DIY 전원 공급 장치

전자공학을 막 배우기 시작한 초보자들은 도청을 위한 마이크로버그, DVD 드라이브의 레이저 커터 등과 같은 초자연적 조정 가능한 출력 전압으로? 이러한 전원 공급 장치는 모든 전자 제품 애호가의 작업장에서 필수 항목입니다.

전원 공급 장치 조립을 시작하는 곳은 어디입니까?

먼저 미래의 전원 공급 장치가 만족할 필수 특성을 결정해야 합니다. 전원 공급 장치의 주요 매개 변수는 최대 전류( 아이맥스), 부하(전원 공급 장치) 및 출력 전압( 유 아웃), 전원 공급 장치의 출력에 있습니다. 필요한 전원 공급 장치를 결정하는 것도 가치가 있습니다. 조절할 수 있는또는 규제되지 않은.

조정 가능한 전원 공급 장치 - 이것은 예를 들어 3 ~ 12V 범위에서 출력 전압을 변경할 수있는 전원 공급 장치입니다. 5볼트가 필요하면 조정기의 손잡이를 돌렸습니다. 출력에서 ​​5볼트가 필요하고 3볼트가 필요합니다. 다시 돌렸습니다. 출력에서 ​​3볼트를 얻었습니다.

조정되지 않은 전원 공급 장치는 변경할 수 없는 고정 출력 전압 전원 공급 장치입니다. 예를 들어 잘 알려져 있고 널리 보급된 전원 공급 장치인 "Electronics" D2-27은 조정되지 않고 12볼트의 전압을 출력합니다. 또한 규제되지 않은 전원 공급 장치는 휴대폰, 모뎀 및 라우터 어댑터용 모든 종류의 충전기입니다. 일반적으로 이들 모두는 하나의 출력 전압(5, 9, 10 또는 12볼트)용으로 설계되었습니다.

초보 라디오 아마추어에게 가장 큰 관심은 조정 가능한 전원 공급 장치임이 분명합니다. 다양한 공급 전압용으로 설계된 수많은 가정용 및 산업용 장치에 전원을 공급할 수 있습니다.

다음으로 전원 공급 회로를 결정해야 합니다. 회로는 초보자 무선 아마추어가 반복하기 쉽고 간단해야 합니다. 여기서 기존의 전원 변압기로 회로에 머무르는 것이 좋습니다. 왜요? 적합한 변압기를 찾는 것은 라디오 시장과 오래된 소비자 전자 제품 모두에서 충분히 쉽기 때문입니다. 스위칭 전원 공급 장치를 만드는 것은 더 어렵습니다. 스위칭 전원 공급 장치의 경우 고주파 변압기, 필터 초크 등 많은 권선 부품을 제조해야 합니다. 또한 스위칭 전원 공급 장치에는 전원 변압기가 있는 기존 전원 공급 장치보다 더 많은 전자 부품이 포함됩니다.

따라서 반복을 위해 제안된 조정 가능한 전원 공급 장치의 구성표가 그림에 나와 있습니다(확대하려면 클릭).

전원 공급 장치 매개변수:

    출력 전압( 유 아웃) - 3.3 ... 9V에서;

    최대 부하 전류( 아이맥스) - 0.5A;

    출력 전압 리플의 최대 진폭은 30mV입니다.

    과전류 보호;

    출력에서 과전압이 나타나지 않도록 보호합니다.

    고효율.

출력 전압을 높이기 위해 전원 공급 장치를 수정할 수 있습니다.

전원 공급 장치의 회로도는 변압기, 정류기 및 안정기의 세 부분으로 구성됩니다.

변신 로봇. 변압기 T1은 변압기(I)의 1차 권선에 공급되는 교류 전원 전압(220-250볼트)을 변압기(II)의 2차 권선에서 제거된 12-20볼트의 전압으로 낮춥니다. . 또한 결합하여 변압기는 주전원과 전원 공급 장치 사이의 갈바닉 절연 역할을 합니다. 이것은 매우 중요한 기능입니다. 어떤 이유로(전원 서지 등) 갑자기 변압기가 고장 나면 주 전압이 2차 권선에 도달할 수 없으므로 전원이 공급되는 장치에 도달할 수 없습니다. 아시다시피 변압기의 1차 권선과 2차 권선은 서로 확실하게 격리되어 있습니다. 이러한 상황은 감전의 위험을 줄입니다.

