A pad tápegységének elkészítése: 20 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

A pados tápegység rendkívül praktikus készlet az elektronikai rajongók számára, de drágák lehetnek, ha a piacon vásárolják. Ebben az Instructable -ben megmutatom, hogyan lehet korlátozott költségvetéssel készíteni egy változó laboratóriumi tápegységet. Ez egy nagyszerű DIY projekt kezdőknek, valamint az elektronika iránt érdeklődőknek.

[Videó lejátszása]

Az összes projektemet itt találod:

A projekt fő célja, hogy megtanulja, hogyan működik a lineáris tápegység. Kezdetben a lineáris tápegység működési elvének ismertetéséhez vettem egy példát az LM 317 alapú tápegységre. A végső tápegység elkészítéséhez, Vettem egy tápegység -készletet a Banggood -tól és összeszereltem.

Ez egy kiváló minőségű stabilizált feszültségforrás, amellyel a feszültség folyamatosan szabályozható, és a feszültség szabályozási tartománya 0-30V. Még egy áramkorlátozó áramkört is tartalmaz, amely hatékonyan tudja szabályozni a 2 mA és 3 A közötti kimeneti áramot azzal a képességgel, hogy folyamatosan szabályozza az áramot, és ez az egyedülálló tulajdonság teszi ezt az eszközt nélkülözhetetlenül hatékony eszközzé az áramkör laborjában.

Funkció:

Bemeneti feszültség: 24V AC

Bemeneti áram: maximum 3A

Kimeneti feszültség: 0 és 30 V között állítható

Kimeneti áram: 2mA - 3A folyamatosan állítható

Kimeneti feszültség hullámzása: minimum 0,01%

1. lépés: Szükséges eszközök és alkatrészek

Alkatrész lista:

1. Lépjen le a transzformátorról - 24V, 3A (Jaycar)

2. DIY tápegység készlet (Banggood / Amazon)

3. Hűtőborda és ventilátor (Banggood)

4. Volt-erősítő panelmérő (Amazon)

5. Potenciométer gomb (Banggood)

6. Buck Converter (Amazon)

7. USB -port (Amazon)

8. Kötés utáni banán dugó (Amazon)

9. IEC3 hálózati aljzat (Banggood)

10. Rocker kapcsoló (Banggood)

11. Zöld LED (Amazon)

12. LED tartó (Banggod)

13. Hőre zsugorodó cső (Banggood)

14. Öntapadó gumi lábak (Amazon)

15. 3D nyomtatás filament-PLA (GearBest)

Használt szerszámok/ gép

1. 3D nyomtató-Creality CR-10 (Creality CR10S) vagy Creality CR-10 Mini

2. Forrasztópáka (Amazon)

3. DSO-RIGOL (Amazon)

4. Ragasztópisztoly (Amazon)

2. lépés: Alapvető blokkdiagram

Mielőtt belekezdene a gyártási folyamatba, ismernie kell a lineáris tápegység alapvető összetevőit.

A lineáris tápegység fő elemei:

Transzformátor: A transzformátor a hálózati feszültséget a kívánt értékre változtatja. A feszültség csökkentésére szolgál. Ez azt is szolgálja, hogy a biztonság érdekében leválassza az áramellátást a hálózati bemenetről.

Egyenirányító: A transzformátor teljesítménye váltakozó áramú, ezt DC -re kell alakítani. A híd egyenirányító az AC -t DC -vé alakítja.

Bemeneti simító kondenzátor / szűrő: Az egyenirányító egyenirányított feszültsége lüktető egyenáramú feszültség, amelynek nagyon magas a hullámossága. De nem ezt akarjuk, hanem tiszta hullámzásmentes egyenáramú hullámformát akarunk. A szűrőáramkör az egyenáramú feszültség váltakozó feszültségének (hullámzásának) kiegyenlítésére szolgál. Ehhez nagy tároló kondenzátorokat használnak.

Lineáris szabályozó: A kimeneti feszültség vagy áram ingadozik, ha a hálózati bemenet megváltozik, vagy a terhelési áram változása miatt a tápegység kimenetén. Ez a probléma egy feszültségszabályozó használatával kiküszöbölhető. Ez fenntartja a kimenetet akkor is állandó, ha a bemeneten változások vagy egyéb változások történnek.

