Catu daya DIY
Para pemula yang baru mulai belajar elektronika sedang terburu-buru untuk membangun sesuatu yang supernatural, seperti mikrobug untuk penyadapan, pemotong laser dari drive DVD, dan sebagainya ... dan seterusnya ... Tapi bagaimana dengan merakit catu daya dengan tegangan output yang dapat disesuaikan? Catu daya seperti itu adalah barang penting di bengkel setiap pecinta elektronik.
Di mana untuk mulai merakit catu daya?
Pertama, Anda perlu memutuskan karakteristik yang diperlukan yang akan dipenuhi oleh catu daya di masa depan. Parameter utama catu daya adalah arus maksimum ( Imax), yang dapat diberikannya ke beban (perangkat bertenaga) dan tegangan keluaran ( kamu keluar), yang akan berada di output catu daya. Penting juga untuk memutuskan catu daya mana yang kita butuhkan: disesuaikan atau tidak diatur.
Catu daya yang dapat disesuaikan - ini adalah catu daya, yang tegangan keluarannya dapat diubah, misalnya, dalam kisaran 3 hingga 12 volt. Jika kita membutuhkan 5 volt - kami memutar kenop regulator - kami mendapat 5 volt pada output, kami membutuhkan 3 volt - kami memutarnya lagi - kami mendapat 3 volt pada output.
Catu daya yang tidak diatur adalah catu daya tegangan keluaran tetap yang tidak dapat diubah. Jadi, misalnya, unit catu daya "Elektronik" D2-27 yang terkenal dan tersebar luas tidak diatur dan memiliki output tegangan 12 volt. Juga, catu daya yang tidak diatur adalah semua jenis pengisi daya untuk telepon seluler, modem, dan adaptor router. Semuanya, sebagai suatu peraturan, dirancang untuk satu tegangan keluaran: 5, 9, 10 atau 12 volt.
Jelas bahwa untuk amatir radio pemula, catu daya yang dapat disesuaikan adalah yang paling menarik. Mereka dapat memberi daya pada sejumlah besar perangkat buatan sendiri dan industri yang dirancang untuk tegangan suplai yang berbeda.
Selanjutnya, Anda perlu memutuskan sirkuit catu daya. Rangkaian harus sederhana, mudah diulang oleh amatir radio pemula. Di sini lebih baik untuk memikirkan sirkuit dengan transformator daya konvensional. Mengapa? Karena menemukan transformator yang cocok cukup mudah baik di pasar radio maupun di elektronik konsumen lama. Membuat catu daya switching lebih sulit. Untuk catu daya switching, perlu untuk membuat banyak bagian yang berliku, seperti transformator frekuensi tinggi, filter choke, dll. Juga, catu daya switching mengandung lebih banyak komponen elektronik daripada catu daya konvensional dengan transformator daya.
Jadi, skema catu daya yang dapat disesuaikan yang diusulkan untuk pengulangan ditunjukkan pada gambar (klik untuk memperbesar).
Parameter catu daya:
Tegangan keluaran ( kamu keluar) - dari 3,3 ... 9 V;
Arus beban maksimum ( Imax) - 0,5 A;
Amplitudo maksimum riak tegangan keluaran adalah 30 mV;
Perlindungan arus lebih;
Perlindungan terhadap munculnya tegangan lebih pada output;
Efisiensi tinggi.
Dimungkinkan untuk memodifikasi catu daya untuk meningkatkan tegangan output.
Diagram rangkaian catu daya terdiri dari tiga bagian: transformator, penyearah dan stabilizer.
Transformator. Trafo T1 menurunkan tegangan listrik bolak-balik (220-250 volt), yang disuplai ke belitan primer transformator (I), menjadi tegangan 12-20 volt, yang dilepaskan dari belitan sekunder transformator (II) . Juga, dalam kombinasi, transformator berfungsi sebagai isolasi galvanik antara listrik dan perangkat bertenaga. Ini adalah fitur yang sangat penting. Jika tiba-tiba transformator gagal karena alasan apa pun (lonjakan daya, dll.), Maka tegangan listrik tidak akan dapat mencapai belitan sekunder dan, karenanya, ke perangkat bertenaga. Seperti yang Anda ketahui, belitan primer dan sekunder transformator diisolasi secara andal satu sama lain. Keadaan ini mengurangi risiko sengatan listrik.
