Paano gumawa ng 12 volt power supply gamit ang iyong sariling mga kamay - mga halimbawa ng mga circuit

Ang 12 volt constant voltage source ay isang kapaki-pakinabang na device para sa isang bahay, cottage o garahe. Ang ganitong aparato ay madaling gawin sa iyong sarili. Nasa ibaba ang isang diagram ng isang 12V power supply para sa do-it-yourself assembly, pati na rin ang mga tip sa pagkalkula at pagpili ng mga bahagi.

Mga uri ng power supply

Sa ngayon, ang mga pinagmumulan ng pulsed boltahe ay naging laganap. Mayroon silang makabuluhang kalamangan sa mga tradisyunal na circuit ng transpormer sa mga tuntunin ng kahusayan ng enerhiya at timbang at sukat. Ito ay pinaniniwalaan na sa mga alon ng pag-load na higit sa 5 amperes, mayroon silang hindi maikakaila na mga kagustuhan. Ngunit mayroon din silang mga disadvantages - halimbawa, ang pagbuo ng RF interference sa supply network at sa load.At ang pangunahing balakid para sa pagpupulong sa bahay ay ang pagiging kumplikado ng mga circuit at ang pangangailangan para sa mga espesyal na kasanayan para sa paggawa ng mga paikot-ikot na bahagi. Samakatuwid, mas mabuti para sa isang medium-skilled home master na gumawa ng power supply ayon sa karaniwang prinsipyo na may network step-down transformer.

Saan ginagamit ang pinagmumulan ng boltahe

Ang saklaw ng naturang PSU sa sambahayan ay malawak:

• supply ng kuryente ng mga lamp na may mababang boltahe;
• pag-charge ng baterya;
• power supply para sa mga audio device.

Pati na rin ang maraming iba pang mga layunin na nangangailangan ng patuloy na boltahe ng 12 volts.

Scheme ng isang transpormer power supply

Schematic diagram ng power supply.

Ang isang 12 volt power supply circuit na tumatakbo mula sa isang 220 V network ay binubuo ng mga sumusunod na node:

1. Isang step-down na transpormer. Binubuo ito ng bakal, pangunahin at pangalawa (maaaring may ilang) windings. Nang hindi malalim sa prinsipyo ng operasyon, dapat tandaan na ang output boltahe ay nakasalalay sa ratio ng mga pagliko ng pangunahing (n1) at pangalawang (n2) na mga paikot-ikot. Upang makakuha ng 12 volts, kinakailangan na ang pangalawang paikot-ikot ay naglalaman ng 220/12 = 18.3 beses na mas kaunting mga pagliko kaysa sa pangunahin.
2. Rectifier. Kadalasang ginaganap sa anyo ng isang full-wave circuit (diode bridge). Kino-convert ang alternating boltahe sa pulsating. Ang kasalukuyang dumadaan sa pagkarga ng dalawang beses sa parehong direksyon.
   Ang pagpapatakbo ng isang full-wave rectifier.
3. Salain. Kino-convert ang pulsating boltahe sa DC. Nag-charge ito kapag inilapat ang boltahe, at naglalabas sa mga pag-pause. Binubuo ito ng isang high-capacity oxide capacitor, na kahanay kung saan ang isang ceramic capacitor na may kapasidad na humigit-kumulang 1 μF ay madalas na konektado. Upang maunawaan ang pangangailangan para sa karagdagang elementong ito, dapat tandaan na ang oxide capacitor ay nakaayos sa anyo ng mga foil strips na pinagsama sa isang roll.Ang roll na ito ay may parasitic inductance, na makabuluhang nagpapababa sa kalidad ng high-frequency noise filtering. Upang gawin ito, ang isang karagdagang kapasitor para sa pag-short ng RF pulses ay nakabukas.
   Katumbas na circuit ng filter na may oxide at karagdagang mga capacitor.
4. Stabilizer. Baka nawawala. Ang mga scheme ng simple ngunit epektibong mga node ay tinalakay sa ibaba.

Tinatalakay ng mga sumusunod na seksyon kung paano piliin at kalkulahin ang bawat elemento ng isang 12 volt DC na pinagmulan.

