Alimentare DIY
Acei începători care abia încep să învețe electronica se grăbesc să construiască ceva supranatural, cum ar fi microbug-uri pentru interceptări telefonice, un tăietor cu laser de pe o unitate DVD și așa mai departe... și așa mai departe... Dar ce zici de asamblarea unei surse de alimentare cu tensiune de ieșire reglabilă? O astfel de sursă de alimentare este un element esențial în atelierul oricărui iubitor de electronice.
De unde să începem asamblarea sursei de alimentare?
În primul rând, trebuie să decideți asupra caracteristicilor necesare pe care viitoarea sursă de alimentare le va satisface. Parametrii principali ai sursei de alimentare sunt curentul maxim ( Imax), pe care îl poate da sarcinii (dispozitivului alimentat) și tensiunii de ieșire ( Ieși), care va fi la ieșirea sursei de alimentare. De asemenea, merită să decidem ce sursă de alimentare avem nevoie: reglabil sau nereglementat.
Sursa de alimentare reglabila - aceasta este o sursă de alimentare, a cărei tensiune de ieșire poate fi modificată, de exemplu, în intervalul de la 3 la 12 volți. Dacă avem nevoie de 5 volți - am răsucit butonul regulatorului - avem 5 volți la ieșire, avem nevoie de 3 volți - l-am întors din nou - avem 3 volți la ieșire.
O sursă de alimentare nereglementată este o sursă de alimentare cu tensiune de ieșire fixă care nu poate fi schimbată. Deci, de exemplu, binecunoscuta și răspândită unitate de alimentare „Electronics” D2-27 este nereglementată și are o ieșire de 12 volți de tensiune. De asemenea, sursele de alimentare nereglementate sunt tot felul de încărcătoare pentru telefoane mobile, adaptoare de modem și router. Toate acestea, de regulă, sunt proiectate pentru o singură tensiune de ieșire: 5, 9, 10 sau 12 volți.
Este clar că pentru un radioamator începător, sursa de alimentare reglabilă este cea care prezintă cel mai mare interes. Ele pot alimenta un număr mare de dispozitive atât de casă, cât și industriale, concepute pentru diferite tensiuni de alimentare.
În continuare, trebuie să decideți asupra circuitului de alimentare. Circuitul ar trebui să fie simplu, ușor de repetat de radioamatorii începători. Aici este mai bine să stai pe circuit cu un transformator de putere convențional. De ce? Pentru că găsirea unui transformator potrivit este destul de ușoară atât pe piețele radio, cât și în electronicele de larg consum vechi. Realizarea unei surse de alimentare comutatoare este mai dificilă. Pentru o sursă de alimentare în comutație, este necesar să se producă o mulțime de piese de înfășurare, cum ar fi un transformator de înaltă frecvență, bobine de filtru etc. De asemenea, sursele de alimentare în comutație conțin mai multe componente electronice decât sursele de alimentare convenționale cu un transformator de putere.
Deci, schema sursei de alimentare reglabile propusă pentru repetare este prezentată în imagine (click pentru a mări).
Parametrii sursei de alimentare:
Tensiune de ieșire ( Ieși) - de la 3,3 ... 9 V;
Curent maxim de sarcină ( Imax) - 0,5 A;
Amplitudinea maximă a ondulațiilor tensiunii de ieșire este de 30 mV;
Protectie la supracurent;
Protecție împotriva apariției supratensiunii la ieșire;
Eficiență ridicată.
Este posibilă modificarea sursei de alimentare pentru a crește tensiunea de ieșire.
Schema de circuit a sursei de alimentare constă din trei părți: un transformator, un redresor și un stabilizator.
Transformator. Transformatorul T1 scade tensiunea de rețea alternativă (220-250 volți), care este alimentată înfășurării primare a transformatorului (I), la o tensiune de 12-20 volți, care este îndepărtată din înfășurarea secundară a transformatorului (II) . De asemenea, în combinație, transformatorul servește ca izolație galvanică între rețea și dispozitivul alimentat. Aceasta este o caracteristică foarte importantă. Dacă brusc transformatorul se defectează din orice motiv (supratensiuni etc.), atunci tensiunea rețelei nu va putea ajunge la înfășurarea secundară și, prin urmare, la dispozitivul alimentat. După cum știți, înfășurările primare și secundare ale transformatorului sunt izolate în mod fiabil unele de altele. Această circumstanță reduce riscul de șoc electric.
