امدادات الطاقة DIY
هؤلاء المبتدئين الذين بدأوا للتو في تعلم الإلكترونيات في عجلة من أمرهم لبناء شيء خارق للطبيعة ، مثل الميكروبات للتنصت على المكالمات الهاتفية ، وقاطع الليزر من محرك أقراص DVD ، وما إلى ذلك ... وماذا عن تجميع مصدر طاقة مع الجهد الناتج قابل للتعديل؟ يعد مصدر الطاقة هذا عنصرًا أساسيًا في ورشة عمل كل محب للإلكترونيات.
من أين نبدأ في تجميع مصدر الطاقة؟
أولاً ، عليك أن تقرر الخصائص المطلوبة التي سيرضيها مزود الطاقة في المستقبل. المعلمات الرئيسية لمصدر الطاقة هي الحد الأقصى الحالي ( إيماكس) ، والتي يمكن أن تعطيها للحمل (الجهاز بالطاقة) والجهد الناتج ( يو خارج) ، والذي سيكون عند خرج مصدر الطاقة. يجدر أيضًا تحديد مصدر الطاقة الذي نحتاجه: قابل للتعديلأو غير منظم.
مصدر طاقة قابل للتعديل - هذا مصدر طاقة ، يمكن تغيير جهد الخرج ، على سبيل المثال ، في النطاق من 3 إلى 12 فولت. إذا احتجنا إلى 5 فولت - أدرنا مقبض المنظم - حصلنا على 5 فولت عند الخرج ، ونحتاج إلى 3 فولت - قمنا بتدويرها مرة أخرى - حصلنا على 3 فولت عند الخرج.
مصدر الطاقة غير المنظم هو مصدر طاقة بجهد خرج ثابت لا يمكن تغييره. لذلك ، على سبيل المثال ، فإن وحدة الإمداد بالطاقة المعروفة والواسعة الانتشار "إلكترونيات" D2-27 غير منظمة ولديها خرج 12 فولت من الجهد. أيضًا ، تعد مصادر الطاقة غير المنظمة جميع أنواع أجهزة الشحن للهواتف المحمولة والمودم ومحولات جهاز التوجيه. تم تصميم كل منهم ، كقاعدة عامة ، لجهد خرج واحد: 5 أو 9 أو 10 أو 12 فولت.
من الواضح أنه بالنسبة لهواة الراديو المبتدئين ، فإن مصدر الطاقة القابل للتعديل هو الأكثر أهمية. يمكنهم تشغيل عدد كبير من الأجهزة المنزلية والصناعية المصممة لجهد إمداد مختلف.
بعد ذلك ، عليك أن تقرر دائرة إمداد الطاقة. يجب أن تكون الدائرة بسيطة وسهلة التكرار بواسطة هواة الراديو المبتدئين. من الأفضل هنا التركيز على الدائرة باستخدام محول طاقة تقليدي. لماذا ا؟ لأن العثور على محول مناسب سهل بما فيه الكفاية في أسواق الراديو والإلكترونيات الاستهلاكية القديمة. جعل تحويل مصدر الطاقة أكثر صعوبة. بالنسبة لمزود طاقة التبديل ، من الضروري تصنيع الكثير من الأجزاء المتعرجة ، مثل المحولات عالية التردد ، وخنق المرشح ، وما إلى ذلك أيضًا ، تحتوي مصادر الطاقة التحويلية على مكونات إلكترونية أكثر من مصادر الطاقة التقليدية مع محول الطاقة.
لذلك ، يظهر مخطط مصدر الطاقة القابل للتعديل المقترح للتكرار في الصورة (انقر للتكبير).
معلمات امدادات الطاقة:
جهد الإخراج ( يو خارج) - من 3.3 ... 9 فولت ؛
تيار الحمل الأقصى ( إيماكس) - 0.5 أ ؛
السعة القصوى لتموجات جهد الخرج هي 30 مللي فولت ؛
حماية التيار الزائد
حماية ضد ظهور الجهد الزائد عند الإخراج ؛
كفاءة عالية.
من الممكن تعديل مصدر الطاقة لزيادة جهد الخرج.