Pagpili ng transformer

Mayroong dalawang mga paraan upang makakuha ng angkop na transpormer. Independiyenteng produksyon ng isang step-down block at pagpili ng angkop sa pabrika. Sa anumang kaso, tandaan:

• sa output ng step-down winding ng transpormer, kapag sinusukat ang boltahe, ang voltmeter ay magpapakita ng epektibong boltahe (1.4 beses na mas mababa kaysa sa amplitude);
• sa filter capacitor na walang load, ang pare-pareho ang boltahe ay magiging humigit-kumulang katumbas ng amplitude (sinasabi nila na ang boltahe sa kapasitor ay "tumataas" ng 1.4 beses);
• kung walang stabilizer, pagkatapos ay sa ilalim ng pag-load ang boltahe sa kapasidad ay bababa depende sa kasalukuyang;
• para gumana ang stabilizer, kinakailangan ang isang tiyak na labis na boltahe ng input sa boltahe ng output, nililimitahan ng kanilang ratio ang kahusayan ng supply ng kuryente sa kabuuan.

Mula sa huling dalawang punto, sumusunod na para sa normal na operasyon ng PSU, ang boltahe ng transpormer ay dapat lumampas sa 12 V.

Self-winding transpormer

Ang buong pagkalkula at paggawa ng isang home-made power transformer ay kumplikado, nakakaubos ng oras, nangangailangan ng mga tool at kasanayan. Samakatuwid, ang isang pinasimple na landas ay isasaalang-alang - ang pagpili ng isang bloke na angkop para sa bakal at binabago ito sa 12 V.

Kung mayroong isang handa na transpormer, ngunit walang diagram ng koneksyon nito, kailangan mong tawagan ang paikot-ikot na tester nito na may isang tester.Ang paikot-ikot na may pinakamataas na resistensya ay malamang na mains. Ang natitirang mga windings ay dapat alisin.

Susunod, kailangan mong sukatin ang kapal ng iron set b at ang lapad ng central plate a at i-multiply ang mga ito. Ang cross-sectional area ng core ay nakuha S \u003d a * b (sa sq. cm). Tinutukoy nito ang kapangyarihan ng transpormer P=. Susunod, ang maximum na kasalukuyang sa mga amperes ay kinakalkula, na maaaring alisin mula sa isang paikot-ikot na may boltahe na 12 volts: I \u003d P / 12.

Pagtukoy sa lugar ng core.

Susunod, ang bilang ng mga pagliko sa bawat bolta ay kinakalkula gamit ang formula n=50/S. Para sa 12 volts, kinakailangang i-wind ang 12 * n turn na may margin na halos 20% para sa mga pagkalugi sa tanso at sa stabilizer. At kung hindi, pagkatapos ay ang boltahe ay bumaba sa ilalim ng pagkarga. At ang huling hakbang ay ang piliin ang cross section ng winding wire ayon sa graph para sa kasalukuyang density na 2-3 mA / sq. mm.

Pagpili ng tansong kawad.

Halimbawa, mayroong isang transpormer na may pangunahing paikot-ikot na 220 V na may isang hanay ng bakal na 3.5 cm ang kapal at isang gitnang dila na may lapad na 2.5 cm Kaya naman, S = 2.5 * 3.5 = 8.75 at ang kapangyarihan ng transpormer =3 W (tinatayang). Pagkatapos ang maximum na posibleng kasalukuyang sa 12 volts ay I=P/U=3/12=0.25 A. Para sa winding, maaari kang pumili ng wire na may diameter na 0.35..0.4 sq. mm. Para sa 1 bolta mayroong 50 / 8.75 = 5.7 na pagliko, kinakailangan na i-wind ang 12 * 5.7 = 33 na mga liko. Isinasaalang-alang ang stock - mga 40 liko.

Pagpili ng isang tapos na transpormer

Kung mayroong isang handa na transpormer na may pangalawang paikot-ikot na angkop para sa kasalukuyang at boltahe, maaari mong subukang kunin ang isang handa na. Halimbawa, sa serye ng CCI mayroong mga angkop na produkto na may pangalawang paikot-ikot na boltahe na malapit sa 12 volts.

Ang bentahe ng solusyon na ito ay ang pinakamababang lakas ng paggawa at pagiging maaasahan ng pagpapatupad ng pabrika. Minus - ang transpormer ay naglalaman ng iba pang mga windings, ang pangkalahatang kapangyarihan ay kinakalkula din para sa kanilang pagkarga.Samakatuwid, sa mga tuntunin ng timbang at sukat, ang naturang transpormer ay mawawala.

Pagpili ng diode at paggawa ng rectifier

Ang mga diode sa rectifier ay pinili ayon sa tatlong mga parameter:

• ang pinakamataas na pinahihintulutang pasulong na boltahe;
• ang pinakamataas na reverse boltahe;
• maximum na kasalukuyang operating.

