Dall'articolo imparerai come realizzare un alimentatore regolabile con le tue mani dai materiali disponibili. Può essere utilizzato per alimentare apparecchiature domestiche, nonché per le esigenze del proprio laboratorio. Una fonte di tensione costante può essere utilizzata per testare dispositivi come un regolatore a relè per un generatore di automobili. Dopotutto, durante la diagnosi, sono necessarie due tensioni: 12 Volt e oltre 16. Consideriamo ora le caratteristiche di progettazione dell'alimentatore.
Trasformatore
Se non si prevede di utilizzare il dispositivo per caricare batterie ad acido e alimentare apparecchiature potenti, non è necessario utilizzare trasformatori di grandi dimensioni. È sufficiente utilizzare modelli con una potenza non superiore a 50 W. È vero, per realizzare un alimentatore regolabile con le tue mani, dovrai modificare leggermente il design del convertitore. Il primo passo è decidere quale intervallo di tensione sarà in uscita. Le caratteristiche del trasformatore di alimentazione dipendono da questo parametro.
Diciamo che hai scelto l'intervallo 0-20 Volt, il che significa che devi basarti su questi valori. L'avvolgimento secondario dovrebbe avere una tensione di uscita di 20-22 Volt. Pertanto, lasci l'avvolgimento primario sul trasformatore e avvolgi sopra di esso l'avvolgimento secondario. Per calcolare il numero di giri richiesto, misurare la tensione ottenuta da dieci. Un decimo di questo valore è la tensione ottenuta da un giro. Dopo aver realizzato l'avvolgimento secondario, è necessario assemblare e legare il nucleo.
Raddrizzatore
Sia i gruppi che i singoli diodi possono essere utilizzati come raddrizzatore. Prima di realizzare un alimentatore regolabile, seleziona tutti i suoi componenti. Se l'output è elevato, sarà necessario utilizzare semiconduttori ad alta potenza. Si consiglia di installarli su radiatori in alluminio. Per quanto riguarda il circuito, la preferenza dovrebbe essere data solo al circuito a ponte, poiché ha un'efficienza molto più elevata, una minore perdita di tensione durante la rettifica.Non è consigliabile utilizzare un circuito a semionda, poiché è inefficace; c'è molto di ripple in uscita, che distorce il segnale e costituisce fonte di interferenza per le apparecchiature radio.
Blocco di stabilizzazione e regolazione
Per realizzare uno stabilizzatore, è più logico utilizzare il microassemblaggio LM317. Un dispositivo economico e accessibile a tutti, che ti permetterà di assemblare in pochi minuti un alimentatore fai-da-te di alta qualità. Ma la sua applicazione richiede un dettaglio importante: un raffreddamento efficace. E non solo passivo sotto forma di radiatori. Il fatto è che la regolazione e la stabilizzazione della tensione avvengono secondo uno schema molto interessante. Il dispositivo rilascia esattamente la tensione necessaria, ma l'eccesso che arriva al suo ingresso viene convertito in calore. Pertanto, senza raffreddamento, è improbabile che il microassemblaggio funzioni a lungo.
Dai un'occhiata al diagramma, non c'è nulla di super complicato in esso. Ci sono solo tre pin sul gruppo, la tensione viene fornita al terzo, la tensione viene rimossa dal secondo e il primo è necessario per collegarsi al meno dell'alimentatore. Ma qui sorge una piccola particolarità: se si inserisce una resistenza tra il meno e il primo terminale dell'assieme, diventa possibile regolare la tensione in uscita. Inoltre, un alimentatore autoregolabile può modificare la tensione di uscita sia in modo fluido che graduale. Ma il primo tipo di regolazione è il più conveniente, quindi viene utilizzato più spesso. Per l'implementazione è necessario includere una resistenza variabile di 5 kOhm. Inoltre, tra il primo e il secondo terminale del gruppo è necessario installare un resistore costante con una resistenza di circa 500 Ohm.
Unità di controllo corrente e tensione
Naturalmente, affinché il funzionamento del dispositivo sia il più conveniente possibile, è necessario monitorare le caratteristiche di uscita: tensione e corrente. Il circuito dell'alimentatore regolato è costruito in modo tale che l'amperometro sia collegato allo spazio vuoto nel filo positivo e il voltmetro sia collegato tra le uscite del dispositivo. Ma la domanda è diversa: che tipo di strumenti di misura utilizzare? L'opzione più semplice è installare due display LED, ai quali collegare un circuito voltmetrico e amperometrico assemblato su un microcontrollore.