정류기. 전력 변압기 T1의 2차 권선에서 12-20V의 감소된 교류 전압이 정류기에 공급됩니다. 이미 클래식입니다. 정류기는 변압기(II)의 2차 권선에서 교류 전압을 정류하는 다이오드 브리지 VD1로 구성됩니다. 전압 리플을 완화하기 위해 정류기 브리지 뒤에 2200마이크로패럿 용량의 전해 커패시터 C3이 있습니다.

조정 가능한 스위칭 안정기.

스위칭 레귤레이터 회로는 상당히 잘 알려져 있고 저렴한 DC/DC 컨버터 칩에 조립되어 있습니다. MC34063.

확실하게. MC34063은 DC/DC 컨버터 스위칭용으로 설계된 전용 PWM 컨트롤러입니다. 이 칩은 이 전원 공급 장치에 사용되는 조정 가능한 스위칭 레귤레이터의 핵심입니다.

MC34063에는 부하 회로에 과부하 및 단락 보호 장치가 장착되어 있습니다. 초소형 회로에 내장된 출력 트랜지스터는 최대 1.5암페어의 전류를 부하에 전달할 수 있습니다. 특수 MC34063 칩을 기반으로 두 스텝업( 승급) 및 낮추기( 내려오다) DC/DC 컨버터. 조정 가능한 펄스 안정기를 구축하는 것도 가능합니다.

임펄스 안정기의 특징.

그건 그렇고, 스위칭 레귤레이터는 KR142EN 시리즈 마이크로 회로를 기반으로하는 안정기에 비해 효율이 높습니다 ( 크렌키), LM78xx, LM317 등. 그리고 이러한 미세 회로를 기반으로 한 전원 공급 장치는 조립이 매우 쉽지만 경제적이지 않고 냉각 라디에이터 설치가 필요합니다.

MC34063에는 방열판이 필요하지 않습니다. 이 마이크로 회로는 종종 자율적으로 작동하거나 백업 전원을 사용하는 장치에서 찾을 수 있습니다. 스위칭 레귤레이터를 사용하면 장치의 효율성이 향상되고 결과적으로 배터리 또는 배터리의 전력 소모가 줄어듭니다. 이로 인해 백업 전원에서 장치의 자율 작동 시간이 늘어납니다.

이제 좋은 펄스 안정기가 무엇인지 분명하다고 생각합니다.

세부 사항 및 전자 부품.

이제 전원 공급 장치를 조립하는 데 필요한 세부 사항에 대해 조금 설명합니다.


전력 변압기 TS-10-3M1 및 TP114-163M

출력 전압이 약 15볼트인 TS-10-3M1 변압기도 적합합니다. 라디오 부품점과 라디오 시장에서 지정된 매개변수를 충족하는 한 적합한 변압기를 찾을 수 있습니다.

칩 MC34063 . MC34063은 DIP-8(PDIP-8) 기존 스루 홀 실장 및 SO-8(SOIC-8) 표면 실장 패키지로 제공됩니다. 당연히 SOIC-8 패키지에서는 미세 회로가 더 작고 핀 사이의 거리는 약 1.27mm입니다. 따라서, 특히 최근에야 인쇄회로기판 제조 기술을 마스터하기 시작한 사람들에게는 SOIC-8 패키지로 미세회로용 인쇄회로기판을 만드는 것이 더 어렵습니다. 따라서 MC34063 칩을 크기가 더 크고 이러한 패키지의 핀 사이의 거리는 2.5mm인 DIP 패키지로 가져오는 것이 좋습니다. DIP-8 패키지용 인쇄 회로 기판을 만드는 것이 더 쉬울 것입니다.

초크. 초크 L1과 L2는 독립적으로 만들 수 있습니다. 이를 위해서는 2000HM 페라이트로 만들어진 2개의 링 자기 코어(크기 K17.5 x 8.2 x 5mm)가 필요합니다. 표준 크기는 17.5mm를 나타냅니다. - 링의 외경; 8.2mm - 내경; 그리고 5mm. 링 자기 회로의 높이입니다. 인덕터를 감으려면 단면적이 0.56mm인 PEV-2 와이어가 필요합니다. 이러한 와이어는 각 링에 40회 감아야 합니다. 와이어의 회전은 페라이트 링에 고르게 분포되어야 합니다. 와인딩하기 전에 페라이트 링을 광택 천으로 감싸야 합니다. 손에 광택 천이 없으면 테이프로 링을 3 층으로 감쌀 수 있습니다. 페라이트 링은 이미 페인트 칠할 수 있다는 것을 기억할 가치가 있습니다. 페인트 층으로 덮여 있습니다. 이 경우 링을 광택 천으로 감쌀 필요가 없습니다.

