить несколько из них, вы можете обнаружить, что один работает лучше, чем другие.

Если вы не получаете выходной сигнал от одного регулятора, но имеет выход на другом, перепроверьте вашу проводку.Вы также можете легко удалить переменный модуль благодаря разъему uts, чтобы помочь вам изолировать проблему.

Доступ к сильноточному настольному источнику питания для временного использования в качестве входа также может быть полезен.

В большинстве случаев вам вообще не нужно устранять неполадки, и все будет работать отлично. И затем вы можете похвалить себя за создание полезного прототипа и испытательного оборудования самостоятельно.

Заключение

Итак, у вас есть простой способ быстро создать полезный источник питания, который можно легко адаптировать к вашим требованиям.

Усовершенствованиями к базовому источнику питания могут быть светодиод питания на 5-вольтовом выходе и, конечно же, соответствующий понижающий резистор (220 - 470 Ом звучит хорошо). И вы можете добавить выключатель питания, чтобы вы могли быстро отключить питание.

Так что получайте удовольствие, перерабатывая и переделывая старые компьютерные блоки питания в настольные блоки питания собственной уникальной конструкции!

ресурсов

PDF-версия - PDF-версия этой статьи, отлично подходит для печати и использования на рабочем месте.

Связанные

Сводка

Название статьи

Простой настольный блок питания, который может построить любой!

Описание

Создайте простой и безопасный настольный блок питания, перепрофилировав старый блок питания ноутбука вместе с некоторыми высокотехнологичными модулями понижающего преобразователя.

Автор

Мастерская Dronebot

Имя издателя

Мастерская Dronebot

Логотип издателя

Преобразование блока питания ATX в настольный блок питания в цепи питания

Стандартный компьютерный блок питания (PSU) преобразует входящие 110 В или 220 В переменного тока (переменного тока) в различные выходные напряжения постоянного (постоянного тока), подходящие для питания внутренних компонентов компьютера, и с небольшим воображением можно преобразовать блок питания ATX к скамейке питания.

Большинство компьютерных блоков питания имеют диапазон от 150 до 500 Вт, так что мощности достаточно. Оригинальный стандартный разъем ATX, используемый для питания материнской платы, представлял собой один 20-контактный разъем Molex, который имеет все необходимые напряжения +12 В постоянного тока и +5 В постоянного тока с огромными выходными токами и защитой от короткого замыкания, а также провод включения питания, позволяющий программному обеспечению ПК подключаться к сети. выключите блок питания при выключении.

Прежде чем приступить к преобразованию блока питания ATX, прежде чем приступить к преобразованию блока питания ATX, убедитесь, что блок питания отключен от сети и разряжен, оставив его отключенным в течение нескольких минут перед запуском .Это важно! поскольку это может привести к потенциально опасной или даже смертельной ситуации из-за высокого напряжения внутри блока питания, если вы решите его разобрать. Также убедитесь, что металлический корпус блока питания правильно заземлен. Вы несете ответственность за свою безопасность !.

Мы не можем просто подключить блок питания к сети и рассчитывать на получение требуемого выходного напряжения 5 или 12 вольт. Стандартный блок питания ПК имеет два предохранительных механизма, которые предотвращают его включение без присоединенной материнской платы.

  • Номер 1, для запуска блока питания требуется сигнал нулевого напряжения «Power-ON», аналогичный переключателю «ON-OFF» на передней панели ПК.
  • Номер 2, чтобы блок питания мог правильно регулировать выходное напряжение + 5 В, к нему должна быть подключена какая-то нагрузка, по крайней мере, 5 Вт, чтобы заставить блок питания думать, что он подключен к материнской плате

К сожалению, нельзя просто оставить провода открытыми, к счастью, обе эти проблемы легко исправить.

К 20-контактному разъему ATX подключено несколько проводов разного цвета, обеспечивающих несколько выходов разного напряжения, например +3.3 В, + 5 В, + 12 В, -12 В, -5 В, а также ряд черных проводов заземления и пара сигнальных проводов, как показано на следующем изображении вместе с их цветовым кодом и описанием.

20-контактный разъем Molex ATX

Выводы 20-контактного разъема с цветами проводов, используемых в стандартном разъеме блока питания ATX.

