Πώς να κάνετε τροφοδοτικό πάγκου: 20 βήματα (με εικόνες)

2025 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2025-01-23 14:39

Ένα τροφοδοτικό πάγκου είναι ένα εξαιρετικά βολικό κομμάτι κιτ που πρέπει να έχετε για τους λάτρεις των ηλεκτρονικών ειδών, αλλά μπορεί να είναι ακριβά όταν αγοράζονται από την αγορά. Σε αυτό το Εκπαιδευτικό, θα σας δείξω πώς να φτιάξετε ένα μεταβλητό τροφοδοτικό εργαστηρίου με περιορισμένο προϋπολογισμό. Είναι ένα εξαιρετικό έργο DIY για αρχάριους καθώς και για όποιον ενδιαφέρεται για τα Ηλεκτρονικά.

[Παίξε το βίντεο]

Μπορείτε να βρείτε όλα τα έργα μου στη διεύθυνση:

Ο κύριος στόχος του έργου είναι να μάθει πώς λειτουργεί μια γραμμική μονάδα τροφοδοσίας. Στην αρχή, για να εξηγήσω την αρχή λειτουργίας ενός γραμμικού τροφοδοτικού, πήρα ένα παράδειγμα τροφοδοσίας με βάση LM 317., Αγόρασα ένα κιτ τροφοδοσίας από την Banggood και το συναρμολόγησα.

Αυτή είναι μια υψηλής ποιότητας σταθεροποιημένη παροχή τάσης με την οποία η τάση μπορεί να ρυθμίζεται συνεχώς και το εύρος στο οποίο ρυθμίζεται η τάση είναι 0-30V. Περιέχει ακόμη και ένα όριο κυκλώματος ρεύματος το οποίο μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά το ρεύμα εξόδου από 2mA έως 3A με τη δυνατότητα συνεχούς ρύθμισης του ρεύματος, και αυτό το μοναδικό χαρακτηριστικό καθιστά αυτή τη συσκευή ένα απαραίτητο εργαλείο στο εργαστήριο κυκλωμάτων.

Χαρακτηριστικό:

Τάση εισόδου: 24V AC

Ρεύμα εισόδου: 3A μέγιστο

Τάση εξόδου: 0 έως 30V συνεχώς ρυθμιζόμενη

Ρεύμα εξόδου: 2mA - 3A συνεχώς ρυθμιζόμενο

Κυματισμός τάσης εξόδου: ελάχιστο 0,01%

Βήμα 1: Απαιτούνται εργαλεία και ανταλλακτικά

Λίστα μερών:

1. Step Down Transformer - 24V, 3A (Jaycar)

2. DIY Κιτ τροφοδοσίας (Banggood / Amazon)

3. atυγείο και ανεμιστήρας (Banggood)

4. Volt-Amp Panel Meter (Amazon)

5. Κουμπί ποτενσιόμετρου (Banggood)

6. Μετατροπέας Buck (Amazon)

7. Θύρα USB (Amazon)

8. Σύνδεση Post Banana Plug (Amazon)

9. Υποδοχή ισχύος IEC3 (Banggood)

10. Rocker Switch (Banggood)

11. Πράσινο LED (Amazon)

12. Κάτοχος LED (Banggod)

13. Σωλήνας συρρίκνωσης θερμότητας (Banggood)

14. Αυτοκόλλητα ελαστικά πόδια (Amazon)

15. Τρισδιάστατη εκτύπωση νήματος-PLA (GearBest)

Εργαλεία/ Μηχανή που χρησιμοποιείται

1. 3D εκτυπωτής-Creality CR-10 (Creality CR10S) ή Creality CR-10 Mini

2. Συγκολλητικό σίδερο (Amazon)

3. DSO-RIGOL (Amazon)

4. Glue Gun (Amazon)

Βήμα 2: Βασικό διάγραμμα μπλοκ

Πριν ξεκινήσετε τη διαδικασία κατασκευής, θα πρέπει να γνωρίζετε τα βασικά στοιχεία ενός γραμμικού τροφοδοτικού.