수제 초크 외에도 기성품을 사용할 수도 있습니다. 이 경우 전원 공급 장치 조립 프로세스가 빨라집니다. 예를 들어, 초크 L1, L2로 이러한 표면 실장 인덕턴스(SMD - 초크)를 사용할 수 있습니다.


보시다시피 케이스 상단에 인덕턴스 값이 331로 표시되며 이는 330마이크로헨리(330μH)를 나타냅니다. 또한 L1, L2와 같이 기존 구멍에 장착하기 위한 방사형 리드가 있는 기성품 초크가 적합합니다. 그들은 이렇게 보입니다.


이들의 인덕턴스 값은 색상 코드 또는 숫자로 표시됩니다. 전원 공급 장치의 경우 331(즉, 330uH)로 표시된 인덕턴스가 적합합니다. 가정용 전기 장비의 요소에 허용되는 ± 20%의 허용 오차를 감안할 때 인덕턴스가 264 - 396μH인 초크도 적합합니다. 모든 인덕터 또는 인덕터는 특정 직류용으로 설계되었습니다. 일반적으로 최대값( 최대 IDC)는 스로틀 자체에 대한 데이터 시트에 표시됩니다. 그러나 이 값은 본체 자체에 표시되지 않습니다. 이 경우 권선의 단면에 따라 인덕터에 흐르는 최대허용전류의 값을 대략적으로 결정할 수 있다. 이미 언급했듯이 초크 L1, L2를 독립적으로 제조하려면 단면적이 0.56mm인 와이어가 필요합니다.

집에서 만든 초크 L3. 제조를 위해서는 페라이트 자기 회로가 필요합니다. 400HH또는 600HH직경 10mm. 빈티지 라디오에서 찾을 수 있습니다. 거기에서 자기 안테나로 사용됩니다. 자기 회로에서 11mm 길이의 조각을 끊어야합니다. 이것은 쉽게 할 수 있으며 페라이트는 쉽게 파손됩니다. 펜치로 필요한 부분을 단단히 고정하고 과도한 자기 회로를 차단할 수 있습니다. 바이스에 자기 회로를 고정한 다음 자기 회로를 날카롭게 칠 수도 있습니다. 처음으로 자기 회로를 조심스럽게 끊을 수 없으면 작업을 반복할 수 있습니다.

그런 다음 자기 회로의 결과 조각을 종이 테이프 또는 광택 천으로 감싸야합니다. 다음으로 단면적이 0.56mm인 반으로 접힌 PEV-2 와이어를 자기 회로에 6회 감습니다. 와이어가 풀리는 것을 방지하기 위해 테이프로 맨 위에 감습니다. 인덕터의 권선이 시작된 와이어 리드는 이후에 이미지 L3에 표시된 지점의 회로에 납땜됩니다. 이 점은 코일 권선의 시작을 와이어로 나타냅니다.

추가.

필요에 따라 디자인을 일부 변경할 수 있습니다.

예를 들어, 유형 1N5348(안정화 전압 - 11V)의 VD3 제너 다이오드 대신 회로에 보호 다이오드(서프레서)를 설치할 수 있습니다. 1.5KE10CA.

억제기는 제너 다이오드와 기능면에서 유사한 강력한 보호 다이오드이지만 전자 회로에서 주요 역할은 보호입니다. 억제기의 목적은 고전압 임펄스 노이즈를 억제하는 것입니다. 억제기는 고속이며 강력한 충동을 끌 수 있습니다.

1N5348 제너 다이오드와 달리 1.5KE10CA 억제기는 높은 응답 속도를 가지므로 의심할 여지 없이 보호 성능에 영향을 미칩니다.

기술 문헌 및 라디오 아마추어의 통신 환경에서 억제기는 보호 다이오드, 제한 제너 다이오드, TVS 다이오드, 전압 제한기, 제한 다이오드와 같이 다르게 부를 수 있습니다. 억제기는 종종 스위칭 전원 공급 장치에서 찾을 수 있습니다. 여기에서 스위칭 전원 공급 장치가 오작동하는 경우 전원이 공급되는 회로에 대한 과전압 보호 역할을 합니다.

서프레서에 대한 기사에서 보호 다이오드의 목적과 매개 변수에 대해 배울 수 있습니다.