Ayon sa unang dalawang mga parameter, 90 porsiyento ng mga magagamit na mga aparatong semiconductor ay angkop para sa pagpapatakbo sa isang 12-volt circuit, ang pagpipilian ay higit sa lahat ay ginawa ng maximum na tuloy-tuloy na kasalukuyang. Ang disenyo ng kaso ng diode at ang paraan ng paggawa ng rectifier ay nakasalalay din sa parameter na ito.

Kung ang kasalukuyang load ay hindi lalampas sa 1 A, maaaring gamitin ang dayuhan at domestic na one-ampere diode:

• 1N4001-1N4007;
• HER101-HER108;
• KD258 ("patak");
• KD212 at iba pa.

Para sa mas mababang mga alon (hanggang sa 0.3 A), ang mga KD105 (KD106) na aparato ay idinisenyo. Ang lahat ng nakalistang diode ay maaaring i-mount parehong patayo at pahalang sa isang naka-print na circuit o circuit board, o sa simpleng mga pin. Hindi nila kailangan ng mga radiator.

Diode bridge mula sa mga elementong mababa ang kapangyarihan.

Kung kailangan mo ng malalaking operating currents, kailangan mong gumamit ng iba pang mga diode (KD213, KD202, KD203, atbp.). Ang mga aparatong ito ay idinisenyo para sa pagpapatakbo sa mga heat sink, kung wala ang mga ito ay makatiis sila ng hindi hihigit sa 10% ng pinakamataas na kasalukuyang nameplate. Samakatuwid, kailangan mong pumili ng mga yari na heat sink o gawin ang mga ito sa iyong sarili mula sa tanso o aluminyo.

Isa pang disenyo ng diode bridge.

Maginhawa din ang paggamit ng mga yari na bridge diode assemblies na KTS405, KVRS o katulad nito. Hindi nila kailangang tipunin - sapat na upang mag-aplay ng isang alternating boltahe sa kaukulang mga output at alisin ang pare-pareho.

Pagpupulong ng KVRS3510.

Kapasidad ng kapasitor

Ang kapasidad ng isang kapasitor ay nakasalalay sa pagkarga at sa ripple na pinapayagan nito.Upang tumpak na kalkulahin ang kapasidad, may mga formula at online na calculator na makikita sa Internet. Para sa pagsasanay, maaari kang tumuon sa mga numero:

• sa mababang load currents (sampu-sampung milliamps), ang kapasidad ay dapat na 100..200 uF;
• sa mga alon hanggang sa 500 mA, kinakailangan ang isang 470..560 uF kapasitor;
• hanggang 1 A - 1000..1500 uF.

Para sa mas mataas na mga alon, ang kapasidad ay tumataas nang proporsyonal. Ang pangkalahatang diskarte ay ang mas malaki ang kapasitor, mas mabuti. Maaari mong dagdagan ang kapasidad nito sa anumang lawak, limitado lamang sa laki at gastos. Sa mga tuntunin ng boltahe, kinakailangan na kumuha ng isang kapasitor na may malubhang margin. Kaya, para sa isang 12-volt rectifier, mas mahusay na kumuha ng 25-volt na elemento kaysa sa 16-volt na elemento.

Ang mga pagsasaalang-alang na ito ay totoo para sa mga hindi matatag na mapagkukunan. Para sa isang PSU na may capacity stabilizer, maaari itong bawasan ng ilang beses.

Pagpapatatag ng boltahe ng output

Ang isang stabilizer sa output ng power supply ay hindi palaging kinakailangan. Kaya, kung ito ay dapat na gumamit ng isang power supply unit kasabay ng sound-reproducing equipment, kung gayon ang output ay dapat magkaroon ng isang matatag na boltahe. At kung ang elemento ng pag-init ay nagsisilbing pag-load, ang stabilizer ay malinaw na kalabisan. Para sa Power supply ng LED strip magagawa mo nang wala ang pinaka-kumplikadong power supply module, ngunit sa kabilang banda, ang isang matatag na boltahe ay nagsisiguro ng kalayaan ng liwanag ng glow sa panahon ng mga surge ng kuryente at nagpapalawak ng buhay ng LED lamp.