Штифт Имя Цвет Описание
1 3.3В оранжевый +3,3 В постоянного тока
2 3,3 В оранжевый +3,3 В постоянного тока
3 ОБЩИЙ Черный Земля
4 5 В Красный +5 В постоянного тока
5 ОБЩИЙ Черный Земля
6 5 В Красный +5 В постоянного тока
7 ОБЩИЙ Черный Земля
8 Pwr_Ok Серый Питание в норме (+5 В постоянного тока при нормальном питании)
9 + 5ВСБ фиолетовый +5 В постоянного тока в режиме ожидания
10 12 В желтый +12 В постоянного тока
11 3.3В оранжевый +3,3 В постоянного тока
12 -12В Синий -12 В постоянного тока
13 ОБЩИЙ Черный Земля
14 Pwr_ON зеленый Питание включено (активный низкий уровень)
15 ОБЩИЙ Черный Земля
16 ОБЩИЙ Черный Земля
17 ОБЩИЙ Черный Земля
18 -5В Белый -5 В постоянного тока
19 5 В Красный +5 В постоянного тока
20 5 В Красный +5 В постоянного тока

Существует несколько способов превратить стандартный компьютерный блок питания ATX в пригодный для использования в настольном блоке питания.Вы можете оставить 20-контактный разъем Molex прикрепленным и подключаться непосредственно к нему или полностью отрезать его и сгруппировать вместе отдельные провода, сохраняя вместе одинаковые цвета, от красного к красному, от черного к черному и т. Д.

Я отрезал разъем, чтобы получить доступ к отдельным проводам, и соединил их в ленту с винтовыми разъемами, чтобы получить более высокую выходную силу тока для источников питания + 5 В и + 12 В. Вы можете соединить провода одного цвета вместе с помощью обжимных соединителей или штырей, это то же самое.Некоторые из других отдельных цветных проводов нам нужно отделить, как описано ниже.

Чтобы запустить автономный блок питания для целей тестирования или в качестве источника питания на стенде, нам нужно замкнуть вместе контакт 14 - зеленый (Power-ON) на один из общих черных проводов (заземление), как на материнской плате. сообщает источнику питания, чтобы он включился. К счастью, контакт 15 - черный находится рядом с ним, поэтому я подключил переключатель между сигналом Pwr_On (контакт 14) и землей (контакт 15). Когда контакт 14 на мгновение или постоянно соединяется с землей через переключатель, питание включается.

Затем нам нужно обеспечить небольшую нагрузку на выход + 5V (красные провода), чтобы заставить блок питания думать, что он подключен к материнской плате, и держать блок питания в режиме «ON». Для этого мы должны подключить большой резистор 10 Ом или меньше со стандартной номинальной мощностью от 5 Вт до 10 Вт через выход + 5 В, используя только один набор красного и черного проводов, контакты 3 и 4 подойдут.

Помня о законе Ома, что мощность (P), развиваемая в резисторе, определяется уравнением: P = I 2 × R или P = V 2 / R, где: P = мощность, развиваемая в резисторе в ваттах (Вт), I = ток через резистор в амперах (A), R = сопротивление резистора в омах (Ом) и V = напряжение на резисторе в вольтах (В).Напряжение будет + 5В, а требуемая мощность - 5Вт или выше. Тогда подойдет любой стандартный силовой резистор ниже 5 Ом. Однако помните, что этот резистор станет ГОРЯЧИМ! так что убедитесь, что это не мешает.

Еще один вариант, который у нас есть, - использовать контакт 8 - серый (Pwr_Ok) в качестве визуальной индикации того, что блок питания запущен правильно и готов к работе. Сигнал Pwr_Ok становится высоким (+5 В), когда источник питания стабилизируется после его первоначального запуска, и все напряжения находятся в пределах своих допустимых диапазонов.Я использовал красный светодиод последовательно с токоограничивающим резистором 220 Ом, подключенным между контактами 8 и 7 (земля) для этого индикатора готовности к питанию, но все подобное подойдет, это единственный индикатор.

Тестирование источника питания

После сборки у вас должно получиться что-то вроде этого.

Когда вы подключаете блок питания к розетке и включаете переключатель на задней панели блока питания (если он есть), на разъеме должно быть только два напряжения.Один из них - pin 14 зеленый провод Pwr_ON, на котором будет + 5V. Второй - pin 9 , фиолетовый провод + 5V Standby (+ 5VSB), на котором также должно быть + 5V.

Это резервное напряжение используется для кнопок управления питанием материнской платы, функции Wake on LAN и т. Д. И обычно обеспечивает ток около 500 мА, даже когда основные выходы постоянного тока выключены, поэтому его можно использовать в качестве постоянного источника питания +5 В. для использования с малым энергопотреблением без необходимости полностью включать блок питания.

Некоторые новые блоки питания ATX12V могут иметь провода «измерения напряжения», которые необходимо подключить к проводу фактического напряжения для правильной работы.В основных кабелях питания у вас должно быть три красных провода (+ 5 В), все соединенные вместе, и три черных провода (0 В), соединенные вместе, поскольку остальные использовались для переключателя и светодиода. Также соедините вместе три оранжевых провода, чтобы получить выход + 3,3 В, если он требуется для питания небольших устройств или плат микроконтроллеров.

Если у вас только два оранжевых провода, вместо него может быть коричневый провод, который необходимо соединить с оранжевым, + 3,3 В, чтобы устройство могло включиться.Если у вас всего три красных провода, к ним необходимо подключить еще один провод (иногда розовый). Но сначала проверьте это.