Τα κύρια στοιχεία της γραμμικής τροφοδοσίας είναι:

Μετασχηματιστής: Ο μετασχηματιστής αλλάζει την τάση δικτύου εναλλασσόμενου ρεύματος στην επιθυμητή τιμή. Χρησιμοποιείται για να μειώσει την τάση. Αυτό χρησιμεύει επίσης για την απομόνωση της παροχής ρεύματος από την είσοδο δικτύου για ασφάλεια.

Ανορθωτής: Η ισχύς εξόδου του μετασχηματιστή είναι σε AC, πρέπει να μετατραπεί σε DC. Ο ανορθωτής γέφυρας μετατρέπει το AC σε DC.

Πυκνωτής / φίλτρο εξομάλυνσης εισόδου: Η διορθωμένη τάση από τον ανορθωτή είναι μια παλλόμενη τάση DC με πολύ υψηλό περιεχόμενο κυματισμού. Αλλά αυτό δεν το θέλουμε, θέλουμε μια καθαρή κυματομορφή DC χωρίς κυματισμούς. Το κύκλωμα φίλτρου χρησιμοποιείται για την εξομάλυνση των εναλλαγών εναλλασσόμενου ρεύματος (κυματισμός) από την διορθωμένη τάση. Για αυτό χρησιμοποιούνται μεγάλοι πυκνωτές δεξαμενής.

Γραμμικός ρυθμιστής: Η τάση εξόδου ή το ρεύμα θα κυμαίνεται όταν υπάρχει αλλαγή στην είσοδο από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος ή λόγω αλλαγής του ρεύματος φορτίου στην έξοδο του τροφοδοτικού. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να εξαλειφθεί χρησιμοποιώντας ρυθμιστή τάσης. Θα διατηρήσει την έξοδο σταθερή ακόμη και όταν συμβαίνουν αλλαγές στην είσοδο ή άλλες αλλαγές.

Φόρτωση: Φόρτωση εφαρμογής

Βήμα 3: Μετασχηματιστής

Εισαγωγή AC υψηλής τάσης που πηγαίνει σε μετασχηματιστή που συνήθως κατεβαίνει το AC υψηλής τάσης από το δίκτυο στο AC χαμηλής τάσης που απαιτείται για την εφαρμογή μας. Για το σχεδιασμό του τροφοδοτικού, η δευτερεύουσα τάση του μετασχηματιστή επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη την τάση εξόδου του τροφοδοτικού, απώλειες στη γέφυρα διόδου και τον γραμμικό ρυθμιστή. Μια τυπική κυματομορφή μετασχηματιστή 24V φαίνεται παραπάνω. Γενικά επιτρέπουμε περίπου 2V - 3V πτώση για τη διαμόρφωση ανορθωτή γέφυρας. Έτσι, η δευτερεύουσα τάση του μετασχηματιστή μπορεί να υπολογιστεί ως παρακάτω

Παράδειγμα:

Ας υποθέσουμε ότι θέλουμε να κάνουμε ένα τροφοδοτικό με τάση εξόδου 30V και 3A.

Πριν από τον ανορθωτή γέφυρας η τάση πρέπει να είναι = 30 + 3 = 33V (Peak)

Άρα η τάση RMS = 33 /sq root (2) = 23,33 V

Ο πλησιέστερος μετασχηματιστής τάσης που διατίθεται στην αγορά είναι 24V. Έτσι, η βαθμολογία μετασχηματιστή μας είναι 230V/24V, 3A.

Σημείωση: Ο παραπάνω υπολογισμός είναι μια πρόχειρη εκτίμηση για την αγορά ενός μετασχηματιστή. Για ακριβή υπολογισμό, λάβετε υπόψη την πτώση τάσης στις διόδους, την πτώση τάσης του ρυθμιστή, την τάση κυματισμού και την απόδοση του ανορθωτή επίσης.