Kung ang desisyon na mag-install ng isang stabilizer ay ginawa, kung gayon ang pinakamadaling paraan ay upang tipunin ito sa isang dalubhasang LM7812 chip (KR142EN5A). Ang switching circuit ay simple at hindi nangangailangan ng pagsasaayos.

Stabilizer sa 7812.

Ang boltahe mula 15 hanggang 35 volts ay maaaring ilapat sa input ng naturang stabilizer. Ang isang kapasitor C1 na may kapasidad na hindi bababa sa 0.33 microfarads ay dapat na mai-install sa input, hindi bababa sa 0.1 microfarads sa output.Ang kapasitor ng bloke ng filter ay karaniwang gumaganap bilang C1 kung ang haba ng mga wire sa pagkonekta ay hindi lalampas sa 7 cm. Kung ang haba na ito ay hindi mapanatili, pagkatapos ay kailangang mag-install ng isang hiwalay na elemento.

Ang Chip 7812 ay may proteksyon laban sa overheating at short circuit. Ngunit hindi niya gusto ang polarity reversal sa input at ang supply ng panlabas na boltahe sa output - ang kanyang oras sa buhay sa mga ganitong sitwasyon ay kinakalkula sa ilang segundo.

Mahalaga! Para sa kasalukuyang pag-load na higit sa 100 mA, ang pag-install ng isang integral stabilizer sa isang heat sink ay sapilitan!

Ang pagtaas ng kasalukuyang output ng stabilizer

Ang scheme sa itaas ay nagpapahintulot sa iyo na i-load ang stabilizer na may kasalukuyang hanggang sa 1.5 A. Kung hindi ito sapat, maaari mong paganahin ang node na may karagdagang transistor.

Circuit na may n-p-n structure transistor

Panlabas na transistor n-p-n.

Ang circuit na ito ay inirerekomenda ng mga developer at kasama sa datasheet para sa chip. Ang kasalukuyang output ay hindi dapat lumampas sa pinakamataas na kasalukuyang kolektor ng transistor, na dapat ibigay sa isang heat sink.

P-n-p transistor circuit

Kung walang semiconductor triode ng n-p-n structure, ang stabilizer ay maaaring palakasin ng p-n-p semiconductor triode.

Panlabas na transistor p-n-p.

Ang low power silicon diode VD ay nagpapataas ng output voltage ng 7812 ng 0.6 V at binabayaran ang pagbaba ng boltahe sa emitter junction ng transistor.

Parametric Stabilizer

Kung sa ilang kadahilanan ay hindi magagamit ang pinagsamang regulator, maaari mong patakbuhin ang node sa zener diode. Kinakailangang pumili ng zener diode na may stabilization voltage na 12 V at idinisenyo para sa naaangkop na kasalukuyang pagkarga. Ang pinakamataas na kasalukuyang para sa ilang 12-volt na domestic at imported na zener diodes ay ipinahiwatig sa talahanayan.

Scheme ng isang simpleng parametric stabilizer.

Ang halaga ng risistor ay kinakalkula ng formula:

R \u003d (Uin min-Ust) / (Sa max + Ist min), kung saan:

• Uin min - pinakamababang input na hindi matatag na boltahe (dapat hindi bababa sa 1.4 Ust), volts;
• Ust - stabilization boltahe ng zener diode (reference value), bolta;
• Sa max - ang pinakamataas na kasalukuyang pagkarga;
• Ist min - pinakamababang kasalukuyang stabilization (reference value).

Kung walang zener diode para sa nais na boltahe, maaari itong binubuo ng dalawang konektado sa serye. Sa kasong ito, ang kabuuang boltahe ay dapat na 12 V (halimbawa, ang D815A sa 5.6 volts plus D815B sa 6.8 volts ay magbibigay ng 12.4 V).

Mahalaga! Imposibleng ikonekta ang zener diodes (kahit na ng parehong uri) nang magkatulad "upang madagdagan ang kasalukuyang stabilization"!

Ang Zener diodes ay hindi konektado nang magkatulad.

Maaari mong paganahin ang parametric stabilizer sa parehong paraan - sa pamamagitan ng pag-on sa isang panlabas na transistor.

Scheme ng isang malakas na stabilizer.

Para sa isang malakas na transistor, dapat magbigay ng radiator. Ang supply boltahe sa kasong ito ay magiging mas mababa kaysa sa Ust ng zener diode sa pamamagitan ng 0.6 V. Kung kinakailangan, ang output boltahe ay maaaring iakma pataas sa pamamagitan ng pag-on sa isang silicon diode (o isang chain ng diodes). Ang bawat elemento sa chain ay tataas ang Vout ng humigit-kumulang 0.6 V.