Betöltés: Alkalmazás betöltése

3. lépés: Transzformátor

A transzformátorba bemenő nagyfeszültségű váltóáramú bemenet, amely általában lekapcsolja a nagyfeszültségű váltakozó áramot a hálózatról az alkalmazásunkhoz szükséges kisfeszültségű váltakozó áramra. A tápegység tervezéséhez a transzformátor másodlagos feszültségét a tápegység kimeneti feszültségének figyelembevételével választják ki, veszteségek a dióda hídban és a lineáris szabályozóban. A fenti 24V -os transzformátor tipikus hullámformája látható. Általában körülbelül 2V - 3V -os csökkenést engedünk meg a híd egyenirányító konfigurációjában. Tehát a transzformátor másodlagos feszültsége az alábbiak szerint számítható

Példa:

Tegyük fel, hogy 30V és 3A kimeneti feszültségű tápegységet szeretnénk készíteni.

A híd egyenirányító előtt a feszültségnek = 30 + 3 = 33V (csúcs) kell lennie

Tehát az RMS feszültség = 33 /négyzetméter gyök (2) = 23,33 V

A piacon elérhető legközelebbi feszültség -transzformátor 24V. Tehát a transzformátor minősítése 230V/24V, 3A.

Megjegyzés: A fenti számítás durva becslés egy transzformátor megvásárlásához. A pontos számításhoz fontolja meg a diódák közötti feszültségesést, a szabályozó feszültségcsökkenését, a hullámzási feszültséget és az egyenirányító hatékonyságát is.

4. lépés: Híd egyenirányító

Az egyenirányító híd átalakítja a váltakozó feszültséget vagy áramot a megfelelő egyenáramú (DC) mennyiségre. Az egyenirányító bemenete váltakozó áramú, míg a kimenete egyirányú, lüktető egyenáramú.

Az általános célú dióda feszültségcsökkenése körülbelül 0,7 V, a schottky dióda pedig 0,4 V. Az egyenirányító hídban lévő diódák közül kettő bármikor működésben van. De mivel a dióda erősen vezet, ténylegesen magasabb lehet. Egy jó biztonságos érték a szabvány kétszerese, vagy 0,7 x 2 = 1,4 V.

Az egyenáramú kimenet a híd egyenirányító után megközelítőleg megegyezik a szekunder feszültséggel, megszorozva 1,414 -gyel mínusz a két vezető dióda feszültségcsökkenése.

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

5. lépés: A kondenzátor / szűrő simítása

Az egyenirányítóból származó egyenirányított feszültség lüktető egyenáramú feszültség, amelynek nagyon magas a hullámossága. A kimenetben található nagy hullámosság szinte lehetetlenné teszi bármilyen tápellátó alkalmazás használatát. Ezért szűrőt használnak. A leggyakoribb szűrő egy nagy kondenzátor használata.

A simító kondenzátor után kapott kimeneti hullámforma fent látható.

6. lépés: Szabályozó

A kimeneti feszültség vagy áram változik vagy ingadozik, ha a hálózati bemenet megváltozik, vagy a szabályozott tápegység kimeneti terhelési áramának változása vagy más tényezők, például a hőmérsékletváltozás miatt. Ez a probléma kiküszöbölhető egy szabályozó IC használatával vagy egy megfelelő, kevés alkatrészből álló áramkörrel. A szabályozó akkor is állandó értéken tartja a kimenetet, ha a bemeneten változások vagy egyéb változások történnek.

Az IC-ket, például a 78XX-et és a 79XX-et a kimeneti feszültség rögzített értékeinek elérésére használják. Ha olyan IC-k, mint az LM 317, a kimeneti feszültséget a kívánt állandó értékre állíthatjuk. Az LM317T egy állítható 3-kapocsos pozitív feszültségszabályozó, amely képes különböző feszültségeket szolgáltatni DC feszültségkimenetek, kivéve a rögzített feszültségű tápegységet. A fenti példaáramkör LM3 17 feszültségszabályozó IC -t használ. A teljes hullámú híd egyenirányító egyenirányított kimenete egy LM317 szabályozó IC -re kerül. Az áramkörben használt potenciométer értékének megváltoztatásával a kimeneti feszültség könnyen szabályozható.

Eddig elmagyaráztam, hogyan működik a lineáris tápegység. A következő lépésekben elmagyarázom a padtápegység építését egy DIY készlet összeállításával.