서프레서 1,5KE10 씨 A는 편지를 가지고 있다 에서 이름에서 양방향입니다. 회로에 설치하는 극성은 중요하지 않습니다.

고정 출력 전압의 전원 공급 장치가 필요한 경우 가변 저항 R2가 설치되지 않고 와이어 점퍼로 교체됩니다. 원하는 출력 전압은 일정한 저항 R3을 사용하여 선택됩니다. 저항은 다음 공식으로 계산됩니다.

U out \u003d 1.25 * (1 + R4 / R3)

변환 후 계산에 더 편리한 공식을 얻습니다.

R3 \u003d (1.25 * R4) / (U 출력 - 1.25)

이 공식을 사용하면 U out \u003d 12V에 대해 약 0.42kOhm(420Ohm)의 저항을 가진 저항 R3이 필요합니다. 계산할 때 R4 값은 킬로옴(3.6kOhm)으로 표시됩니다. 저항 R3의 결과도 킬로옴 단위로 얻을 수 있습니다.

출력 전압 U out을 보다 정확하게 설정하려면 R2 대신 튜닝 저항을 설치하고 전압계를 사용하여 필요한 전압을 보다 정확하게 설정할 수 있습니다.

이 경우 계산된 출력 전압( 유 아웃) 전원 공급 장치. 따라서 최대 출력 전압이 예를 들어 5볼트인 전원 공급 장치의 경우 1.5KE 억제기를 설치해야 합니다. 6V8 CA 또는 이와 유사한 것.

PCB 제조.

전원 공급용 인쇄 회로 기판은 여러 가지 방법으로 만들 수 있습니다. 집에서 인쇄 회로 기판을 제조하는 두 가지 방법은 이미 사이트 페이지에 설명되어 있습니다.

    가장 빠르고 편한 방법은 PCB마커를 이용하여 PCB를 만드는 것입니다. 마커 적용됨 에딩 792. 그는 최고의 면에서 자신을 보여주었다. 덧붙여서 이 전원의 인장은 이 마커만으로 만들어져 있습니다.

    두 번째 방법은 인내심이 많고 꾸준한 준비를 하고 있는 사람들에게 적합합니다. 교정용 연필로 인쇄회로기판을 만드는 기술입니다. 상당히 간단하고 저렴한 이 기술은 인쇄 회로 기판용 마커를 찾을 수 없지만 LUT로 기판을 만드는 방법을 모르거나 적절한 프린터가 없는 사람들에게 유용할 것입니다.

    세 번째 방법은 두 번째 방법과 비슷하지만 zaponlak만 사용합니다. - zaponlak으로 인쇄 회로 기판을 만드는 방법은 무엇입니까?

일반적으로 선택할 수 있는 항목이 많습니다.

전원 공급 장치 설정 및 테스트.

전원 공급 장치의 성능을 확인하려면 먼저 전원을 켜야 합니다. 스파크, 연기 및 팝이 없으면(실제입니다) PSU가 작동할 가능성이 더 큽니다. 처음에는 그와 거리를 두십시오. 전해 커패시터를 설치할 때 실수를 저질렀거나 더 낮은 작동 전압으로 설정하면 폭발할 수 있습니다. 이는 하우징의 보호 밸브를 통해 모든 방향으로 튀는 전해질을 동반합니다. 그러니 시간을 내십시오. 전해 콘덴서에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 그것을 읽는 것을 게으르지 마십시오. 두 번 이상 유용 할 것입니다.

주목!작동하는 동안 전원 변압기는 고전압 상태여야 합니다! 손가락을 넣지 마십시오! 안전 규정을 잊지 마십시오. 회로에서 무언가를 변경해야 하는 경우 먼저 전원 공급 장치를 주전원에서 완전히 분리한 다음 수행하십시오. 다른 방법은 없습니다 - 조심하십시오!

이 모든 이야기를 마칠 즈음에는 제가 직접 만든 완성된 전원 공급 장치를 보여드리고 싶습니다.

예, 그는 여전히 그러한 장치로 작업하기 쉽도록 해주는 케이스, 전압계 및 기타 "빵"이 없습니다. 그러나 이것에도 불구하고 전압 조정기를 무모하게 돌리는 것을 좋아하는 어리석은 소유자 때문에 작동하고 이미 멋진 3색 깜박이는 LED를 태울 수 있었습니다. 초보 라디오 아마추어 여러분이 비슷한 것을 조립하기를 바랍니다!

읽기를 권장합니다