Redresor. Din înfășurarea secundară a transformatorului de putere T1, redresorului este furnizată o tensiune alternativă redusă de 12-20 volți. Este deja un clasic. Redresorul este format dintr-o punte de diode VD1, care redresează tensiunea alternativă de la înfășurarea secundară a transformatorului (II). Pentru a netezi ondulațiile de tensiune, după puntea redresorului există un condensator electrolitic C3 cu o capacitate de 2200 microfaradi.
Stabilizator de comutare reglabil.
Circuitul regulatorului de comutare este asamblat pe un cip convertor DC / DC destul de cunoscut și accesibil - MC34063.
A fi clar. MC34063 este un controler PWM dedicat, conceput pentru comutarea convertoarelor DC/DC. Acest cip este nucleul regulatorului de comutare reglabil care este utilizat în această sursă de alimentare.
MC34063 este echipat cu o unitate de protecție la suprasarcină și scurtcircuit în circuitul de sarcină. Tranzistorul de ieșire încorporat în microcircuit este capabil să furnizeze până la 1,5 amperi de curent la sarcină. Bazat pe un cip specializat MC34063, puteți asambla atât step-up ( intensificare), și coborârea ( coborâre) Convertoare DC/DC. De asemenea, este posibil să construiți stabilizatori de puls reglabili.
Caracteristici ale stabilizatorilor de impuls.
Apropo, regulatoarele de comutare au o eficiență mai mare în comparație cu stabilizatoarele bazate pe microcircuite din seria KR142EN ( Krenki), LM78xx, LM317 etc. Și deși sursele de alimentare bazate pe aceste microcircuite sunt foarte ușor de asamblat, sunt mai puțin economice și necesită instalarea unui radiator de răcire.
MC34063 nu necesită radiator. Este demn de remarcat faptul că acest microcircuit poate fi adesea găsit în dispozitivele care funcționează autonom sau care folosesc energie de rezervă. Utilizarea unui regulator de comutare crește eficiența dispozitivului și, în consecință, reduce consumul de energie de la baterie sau baterie. Datorită acestui fapt, timpul de funcționare autonom al dispozitivului de la o sursă de alimentare de rezervă este crescut.
Cred că acum este clar ce este un stabilizator bun de puls.
Detalii și componente electronice.
Acum puțin despre detaliile care vor fi necesare pentru asamblarea sursei de alimentare.
Transformatoare de putere TS-10-3M1 și TP114-163M
Un transformator TS-10-3M1 cu o tensiune de ieșire de aproximativ 15 volți este de asemenea potrivit. În magazinele de piese radio și piețele radio, puteți găsi un transformator potrivit, atâta timp cât respectă parametrii specificați.
Cip MC34063 . MC34063 este disponibil în pachete DIP-8 (PDIP-8) convenționale cu montare prin orificiu și SO-8 (SOIC-8) cu montare pe suprafață. Desigur, în pachetul SOIC-8, microcircuitul este mai mic, iar distanța dintre pini este de aproximativ 1,27 mm. Prin urmare, este mai dificil să faci o placă de circuit imprimat pentru un microcircuit într-un pachet SOIC-8, mai ales pentru cei care abia recent au început să stăpânească tehnologia de fabricare a plăcilor de circuit imprimat. Prin urmare, este mai bine să luați cipul MC34063 într-un pachet DIP, care este mai mare ca dimensiune, iar distanța dintre pinii dintr-un astfel de pachet este de 2,5 mm. Va fi mai ușor să faci o placă de circuit imprimat pentru pachetul DIP-8.
Sufocă. Choke-urile L1 și L2 pot fi realizate independent. Acest lucru va necesita două miezuri magnetice inelare din ferită 2000HM, dimensiunea K17,5 x 8,2 x 5 mm. Dimensiunea standard înseamnă: 17,5 mm. - diametrul exterior al inelului; 8,2 mm. - diametrul interior; și 5 mm. este înălțimea circuitului magnetic inel. Pentru a înfășura inductorul, aveți nevoie de un fir PEV-2 cu o secțiune transversală de 0,56 mm. 40 de spire ale unui astfel de fir trebuie înfășurate pe fiecare inel. Rotirile firului trebuie distribuite uniform pe inelul de ferită. Înainte de înfășurare, inelele de ferită trebuie învelite cu pânză lăcuită. Dacă nu există o cârpă lăcuită la îndemână, atunci puteți înfășura inelul cu bandă adezivă în trei straturi. Merită să ne amintim că inelele de ferită pot fi deja vopsite - acoperite cu un strat de vopsea. În acest caz, nu este necesar să înfășurați inelele cu pânză lăcuită.