يتكون مخطط الدائرة لمصدر الطاقة من ثلاثة أجزاء: محول ، مقوم ومثبت.
محول. يخفض المحول T1 جهد التيار المتردد (220-250 فولت) ، والذي يتم توفيره للملف الأولي للمحول (I) ، إلى جهد 12-20 فولت ، والذي يتم إزالته من الملف الثانوي للمحول (II) . أيضًا ، في تركيبة ، يعمل المحول كعزل كلفاني بين التيار الكهربائي والجهاز الذي يعمل بالطاقة. هذه ميزة مهمة للغاية. إذا فشل المحول فجأة لأي سبب (ارتفاع الطاقة ، وما إلى ذلك) ، فلن يتمكن جهد التيار الكهربائي من الوصول إلى الملف الثانوي ، وبالتالي إلى الجهاز الذي يعمل بالطاقة. كما تعلم ، فإن اللفات الأولية والثانوية للمحول معزولة بشكل موثوق عن بعضها البعض. هذا الظرف يقلل من خطر الصدمة الكهربائية.
المعدل. من اللف الثانوي لمحول الطاقة T1 ، يتم توفير جهد متناوب منخفض من 12-20 فولت إلى المعدل. إنه بالفعل كلاسيكي. يتكون المعدل من جسر الصمام الثنائي VD1 ، والذي يقوم بتصحيح الجهد المتناوب من الملف الثانوي للمحول (II). لتخفيف تموجات الجهد ، يوجد بعد جسر المعدل مكثف إلكتروليتي C3 بسعة 2200 ميكروفاراد.
استقرار التبديل قابل للتعديل.
يتم تجميع دائرة منظم التبديل على شريحة محول DC / DC معروفة جيدًا وبأسعار معقولة - MC34063.
لنكون واضحين. MC34063 عبارة عن وحدة تحكم PWM مخصصة مصممة لتبديل محولات DC / DC. هذه الشريحة هي جوهر منظم التحويل القابل للضبط المستخدم في مصدر الطاقة هذا.
تم تجهيز MC34063 بوحدة حماية من الحمل الزائد وقصيرة الدائرة في دائرة التحميل. الترانزستور الناتج المدمج في الدائرة المصغرة قادر على توصيل ما يصل إلى 1.5 أمبير من التيار إلى الحمل. استنادًا إلى شريحة MC34063 المتخصصة ، يمكنك تجميع كل من تصعيد ( خطوة للأعلى) وخفض ( انزل) محولات DC / DC. من الممكن أيضًا بناء مثبتات نبضات قابلة للتعديل.
ميزات مثبتات النبضات.
بالمناسبة ، تتمتع منظمات التبديل بكفاءة أعلى مقارنة بالمثبتات القائمة على الدوائر الدقيقة من سلسلة KR142EN ( كرينكي) ، LM78xx ، LM317 ، إلخ. وعلى الرغم من سهولة تجميع إمدادات الطاقة القائمة على هذه الدوائر الدقيقة ، إلا أنها أقل اقتصادية وتتطلب تركيب مشعاع تبريد.
لا يتطلب MC34063 غرفة التبريد. تجدر الإشارة إلى أن هذه الدائرة المصغرة يمكن العثور عليها في كثير من الأحيان في الأجهزة التي تعمل بشكل مستقل أو تستخدم طاقة احتياطية. يزيد استخدام منظم التحويل من كفاءة الجهاز ، وبالتالي يقلل من استهلاك الطاقة من البطارية أو البطارية. نتيجة لذلك ، يتم زيادة وقت التشغيل المستقل للجهاز من مصدر طاقة احتياطي.
أعتقد الآن أنه من الواضح ما هو مثبت النبض الجيد.
التفاصيل والمكونات الإلكترونية.
الآن قليلاً عن التفاصيل المطلوبة لتجميع مصدر الطاقة.
محولات الطاقة TS-10-3M1 و TP114-163M
يعتبر محول TS-10-3M1 بجهد خرج يبلغ حوالي 15 فولت مناسبًا أيضًا. في متاجر قطع غيار الراديو وأسواق الراديو ، يمكنك العثور على محول مناسب ، طالما أنه يفي بالمعايير المحددة.