Ma in un alimentatore regolabile che realizzi tu stesso, puoi montare un paio di multimetri cinesi economici. Fortunatamente possono essere alimentati direttamente dal dispositivo. Ovviamente puoi utilizzare i comparatori, solo in questo caso devi calibrare la scala
Custodia del dispositivo
È meglio realizzare la custodia in metallo leggero ma resistente. L’alluminio sarebbe l’opzione ideale. Come già accennato, il circuito di alimentazione regolato contiene elementi che diventano molto caldi. All'interno del case è quindi necessario montare un radiatore, che può essere collegato ad una delle pareti per una maggiore efficienza. È auspicabile un flusso d'aria forzato. A questo scopo è possibile utilizzare un interruttore termico abbinato a una ventola. Devono essere installati direttamente sul radiatore di raffreddamento.
In qualche modo recentemente mi sono imbattuto in un circuito su Internet per un alimentatore molto semplice con la possibilità di regolare la tensione. La tensione può essere regolata da 1 Volt a 36 Volt, a seconda della tensione di uscita sull'avvolgimento secondario del trasformatore.
Dai un'occhiata da vicino all'LM317T nel circuito stesso! La terza gamba (3) del microcircuito è collegata al condensatore C1, ovvero la terza gamba è INPUT e la seconda gamba (2) è collegata al condensatore C2 e ad un resistore da 200 Ohm ed è un'USCITA.
Utilizzando un trasformatore, da una tensione di rete di 220 Volt si ottengono 25 Volt, non di più. Meno è possibile, niente di più. Quindi raddrizziamo il tutto con un ponte a diodi e appianiamo le increspature usando il condensatore C1. Tutto questo è descritto in dettaglio nell'articolo su come ottenere una tensione costante da una tensione alternata. Ed ecco la nostra carta vincente più importante nell'alimentatore: si tratta di un chip regolatore di tensione altamente stabile LM317T. Al momento in cui scrivo, il prezzo di questo chip era di circa 14 rubli. Anche più economico di una pagnotta di pane bianco.
Descrizione del chip
LM317T è un regolatore di tensione. Se il trasformatore produce fino a 27-28 volt sull'avvolgimento secondario, allora possiamo facilmente regolare la tensione da 1,2 a 37 volt, ma non alzerei l'asticella a più di 25 volt all'uscita del trasformatore.
Il microcircuito può essere eseguito nel pacchetto TO-220:
o nell'alloggiamento D2 Pack
Può far passare una corrente massima di 1,5 A, sufficiente per alimentare i tuoi gadget elettronici senza cadute di tensione. Cioè, possiamo emettere una tensione di 36 Volt con un carico di corrente fino a 1,5 A e allo stesso tempo il nostro microcircuito emetterà comunque 36 Volt: questo, ovviamente, è l'ideale. In realtà, diminuiranno frazioni di volt, il che non è molto critico. Con una grande corrente nel carico, è più consigliabile installare questo microcircuito su un radiatore.
Per assemblare il circuito abbiamo bisogno anche di un resistore variabile da 6,8 KiloOhm, o anche da 10 KiloOhm, oltre ad un resistore costante da 200 Ohm, preferibilmente da 1 Watt. Bene, inseriamo un condensatore da 100 µF in uscita. Schema assolutamente semplice!
Assemblaggio in hardware
In precedenza, avevo un pessimo alimentatore con transistor. Ho pensato, perché non rifarlo? Ecco il risultato ;-)
Qui vediamo il ponte a diodi GBU606 importato. È progettato per una corrente fino a 6 A, che è più che sufficiente per il nostro alimentatore, poiché erogherà al carico un massimo di 1,5 A. Ho installato LM sul radiatore utilizzando la pasta KPT-8 per migliorare il trasferimento di calore. Bene, tutto il resto, penso, ti è familiare.
Ed ecco un trasformatore antidiluviano che mi dà una tensione di 12 volt sull'avvolgimento secondario.