Pe lângă sufocaturile de casă, puteți folosi și cele gata făcute. În acest caz, procesul de asamblare a sursei de alimentare se va accelera. De exemplu, ca șocuri L1, L2, puteți utiliza aceste inductanțe montate pe suprafață (SMD - choke).
După cum puteți vedea, în partea de sus a carcasei lor, este indicată valoarea inductanței - 331, care înseamnă 330 microhenry (330 μH). De asemenea, ca L1, L2 sunt potrivite șocuri gata făcute cu cabluri radiale pentru montarea convențională în găuri. Ei arată așa.
Valoarea inductanței de pe ele este marcată fie cu un cod de culoare, fie cu unul numeric. Pentru sursa de alimentare sunt potrivite inductanțe marcate 331 (adică 330 uH). Având în vedere toleranța de ± 20%, care este permisă pentru elementele echipamentelor electrice de uz casnic, sunt potrivite și șocuri cu o inductanță de 264 - 396 μH. Orice inductor sau inductor este proiectat pentru un anumit curent continuu. De regulă, valoarea sa maximă ( IDC max) este indicat în fișa tehnică a clapetei de accelerație în sine. Dar această valoare nu este indicată pe corp în sine. În acest caz, este posibil să se determine aproximativ valoarea curentului maxim admisibil prin inductor în funcție de secțiunea transversală a firului cu care este înfășurat. După cum sa menționat deja, pentru fabricarea independentă a șocurilor L1, L2, este necesar un fir cu o secțiune transversală de 0,56 mm.
Choke L3 de casă. Pentru fabricarea sa, este necesar un circuit magnetic de ferită. 400HH sau 600HH 10 mm în diametru. Puteți găsi asta în radiourile de epocă. Acolo este folosit ca antenă magnetică. Din circuitul magnetic trebuie să rupeți o bucată de 11 mm lungime. Acest lucru este destul de ușor de făcut, ferita se rupe ușor. Pur și simplu puteți strânge strâns segmentul necesar cu un clește și să rupeți circuitul magnetic în exces. Puteți, de asemenea, să fixați circuitul magnetic într-o menghină și apoi să loviți brusc circuitul magnetic. Dacă prima dată nu este posibil să rupeți cu atenție circuitul magnetic, atunci puteți repeta operația.
Apoi piesa rezultată din circuitul magnetic trebuie înfășurată cu un strat de bandă de hârtie sau pânză lăcuită. Apoi, înfășurăm 6 spire ale firului PEV-2 pliat în jumătate cu o secțiune transversală de 0,56 mm pe circuitul magnetic. Pentru a preveni desfășurarea firului, îl înfășuram deasupra cu bandă adezivă. Acele cabluri de la care a început înfășurarea inductorului sunt apoi lipite în circuit în locul în care punctele sunt afișate în imaginea L3. Aceste puncte indică începutul înfășurării bobinelor cu sârmă.
Adăugiri.
În funcție de nevoi, se pot face anumite modificări la design.
De exemplu, în loc de o diodă zener VD3 de tip 1N5348 (tensiune de stabilizare - 11 volți), în circuit poate fi instalată o diodă de protecție - un supresor 1,5KE10CA.
Un supresor este o diodă de protecție puternică, similară ca funcție cu o diodă Zener, cu toate acestea, rolul său principal în circuitele electronice este de protecție. Scopul supresorului este de a suprima zgomotul de impuls de înaltă tensiune. Supresorul are o viteză mare și este capabil să stingă impulsuri puternice.
Spre deosebire de dioda zener 1N5348, supresorul 1.5KE10CA are o viteză mare de răspuns, ceea ce va afecta fără îndoială performanța protecției.
În literatura tehnică și în mediul de comunicare al radioamatorilor, un supresor poate fi numit diferit: o diodă de protecție, o diodă zener de limitare, o diodă TVS, un limitator de tensiune, o diodă de limitare. Supresoarele pot fi găsite adesea în sursele de alimentare cu comutație - acolo ele servesc ca protecție la supratensiune pentru circuitul alimentat în cazul unor defecțiuni ale sursei de alimentare în comutație.
Puteți afla despre scopul și parametrii diodelor de protecție din articolul despre supresor.
