Kako narediti napajalnik za klop: 20 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Napajalnik za klop je izjemno priročen komplet za ljubitelje elektronike, vendar so lahko dragi, če jih kupite na trgu. V tem navodilu vam bom pokazal, kako narediti spremenljivo napajanje laboratorijske klopi z omejenim proračunom. To je odličen projekt DIY za začetnike in vse, ki jih zanima elektronika.

[Predvajaj video]

Vse moje projekte najdete na:

Glavni cilj projekta je izvedeti, kako deluje linearna napajalna enota. Na začetku sem za razlago načela delovanja linearnega napajalnika vzel primer napajanja na osnovi LM 317. Za izdelavo končnega napajalnika, Od Banggooda sem kupil komplet za napajanje in ga sestavil.

To je visokokakovosten stabiliziran napajalnik, s katerim lahko napetost neprekinjeno regulirate, in območje, v katerem lahko regulirate napetost, je 0-30V. Vsebuje celo vezje omejevanja toka, ki lahko učinkovito nadzoruje izhodni tok od 2mA do 3A z možnostjo stalne regulacije toka, zaradi te edinstvene lastnosti pa je ta naprava nepogrešljivo močno orodje v laboratoriju za vezje.

Lastnost:

Vhodna napetost: 24V AC

Vhodni tok: največ 3A

Izhodna napetost: neprekinjeno nastavljiva od 0 do 30V

Izhodni tok: 2mA - 3A stalno nastavljiv

Valovanje izhodne napetosti: najmanj 0,01%

1. korak: potrebna orodja in deli

Seznam delov:

1. Stopenjski transformator - 24V, 3A (Jaycar)

2. Komplet za napajanje DIY (Banggood / Amazon)

3. Hladilnik in ventilator (Banggood)

4. Volt-Amp panelni števec (Amazon)

5. Gumb za potenciometer (Banggood)

6. Pretvornik dolarjev (Amazon)

7. Vrata USB (Amazon)

8. Vezni vtič za banane (Amazon)

9. Vtičnica IEC3 (Banggood)

10. Preklopno stikalo (Banggood)

11. Zelena LED (Amazon)

12. LED držalo (Banggod)

13. Termoskrčljiva cev (Banggood)

14. Samolepilne gumijaste noge (Amazon)

15. Nit za 3D tiskanje-PLA (GearBest)

Uporabljeno orodje/ stroj

1. 3D tiskalnik-Creality CR-10 (Creality CR10S) ali Creality CR-10 Mini

2. Spajkalnik (Amazon)

3. DSO-RIGOL (Amazon)

4. Pištola za lepilo (Amazon)

2. korak: Osnovni blokovni diagram

Preden se lotite postopka izdelave, morate poznati osnovne komponente linearnega napajalnika.

Glavni elementi linearnega napajanja so:

Transformator: Transformator spremeni omrežno napetost na želeno vrednost. Uporablja se za zniževanje napetosti, zaradi varnosti pa se izolira napajanje od vhoda iz omrežja.

Usmernik: Izhodna moč transformatorja je v izmeničnem toku, to je treba pretvoriti v enosmerni tok. Mostični usmernik pretvori izmenični tok v enosmerni tok.

Kondenzator / filter za glajenje vhoda: Odpravljena napetost usmernika je pulzirajoča enosmerna napetost z zelo visoko vsebnostjo valov. Ampak to ni tisto, kar želimo, želimo čisto valovno enosmerni tok brez valov. Filtersko vezje se uporablja za izravnavo variacij izmeničnega toka (valovanje) od popravljene napetosti. Za to se uporabljajo veliki rezervoarji.

Linearni regulator: Izhodna napetost ali tok bo nihala, ko pride do spremembe vhoda iz izmeničnega omrežja ali zaradi spremembe toka obremenitve na izhodu napajalnika. Ta problem je mogoče odpraviti z uporabo regulatorja napetosti. Ohranil bo izhod konstantno, tudi če pride do sprememb na vhodu ali kakršnih koli drugih sprememb.

