DIY barošanas avots
Tie iesācēji, kuri tikko sāk apgūt elektroniku, steidz būvēt kaut ko pārdabisku, piemēram, mikrobugs telefonsarunu noklausīšanai, lāzera griezēju no DVD diskdziņa un tā tālāk... un tā tālāk... Bet kā ar barošanas bloka komplektēšanu. ar regulējamu izejas spriegumu? Šāds barošanas avots ir būtisks priekšmets katra elektronikas cienītāja darbnīcā.
Kur sākt montēt barošanas bloku?
Pirmkārt, jums ir jāizlemj par nepieciešamajām īpašībām, kuras apmierinās nākotnes barošanas avots. Barošanas avota galvenie parametri ir maksimālā strāva ( Maksimālais), ko tas var dot slodzei (darbināma ierīce) un izejas spriegumam ( Tu ārā), kas atradīsies pie barošanas avota izejas. Ir arī vērts izlemt, kurš barošanas avots mums ir nepieciešams: regulējami vai neregulēta.
Regulējams barošanas avots - tas ir barošanas avots, kura izejas spriegumu var mainīt, piemēram, diapazonā no 3 līdz 12 voltiem. Ja vajag 5 voltus - pagriezām regulatora kloķi - izejā saņēmām 5 voltus, vajag 3 voltus - pagriezām vēlreiz - izejā saņēmām 3 voltus.
Neregulēts barošanas avots ir fiksēta izejas sprieguma barošanas avots, ko nevar mainīt. Tā, piemēram, plaši pazīstamais un plaši izplatītais barošanas bloks "Elektronika" D2-27 ir neregulēts, un tā jauda ir 12 volti. Arī neregulēti barošanas avoti ir visu veidu mobilo tālruņu lādētāji, modemu un maršrutētāju adapteri. Visi no tiem, kā likums, ir paredzēti vienam izejas spriegumam: 5, 9, 10 vai 12 volti.
Ir skaidrs, ka iesācēju radioamatieru visvairāk interesē regulējams barošanas avots. Tie var darbināt milzīgu skaitu gan mājās ražotu, gan rūpniecisku ierīču, kas paredzētas dažādiem barošanas spriegumiem.
Tālāk jums jāizlemj par strāvas padeves ķēdi. Shēmai jābūt vienkāršai, viegli atkārtojamai iesācējiem radioamatieriem. Šeit labāk ir pakavēties pie ķēdes ar parasto strāvas transformatoru. Kāpēc? Jo atrast piemērotu transformatoru ir pietiekami vienkārši gan radio tirgos, gan vecajā plaša patēriņa elektronikā. Komutācijas barošanas avota izveidošana ir grūtāka. Komutācijas barošanas avotam ir nepieciešams izgatavot daudz tinumu detaļu, piemēram, augstfrekvences transformatoru, filtru droseles utt. Arī komutācijas barošanas blokos ir vairāk elektronisko komponentu nekā parastajos barošanas avotos ar strāvas transformatoru.
Tātad, atkārtošanai piedāvātā regulējamā barošanas avota shēma ir parādīta attēlā (noklikšķiniet, lai palielinātu).
Barošanas avota parametri:
Izejas spriegums ( Tu ārā) - no 3,3 ... 9 V;
Maksimālā slodzes strāva ( Maksimālais) - 0,5 A;
Maksimālā izejas sprieguma pulsāciju amplitūda ir 30 mV;
Pārstrāvas aizsardzība;
Aizsardzība pret pārsprieguma parādīšanos izejā;
Augsta efektivitāte.
Ir iespējams modificēt barošanas avotu, lai palielinātu izejas spriegumu.
Barošanas avota shēma sastāv no trim daļām: transformatora, taisngrieža un stabilizatora.
Transformators. Transformators T1 samazina maiņstrāvas tīkla spriegumu (220-250 volti), kas tiek piegādāts transformatora primārajam tinumam (I), līdz 12-20 voltu spriegumam, kas tiek noņemts no transformatora sekundārā tinuma (II) . Arī kombinācijā transformators kalpo kā galvaniskā izolācija starp elektrotīklu un darbināmo ierīci. Šī ir ļoti svarīga funkcija. Ja pēkšņi transformators kāda iemesla dēļ sabojājas (strāvas pārsprieguma utt.), Tīkla spriegums nevarēs nokļūt sekundārajā tinumā un līdz ar to arī darbinātajai ierīcei. Kā jūs zināt, transformatora primārie un sekundārie tinumi ir droši izolēti viens no otra. Šis apstāklis samazina elektriskās strāvas trieciena risku.