Βήμα 4: Ορθωτής γέφυρας

Η γέφυρα ανορθωτή μετατρέπει μια εναλλασσόμενη τάση ή ρεύμα σε αντίστοιχη ποσότητα συνεχούς ρεύματος (DC). Η είσοδος σε έναν ανορθωτή είναι ac ενώ η έξοδός του είναι μονής κατεύθυνσης παλλόμενο DC.

Η πτώση τάσης σε μια δίοδο γενικής χρήσης είναι περίπου 0,7V και η δίοδος schottky είναι 0,4V. Ανά πάσα στιγμή δύο από τις διόδους στη γέφυρα ανορθωτή είναι σε λειτουργία. Αλλά δεδομένου ότι η δίοδος διεξάγεται σε μεγάλο βαθμό, μπορεί ουσιαστικά να είναι υψηλότερη. Μια καλή ασφαλής τιμή είναι διπλάσια από την κανονική ή 0,7 x 2 = 1,4V.

Η έξοδος DC μετά τον ανορθωτή γέφυρας είναι περίπου ίση με τη δευτερεύουσα τάση πολλαπλασιασμένη με 1,414 μείον την πτώση τάσης στις δύο αγώγιμες διόδους.

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

Βήμα 5: Εξομάλυνση του πυκνωτή / φίλτρου

Η διορθωμένη τάση από τον ανορθωτή είναι μια παλλόμενη τάση DC που έχει πολύ υψηλό περιεχόμενο κυματισμού. Οι μεγάλοι κυματισμοί που υπάρχουν στην έξοδο καθιστούν σχεδόν αδύνατο να χρησιμοποιηθούν σε οποιαδήποτε εφαρμογή τροφοδοσίας. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται φίλτρο. Το πιο συνηθισμένο φίλτρο είναι με τη χρήση μεγάλου πυκνωτή.

Η προκύπτουσα κυματομορφή εξόδου μετά το Smoothing Capacitor φαίνεται παραπάνω.

Βήμα 6: Ρυθμιστής

Η τάση εξόδου ή το ρεύμα θα αλλάξει ή θα διακυμανθεί όταν υπάρχει αλλαγή στην είσοδο από το δίκτυο εναλλασσόμενου ρεύματος ή λόγω αλλαγής του ρεύματος φορτίου στην έξοδο της ρυθμιζόμενης παροχής ρεύματος ή λόγω άλλων παραγόντων όπως οι αλλαγές θερμοκρασίας. Αυτό το πρόβλημα μπορεί να εξαλειφθεί χρησιμοποιώντας ένα IC ρυθμιστή ή ένα κατάλληλο κύκλωμα που αποτελείται από λίγα εξαρτήματα. Ένας ρυθμιστής θα διατηρήσει τη σταθερά εξόδου ακόμη και όταν προκύψουν αλλαγές στην είσοδο ή άλλες αλλαγές.

Τα IC όπως 78XX και 79XX χρησιμοποιούνται για τη λήψη σταθερών τιμών τάσης στην έξοδο. Όπου σαν IC όπως το LM 317 μπορούμε να προσαρμόσουμε την τάση εξόδου σε μια απαιτούμενη σταθερή τιμή. Το LM317T είναι ένας ρυθμιζόμενος ρυθμιστής θετικής τάσης τριών ακροδεκτών ικανός να παρέχει διαφορετικά Έξοδοι τάσης DC διαφορετικές από την τροφοδοσία σταθερής τάσης. Το παραπάνω παράδειγμα κυκλώματος χρησιμοποιεί ένα IC ρυθμιστή τάσης LM3 17. Η διορθωμένη έξοδος από τον ανορθωτή γέφυρας πλήρους κύματος τροφοδοτείται σε ένα IC ρυθμιστή LM317. Αλλάζοντας την τιμή του ποτενσιόμετρου που χρησιμοποιείται σε αυτό το κύκλωμα, η τάση εξόδου μπορεί να ελεγχθεί εύκολα.

Μέχρι τώρα έχω εξηγήσει πώς λειτουργεί μια μονάδα γραμμικής τροφοδοσίας. Στα επόμενα βήματα, θα εξηγήσω το κτίριο του Bench Power Supply συναρμολογώντας ένα DIY κιτ.