Penyearah. Dari belitan sekunder transformator daya T1, tegangan bolak-balik yang dikurangi 12-20 volt disuplai ke penyearah. Ini sudah klasik. Penyearah terdiri dari jembatan dioda VD1, yang memperbaiki tegangan bolak-balik dari belitan sekunder transformator (II). Untuk menghaluskan riak tegangan, setelah jembatan penyearah ada kapasitor elektrolitik C3 dengan kapasitas 2200 mikrofarad.
Stabilizer switching yang dapat disesuaikan.
Rangkaian regulator switching dirakit pada chip konverter DC / DC yang cukup terkenal dan terjangkau - MC34063.
Untuk menjadi jelas. MC34063 adalah pengontrol PWM khusus yang dirancang untuk mengalihkan konverter DC/DC. Chip ini adalah inti dari pengatur switching yang dapat disesuaikan yang digunakan dalam catu daya ini.
MC34063 dilengkapi dengan unit perlindungan kelebihan beban dan hubung singkat di sirkuit beban. Transistor keluaran yang terpasang di sirkuit mikro mampu mengalirkan arus hingga 1,5 ampere ke beban. Berdasarkan chip MC34063 khusus, Anda dapat merakit kedua step-up ( peningkatan), dan menurunkan ( turun) Konverter DC/DC. Dimungkinkan juga untuk membuat penstabil pulsa yang dapat disesuaikan.
Fitur stabilisator impuls.
Omong-omong, regulator switching memiliki efisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan stabilisator berdasarkan sirkuit mikro seri KR142EN ( Krenki), LM78xx, LM317, dll. Dan meskipun catu daya berdasarkan sirkuit mikro ini sangat mudah dipasang, mereka kurang ekonomis dan memerlukan pemasangan radiator pendingin.
MC34063 tidak memerlukan heatsink. Perlu dicatat bahwa sirkuit mikro ini sering ditemukan di perangkat yang beroperasi secara mandiri atau menggunakan daya cadangan. Penggunaan regulator switching meningkatkan efisiensi perangkat, dan, akibatnya, mengurangi konsumsi daya dari baterai atau baterai. Karena ini, waktu pengoperasian perangkat secara otonom dari sumber daya cadangan meningkat.
Saya pikir sekarang sudah jelas apa itu penstabil pulsa yang baik.
Detail dan komponen elektronik.
Sekarang sedikit tentang detail yang diperlukan untuk merakit catu daya.
Trafo daya TS-10-3M1 dan TP114-163M
Trafo TS-10-3M1 dengan tegangan keluaran sekitar 15 volt juga cocok. Di toko suku cadang radio dan pasar radio, Anda dapat menemukan transformator yang sesuai, selama memenuhi parameter yang ditentukan.
Chip MC34063 . MC34063 tersedia dalam DIP-8 (PDIP-8) konvensional melalui pemasangan lubang dan paket pemasangan permukaan SO-8 (SOIC-8). Secara alami, dalam paket SOIC-8, sirkuit mikro lebih kecil, dan jarak antara pin sekitar 1,27 mm. Oleh karena itu, lebih sulit untuk membuat papan sirkuit tercetak untuk sirkuit mikro dalam paket SOIC-8, terutama bagi mereka yang baru saja mulai menguasai teknologi pembuatan papan sirkuit tercetak. Oleh karena itu, lebih baik untuk mengambil chip MC34063 dalam paket DIP, yang ukurannya lebih besar, dan jarak antara pin dalam paket tersebut adalah 2,5 mm. Akan lebih mudah untuk membuat papan sirkuit tercetak untuk paket DIP-8.
Tersedak. Tersedak L1 dan L2 dapat dibuat secara mandiri. Ini akan membutuhkan dua inti magnet cincin yang terbuat dari ferit 2000HM, ukuran K17,5 x 8,2 x 5 mm. Ukuran standar singkatan dari: 17,5 mm. - diameter luar cincin; 8.2mm. - diameter dalam; dan 5mm. adalah ketinggian sirkuit magnetik cincin. Untuk melilitkan induktor, Anda memerlukan kabel PEV-2 dengan penampang 0,56 mm. 40 putaran kawat seperti itu harus dililitkan pada setiap cincin. Putaran kawat harus didistribusikan secara merata di atas cincin ferit. Sebelum berliku, cincin ferit harus dibungkus dengan kain pernis. Jika tidak ada kain pernis di tangan, maka Anda dapat membungkus cincin dengan selotip dalam tiga lapisan. Perlu diingat bahwa cincin ferit sudah dapat dicat - ditutupi dengan lapisan cat. Dalam hal ini, tidak perlu membungkus cincin dengan kain pernis.
