Kako napraviti napajanje za klupu: 20 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Napajanje sa klupe izuzetno je zgodan komplet za ljubitelje elektronike, ali može biti skup kada se kupi na tržištu. U ovom Instructable -u pokazat ću vam kako napraviti promjenjivo napajanje laboratorijske klupe s ograničenim budžetom. To je odličan DIY projekt za početnike, kao i za sve one koje zanima elektronika.

[Reproduciraj video]

Sve moje projekte možete pronaći na:

Glavni cilj projekta je naučiti kako funkcionira linearna jedinica za napajanje. U početku sam, kako bih objasnio princip rada linearnog izvora napajanja, uzeo primjer napajanja zasnovanog na LM 317. Za izradu konačnog izvora napajanja, Kupio sam komplet za napajanje od Banggooda i sastavio ga.

Ovo je visokokvalitetno stabilizirano napajanje s kojim se napon može kontinuirano regulirati, a raspon u kojem se regulira napon je 0-30V. Sadrži čak i krug ograničenja struje koji može učinkovito kontrolirati izlaznu struju od 2mA do 3A uz mogućnost stalnog reguliranja struje, a ova jedinstvena karakteristika čini ovaj uređaj nezamjenjivo moćnim alatom u laboratoriji za krugove.

Karakteristika:

Ulazni napon: 24V AC

Ulazna struja: 3A maksimalno

Izlazni napon: 0 do 30V kontinuirano podesiv

Izlazna struja: 2mA - 3A kontinuirano podesiva

Talasanje izlaznog napona: minimalno 0,01%

Korak 1: Potrebni alati i dijelovi

Lista dijelova:

1. Silazni transformator - 24V, 3A (Jaycar)

2. DIY komplet za napajanje (Banggood / Amazon)

3. Hladnjak i ventilator (Banggood)

4. Volt-Amp panel mjerač (Amazon)

5. Ručica za potenciometar (Banggood)

6. Pretvarač dolara (Amazon)

7. USB port (Amazon)

8. Uvezujući čep za banane (Amazon)

9. IEC3 utičnica za napajanje (Banggood)

10. Rocker prekidač (Banggood)

11. Zelena LED dioda (Amazon)

12. LED držač (Banggod)

13. Cijev za termoskupljanje (Banggood)

14. Samoljepljive gumene noge (Amazon)

15. Filament za 3D štampanje-PLA (GearBest)

Alati/ mašina koja se koristi

1. 3D štampač-Creality CR-10 (Creality CR10S) ili Creality CR-10 Mini

2. Lemilica (Amazon)

3. DSO-RIGOL (Amazon)

4. Pištolj za ljepilo (Amazon)

Korak 2: Osnovni blok dijagram

Prije nego što krenete u proces izrade, trebali biste znati osnovne komponente linearnog izvora napajanja.

Glavni elementi linearnog napajanja su:

Transformator: Transformator mijenja mrežni napon na željenu vrijednost. Koristi se za smanjenje napona. Ovo služi i za izolaciju napajanja iz mrežnog ulaza radi sigurnosti.

Ispravljač: Izlazna snaga transformatora je u izmjeničnom naponu, potrebno ga je pretvoriti u istosmjerni. Ispravljač mosta pretvara izmjenični u istosmjerni.

Kondenzator / filter za izravnavanje ulaza: Ispravljeni napon iz ispravljača je pulsirajući istosmjerni napon s vrlo visokim sadržajem valovitosti. Ali to ne želimo, želimo čisti DC valni oblik bez talasa. Filtarski krug se koristi za ublažavanje varijacija izmjeničnog napona (talasa) od ispravljenog napona. Za to se koriste veliki kondenzatori rezervoara.

Linearni regulator: Izlazni napon ili struja će varirati kada dođe do promjene u ulazu iz izmjenične struje ili zbog promjene struje opterećenja na izlazu napajanja. Ovaj problem se može ukloniti korištenjem regulatora napona. To će održavati izlaz konstantan čak i kada dođe do promjena na ulazu ili bilo koje druge promjene.