رقاقة MC34063 . يتوفر MC34063 في حزم DIP-8 (PDIP-8) التقليدية من خلال فتحة التثبيت وحزم SO-8 (SOIC-8) المثبتة على السطح. بطبيعة الحال ، في حزمة SOIC-8 ، تكون الدائرة المصغرة أصغر ، والمسافة بين المسامير حوالي 1.27 ملم. لذلك ، من الأصعب صنع لوحة دوائر مطبوعة لدائرة كهربائية دقيقة في حزمة SOIC-8 ، خاصة لأولئك الذين بدأوا مؤخرًا فقط في إتقان تقنية تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة. لذلك ، من الأفضل أن تأخذ شريحة MC34063 في حزمة DIP ، والتي تكون أكبر في الحجم ، والمسافة بين المسامير في هذه الحزمة هي 2.5 مم. سيكون من الأسهل عمل لوحة دوائر مطبوعة لحزمة DIP-8.
الإختناقات. يمكن عمل الخناقات L1 و L2 بشكل مستقل. سيتطلب ذلك قلبين مغناطيسيين دائريين مصنوعين من الفريت 2000HM ، مقاس K17.5 × 8.2 × 5 مم. الحجم القياسي لتقف على: 17.5 ملم. - القطر الخارجي للحلقة ؛ 8.2 ملم - القطر الداخلي؛ و 5 ملم. هو ارتفاع الدائرة المغناطيسية الحلقية. لتصفية المحرِّض ، تحتاج إلى سلك PEV-2 بقطع عرضي 0.56 مم. يجب لف 40 لفة من هذا السلك في كل حلقة. يجب أن يتم توزيع لفات السلك بالتساوي على حلقة الفريت. قبل اللف ، يجب لف حلقات الفريت بقطعة قماش ملمعة. إذا لم يكن هناك قماش ملمع في متناول اليد ، فيمكنك لف الحلقة بشريط في ثلاث طبقات. تجدر الإشارة إلى أنه يمكن بالفعل رسم حلقات الفريت - مغطاة بطبقة من الطلاء. في هذه الحالة ، ليس من الضروري لف الحلقات بقطعة قماش ملمعة.
بالإضافة إلى الاختناقات محلية الصنع ، يمكنك أيضًا استخدام الخناقات الجاهزة. في هذه الحالة ، سوف تسرع عملية تجميع مصدر الطاقة. على سبيل المثال ، مثل الاختناقات L1 ، L2 ، يمكنك استخدام هذه الحثيات المثبتة على السطح (SMD - الاختناق).
كما ترون ، في الجزء العلوي من العلبة ، يشار إلى قيمة المحاثة - 331 ، والتي تعني 330 ميكرو هنريًا (330 ميكرومتر). أيضًا ، نظرًا لأن L1 ، L2 ، فإن الإختناقات الجاهزة ذات الأسلاك الشعاعية للتركيب التقليدي في الثقوب مناسبة. يبدون هكذا.
يتم تمييز قيمة المحاثة عليها إما برمز اللون أو برمز رقمي. بالنسبة لمصدر الطاقة ، تعد الحثيات التي تحمل علامة 331 (أي 330 uH) مناسبة. نظرًا للتسامح بنسبة ± 20 ٪ ، المسموح به لعناصر المعدات الكهربائية المنزلية ، فإن الإختناقات ذات الحث 264-396 μH مناسبة أيضًا. تم تصميم أي محث أو محث لتيار مباشر معين. كقاعدة عامة ، قيمته القصوى ( IDC ماكس) في ورقة البيانات الخاصة بالخانق نفسه. لكن هذه القيمة لا تشير إلى الجسم نفسه. في هذه الحالة ، من الممكن تحديد قيمة الحد الأقصى المسموح به للتيار تقريبًا من خلال المحرِّض وفقًا للمقطع العرضي للسلك الذي جُرح به. كما ذكرنا سابقًا ، من أجل التصنيع المستقل للخنق L1 ، L2 ، يلزم وجود سلك به مقطع عرضي 0.56 مم.