Naloži: Naloži aplikacijo

3. korak: Transformator

Vhodni visokonapetostni izmenični tok, ki gre v transformator, ki običajno zniža visokonapetostni izmenični tok iz omrežnega v nizkonapetostni izmenični tok, ki je potreben za našo uporabo. Pri načrtovanju napajalnika je sekundarna napetost transformatorja izbrana glede na izhodno napetost napajanja, izgube v diodnem mostu in linearnem regulatorju. Tipična valovna oblika transformatorja 24V je prikazana zgoraj. Na splošno za konfiguracijo mostičnega usmernika dopuščamo padec približno 2V - 3V. Tako je sekundarno napetost transformatorja mogoče izračunati kot spodaj

Primer:

Recimo, da želimo narediti napajalnik z izhodno napetostjo 30V in 3A.

Pred mostičnim usmernikom mora biti napetost = 30 + 3 = 33V (največja)

Torej je RMS napetost = 33 /sq root (2) = 23,33 V

Najbližji napetostni transformator, ki je na voljo na trgu, je 24V. Torej je naša ocena transformatorja 230V/24V, 3A.

Opomba: Zgornji izračun je groba ocena za nakup transformatorja. Za natančen izračun upoštevajte tudi padec napetosti na diodah, padec napetosti regulatorja, valovitost napetosti in učinkovitost usmernika.

Korak: Mostni usmernik

Usmerjevalni most pretvori izmenično napetost ali tok v ustrezno količino enosmernega toka (DC). Vhod v usmernik je AC, medtem ko je njegov izhod enosmerni pulzirajoči DC.

Padec napetosti na diodi za splošno uporabo je okoli 0,7 V, schottky dioda pa 0,4 V. V istem trenutku delujejo dve diodi v usmerniškem mostu. Ker pa dioda močno prevaja, je lahko dejansko višja. Dobra varna vrednost je dvakrat večja od standardne ali 0,7 x 2 = 1,4 V.

DC izhod po mostičnem usmerniku je približno enak sekundarni napetosti, pomnoženi s 1,414 minus minus padec napetosti na dveh prevodnih diodah.

Vdc = 24 x 1,414 - 2,8 = 31,13 V

5. korak: Izravnava kondenzatorja / filtra

Odpravljena napetost iz usmernika je pulzirajoča enosmerna napetost z zelo visoko vsebnostjo valov. Zaradi velikih valov, ki obstajajo na izhodu, je skoraj nemogoče uporabiti v kateri koli aplikaciji za napajanje. Zato se uporablja filter. Najpogostejši filter je z uporabo velikega kondenzatorja.

Nastala izhodna valovna oblika po zglajevalnem kondenzatorju je prikazana zgoraj.

6. korak: Regulator

Izhodna napetost ali tok se bo spremenila ali nihala, ko pride do spremembe vhoda iz omrežja ali zaradi spremembe toka obremenitve na izhodu reguliranega napajanja ali zaradi drugih dejavnikov, kot so temperaturne spremembe. Ta problem je mogoče odpraviti z uporabo regulatorja IC ali z ustreznim vezjem, sestavljenim iz nekaj komponent. Regulator bo ohranil konstanto izhoda, tudi če pride do sprememb na vhodu ali drugih sprememb.

IC, kot sta 78XX in 79XX, se uporabljajo za pridobitev fiksnih vrednosti napetosti na izhodu. Kjer kot IC, kot je LM 317, lahko izhodno napetost nastavimo na zahtevano konstantno vrednost. Izhodi enosmerne napetosti, razen napajanja s fiksno napetostjo. Zgornji primer vezja uporablja IC napetostnega regulatorja LM3 17. Popravljeni izhod iz polnovalnega mostičnega usmernika se napaja v IC regulatorja LM317. S spreminjanjem vrednosti potenciometra, uporabljenega v tem vezju, je mogoče enostavno upravljati izhodno napetost.

Doslej sem razložil, kako deluje enota za linearno napajanje. V nadaljevanju bom razložil gradnjo klopnega napajalnika z montažo kompleta DIY.