Imballiamo attentamente tutto questo nella custodia e rimuoviamo i fili.
Allora, cosa ne pensate? ;-)
La tensione minima che ho ottenuto è stata di 1,25 Volt e quella massima è stata di 15 Volt.
Imposto qualsiasi voltaggio, in questo caso i più comuni sono 12 Volt e 5 Volt
Funziona tutto alla grande!
Questo alimentatore è molto comodo per regolare la velocità di un mini trapano, utilizzato per forare i circuiti stampati.
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Quindi il prossimo dispositivo è stato assemblato, ora sorge la domanda: da cosa alimentarlo? Batterie? Batterie? NO! L'alimentazione è ciò di cui parleremo.
Il suo circuito è molto semplice e affidabile, ha protezione da cortocircuito e regolazione fluida della tensione di uscita.
Un raddrizzatore è assemblato sul ponte di diodi e sul condensatore C2, il circuito C1 VD1 R3 è uno stabilizzatore di tensione di riferimento, il circuito R4 VT1 VT2 è un amplificatore di corrente per il transistor di potenza VT3, la protezione è assemblata sui transistor VT4 e R2 e il resistore R1 viene utilizzato per regolazione.
Ho preso il trasformatore da un vecchio caricabatterie da un cacciavite, in uscita ho ottenuto 16V 2A
Per quanto riguarda il ponte a diodi (almeno 3 ampere), l'ho preso da un vecchio blocco ATX così come gli elettroliti, un diodo zener e le resistenze.
Ho usato un diodo zener da 13 V, ma è adatto anche il D814D sovietico.
I transistor sono stati presi da una vecchia TV sovietica; i transistor VT2, VT3 possono essere sostituiti con un componente, ad esempio KT827.
Il resistore R2 è un filo avvolto con una potenza di 7 Watt e R1 (variabile) ho preso il nicromo per la regolazione senza salti, ma in sua assenza puoi usarne uno normale.
È composto da due parti: la prima contiene lo stabilizzatore e la protezione, la seconda contiene la parte di potenza.
Tutte le parti sono montate sulla scheda principale (ad eccezione dei transistor di potenza), i transistor VT2, VT3 sono saldati sulla seconda scheda, li fissiamo al radiatore utilizzando pasta termica, non è necessario isolare l'alloggiamento (collettori). è stato ripetuto molte volte e non necessita di aggiustamenti. Di seguito sono mostrate le foto di due blocchi con un grande radiatore da 2 A e un piccolo da 0,6 A.
Indicazione
Voltmetro: per questo abbiamo bisogno di un resistore da 10k e un resistore variabile da 4,7k e ho preso un indicatore m68501, ma puoi usarne un altro. Dai resistori assembleremo un divisore, un resistore da 10k eviterà che la testina si bruci e con un resistore da 4,7k imposteremo la deviazione massima dell'ago.
Dopo che il divisore è assemblato e l'indicazione funziona, è necessario calibrarlo; per fare ciò, aprire l'indicatore e incollare la carta pulita sulla vecchia scala e tagliarla lungo il contorno; è più conveniente tagliare la carta con una lama .
Quando tutto è incollato e asciutto, colleghiamo il multimetro in parallelo al nostro indicatore, e tutto questo all'alimentatore, segniamo 0 e aumentiamo la tensione a volt, segno, ecc.
Amperometro: per questo prendiamo un resistore da 0,27 ohm!!! e variabile a 50k, Lo schema di collegamento è sotto, utilizzando un resistore da 50k imposteremo la deviazione massima della freccia.
La graduazione è la stessa, cambia solo il collegamento, vedi sotto; come carico è ideale una lampadina alogena da 12 V.
Elenco dei radioelementi
| Designazione | Tipo | Denominazione | Quantità | Nota | Negozio | Il mio blocco note |
|---|---|---|---|---|---|---|
| VT1 | Transistor bipolare | KT315B | 1 | Al blocco note | ||
| VT2, VT4 | Transistor bipolare | KT815B | 2 | Al blocco note | ||
| VT3 | Transistor bipolare | KT805BM | 1 | Al blocco note | ||
| VD1 | Diodo Zener | D814D | 1 | Al blocco note | ||
| VDS1 | Ponte a diodi | 1 | Al blocco note | |||
| C1 | 100uF 25V | 1 | Al blocco note | |||
| C2, C4 | Condensatore elettrolitico | 2200uF 25V | 2 | Al blocco note | ||
| R2 | Resistore | 0,45 Ohm | 1 | Al blocco note | ||
| R3 | Resistore | 1 kOhm | 1 | Al blocco note | ||
| R4 | Resistore |
Molto spesso, durante i test, è necessario alimentare varie imbarcazioni o dispositivi. E usare le batterie, selezionando la tensione adeguata, non era più una gioia. Pertanto, ho deciso di assemblare un alimentatore regolato. Tra le varie opzioni che mi sono venute in mente, ovvero: convertire un alimentatore ATX per computer, o assemblarne uno lineare, o acquistare un kit KIT, o assemblare da moduli già pronti, ho scelto quest'ultima.
Questa opzione di assemblaggio mi è piaciuta per la sua conoscenza poco impegnativa dell'elettronica, la velocità di assemblaggio e, se succede qualcosa, la rapida sostituzione o aggiunta di qualsiasi modulo. Il costo totale di tutti i componenti era di circa $ 15 e la potenza era di circa 100 Watt, con una tensione di uscita massima di 23 V.
Per creare questo alimentatore regolato avrai bisogno di:
- Alimentatore switching 24V 4A
- Convertitore buck per XL4015 da 4-38 V a 1,25-36 V 5 A
- Volt-amperometro 3 o 4 caratteri
- Due convertitori step-down su LM2596 da 3-40 V a 1,3-35 V
- Due potenziometri e manopole da 10K per loro
- Due terminali per banane
- Tasto on/off e connettore di alimentazione 220V
- Ventola da 12V, nel mio caso sottile 80mm
- Qualsiasi corpo tu voglia
- Supporti e bulloni per il montaggio di schede
- I cavi che ho usato provenivano da un alimentatore ATX guasto.
Dopo aver reperito e acquistato tutti i componenti, procediamo al montaggio secondo lo schema sottostante. Usandolo, otterremo un alimentatore regolabile con una variazione di tensione da 1,25 V a 23 V e un limite di corrente a 5 A, oltre alla possibilità aggiuntiva di caricare i dispositivi tramite porte USB, la quantità di corrente consumata, che verrà visualizzata sul V-A metro.
Per prima cosa contrassegniamo e ritagliamo i fori per un volt-amperometro, manopole del potenziometro, terminali e uscite USB sul lato anteriore del case.
Usiamo un pezzo di plastica come piattaforma per collegare i moduli. Proteggerà da cortocircuiti indesiderati sull'alloggiamento.
Contrassegniamo e foriamo la posizione dei fori della scheda, quindi avvitiamo i rack.
Avvitiamo il cuscinetto di plastica al corpo.
Dissaldiamo il terminale dell'alimentatore e saldiamo tre fili su + e -, la lunghezza pretagliata. Una coppia andrà al convertitore principale, la seconda al convertitore per alimentare la ventola e il volt-amperometro, la terza al convertitore per le uscite USB.
Installiamo un connettore di alimentazione da 220 V e un pulsante di accensione/spegnimento. Saldare i fili.
Avvitiamo l'alimentatore e colleghiamo i cavi 220V al terminale.
Abbiamo risolto la fonte di alimentazione principale, ora passiamo al convertitore principale.
Saldiamo i terminali e le resistenze di taglio.
Saldiamo i fili ai potenziometri responsabili della regolazione della tensione e della corrente e al convertitore.
Saldiamo il filo rosso spesso dal misuratore VA e l'uscita plus dal generatore principale al terminale positivo di uscita.
Stiamo preparando un'uscita USB. Colleghiamo la data + e - per ciascuna USB separatamente in modo che il dispositivo collegato possa essere caricato e non sincronizzato. Saldare i fili ai contatti di potenza + e - in parallelo. È meglio prendere fili più spessi.
Saldare il filo giallo dal misuratore VA e il filo negativo dalle uscite USB al terminale di uscita negativo.