خنق L3 محلي الصنع. لتصنيعها ، يلزم وجود دائرة مغناطيسية من الفريت. 400HHأو 600HHقطرها 10 ملم. يمكنك أن تجد هذا في أجهزة الراديو القديمة. هناك يتم استخدامه كهوائي مغناطيسي. من الدائرة المغناطيسية ، تحتاج إلى قطع قطعة بطول 11 مم. هذا سهل بما يكفي ، فريت ينكسر بسهولة. يمكنك ببساطة تثبيت الجزء المطلوب بإحكام باستخدام الزردية وقطع الدائرة المغناطيسية الزائدة. يمكنك أيضًا تثبيت الدائرة المغناطيسية بملزمة ، ثم ضرب الدائرة المغناطيسية بحدة. إذا لم يكن من الممكن في المرة الأولى كسر الدائرة المغناطيسية بعناية ، فيمكنك تكرار العملية.
ثم يجب لف الجزء الناتج من الدائرة المغناطيسية بطبقة من شريط ورقي أو قطعة قماش ملمعة. بعد ذلك ، نقوم بلف 6 لفات من سلك PEV-2 مطوية إلى نصفين بمقطع عرضي 0.56 مم على الدائرة المغناطيسية. من أجل منع السلك من التفكك ، نقوم بلفه من الأعلى بشريط لاصق. تلك الأسلاك التي بدأ منها لف المحث ، يتم لحامها لاحقًا في الدائرة في المكان الذي تظهر فيه النقاط في الصورة L3. تشير هذه النقاط إلى بداية لف الملفات بالأسلاك.
الاضافات.
اعتمادًا على الاحتياجات ، يمكن إجراء بعض التغييرات على التصميم.
على سبيل المثال ، بدلاً من الصمام الثنائي VD3 zener من النوع 1N5348 (جهد التثبيت - 11 فولت) ، يمكن تثبيت الصمام الثنائي الواقي في الدائرة - القامع 1.5KE10CA.
الكابت هو الصمام الثنائي الواقي القوي ، الذي يشبه في وظيفته الصمام الثنائي الزينر ، ومع ذلك ، فإن دوره الرئيسي في الدوائر الإلكترونية هو الحماية. الغرض من الكابت هو قمع ضوضاء النبضات عالية الجهد. يتمتع الكابت بسرعة عالية وهو قادر على إطفاء النبضات القوية.
على عكس الصمام الثنائي 1N5348 zener ، فإن مثبط 1.5KE10CA لديه سرعة استجابة عالية ، مما سيؤثر بلا شك على أداء الحماية.
في الأدبيات الفنية وفي بيئة الاتصالات لهواة الراديو ، يمكن تسمية القامع بشكل مختلف: الصمام الثنائي الواقي ، الصمام الثنائي المحدد من زينر ، الصمام الثنائي TVS ، محدد الجهد ، الصمام الثنائي المحدد. غالبًا ما يمكن العثور على المكثفات في تبديل إمدادات الطاقة - حيث تعمل كحماية ضد الجهد الزائد للدائرة التي تعمل بالطاقة في حالة حدوث أعطال في مصدر طاقة التحويل.
يمكنك التعرف على الغرض من الثنائيات الواقية ومعلماتها من المقالة حول القامع.
القامع 1،5KE10 ج A لديه بريد إلكتروني من في الاسم وهو ثنائي الاتجاه - لا يهم قطبية تركيبه في الدائرة.
إذا كانت هناك حاجة إلى مصدر طاقة بجهد خرج ثابت ، فلن يتم تثبيت المقاوم المتغير R2 ، ولكن يتم استبداله بوصلة سلكية. يتم تحديد جهد الخرج المطلوب باستخدام مقاوم ثابت R3. يتم حساب مقاومته بالصيغة:
U خارج \ u003d 1.25 * (1 + R4 / R3)
بعد عمليات التحويل ، يتم الحصول على صيغة أكثر ملاءمة للحسابات:
R3 \ u003d (1.25 * R4) / (مخرج U - 1.25)
إذا كنت تستخدم هذه الصيغة ، فأنت بحاجة إلى مقاوم R3 بمقاومة حوالي 0.42 كيلو أوم (420 أوم) من أجل U out \ u003d 12 فولت. عند الحساب ، يتم أخذ قيمة R4 بالكيلو أوم (3.6 كيلو أوم). يتم الحصول على نتيجة المقاوم R3 أيضًا بالكيلو أوم.
