Kā izgatavot barošanas bloku solā: 20 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Stenda barošanas avots ir ļoti ērts komplekts elektronikas entuziastiem, taču tas var būt dārgs, ja to iegādājas tirgū. Šajā pamācībā es jums parādīšu, kā ar ierobežotu budžetu izveidot mainīgu laboratorijas stenda barošanas avotu. Tas ir lielisks DIY projekts iesācējiem, kā arī ikvienam, kas interesējas par elektroniku.

[Atskaņot video]

Visus manus projektus varat atrast:

Projekta galvenais mērķis ir uzzināt, kā darbojas lineārais barošanas bloks. Sākumā, lai izskaidrotu lineārā barošanas avota darbības principu, esmu ņēmis piemēru ar LM 317 balstītu barošanas avotu., Es nopirku barošanas avota komplektu no Banggood un samontēju to.

Šī ir augstas kvalitātes stabilizēta sprieguma padeve, ar kuru spriegumu var regulēt nepārtraukti, un sprieguma regulēšanas diapazons ir 0-30V. Tas pat satur strāvas ierobežošanas ķēdi, kas var efektīvi kontrolēt izejas strāvu no 2 mA līdz 3 A ar iespēju nepārtraukti regulēt strāvu, un šī unikālā iezīme padara šo ierīci par neaizstājami spēcīgu instrumentu ķēdes laboratorijā.

Motīvs:

Ieejas spriegums: 24V AC

Ieejas strāva: maksimāli 3A

Izejas spriegums: 0 līdz 30V nepārtraukti regulējams

Izejas strāva: 2mA - 3A nepārtraukti regulējama

Izejas sprieguma pulsācija: vismaz 0,01%

1. darbība. Nepieciešamie rīki un detaļas

Detaļu saraksts:

1. Atkāpšanās transformators - 24V, 3A (Jaycar)

2. DIY barošanas avota komplekts (Banggood / Amazon)

3. Radiators un ventilators (Banggood)

4. Volt-amp paneļa mērītājs (Amazon)

5. Potenciometra poga (Banggood)

6. Buck Converter (Amazon)

7. USB ports (Amazon)

8. Saistošais banānu spraudnis (Amazon)

9. IEC3 strāvas kontaktligzda (Banggood)

10. Rocker slēdzis (Banggood)

11. Zaļā gaismas diode (Amazon)

12. LED turētājs (Banggod)

13. Termiski saraušanās caurule (Banggood)

14. Pašlīmējošas gumijas kājas (Amazon)

15. 3D drukas pavediens-PLA (GearBest)

Izmantotie instrumenti/ mašīna

1. 3D printeris-Creality CR-10 (Creality CR10S) vai Creality CR-10 Mini

2. Lodāmurs (Amazon)

3. DSO-RIGOL (Amazon)

4. Līmes lielgabals (Amazon)

2. darbība: pamata bloka diagramma

Pirms došanās uz izgatavošanas procesu, jums jāzina lineārā barošanas avota pamatkomponenti.

Lineārās barošanas avota galvenie elementi ir:

Transformators: Transformators maina maiņstrāvas spriegumu uz vēlamo vērtību. To izmanto, lai samazinātu spriegumu. Tas arī kalpo, lai drošībai izolētu barošanas avotu no tīkla.

Taisngriezis: Transformatora izejas jauda ir maiņstrāva, tas ir jāpārveido par līdzstrāvu. Tilta taisngriezis maiņstrāvu pārveido par līdzstrāvu.

Ieejas izlīdzināšanas kondensators / filtrs: iztaisnotais spriegums no taisngrieža ir pulsējošs līdzstrāvas spriegums ar ļoti lielu pulsācijas saturu. Bet tas nav tas, ko mēs vēlamies, mēs vēlamies, lai DC viļņu forma būtu tīra.

Lineārais regulators: izejas spriegums vai strāva svārstīsies, ja mainīsies ieeja no maiņstrāvas tīkla vai mainīsies slodzes strāva pie barošanas avota izejas. Šo problēmu var novērst, izmantojot sprieguma regulatoru. Tas saglabās izeju nemainīgs pat tad, ja notiek izmaiņas ievadē vai rodas citas izmaiņas.