Taisngriezis. No strāvas transformatora T1 sekundārā tinuma taisngriezim tiek piegādāts samazināts maiņspriegums 12-20 volti. Tā jau ir klasika. Taisngriezis sastāv no diodes tilta VD1, kas iztaisno maiņspriegumu no transformatora sekundārā tinuma (II). Lai izlīdzinātu sprieguma viļņus, aiz taisngrieža tilta ir elektrolītiskais kondensators C3 ar jaudu 2200 mikrofaradu.
Regulējams pārslēgšanas stabilizators.
Komutācijas regulatora ķēde ir samontēta uz diezgan labi zināmas un pieejamas līdzstrāvas / līdzstrāvas pārveidotāja mikroshēmas - MC34063.
Lai būtu skaidrs. MC34063 ir īpašs PWM kontrolieris, kas paredzēts līdzstrāvas/līdzstrāvas pārveidotāju pārslēgšanai. Šī mikroshēma ir regulējamā komutācijas regulatora kodols, kas tiek izmantots šajā barošanas avotā.
MC34063 ir aprīkots ar pārslodzes un īssavienojuma aizsardzības bloku slodzes ķēdē. Mikroshēmā iebūvētais izejas tranzistors spēj piegādāt līdz 1,5 ampēriem strāvu slodzei. Pamatojoties uz specializētu MC34063 mikroshēmu, jūs varat salikt gan pakāpju ( pakāpies uz augšu), un nolaižot ( atkāpšanās) DC/DC pārveidotāji. Ir iespējams izveidot arī regulējamus impulsa stabilizatorus.
Impulsu stabilizatoru īpašības.
Starp citu, komutācijas regulatoriem ir augstāka efektivitāte, salīdzinot ar stabilizatoriem, kuru pamatā ir KR142EN sērijas mikroshēmas ( Krenki), LM78xx, LM317 utt. Un, lai gan barošanas blokus, kuru pamatā ir šīs mikroshēmas, ir ļoti viegli montēt, tie ir mazāk ekonomiski un tiem ir nepieciešams uzstādīt dzesēšanas radiatoru.
MC34063 nav nepieciešams radiators. Ir vērts atzīmēt, ka šo mikroshēmu bieži var atrast ierīcēs, kas darbojas autonomi vai izmanto rezerves jaudu. Komutācijas regulatora izmantošana palielina ierīces efektivitāti un līdz ar to samazina akumulatora vai akumulatora enerģijas patēriņu. Sakarā ar to tiek palielināts ierīces autonomais darbības laiks no rezerves barošanas avota.
Es domāju, ka tagad ir skaidrs, kas ir labs pulsa stabilizators.
Detaļas un elektroniskie komponenti.
Tagad nedaudz par detaļām, kas būs nepieciešamas barošanas bloka montāžai.
Strāvas transformatori TS-10-3M1 un TP114-163M
Piemērots ir arī transformators TS-10-3M1 ar aptuveni 15 voltu izejas spriegumu. Radio detaļu veikalos un radio tirgos var atrast piemērotu transformatoru, ja vien tas atbilst norādītajiem parametriem.
Mikroshēma MC34063 . MC34063 ir pieejams DIP-8 (PDIP-8) standarta caurumu stiprinājuma un SO-8 (SOIC-8) virsmas montāžas pakotnēs. Protams, SOIC-8 iepakojumā mikroshēma ir mazāka, un attālums starp tapām ir aptuveni 1,27 mm. Tāpēc ir grūtāk izgatavot iespiedshēmas plati mikroshēmai SOIC-8 iepakojumā, īpaši tiem, kuri tikai nesen ir sākuši apgūt iespiedshēmu plates ražošanas tehnoloģiju. Tāpēc labāk ir ņemt MC34063 mikroshēmu DIP iepakojumā, kura izmērs ir lielāks, un attālums starp tapām šādā iepakojumā ir 2,5 mm. DIP-8 pakotnei būs vieglāk izgatavot iespiedshēmas plati.
Aizrīšanās. Droseles L1 un L2 var izgatavot neatkarīgi. Tam būs nepieciešami divi gredzenveida magnētiskie serdeņi, kas izgatavoti no 2000HM ferīta, izmērs K17,5 x 8,2 x 5 mm. Standarta izmērs nozīmē: 17,5 mm. - gredzena ārējais diametrs; 8,2 mm. - Iekšējais diametrs; un 5 mm. ir gredzena magnētiskās ķēdes augstums. Lai uztītu induktors, nepieciešams PEV-2 vads ar 0,56 mm šķērsgriezumu. Uz katra gredzena ir jāuztin 40 šādas stieples apgriezieni. Stieples pagriezieniem jābūt vienmērīgi sadalītiem pa ferīta gredzenu. Pirms uztīšanas ferīta gredzeni jāietin ar lakotu audumu. Ja pie rokas nav lakotas drānas, tad gredzenu var aptīt ar lenti trīs kārtās. Der atcerēties, ka ferīta gredzenus jau var krāsot – pārklāt ar krāsas kārtu. Šajā gadījumā nav nepieciešams aptīt gredzenus ar lakotu audumu.