Colleghiamo i cavi di alimentazione della ventola e del misuratore VA alle uscite del convertitore aggiuntivo. Per la ventola è possibile montare un termostato (schema sotto). Avrai bisogno di: un transistor MOSFET di potenza (canale N) (l'ho preso dal cablaggio di alimentazione del processore sulla scheda madre), un trimmer da 10 kOhm, un sensore di temperatura NTC con resistenza da 10 kOhm (termistore) (l'ho preso da un alimentatore ATX rotto). Fissiamo il termistore con colla a caldo al microcircuito del convertitore principale o al radiatore su questo microcircuito. Usando un trimmer, lo impostiamo su una certa temperatura quando la ventola funziona, ad esempio 40 gradi.
Saldiamo il plus delle uscite USB all'uscita plus di un altro convertitore aggiuntivo.
Prendiamo una coppia di fili dall'alimentatore e la saldiamo all'ingresso del convertitore principale, quindi la seconda all'ingresso aggiuntivo. convertitore per USB per fornire tensione in ingresso.
Avvitiamo la ventola con la griglia.
Saldare la terza coppia di fili dall'alimentatore all'extra. convertitore per ventilatore e misuratore VA. Avviciniamo tutto al sito.
Colleghiamo i fili ai terminali di uscita.
Avvitiamo i potenziometri sul lato anteriore dell'alloggiamento.
Alleghiamo le uscite USB. Per un fissaggio affidabile, è stato realizzato un fissaggio a forma di U.
Regoliamo le tensioni di uscita su ulteriori. convertitori: 5,3 V, tenendo conto della caduta di tensione quando si collega un carico a USB e 12 V.
Stringiamo i fili per un aspetto interno ordinato.
Chiudere l'alloggiamento con un coperchio.
Incolliamo le gambe per stabilità.
L'alimentatore regolato è pronto.
Versione video della recensione:
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Quando fanno qualcosa regolarmente, le persone si sforzano di semplificare il proprio lavoro creando vari dispositivi e dispositivi. Ciò vale pienamente per il business radiofonico. Quando si assemblano dispositivi elettronici, una delle questioni importanti rimane la questione dell'alimentazione. Pertanto, uno dei primi dispositivi che spesso assembla un radioamatore alle prime armi è questo.
Caratteristiche importanti dell'alimentatore sono la sua potenza, la stabilizzazione della tensione di uscita e l'assenza di ondulazioni, che possono manifestarsi, ad esempio, durante l'assemblaggio e l'alimentazione di un amplificatore, da questo alimentatore sotto forma di sottofondo o ronzio. Infine, per noi è importante che l'alimentatore sia universale in modo che possa essere utilizzato per alimentare molti dispositivi. E per questo è necessario che possa produrre diverse tensioni di uscita.
Una soluzione parziale al problema potrebbe essere un adattatore cinese con commutazione della tensione di uscita. Ma un tale alimentatore non ha la possibilità di essere regolato in modo fluido e non ha la stabilizzazione della tensione. In altre parole, la tensione in uscita “salta” a seconda della tensione di alimentazione di 220 volt, che spesso diminuisce la sera, soprattutto se si vive in una casa privata. Inoltre, la tensione all'uscita dell'alimentatore (PSU) potrebbe diminuire quando viene collegato un carico più potente. L'alimentatore proposto in questo articolo, con stabilizzazione e regolazione della tensione in uscita, non presenta tutte queste carenze. Ruotando la manopola del resistore variabile, possiamo impostare qualsiasi tensione nell'intervallo da 0 a 10,3 volt, con possibilità di regolazione fluida. Impostiamo la tensione all'uscita dell'alimentatore in base alle letture del multimetro in modalità voltmetro, corrente continua (DCV).
Ciò può tornare utile più di una volta, ad esempio, durante il test dei LED, che, come sapete, non amano essere alimentati con una tensione troppo elevata rispetto a quella nominale. Di conseguenza, la loro durata può essere drasticamente ridotta e, in casi particolarmente gravi, il LED può bruciarsi immediatamente. Di seguito è riportato uno schema di questo alimentatore:
Il design di questo RBP è standard e non ha subito modifiche significative dagli anni '70 del secolo scorso. Le prime versioni dei circuiti utilizzavano transistor al germanio, le versioni successive utilizzavano una base di elementi moderna. Questo alimentatore è in grado di fornire potenza fino a 800 - 900 milliampere, a condizione che sia presente un trasformatore che fornisca la potenza richiesta.