للحصول على إعداد أكثر دقة لجهد الخرج U out ، بدلاً من R2 ، يمكنك تثبيت مقاوم ضبط وضبط الجهد المطلوب بشكل أكثر دقة باستخدام الفولتميتر.
في هذه الحالة ، تجدر الإشارة إلى أنه يجب تثبيت صمام ثنائي أو مثبط زينر بجهد استقرار يبلغ 1 ... 2 فولت أكثر من جهد الخرج المحسوب ( يو خارج) مزود الطاقة. لذلك ، بالنسبة لمزود طاقة بجهد خرج أقصى يساوي ، على سبيل المثال ، 5 فولت ، يجب تثبيت مانع 1.5KE 6 فولت 8 CA أو ما شابه.
تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
يمكن صنع لوحة الدوائر المطبوعة لمصدر الطاقة بعدة طرق. تم بالفعل وصف طريقتين لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة في المنزل على صفحات الموقع.
الطريقة الأسرع والأكثر راحة هي صنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور باستخدام علامة PCB. تم تطبيق العلامة إيدنج 792. أظهر نفسه من أفضل جانب. بالمناسبة ، الخاتم الخاص بمصدر الطاقة هذا مصنوع من هذه العلامة فقط.
الطريقة الثانية مناسبة لأولئك الذين لديهم الكثير من الصبر واليد الثابتة في الاحتياط. هذه تقنية لصنع لوحة دوائر مطبوعة بقلم تصحيح. هذه ، وهي تقنية بسيطة إلى حد ما وبأسعار معقولة ، ستكون في متناول اليد لأولئك الذين لم يتمكنوا من العثور على علامة لألواح الدوائر المطبوعة ، لكنهم لا يعرفون كيفية صنع اللوحات باستخدام LUT أو ليس لديهم طابعة مناسبة.
الطريقة الثالثة مشابهة للطريقة الثانية ، إلا أنها تستخدم zaponlak - كيف تصنع لوحة دوائر مطبوعة باستخدام zaponlak؟
بشكل عام ، هناك الكثير للاختيار من بينها.
إعداد واختبار مصدر الطاقة.
للتحقق من أداء مزود الطاقة ، يجب عليك أولاً ، بالطبع ، تشغيله. إذا لم تكن هناك شرارات ودخان وملوثات عضوية ثابتة (هذا حقيقي تمامًا) ، فمن المرجح أن تعمل PSU. في البداية ، ابتعد عنه. إذا ارتكبت خطأً عند تركيب المكثفات الإلكتروليتية أو ضبطها على جهد تشغيل أقل ، فيمكن أن "تنفجر" - تنفجر. ويصاحب ذلك تناثر إلكتروليت في جميع الاتجاهات من خلال الصمام الواقي على الجسم. لذا خذ وقتك. يمكنك قراءة المزيد عن المكثفات الإلكتروليتية. لا تكن كسولًا لقراءتها - فستكون مفيدة أكثر من مرة.
انتباه!أثناء التشغيل ، يجب أن يكون محول الطاقة تحت الجهد العالي! لا تضع أصابعك فيه! لا تنسى لوائح السلامة. إذا كنت بحاجة إلى تغيير شيء ما في الدائرة ، فافصل أولاً مصدر الطاقة تمامًا عن التيار الكهربائي ، ثم افعل ذلك. لا توجد طريقة أخرى - كن حذرا!
قرب نهاية هذه القصة بأكملها ، أريد أن أظهر مصدر طاقة كاملًا صنعته بنفسي.
نعم ، لا يزال ليس لديه علبة ، مقياس الفولتميتر و "الكعك" الأخرى التي تسهل العمل مع مثل هذا الجهاز. ولكن على الرغم من ذلك ، فهو يعمل وقد نجح بالفعل في حرق مصباح LED وامض ثلاثي الألوان رائع بسبب مالكه الغبي ، الذي يحب تشغيل منظم الجهد بتهور. أتمنى لكم ، هواة الراديو المبتدئين ، أن تجمعوا شيئًا مشابهًا!