Если все в порядке, то все в порядке, и блок питания должен переключиться в положение «ON», что даст вам очень дешевый настольный блок питания. Вы можете проверить выходное напряжение с помощью мультиметра или подключить лампочку 12 В к разным розеткам, чтобы проверить, работает ли блок питания. Блоки питания могут выдавать следующие комбинации напряжений: 24 В (+12, -12), 17 В (+5, -12), 12 В (+12, 0), 10 В (+5, -5), 7 В (+12 , +5), 5В (+5, 0), которых должно хватить для большинства электронных схем.

Вы также можете подключить регулируемый регулятор напряжения LM317, регулируемый потенциометр 5 кОм, резистор 240 Ом для смещения и пару сглаживающих конденсаторов к источнику +12 В, чтобы получить отдельное регулируемое выходное напряжение от примерно 2,0 до 12 вольт, но это дополнительная функция.

24-контактный разъем Molex ATX

В более новых настольных ПК используются блоки питания ATX версии 2, называемые ATX12V. Старый 20-контактный разъем был заменен на более крупный 24-контактный разъем Molex или даже 20 + 4-контактный разъем.Четыре дополнительных контакта: два дополнительных контакта с номерами 11 и 12 - + 12 В (желтый) и + 3,3 В (оранжевый), а два дополнительных контакта с номерами 23 и 24 - + 5 В (красный) и заземление (черный) соответственно. В следующей таблице для справки приведены выводы и цвета новых выводов ATX12V.

24-контактный разъем Molex ATX

Выводы 24-контактного разъема с соответствующими цветами проводов в кабелях блока питания.

Штифт Имя Цвет Описание
1 3.3В оранжевый +3,3 В постоянного тока
2 3,3 В оранжевый +3,3 В постоянного тока
3 COM Черный Земля
4 5 В Красный +5 В постоянного тока
5 COM Черный Земля
6 5 В Красный +5 В постоянного тока
7 COM Черный Земля
8 Pwr_Ok Серый Питание в норме (+5 В постоянного тока при нормальном питании)
9 + 5ВСБ фиолетовый +5 В постоянного тока в режиме ожидания
10 12 В желтый +12 В постоянного тока
11 12 В желтый +12 В постоянного тока
12 3.3В оранжевый +3,3 В постоянного тока
13 3,3 В оранжевый +3,3 В постоянного тока
14 -12В Синий -12 В постоянного тока
15 COM Черный Земля
16 Pwr_ON зеленый Питание включено (активный низкий уровень)
17 COM Черный Земля
18 COM Черный Земля
19 COM Черный Земля
20 -5В Белый -5 В постоянного тока
21 + 5В Красный +5 В постоянного тока
22 + 5В Красный +5 В постоянного тока
23 + 5В Красный +5 В постоянного тока
24 COM Черный Земля

Блоки питания нового типа ATX12V немного сложнее преобразовать, поскольку они используют функцию «мягкого» переключения питания и требуют гораздо большего сопротивления внешней нагрузки.Чтобы заставить их запустить или включить, источник питания должен быть нагружен не менее чем на 20 Вт или 10% от номинальной мощности для более крупных блоков питания мощностью 600 Вт +. Все, что ниже этого значения, источник питания может работать, но регулировка будет очень плохой - менее 50%.

Также для некоторых новых и более мощных блоков питания требуется контакт 14 - зеленый (Power-ON), который должен быть постоянно подключен к земле с помощью переключателя SPST. Очевидно, что каждый тип блока питания отличается от разных производителей, поэтому вам нужно найти то, что вам подходит.

Опять же, напряжения, которые могут выдаваться этим устройством, такие же, как и раньше: 24 В (+12, -12), 17 В (+5, -12), 12 В (+12, 0), 10 В (+5, -5) , 7м (+12, +5), 5м (+5, 0). Обратите внимание, что некоторые блоки питания ATX12V с 24-контактным разъемом материнской платы могут не иметь белого вывода -5V (контакт 20). В этом случае используйте старые блоки питания ATX с 20-контактным разъемом, указанным выше, если вам нужен дополнительный источник питания -5 В.

Из старого блока питания ПК можно сделать отличный и дешевый настольный блок питания для конструкторов электроники.В блоке питания используются импульсные регуляторы для поддержания постоянного питания с хорошим регулированием, а защита от короткого замыкания приводит к отключению блока и немедленному повторному питанию, если что-то пойдет не так.

Единственным недостатком использования блока питания ATX в качестве настольного блока питания является то, что частота вращения охлаждающего вентилятора зависит от величины тока, потребляемого блоком питания, поэтому может быть немного шумно. Кроме того, блок питания ATX требует определенного количества свежего воздуха для охлаждения внутри, что может оказаться невозможным при установке на скамейку.

В общем, преобразование блока питания ATX в настольный блок питания - простой проект, имеющий множество применений. Неплохо для того, что в противном случае было бы выброшено, но помните, что прежде чем начинать какие-либо модификации, отключите его от сети, так как вы единственный человек, ответственный за свою безопасность !.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *