Laboratórne nastaviteľný napájací zdroj pre domácich majstrov. Napájací zdroj s reguláciou prúdu a napätia

Laboratórne nastaviteľný napájací zdroj pre domácich majstrov. Napájací zdroj s reguláciou prúdu a napätia

22.08.2023

Takže ďalšie zariadenie bolo zostavené, teraz vyvstáva otázka, z čoho ho napájať? Batérie? Batérie? Nie! Napájanie, budeme o tom hovoriť.

Jeho obvod je veľmi jednoduchý a spoľahlivý, má ochranu proti skratu, plynulé nastavenie výstupného napätia.
Na diódovom mostíku a kondenzátore C2 je namontovaný usmerňovač, obvod C1 VD1 R3 je referenčný stabilizátor napätia, obvod R4 VT1 VT2 je prúdový zosilňovač pre výkonový tranzistor VT3, ochrana je namontovaná na tranzistore VT4 a R2, je nastavený odpor R1.

Zobral som transformátor zo starej nabíjačky zo skrutkovača, na výstupe som dostal 16V 2A
Pokiaľ ide o diódový mostík (aspoň 3 ampéry), zobral som ho zo starého bloku ATX, ako aj elektrolyty, zenerova dióda, odpory.

Použil som zenerovu diódu na 13V, ale hodí sa aj sovietska D814D.
Tranzistory boli prevzaté zo starého sovietskeho televízora, tranzistory VT2, VT3 je možné nahradiť jedným kompozitom, napríklad KT827.

Vzal som si nichrómový drôtový odpor R2 s výkonom 7 wattov a R1 (variabilný), na nastavenie bez skokov, ale v prípade jeho neprítomnosti môžete dať obyčajný.

Skladá sa z dvoch častí: stabilizátor a ochrana sú namontované na prvej a výkonová časť na druhej.
Všetky diely sú namontované na základnej doske (okrem výkonových tranzistorov), tranzistory VT2 sú prispájkované na druhú dosku, VT3 sú namontované na radiátor pomocou tepelnej pasty, nie je potrebné izolovať puzdrá (kolektory). Fotografie dvoch blokov sú uvedené nižšie s veľkým 2A radiátorom a malým 0,6A.

Indikácia
Voltmeter: na to potrebujeme 10k rezistor a 4,7k premennú a zobral som indikátor m68501, ale je možný aj iný. Z rezistorov zostavíme delič, 10k rezistor nedovolí vyhoreniu hlavy a 4,7k rezistorom nastavíme maximálnu odchýlku šípky.

Potom, čo je oddeľovač zostavený a indikácia funguje, musíte ho kalibrovať, preto otvoríme indikátor a nalepíme čistý papier na starú stupnicu a vyrežeme ho pozdĺž obrysu, najvhodnejšie je odrezať papier čepeľou.

Keď je všetko prilepené a suché, pripojíme multimeter paralelne k nášmu indikátoru a to všetko k napájaciemu zdroju, označíme 0 a zvýšime napätie na volty, značku atď.

Ampérmeter: na to vezmeme odpor 0,27 ohm!!! a variabilné na 50 000, schéma zapojenia je nižšie, rezistorom 50k nastavíme maximálnu odchýlku šípky.

Delenie je rovnaké, mení sa len zapojenie, viď nižšie, ako záťaž je ideálna 12 V halogénová žiarovka.

Zoznam rádiových prvkov

Označenie Typ Denominácia Množstvo PoznámkaObchodMôj poznámkový blok
VT1 bipolárny tranzistor

KT315B

1 Do poznámkového bloku
VT2, VT4 bipolárny tranzistor

KT815B

2 Do poznámkového bloku
VT3 bipolárny tranzistor

KT805BM

1 Do poznámkového bloku
VD1 zenerova dióda

D814D

1 Do poznámkového bloku
VDS1 Diódový mostík 1 Do poznámkového bloku
C1 100uF 25V1 Do poznámkového bloku
C2, C4 elektrolytický kondenzátor2200uF 25V2 Do poznámkového bloku
R2 Rezistor

0,45 ohmu

1 Do poznámkového bloku
R3 Rezistor

1 kOhm

1 Do poznámkového bloku
R4 Rezistor

Univerzálny napájací zdroj, s ktorým získate všetky napätia, ktoré môžete potrebovať pri rádioamatérstve a len pri domácich činnostiach, by mal byť v každej domácnosti. A samozrejme, PSU musí mať dobrý výkon - poskytovať výstupný prúd nie 0,5 A, ako lacné čínske adaptéry, ale niekoľko ampérov na pripojenie dokonca aj olovených batérií z auta na nabíjanie alebo elektromotorov. Samozrejme, zároveň chcem, aby záležalo aj na rozsahu napätia. Väčšina obvodov je obmedzená na 12 voltov, v najlepšom prípade 20. Niekedy však potrebujete 24 aj 36 V. Je ťažké vytvoriť si takýto zdroj napájania sami? Nie, pretože okruh bude potrebovať len tucet dielov. Tu je veľmi jednoduchý, všestranný zdroj s regulovaným napätím. Maximálne výstupné napätie je 36 V - je nastaviteľné v rozsahu od 1,2 do (vcc - 3) voltov.

Schéma regulovateľného napájacieho zdroja

Tranzistor Q1 je výkonný PNP Darlington používaný na zvýšenie prúdu čipu LM317. Samotný LM317L bez chladiča dokáže dodať 100 mA, čo stačí na pohon tranzistora. Prvky D1 a D2 sú ochranné diódy, pretože pri zapnutí obvodu môže nabíjanie kondenzátorov poškodiť tranzistor alebo regulátor.

Kondenzátory 100nF sme dali paralelne s elektrolytickými kondenzátormi, aby sme eliminovali vysokofrekvenčný šum, pretože elektrolytické majú veľké hodnoty ESR a ESL a nemôžu jasne eliminovať vysokofrekvenčný šum. Tu je príklad návrhu PCB pre tento obvod.

Poznámky

  • Tranzistor Q1 potrebuje chladič a lepší je malý ventilátor.
  • Maximálny výstupný výkon obvodu je 125 wattov.
  • R1 - 2 watty, ostatné odpory - 0,25 wattov.
  • Všetky kondenzátory sú 50V.
  • RV1 - 5 kOhm regulátor.
  • Transformátor je potrebný pre 36 V 5 A. S výkonom 150 wattov a viac.
  • Svorky na pripojenie výstupných vodičov - ako pri reproduktoroch v zosilňovačoch, skrutkovacie.

Z článku sa dozviete, ako si vyrobiť svojpomocne nastaviteľný napájací zdroj z dostupných materiálov. Dá sa použiť na napájanie domácich zariadení, ako aj pre potreby vlastného laboratória. Zdroj jednosmerného napätia možno použiť na testovanie zariadení, ako je regulátor relé-regulátora alternátora automobilu. Koniec koncov, pri jeho diagnostike sú potrebné dve napätia - 12 voltov a viac ako 16. Teraz zvážte konštrukčné vlastnosti napájacieho zdroja.

Transformátor

Ak sa zariadenie neplánuje používať na nabíjanie kyslých batérií a napájanie výkonných zariadení, potom nie je potrebné používať veľké transformátory. Stačí použiť modely, ktorých výkon nie je väčší ako 50 wattov. Je pravda, že ak chcete vytvoriť nastaviteľný zdroj napájania vlastnými rukami, budete musieť mierne zmeniť dizajn prevodníka. Najprv sa musíte rozhodnúť, aký rozsah zmeny napätia bude na výstupe. Charakteristiky napájacieho transformátora závisia od tohto parametra.

Povedzme, že ste si vybrali rozsah 0-20 voltov, čo znamená, že na týchto hodnotách musíte stavať. Sekundárne vinutie by malo mať na výstupe striedavé napätie 20-22 voltov. Preto necháte primárne vinutie na transformátore a sekundárne vinutie naviniete naň. Na výpočet požadovaného počtu závitov zmerajte napätie, ktoré sa získa z desiatich. Desatinu tejto hodnoty tvorí napätie získané z jednej otáčky. Po dokončení sekundárneho vinutia je potrebné zostaviť a zviazať jadro.

Usmerňovač

Ako usmerňovač môžete použiť zostavy aj jednotlivé diódy. Pred vytvorením nastaviteľného napájacieho zdroja vyberte všetky jeho komponenty. Ak je výstup vysoký, budete musieť použiť výkonné polovodiče. Je vhodné ich inštalovať na hliníkové radiátory. Pokiaľ ide o obvod, mal by sa uprednostňovať iba mostíkový obvod, pretože má oveľa vyššiu účinnosť, menšie straty napätia pri usmerňovaní. Neodporúča sa používať polvlnový obvod, pretože je neefektívny, je tam veľa zvlnení. výstupy, ktoré skresľujú signál a sú zdrojom rušenia pre rádiové zariadenia.

Stabilizačný a nastavovací blok

Na výrobu stabilizátora je najrozumnejšie použiť mikrozostavu LM317. Lacné a dostupné zariadenie pre každého, ktoré vám umožní zostaviť si svojpomocne kvalitný zdroj v priebehu niekoľkých minút. Jeho aplikácia si ale vyžaduje jeden dôležitý detail – efektívne chladenie. A to nielen pasívne v podobe radiátorov. Faktom je, že regulácia a stabilizácia napätia prebieha podľa veľmi zaujímavej schémy. Zariadenie opustí presne také napätie, ktoré je potrebné, ale prebytok vstupujúci na jeho vstup sa premení na teplo. Preto bez chladenia je nepravdepodobné, že by mikrozostava dlho fungovala.

Pozrite sa na schému, nie je v nej nič extra zložité. Zostava má iba tri výstupy, tretí je napájaný, druhý je odstránený a prvý je potrebné pripojiť k mínusu napájacieho zdroja. Ale tu vzniká malá vlastnosť - ak zapnete odpor medzi mínusom a prvým výstupom zostavy, potom je možné nastaviť napätie na výstupe. Navyše, napájací zdroj typu „urob si sám“ dokáže meniť výstupné napätie plynulo aj v krokoch. Ale prvý typ úpravy je najpohodlnejší, takže sa používa častejšie. Pre realizáciu je potrebné zahrnúť premenlivý odpor 5 kOhm. Okrem toho je medzi prvým a druhým výstupom zostavy potrebný konštantný odpor s odporom asi 500 ohmov.

Riadiaca jednotka prúdu a napätia

Samozrejme, aby bola prevádzka zariadenia čo najpohodlnejšia, je potrebné ovládať výstupné charakteristiky - napätie a prúd. Obvod regulovateľného napájacieho zdroja je zostavený tak, že ampérmeter je pripojený k prerušeniu kladného vodiča a voltmeter je zapojený medzi výstupy zariadenia. Otázka je však iná – aký typ meracích prístrojov použiť? Najjednoduchšou možnosťou je inštalácia dvoch LED displejov, ku ktorým môžete pripojiť obvod volt- a ampérmetr zostavený na jednom mikrokontroléri.

Môžete však namontovať niekoľko lacných čínskych multimetrov do nastaviteľného zdroja napájania vyrobeného vlastnými rukami. Našťastie sa dajú napájať priamo zo zariadenia. Môžete samozrejme použiť číselníkové indikátory, len v tomto prípade je potrebné kalibrovať pre

Telo zariadenia

Puzdro je najlepšie vyrobené z ľahkého, ale odolného kovu. Ideálny by bol hliník. Ako už bolo uvedené, regulovaný napájací obvod obsahuje prvky, ktoré sa veľmi zahrievajú. Preto musí byť vo vnútri puzdra namontovaný radiátor, ktorý je možné pre väčšiu účinnosť pripojiť k jednej zo stien. Je žiaduce mať nútené prúdenie vzduchu. Na tento účel môžete použiť tepelný spínač spárovaný s ventilátorom. Musia byť inštalované priamo na chladiaci radiátor.

Každý rádioamatér, či už je to čajník alebo dokonca profesionál, by mal mať na okraji stola pokojný a dôležitý zdroj energie. Momentálne mám na stole dva napájacie zdroje. Jeden dodáva maximálne 15 voltov a 1 ampér (čierna šípka) a druhý 30 voltov, 5 ampérov (vpravo):

K dispozícii je tiež vlastný napájací zdroj:


Myslím, že ste ich často videli v mojich pokusoch, ktoré som ukazoval v rôznych článkoch.

Už dávno som si kúpil továrenské napájacie zdroje, takže ma stáli lacno. Ale v súčasnosti, keď sa píše tento článok, dolár už preráža hranicu 70 rubľov. Kríza, jeho matka, má všetkých a všetko.

Dobre, niečo sa pokazilo... Tak o čom to hovorím? Ó áno! Myslím, že nie každému prasknú vrecká peňazí ... Prečo potom nezostavíme jednoduchý a spoľahlivý napájací obvod s našimi malými rukami, ktorý nebude horší ako zakúpený blok? V skutočnosti to urobil náš čitateľ. Vykopal som schému a zostavil napájací zdroj sám:


Ukázalo sa veľmi rovnomerne nič! Takže ďalej v jeho mene...

Po prvé, poďme zistiť, na čo je tento zdroj napájania dobrý:

- výstupné napätie je možné nastaviť v rozsahu od 0 do 30 voltov

- dá sa nastaviť nejaký prúdový limit až do 3 ampérov, po ktorých prejde blok do ochrany (veľmi pohodlná funkcia, kto ju používal, vie).

– veľmi nízka úroveň zvlnenia (jednosmerný výstup napájacieho zdroja sa príliš nelíši od jednosmerných batérií a akumulátorov)

– ochrana proti preťaženiu a nesprávnemu zapojeniu

- na napájaní pomocou skratu (skratu) „krokodílov“ je nastavený maximálny povolený prúd. Tie. prúdový limit, ktorý si nastavíte premenným odporom na ampérmetri. Preto preťaženie nie je strašné. Indikátor (LED) bude fungovať, čo znamená, že je prekročená nastavená úroveň prúdu.

Takže teraz o všetkom v poriadku. Schéma koluje internetom už dlho (kliknite na obrázok, otvorí sa v novom okne na celej obrazovke):


Čísla v kruhoch sú kontakty, ku ktorým je potrebné pripájať drôty, ktoré pôjdu do rádiových prvkov.

Označenie kruhov v diagrame:
- 1 a 2 k transformátoru.
- 3 (+) a 4 (-) jednosmerný výstup.
- 5, 10 a 12 na P1.
- 6, 11 a 13 na P2.
- 7 (K), 8 (B), 9 (E) na tranzistor Q4.

Vstupy 1 a 2 sú napájané striedavým napätím 24 V zo sieťového transformátora. Transformátor musí mať slušnú veľkosť, aby mohol dodať až 3 ampéry do záťaže na ľahkú. Môžete si ho kúpiť, alebo ho môžete navinúť).

Diódy D1 ... D4 sú zapojené do diódového mostíka. Môžete si vziať diódy 1N5401 ... 1N5408 alebo niektoré iné, ktoré vydržia jednosmerný prúd až do 3 ampérov a viac. Môžete použiť aj hotový diódový mostík, ktorý by odolal aj jednosmernému prúdu do 3 A a vyššie. Použil som diódy tabletu KD213:

Čipy U1,U2,U3 sú operačné zosilňovače. Tu je ich pinout (pinout). Pohľad zhora:

Na ôsmom výstupe je napísané „NC“, čo znamená, že tento výstup nie je potrebné nikam pripájať. Ani mínus, ani plus jedla. V obvode závery 1 a 5 tiež nikde nedržia.

Tranzistor Q1 značky BC547 alebo BC548. Nižšie je jeho pinout:

Tranzistor Q2 berie lepšie Soviet, značka KT961A


Nezabudnite ho položiť na radiátor.

Tranzistor Q3 značky BC557 alebo BC327

Tranzistor Q4 musí byť KT827!


Tu je jeho pinout:

Obvod som neprekreslil, takže existujú prvky, ktoré môžu byť mätúce - sú to premenlivé odpory. Keďže napájací obvod je bulharský, ich premenné odpory sú označené takto:

My to máme takto:


Dokonca som poukázal na to, ako zistiť jeho závery pomocou rotácie stĺpika (twist).

V skutočnosti zoznam prvkov:

R1 = 2,2 kOhm 1W
R2 = 82 ohmov 1/4W
R3 = 220 ohmov 1/4W
R4 = 4,7 kOhm 1/4W
R5, R6, R13, R20, R21 = 10 kΩ 1/4W
R7 = 0,47 ohm 5W
R8, R11 = 27 kOhm 1/4W
R9, R19 = 2,2 kOhm 1/4W
R10 = 270 kOhm 1/4W
R12, R18 = 56kΩ 1/4W
R14 = 1,5 kOhm 1/4W
R15, R16 = 1 kΩ 1/4W
R17 = 33 ohmov 1/4W
R22 = 3,9 kOhm 1/4W
RV1 = 100K viacotáčkový zastrihávač
P1, P2 = 10KOhm lineárny potenciometer
C1 = 3300uF/50V elektrolytický
C2, C3 = 47uF/50V elektrolytický
C4 = 100 nF
C5 = 200 nF
C6 = 100pF keramika
C7 = 10uF/50V elektrolytický
C8 = keramika 330 pF
C9 = 100pF keramika
D1, D2, D3, D4 = 1N5401…1N5408
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V zenerove diódy
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 dióda 1A
Q1 = BC548 alebo BC547
Q2 = KT961A
Q3 = BC557 alebo BC327
Q4 = KT 827A
U1, U2, U3 = TL081, operačný zosilňovač
D12 = LED

Teraz vám poviem, ako som to zbieral. Transformátor je už pripravený zo zosilňovača. Napätie na jeho výstupoch bolo asi 22 voltov. Potom začal pripravovať puzdro pre môj PSU (napájací zdroj)


nakladaná


vypral toner


vyvŕtané otvory:


Spájkoval som postieľky pre operačné zosilňovače (operačné zosilňovače) a všetky ostatné rádiové prvky, okrem dvoch výkonných tranzistorov (budú ležať na radiátore) a premenných odporov:


A takto vyzerá doska s úplnou inštaláciou:


V našom prípade pripravujeme miesto pre šatku:


K puzdru pripájame radiátor:


Nezabudnite na chladič, ktorý bude chladiť naše tranzistory:


No po zámočníckych prácach som dostal veľmi pekný zdroj energie. Tak čo si myslíte?


Opis práce, pečať a zoznam rádiových prvkov som prevzal na konci článku.

No, ak je niekto príliš lenivý na to, aby sa obťažoval, potom si môžete vždy kúpiť podobnú súpravu tejto schémy za cent na Aliexpress na adrese toto odkaz


Ahojte všetci, nie je to tak dávno, čo som poskladal svoju prvú stavebnicu rádia alebo ako známy Master KIT, prvý dojem bol po zložení tejto skutočne zaujímavej a užitočnej stavebnice veľmi pozitívny. A nedávno som na internete videl ďalšiu zaujímavú schému, najmä preto, že tam bol návrhár rádia za veľmi atraktívnu cenu, rozhodol som sa kúpiť a zostaviť napájací zdroj pre čipy lm324.

Schéma univerzálneho napájacieho zdroja

Jedná sa o unipolárny zdroj s "hrubým" a "hladkým" nastavením výstupného napätia, nastavením prúdového limitu a indikáciou prevádzkového režimu. Ako regulačný prvok je použitý tranzistor s efektom poľa IRLZ44N.

technické údaje

Vstupné napätie: AC 7-32V Nastaviteľný zaťažovací prúd: 0-3A Nestabilita výstupného napätia: menej ako 1% Výstupné napätie: 0-30V

Popis práce

Obvod stabilizácie napätia je zostavený na U1.3 a U1.4. Na U1.4 je zostavený diferenciálny stupeň, ktorý zosilňuje napätie spätnoväzbového deliča tvoreného odpormi R14 a R15. Zosilnený signál je privedený do komparátora U1.3, ktorý porovnáva výstupné napätie s príkladným, tvarovaným stabilizátorom U2 a potenciometrom RV2. Výsledný rozdiel napätia je privedený na tranzistor Q2, ktorý riadi regulačný prvok Q1. Prúd je limitovaný komparátorom U1.1, ktorý porovnáva pokles napätia na bočníku R16 s referenčným napätím generovaným potenciometrom RV1. Pri prekročení nastavenej prahovej hodnoty U1.1 zmení referenčné napätie pre komparátor U1.3, čo vedie k úmernej zmene výstupného napätia. Na operačnom zosilňovači U1.2 je namontovaná jednotka na indikáciu prevádzkového režimu zariadenia. Pri poklese napätia na výstupe U1.1 pod napätie tvorené deličom R2 a R3 sa rozsvieti LED D1 signalizujúca prechod obvodu do aktuálneho stabilizačného režimu. Ak je zariadenie prevádzkované z napájacieho napätia nižšieho ako 23V, zenerova dióda D3 musí byť nahradená prepojkou. Je tiež možné napájať slaboprúdovú časť obvodu zo samostatného zdroja privedením napätia 9-35 V priamo na vstup stabilizátora U3 a odstránením zenerovej diódy D3

Montáž zariadenia

Po rozbalení balíka som bol okamžite upozornený skutočnosťou, že tam nie je zenerova dióda a nejaké odpory - zdá sa, že táto súprava bola nejako zostavená. Nič, nech sa páči, myslel som si, že tým sa všetky prekvapenia končia, ale ako som sa mýlil: pri spájkovaní cesty odleteli, maska ​​spájky bola všade, musel som prejsť brúsnym papierom, vyčistiť kontakty a potom znova ich pocínovanie, spájkovanie pokračovalo bez ohľadu na to, zaspájkoval som hlavné odpory, tieto sú 1K a 10K, a potom som šiel hľadať chýbajúce odpory. Našiel som a spájkoval, potom som vzal tranzistory - tu bolo všetko v poriadku.

Zaujímavý bol návod alebo schéma, podľa ktorého musíte zostaviť rádiový konštruktér, prvá vec, ktorá vás upúta, je rozloženie hodnôt rezistorov tu. Samotná doska plošných spojov je rozvedená nespisovne, premenné odpory na doske sa navzájom dotýkajú, pri vypnutí obvodu zo siete nastáva skok na 30 voltov a pomaly klesá. Aby som to vyriešil, pripájal som kondenzátor k 8. a 11. nohe mikroobvodu - táto chyba sa objavuje pri nízkom zaťažení.



© 2023 globusks.ru - Oprava a údržba automobilov pre začiatočníkov