Selain choke buatan sendiri, Anda juga bisa menggunakan choke yang sudah jadi. Dalam hal ini, proses perakitan catu daya akan dipercepat. Misalnya, sebagai choke L1, L2, Anda dapat menggunakan induktansi yang dipasang di permukaan ini (SMD - choke).
Seperti yang Anda lihat, di bagian atas kasingnya, nilai induktansi ditunjukkan - 331, yang merupakan singkatan dari 330 mikrohenry (330 H). Juga, sebagai L1, L2, choke siap pakai dengan lead radial untuk pemasangan konvensional di lubang cocok. Mereka terlihat seperti ini.
Nilai induktansi pada mereka ditandai dengan kode warna atau numerik. Untuk catu daya, induktansi bertanda 331 (yaitu 330 uH) cocok. Mengingat toleransi ± 20%, yang diizinkan untuk elemen peralatan listrik rumah tangga, choke dengan induktansi 264 - 396 H juga cocok. Setiap induktor atau induktor dirancang untuk arus searah tertentu. Sebagai aturan, nilai maksimumnya ( IDC maks) ditunjukkan dalam lembar data untuk throttle itu sendiri. Tetapi nilai ini tidak ditunjukkan pada tubuh itu sendiri. Dalam hal ini, dimungkinkan untuk secara kasar menentukan nilai arus maksimum yang diijinkan melalui induktor sesuai dengan penampang kawat yang dililitkan. Seperti yang telah disebutkan, untuk pembuatan independen choke L1, L2, diperlukan kawat dengan penampang 0,56 mm.
Tersedak L3 buatan sendiri. Untuk pembuatannya, diperlukan sirkuit magnet ferit. 400HH atau 600HH berdiameter 10mm. Anda dapat menemukan ini di radio vintage. Di sana digunakan sebagai antena magnetik. Dari sirkuit magnetik Anda perlu memutuskan sepotong sepanjang 11 mm. Ini cukup mudah dilakukan, ferit mudah pecah. Anda cukup menjepit segmen yang diperlukan dengan tang dan memutuskan sirkuit magnetik berlebih. Anda juga dapat menjepit sirkuit magnetik di catok, dan kemudian dengan tajam mengenai sirkuit magnetik. Jika pertama kali tidak mungkin untuk memutus sirkuit magnetik dengan hati-hati, maka Anda dapat mengulangi operasi tersebut.
Kemudian potongan sirkuit magnetik yang dihasilkan harus dibungkus dengan lapisan pita kertas atau kain pernis. Selanjutnya, kami melilitkan 6 putaran kawat PEV-2 yang dilipat menjadi dua dengan penampang 0,56 mm ke sirkuit magnetik. Untuk mencegah kawat terlepas, kami membungkusnya di atas dengan selotip. Kawat yang mengarah dari mana belitan induktor dimulai, kemudian disolder ke sirkuit di tempat di mana titik-titik ditunjukkan pada gambar L3. Titik-titik ini menunjukkan awal belitan kumparan dengan kawat.
Tambahan.
Tergantung pada kebutuhan, perubahan tertentu dapat dilakukan pada desain.
Misalnya, alih-alih dioda zener VD3 tipe 1N5348 (tegangan stabilisasi - 11 volt), dioda pelindung dapat dipasang di sirkuit - penekan 1.5KE10CA.
Supresor adalah dioda pelindung yang kuat, fungsinya mirip dengan dioda zener, namun peran utamanya dalam rangkaian elektronik adalah pelindung. Tujuan dari penekan adalah untuk menekan kebisingan impuls tegangan tinggi. Penekan memiliki kecepatan tinggi dan mampu memadamkan impuls kuat.
Berbeda dengan dioda zener 1N5348, penekan 1.5KE10CA memiliki kecepatan respons yang tinggi, yang tidak diragukan lagi akan mempengaruhi kinerja perlindungan.
Dalam literatur teknis dan dalam lingkungan komunikasi amatir radio, penekan dapat disebut berbeda: dioda pelindung, dioda zener pembatas, dioda TVS, pembatas tegangan, dioda pembatas. Penekan sering dapat ditemukan di catu daya switching - di sana mereka berfungsi sebagai perlindungan tegangan lebih untuk sirkuit bertenaga jika terjadi malfungsi catu daya switching.
Anda dapat mempelajari tentang tujuan dan parameter dioda pelindung dari artikel tentang penekan.
penekan 1,5KE10 C A punya surat DARI atas nama dan dua arah - polaritas pemasangannya di sirkuit tidak masalah.