Stabilizer circuit na may zener diode at diode.

Regulasyon ng boltahe ng output

Kung ang boltahe ng power supply ay dapat na kinokontrol mula sa zero, kung gayon ang pinakamainam na circuit ay isang parametric stabilizer na may pagdaragdag ng isang variable na risistor.

Makinis na regulasyon ng boltahe.

Ang isang 1 kΩ risistor na konektado sa pagitan ng base ng transistor at ng karaniwang wire ay magpoprotekta sa triode mula sa pagkabigo kung masira ang circuit ng potentiometer ng engine.Kapag ang knob ng variable resistor ay pinaikot, ang boltahe sa base ng transistor ay magbabago mula 0 hanggang Ust ng zener diode na may lag na mga 0.6 volts. Dapat itong isaalang-alang na ang mga parameter ng node ay magiging mas masahol pa dahil sa paggamit ng isang potentiometer - ang pagkakaroon ng isang gumagalaw na contact (kahit na may magandang kalidad) ay hindi maaaring hindi mabawasan ang katatagan ng boltahe sa base ng transistor.

Basahin din

Paano gumawa ng power supply mula sa isang energy-saving lamp

 

Ang pagkamit ng 0 hanggang 12 volt na regulasyon sa 78XX series integrated regulator ay mas mahirap. Kung sapat na ang saklaw ng regulasyon na 5 hanggang 12 V, maaari mong gamitin ang 7805 chip at i-on ito ayon sa circuit ng potentiometer. Ang zener diode ay dapat nasa boltahe na humigit-kumulang 7 volts (KS168 na mayroon o walang diode, KS175, atbp.). Sa mas mababang posisyon ng potentiometer slider, ang GND pin ay konektado sa karaniwang wire, at ang output ay magiging 5 volts. Kapag ang engine ay inilipat sa itaas na output, ang boltahe dito ay lalago hanggang sa Ust ng zener diode at magdaragdag sa stabilization voltage ng microcircuit.

Makinis na regulasyon mula 5 hanggang 12 volts.

Maaari mong gamitin ang LM317 chip. Mayroon din itong tatlong terminal at partikular na idinisenyo upang lumikha ng mga regulated na mapagkukunan. Ngunit ang stabilizer na ito ay may mas mababang boltahe na threshold na nagsisimula sa 1.25 volts. Mayroong maraming mga circuit sa Internet sa LM317 na may pagsasaayos mula sa zero, ngunit 90+ porsyento ng mga circuit na ito ay hindi gumagana.

Karaniwang LM317 wiring diagram.

Basahin din:Homemade power supply na may boltahe at kasalukuyang regulasyon 0 hanggang 30V

Layout ng instrumento

Matapos mapili ang lahat ng mga node, o mayroong isang malinaw na ideya kung ano ang magiging mga ito, maaari kang magpatuloy sa layout ng device. Mahalaga rin na maunawaan kung ano ang magiging kaso ng device sa hinaharap.Maaari kang pumili ng handa, magagawa mo ito sa iyong sarili kung mayroon kang mga materyales at kasanayan.

Walang mga espesyal na panuntunan para sa layout ng mga node sa loob ng case. Ngunit ito ay kanais-nais na ayusin ang mga node upang sila ay konektado sa pamamagitan ng mga conductor sa serye, tulad ng sa diagram, at kasama ang pinakamaikling distansya. Ang mga output terminal ay pinakamahusay na nakalagay sa gilid sa tapat ng mains cable. Mas mainam na ayusin ang switch ng kuryente at mag-fuse sa likod ng device. Para sa makatuwirang paggamit ng inter-case space, ang ilan sa mga node ay maaaring mai-install nang patayo, ngunit mas mahusay na ayusin ang diode bridge nang pahalang. Kapag naka-mount nang patayo, ang mga convection na alon ng mainit na hangin mula sa mas mababang mga diode ay dadaloy sa paligid ng itaas na mga elemento at dagdagan ang init sa kanila.

Para sa mga hindi nakakaintindi, panoorin ang video: Isang simpleng do-it-yourself power supply.

Ang pag-assemble ng fixed-power DC power supply ay madali. Ito ay nasa loob ng kapangyarihan ng isang karaniwang master, kailangan mo lamang ng elementarya na kaalaman sa electrical engineering at minimal na mga kasanayan sa pag-install.