Papildus paštaisītajiem čokiem varat izmantot arī gatavus. Šajā gadījumā barošanas avota montāžas process paātrināsies. Piemēram, kā droseles L1, L2 varat izmantot šīs virsmas montāžas induktivitātes (SMD - drosele).
Kā redzat, to korpusa augšpusē ir norādīta induktivitātes vērtība - 331, kas apzīmē 330 mikrohenriju (330 μH). Tāpat kā L1, L2 ir piemēroti gatavie droseles ar radiāliem vadiem parastai montāžai caurumos. Viņi izskatās šādi.
Induktivitātes vērtība uz tiem ir atzīmēta vai nu ar krāsu kodu, vai ar skaitlisku kodu. Barošanas avotam ir piemērotas induktivitātes, kas apzīmētas ar 331 (t.i., 330 uH). Ņemot vērā pielaidi ± 20%, kas ir pieļaujama sadzīves elektroiekārtu elementiem, ir piemēroti arī droseles ar induktivitāti 264 - 396 μH. Jebkurš induktors vai induktors ir paredzēts noteiktai līdzstrāvai. Parasti tā maksimālā vērtība ( IDC maks) ir norādīts paša droseļvārsta datu lapā. Bet uz paša korpusa šī vērtība nav norādīta. Šajā gadījumā ir iespējams aptuveni noteikt maksimālās pieļaujamās strāvas vērtību caur induktors atbilstoši stieples šķērsgriezumam, ar kuru tas ir uztīts. Kā jau minēts, neatkarīgai droseles L1, L2 ražošanai ir nepieciešams vads ar šķērsgriezumu 0,56 mm.
Choke L3 paštaisīts. Tās ražošanai ir nepieciešama ferīta magnētiskā ķēde. 400HH vai 600HH 10 mm diametrā. To var atrast vintage radio. Tur to izmanto kā magnētisko antenu. No magnētiskās ķēdes jums ir nepieciešams nolauzt 11 mm garu gabalu. Tas ir pietiekami vienkārši izdarāms, ferīts viegli saplīst. Jūs varat vienkārši cieši saspiest vajadzīgo segmentu ar knaiblēm un nojaukt lieko magnētisko ķēdi. Varat arī iespīlēt magnētisko ķēdi skrūvspīlēs un pēc tam strauji trāpīt pa magnētisko ķēdi. Ja pirmo reizi nav iespējams rūpīgi pārtraukt magnētisko ķēdi, varat atkārtot darbību.
Pēc tam iegūtais magnētiskās ķēdes gabals jāietin ar papīra lentes vai lakotas drānas slāni. Tālāk uz magnētiskās ķēdes uztinam 6 uz pusēm salocīta PEV-2 stieples apgriezienus ar šķērsgriezumu 0,56 mm. Lai stieple neattītos, aptinam to virsū ar lenti. Tie vadu secinājumi, no kuriem sākās induktora tinums, pēc tam tiek pielodēti ķēdē vietā, kur punkti ir parādīti attēlā L3. Šie punkti norāda uz spoļu tinuma sākumu ar stiepli.
Papildinājumi.
Atkarībā no vajadzībām dizainā var veikt noteiktas izmaiņas.
Piemēram, 1N5348 tipa VD3 Zener diodes (stabilizācijas spriegums - 11 volti) vietā ķēdē var uzstādīt aizsargdiodi - slāpētāju. 1.5KE10CA.
Slāpētājs ir spēcīga aizsargdiode, kas pēc funkcijas ir līdzīga Zener diodei, tomēr tā galvenā loma elektroniskajās shēmās ir aizsargājoša. Slāpētāja mērķis ir slāpēt augstsprieguma impulsu troksni. Slāpējam ir liels ātrums un tas spēj dzēst spēcīgus impulsus.
Atšķirībā no 1N5348 Zener diodes, 1.5KE10CA slāpētājam ir augsts reakcijas ātrums, kas neapšaubāmi ietekmēs aizsardzības veiktspēju.
Tehniskajā literatūrā un radioamatieru sakaru vidē slāpētāju var saukt dažādi: aizsargdiode, ierobežojoša zenera diode, TVS diode, sprieguma ierobežotājs, ierobežojoša diode. Slāpētājus bieži var atrast komutācijas barošanas avotos - tur tie kalpo kā strāvas ķēdes pārsprieguma aizsardzība komutācijas barošanas avota darbības traucējumu gadījumā.
Par aizsargdiožu mērķi un parametriem varat uzzināt no raksta par slāpētāju.