Jika ada kebutuhan akan catu daya dengan tegangan output tetap, maka resistor variabel R2 tidak dipasang, tetapi diganti dengan jumper kawat. Tegangan output yang diinginkan dipilih menggunakan resistor konstan R3. Resistansinya dihitung dengan rumus:
U keluar \u003d 1,25 * (1 + R4 / R3)
Setelah transformasi, diperoleh rumus yang lebih nyaman untuk perhitungan:
R3 \u003d (1,25 * R4) / (U keluar - 1,25)
Jika Anda menggunakan rumus ini, maka untuk U keluar \u003d 12 volt, Anda memerlukan resistor R3 dengan resistansi sekitar 0,42 kOhm (420 Ohm). Saat menghitung, nilai R4 diambil dalam kiloohm (3,6 kOhm). Hasil untuk resistor R3 juga diperoleh dalam kilo-ohm.
Untuk pengaturan tegangan keluaran U out yang lebih akurat, alih-alih R2, Anda dapat memasang resistor penyetelan dan mengatur tegangan yang diperlukan dengan lebih akurat menggunakan voltmeter.
Dalam hal ini, perlu dicatat bahwa dioda atau penekan zener harus dipasang dengan tegangan stabilisasi 1 ... 2 volt lebih dari tegangan keluaran yang dihitung ( kamu keluar) Sumber Daya listrik. Jadi, untuk catu daya dengan tegangan output maksimum sama dengan, misalnya, 5 volt, penekan 1,5KE harus dipasang 6V8 CA atau sejenisnya.
pembuatan PCB.
Papan sirkuit tercetak untuk catu daya dapat dibuat dengan berbagai cara. Dua metode untuk membuat papan sirkuit tercetak di rumah telah dijelaskan di halaman situs.
Cara tercepat dan paling nyaman adalah membuat PCB menggunakan penanda PCB. Penanda diterapkan Edding 792. Dia menunjukkan dirinya dari sisi terbaik. Omong-omong, stempel untuk catu daya ini dibuat hanya dengan spidol ini.
Metode kedua cocok untuk mereka yang memiliki banyak kesabaran dan cadangan tangan yang mantap. Ini adalah teknologi untuk membuat papan sirkuit cetak dengan pensil koreksi. Ini, teknologi yang cukup sederhana dan terjangkau, akan berguna bagi mereka yang tidak dapat menemukan penanda untuk papan sirkuit tercetak, tetapi tidak tahu cara membuat papan dengan LUT atau tidak memiliki printer yang sesuai.
Cara ketiga mirip dengan cara kedua, hanya menggunakan zaponlak - Bagaimana cara membuat papan sirkuit cetak dengan zaponlak?
Secara umum, ada banyak pilihan.
Menyiapkan dan menguji catu daya.
Untuk memeriksa kinerja catu daya, Anda harus menyalakannya terlebih dahulu. Jika tidak ada percikan api, asap, dan letupan (ini cukup nyata), maka PSU lebih mungkin berfungsi. Pada awalnya, jaga jarak darinya. Jika Anda membuat kesalahan saat memasang kapasitor elektrolitik atau mengaturnya ke tegangan operasi yang lebih rendah, maka mereka dapat "meledak" - meledak. Ini disertai dengan percikan elektrolit ke segala arah melalui katup pelindung pada rumahan. Jadi luangkan waktu Anda. Anda dapat membaca lebih lanjut tentang kapasitor elektrolitik. Jangan malas membacanya - ini akan berguna lebih dari sekali.
Perhatian! Selama operasi, transformator daya harus berada di bawah tegangan tinggi! Jangan masukkan jari Anda ke dalamnya! Jangan lupa tentang peraturan keselamatan. Jika Anda perlu mengubah sesuatu di sirkuit, maka pertama-tama putuskan sepenuhnya catu daya dari listrik, dan kemudian lakukan. Tidak ada cara lain - hati-hati!
Menjelang akhir dari keseluruhan cerita ini, saya ingin menunjukkan power supply yang sudah jadi yang saya buat sendiri.
Ya, dia masih tidak memiliki kasing, voltmeter, dan "roti" lain yang membuatnya lebih mudah untuk bekerja dengan perangkat semacam itu. Namun, meskipun demikian, ia berfungsi dan telah berhasil membakar LED berkedip tiga warna yang mengagumkan karena pemiliknya yang bodoh, yang suka memutar pengatur tegangan secara sembarangan. Saya berharap Anda, amatir radio pemula, untuk merakit sesuatu yang serupa!