Ielādēt: lietojumprogrammas ielāde

3. solis: transformators

Ievadiet augstsprieguma maiņstrāvu, kas nonāk transformatorā, kas parasti samazina augstsprieguma maiņstrāvu no tīkla uz zemsprieguma maiņstrāvu, kas nepieciešama mūsu lietojumprogrammai. Barošanas avota projektēšanai transformatora sekundāro spriegumu izvēlas, ņemot vērā barošanas avota izejas spriegumu, zudumi diodes tiltā un lineārajā regulatorā. Tipiska 24V transformatora viļņu forma ir parādīta iepriekš. Kopumā tilta taisngrieža konfigurācijai mēs pieļaujam aptuveni 2V - 3V kritumu. Tātad transformatora sekundāro spriegumu var aprēķināt šādi

Piemērs:

Pieņemsim, ka mēs vēlamies izgatavot barošanas avotu ar izejas spriegumu 30V un 3A.

Pirms tilta taisngrieža spriegumam jābūt = 30 + 3 = 33V (maksimums)

Tātad RMS spriegums = 33 /kv sakne (2) = 23,33 V

Tuvākais tirgū pieejamais sprieguma transformators ir 24 V. Tātad mūsu transformatora vērtējums ir 230V/24V, 3A.

Piezīme. Iepriekš minētais aprēķins ir aptuvens aprēķins, lai iegādātos transformatoru. Precīzam aprēķinam jāņem vērā arī sprieguma kritums starp diodēm, regulatora sprieguma kritums, pulsācijas spriegums un taisngrieža efektivitāte.

4. solis: tilta taisngriezis

Taisngrieža tilts maiņstrāvu vai strāvu pārveido atbilstošā līdzstrāvas (DC) daudzumā. Taisngrieža ieeja ir maiņstrāva, bet tā izeja ir vienvirziena pulsējoša līdzstrāva.

Sprieguma kritums vispārējas nozīmes diodei ir aptuveni 0,7 V, bet schottky diode - 0,4 V. Jebkurā brīdī darbojas divas no taisngrieža tilta diodēm. Bet, tā kā diode vada spēcīgi, tā var būt augstāka. Laba drošā vērtība ir divreiz lielāka par standartu vai 0,7 x 2 = 1,4 V.

Līdzstrāvas izeja pēc tilta taisngrieža ir aptuveni vienāda ar sekundāro spriegumu, kas reizināts ar 1,414, atņemot sprieguma kritumu abās vadošajās diodēs.

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

5. darbība: kondensatora / filtra izlīdzināšana

Taisngrieža spriegums no taisngrieža ir pulsējošs līdzstrāvas spriegums ar ļoti lielu pulsācijas saturu. Lielie viļņi, kas pastāv izejā, padara to gandrīz neiespējamu izmantot jebkurā barošanas lietojumprogrammā. Tādējādi tiek izmantots filtrs. Visizplatītākais filtrs ir, izmantojot lielu kondensatoru.

Rezultātā izvades viļņu forma pēc izlīdzināšanas kondensatora ir parādīta iepriekš.

6. solis: regulators

Izejas spriegums vai strāva mainīsies vai svārstīsies, ja mainīsies ieeja no maiņstrāvas tīkla vai mainīsies slodzes strāva pie regulētā barošanas avota izejas vai citu faktoru, piemēram, temperatūras izmaiņu dēļ. Šo problēmu var novērst, izmantojot regulatora IC vai piemērotu shēmu, kas sastāv no dažiem komponentiem. Regulators saglabās izejas nemainību pat tad, ja notiek izmaiņas ieejā vai notiek citas izmaiņas.

IC, piemēram, 78XX un 79XX, tiek izmantoti, lai iegūtu fiksētas sprieguma vērtības pie izejas. Ja kā IC, piemēram, LM 317, mēs varam noregulēt izejas spriegumu līdz vajadzīgajai nemainīgajai vērtībai. LM317T ir regulējams 3 terminālu pozitīvā sprieguma regulators, kas spēj piegādāt dažādus Līdzstrāvas sprieguma izejas, kas nav fiksēta sprieguma barošanas avots. Iepriekšējā piemēra shēma izmanto LM3 17 sprieguma regulatoru IC. Pilnviļņu tilta taisngrieža rektificētā izeja tiek padota uz LM317 regulatora IC. Mainot šajā ķēdē izmantotā potenciometra vērtību, izejas spriegumu var viegli kontrolēt.

Līdz šim esmu paskaidrojis, kā darbojas lineārais barošanas bloks. Turpmākajos soļos es izskaidrošu stenda barošanas avota izveidi, saliekot DIY komplektu.