Slāpētājs 1,5KE10 C A ir burts NO nosaukumā un ir divvirzienu - tā uzstādīšanas polaritātei ķēdē nav nozīmes.
Ja ir nepieciešams barošanas avots ar fiksētu izejas spriegumu, tad mainīgais rezistors R2 netiek uzstādīts, bet tiek aizstāts ar stieples džemperi. Vēlamais izejas spriegums tiek izvēlēts, izmantojot pastāvīgu rezistoru R3. Tās pretestību aprēķina pēc formulas:
U out = 1,25 * (1 + R4 / R3)
Pēc transformācijām tiek iegūta aprēķiniem ērtāka formula:
R3 \u003d (1,25 * R4) / (U out - 1,25)
Ja izmantojat šo formulu, tad U out \u003d 12 voltiem ir nepieciešams rezistors R3 ar pretestību aptuveni 0,42 kOhm (420 Ohm). Aprēķinot, R4 vērtība tiek ņemta kiloomos (3,6 kOhm). Rezultāts rezistoram R3 tiek iegūts arī kiloomos.
Lai precīzāk iestatītu izejas spriegumu U out, R2 vietā varat uzstādīt regulēšanas rezistoru un precīzāk iestatīt nepieciešamo spriegumu, izmantojot voltmetru.
Šajā gadījumā jāņem vērā, ka Zener diode vai slāpētājs jāuzstāda ar stabilizācijas spriegumu par 1 ... 2 voltiem vairāk nekā aprēķinātais izejas spriegums ( Tu ārā) enerģijas padeve. Tātad barošanas avotam ar maksimālo izejas spriegumu, kas vienāds, piemēram, ar 5 voltiem, jāuzstāda 1,5 KE slāpētājs 6V8 CA vai tamlīdzīgi.
PCB ražošana.
Strāvas padeves iespiedshēmas plati var izgatavot dažādos veidos. Vietnes lapās jau ir aprakstītas divas metodes iespiedshēmu plates ražošanai mājās.
Ātrākais un ērtākais veids ir izgatavot PCB, izmantojot PCB marķieri. Marķieris ir lietots Edings 792. Viņš sevi parādīja no labākās puses. Starp citu, šī barošanas avota zīmogs ir izgatavots tikai ar šo marķieri.
Otrā metode ir piemērota tiem, kam ir daudz pacietības un stabila roka rezervē. Šī ir tehnoloģija iespiedshēmas plates izgatavošanai ar korekcijas zīmuli. Šī, diezgan vienkārša un pieejamā tehnoloģija, noderēs tiem, kuri nevarēja atrast iespiedshēmu plates marķieri, bet nezina, kā izgatavot plates ar LUT vai kuriem nav piemērota printera.
Trešā metode ir līdzīga otrajai, tikai tajā tiek izmantots zaponlaks - Kā izveidot iespiedshēmas plati ar zaponlaku?
Kopumā ir no kā izvēlēties.
Barošanas avota iestatīšana un pārbaude.
Lai pārbaudītu barošanas avota veiktspēju, vispirms, protams, tas ir jāieslēdz. Ja nav dzirksteles, dūmu un lēcienu (tas ir diezgan reāli), tad visticamāk, ka PSU darbosies. Sākumā turiet no viņa zināmu attālumu. Ja esat pieļāvis kļūdu, uzstādot elektrolītiskos kondensatorus vai iestatījāt tiem zemāku darba spriegumu, tie var “uzsprāgt” - eksplodēt. To pavada elektrolīta izšļakstīšanās visos virzienos caur korpusa aizsargvārstu. Tāpēc nesteidzieties. Jūs varat lasīt vairāk par elektrolītiskajiem kondensatoriem. Neesiet slinki to izlasīt - tas noderēs vairāk nekā vienu reizi.
Uzmanību! Darbības laikā strāvas transformatoram jābūt zem augsta sprieguma! Nebāz tajā pirkstus! Neaizmirstiet par drošības noteikumiem. Ja ķēdē kaut kas jāmaina, vispirms pilnībā atvienojiet barošanas avotu no elektrotīkla un pēc tam dariet to. Citādi nav – esiet uzmanīgi!
Visa šī stāsta noslēgumā es vēlos parādīt gatavu barošanas bloku, ko esmu izgatavojis pats.
Jā, viņam joprojām nav korpusa, voltmetra un citu "bulciņu", kas atvieglo darbu ar šādu ierīci. Bet, neskatoties uz to, tas darbojas un jau paspējis sadedzināt satriecošu trīskrāsu mirgojošu LED stulbā saimnieka dēļ, kuram patīk neapdomīgi griezt sprieguma regulatoru. Novēlu jums, iesācēju radioamatieri, samontēt ko līdzīgu!