Učitavanje: Učitavanje aplikacije

Korak 3: Transformator

Ulazni visokonaponski izmjenični napon ulazi u transformator koji obično smanjuje visokonaponski izmjenični napon s mrežnog na niskonaponski izmjenični napon potreban za našu primjenu. Za projektiranje izvora napajanja, sekundarni napon transformatora odabire se uzimajući u obzir izlazni napon napajanja, gubici u diodnom mostu i linearnom regulatoru. Tipičan valni oblik 24V transformatora prikazan je gore. Općenito, dopuštamo pad od 2V - 3V za konfiguraciju ispravljača mosta. Dakle, sekundarni napon transformatora može se izračunati kao u nastavku

Primjer:

Pretpostavimo da želimo napraviti napajanje s izlaznim naponom od 30V i 3A.

Prije ispravljača mosta napon mora biti = 30 + 3 = 33V (vrhunac)

Dakle, RMS napon = 33 /sq root (2) = 23,33 V

Najbliži naponski transformator dostupan na tržištu je 24V. Dakle, naša ocjena transformatora je 230V/24V, 3A.

Napomena: Gornji izračun je gruba procjena za kupovinu transformatora. Za tačan proračun morate uzeti u obzir pad napona na diodama, pad napona regulatora, talasasti napon i efikasnost ispravljača.

Korak 4: Ispravljač mosta

Ispravljački most pretvara naizmjenični napon ili struju u odgovarajuću količinu istosmjerne struje (DC). Ulaz u ispravljač je AC, dok je njegov izlaz jednosmjerni pulsirajući DC.

Pad napona na diodama opće namjene je oko 0,7 V, a Šotki dioda 0,4 V. U svakom trenutku dvije diode u ispravljačkom mostu su u funkciji. Ali budući da dioda jako provodi, može biti efektivno veća. Dobra sigurna vrijednost je dvostruko veća od standardne ili 0,7 x 2 = 1,4 V.

Izlaz istosmjerne struje nakon ispravljača mosta približno je jednak sekundarnom naponu pomnoženom s 1,414 minus pad napona na dvije provodne diode.

Vdc = 24 x 1,414 - 2,8 = 31,13 V

Korak 5: Zaglađivanje kondenzatora / filtera

Ispravljeni napon iz ispravljača je pulsirajući istosmjerni napon s vrlo visokim sadržajem valovitosti. Velike valovitosti koje postoje na izlazu čine gotovo nemogućom njihovu upotrebu u bilo kojoj aplikaciji za napajanje. Stoga se koristi filter. Najčešći filter je upotreba velikog kondenzatora.

Rezultirajući izlazni valni oblik nakon zaglađujućeg kondenzatora prikazan je gore.

Korak 6: Regulator

Izlazni napon ili struja će se promijeniti ili fluktuirati kada dođe do promjene na ulazu iz izmjenične struje ili zbog promjene struje opterećenja na izlazu reguliranog napajanja ili zbog drugih faktora poput promjena temperature. Ovaj se problem može ukloniti korištenjem IC regulatora ili odgovarajućim krugom koji se sastoji od nekoliko komponenti. Regulator će održavati izlaznu konstantu čak i kada dođe do promjena na ulazu ili bilo koje druge promjene.

IC-ovi poput 78XX i 79XX koriste se za dobivanje fiksnih vrijednosti napona na izlazu. Gdje kao IC-ovi poput LM 317 možemo podesiti izlazni napon na potrebnu konstantnu vrijednost. LM317T je podesivi regulator napona s 3 terminala koji može opskrbljivati različite Izlazi istosmjernog napona osim napajanja fiksnog napona. Gornji primjer kruga koristi IC regulator napona LM3 17. Ispravljeni izlaz iz ispravljača punog vala dovodi se na IC regulatora LM317. Promjenom vrijednosti potenciometra koji se koristi u ovom krugu, izlazni napon se može lako kontrolirati.

Do sada sam objasnio kako radi linearna jedinica za napajanje. U daljnjim koracima ću objasniti izgradnju Bench Power napajanja sastavljanjem DIY kompleta.