Supresor 1,5KE10 C A are o scrisoare DIN în nume și este bidirecțională - polaritatea instalării sale în circuit nu contează.
Dacă este nevoie de o sursă de alimentare cu o tensiune de ieșire fixă, atunci rezistența variabilă R2 nu este instalată, ci înlocuită cu un jumper de sârmă. Tensiunea de ieșire dorită este selectată folosind un rezistor constant R3. Rezistența sa se calculează prin formula:
U out \u003d 1,25 * (1 + R4 / R3)
După transformări, se obține o formulă care este mai convenabilă pentru calcule:
R3 \u003d (1,25 * R4) / (Ieșire U - 1,25)
Dacă utilizați această formulă, atunci pentru U out \u003d 12 volți, aveți nevoie de un rezistor R3 cu o rezistență de aproximativ 0,42 kOhm (420 Ohm). La calcul, valoarea lui R4 este luată în kiloohmi (3,6 kOhm). Rezultatul pentru rezistența R3 se obține și în kilo-ohmi.
Pentru o setare mai precisă a tensiunii de ieșire U out, în loc de R2, puteți instala o rezistență de reglare și puteți seta mai precis tensiunea necesară folosind voltmetrul.
În acest caz, trebuie remarcat faptul că o diodă sau un supresor Zener trebuie instalat cu o tensiune de stabilizare cu 1 ... 2 volți mai mult decât tensiunea de ieșire calculată ( Ieși) alimentare electrică. Deci, pentru o sursă de alimentare cu o tensiune de ieșire maximă egală, de exemplu, cu 5 volți, ar trebui instalat un supresor de 1,5KE. 6V8 CA sau similar.
Fabricarea PCB-urilor.
Placa de circuit imprimat pentru sursa de alimentare poate fi realizată în mai multe moduri. Două metode de fabricare acasă a plăcilor de circuite imprimate au fost deja descrise pe paginile site-ului.
Cel mai rapid și mai confortabil mod este de a face un PCB folosind un marker PCB. Marker aplicat Edding 792. S-a arătat din partea cea mai bună. Apropo, sigila pentru această sursă de alimentare este făcută doar cu acest marker.
A doua metodă este potrivită pentru cei care au multă răbdare și o mână fermă în rezervă. Aceasta este o tehnologie pentru realizarea unei plăci de circuit imprimat cu un creion corector. Aceasta, o tehnologie destul de simplă și accesibilă, va fi la îndemână celor care nu au găsit un marker pentru plăci de circuite imprimate, dar nu știu să facă plăci cu un LUT sau nu au o imprimantă potrivită.
A treia metodă este similară cu a doua, doar că folosește zaponlak - Cum se face o placă de circuit imprimat cu zaponlak?
În general, există o mulțime din care să alegeți.
Configurarea și testarea sursei de alimentare.
Pentru a verifica performanța sursei de alimentare, mai întâi trebuie, desigur, să o porniți. Dacă nu există scântei, fum și pop-uri (acest lucru este destul de real), atunci este mai probabil ca PSU să funcționeze. La început, păstrați o oarecare distanță de el. Dacă ați făcut o greșeală când ați instalat condensatori electrolitici sau le-ați setat la o tensiune de funcționare mai mică, atunci aceștia pot „pop” - exploda. Aceasta este însoțită de stropirea electrolitului în toate direcțiile prin supapa de protecție de pe carcasă. Așa că fă-ți timp. Puteți citi mai multe despre condensatorii electrolitici. Nu-ți fie lene să-l citești - va fi util de mai multe ori.
Atenţie!În timpul funcționării, transformatorul de putere trebuie să fie sub tensiune înaltă! Nu-ți băga degetele în ea! Nu uitați de regulile de siguranță. Dacă trebuie să schimbați ceva în circuit, mai întâi deconectați complet sursa de alimentare de la rețea și apoi faceți-o. Nu altfel - fii atent!
Spre sfârșitul întregii povești, vreau să arăt o sursă de alimentare finită care a fost făcută de mine.
Da, inca nu are carcasa, voltmetru si alte „chile” care sa faca mai usor lucrul cu un astfel de aparat. Dar, în ciuda acestui fapt, funcționează și a reușit deja să ardă un LED intermitent minunat în trei culori din cauza proprietarului său prost, căruia îi place să rotească regulatorul de tensiune nechibzuit. Vă doresc, radioamatori începători, să montați ceva asemănător!