La limitazione nel circuito è il ponte a diodi utilizzato, che consente correnti fino a un massimo di 1 ampere. Se è necessario aumentare la potenza di questo alimentatore, è necessario prendere un trasformatore più potente, un ponte a diodi e aumentare l'area del radiatore, oppure se le dimensioni del case non lo consentono, è possibile utilizzare il raffreddamento attivo (più fresco) . Di seguito l'elenco delle parti necessarie per il montaggio:
Questo alimentatore utilizza il transistor domestico ad alta potenza KT805AM. Nella foto qui sotto potete vederne l'aspetto. La figura adiacente ne mostra la piedinatura:
Questo transistor dovrà essere collegato al radiatore. Nel caso di fissare il radiatore al corpo metallico dell'alimentatore, ad esempio, come ho fatto io, sarà necessario posizionare una guarnizione in mica tra il radiatore e la piastra metallica del transistor, alla quale dovrà essere adiacente il radiatore. Per migliorare il trasferimento di calore dal transistor al dissipatore di calore, è necessario applicare la pasta termica. In linea di principio, andrà bene qualsiasi utilizzato per l'applicazione al processore di un PC, ad esempio lo stesso KPT-8.
Il trasformatore dovrebbe produrre una tensione di 13 volt sull'avvolgimento secondario, ma in linea di principio è accettabile una tensione compresa tra 12 e 14 volt. L'alimentatore contiene un condensatore elettrolitico di filtraggio con una capacità di 2200 microfarad (di più è possibile, di meno non è consigliabile), per una tensione di 25 volt. Puoi prendere un condensatore progettato per una tensione più elevata, ma ricorda che tali condensatori sono generalmente di dimensioni maggiori. Nella figura seguente è mostrato il circuito stampato del programma sprint-layout, scaricabile nell'archivio generale, archivio allegato.
Ho assemblato l'alimentatore non esattamente utilizzando questa scheda, poiché avevo un trasformatore con un ponte a diodi e un condensatore di filtro su una scheda separata, ma questo non cambia l'essenza.
Un resistore variabile e un potente transistor, nella mia versione, sono collegati mediante montaggio sospeso, su fili. I contatti del resistore variabile R2 sono contrassegnati sulla scheda, R2.1 - R2.3, R2.1 è il contatto sinistro del resistore variabile, il resto viene contato da esso. Se, dopo tutto, i contatti sinistro e destro del potenziometro sono stati confusi durante la connessione e la regolazione non viene eseguita da sinistra - minimo, a destra - massimo, è necessario invertire i fili che vanno ai terminali estremi del potenziometro resistore variabile. Il circuito fornisce un'indicazione di accensione sul LED. L'accensione e lo spegnimento vengono effettuati tramite un interruttore a levetta, commutando l'alimentazione a 220 volt fornita all'avvolgimento primario del trasformatore. Ecco come si presentava l'alimentatore in fase di assemblaggio:
L'alimentazione viene fornita all'alimentatore tramite il connettore di alimentazione ATX nativo del computer, utilizzando un cavo staccabile standard. Questa soluzione permette di evitare il groviglio di fili che spesso si presenta sulla scrivania di un radioamatore.
La tensione all'uscita dell'alimentatore viene rimossa dai morsetti da laboratorio, sotto i quali è possibile serrare qualsiasi filo. A questi morsetti è anche possibile collegare le sonde multimetro standard con coccodrilli alle estremità, inserendole dall'alto, per una più comoda alimentazione di tensione al circuito assemblato.
Anche se, se vuoi risparmiare, puoi limitarti al semplice cablaggio alle estremità con morsetti a coccodrillo, fissati utilizzando morsetti da laboratorio. Se si utilizza un alloggiamento in metallo, posizionare un involucro di dimensioni adeguate sulla vite di fissaggio del morsetto per evitare cortocircuiti tra il morsetto e l'alloggiamento. Utilizzo questo tipo di alimentatore ormai da almeno 6 anni, ed ha dimostrato la fattibilità del suo montaggio e la facilità d'uso nella pratica quotidiana di un radioamatore. Buon assemblaggio a tutti! Soprattutto per il sito" Circuiti elettronici"AKV.
