Jak zrobić zasilacz ławkowy: 20 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Zasilacz stołowy jest niezwykle przydatnym zestawem dla hobbystów elektroniki, ale może być drogi w przypadku zakupu na rynku. W tej instrukcji pokażę, jak zrobić zmienny zasilacz laboratoryjny przy ograniczonym budżecie. Jest to świetny projekt DIY dla początkujących, a także dla wszystkich zainteresowanych elektroniką.

[Odtwórz wideo]

Wszystkie moje projekty można znaleźć na:

Głównym celem projektu jest poznanie sposobu działania zasilacza liniowego. Na początku, aby wyjaśnić zasadę działania zasilacza liniowego, wziąłem przykład zasilacza opartego na LM 317. Do wykonania ostatecznego zasilacza Kupiłem zestaw zasilacza od Banggood i zmontowałem go.

Jest to wysokiej jakości stabilizowany zasilacz, dzięki któremu napięcie można regulować w sposób ciągły, a zakres regulacji napięcia wynosi 0-30V. Zawiera nawet obwód ograniczający prąd, który może skutecznie kontrolować prąd wyjściowy od 2mA do 3A z możliwością ciągłej regulacji prądu, a ta unikalna cecha sprawia, że urządzenie to jest nieodzownie potężnym narzędziem w laboratorium obwodów.

Funkcja:

Napięcie wejściowe: 24 V AC

Prąd wejściowy: maksymalnie 3A

Napięcie wyjściowe: regulacja ciągła od 0 do 30 V

Prąd wyjściowy: 2mA - 3A płynnie regulowany

Tętnienie napięcia wyjściowego: minimum 0,01%

Krok 1: Wymagane narzędzia i części

Lista części:

1. Transformator obniżający napięcie - 24V, 3A (Jaycar)

2. Zestaw zasilacza DIY (Banggood / Amazon)

3. Radiator i wentylator (Banggood)

4. Miernik panelowy Volt-Amp (Amazon)

5. Pokrętło potencjometru (Banggood)

6. Konwerter Buck (Amazonka)

7. Port USB (Amazonka)

8. Binding Post Banana Plug (Amazon)

9. Gniazdo zasilania IEC3 (Banggood)

10. Przełącznik kołyskowy (Banggood)

11. Zielona dioda LED (Amazonka)

12. Uchwyt LED (Banggod)

13. Rurka termokurczliwa (Banggood)

14. Samoprzylepne gumowe nóżki (Amazon)

15. Druk 3D filament-PLA (GearBest)

Używane narzędzia/maszyna

1. Drukarka 3D - Creality CR-10 (Creality CR10S) lub Creality CR-10 Mini

2. Lutownica (Amazonka)

3. DSO-RIGOL (Amazonka)

4. Pistolet do klejenia (Amazonka)

Krok 2: Podstawowy schemat blokowy

Zanim przejdziesz do procesu tworzenia, powinieneś znać podstawowe elementy zasilacza liniowego.

Głównymi elementami zasilacza liniowego są:

Transformator: Transformator zmienia napięcie sieci AC na pożądaną wartość. Służy do obniżania napięcia. Służy to również do odizolowania zasilania od wejścia sieciowego dla bezpieczeństwa.

Prostownik: Moc wyjściowa transformatora jest w AC, należy ją przekonwertować na DC. Mostek prostowniczy zamienia AC na DC.

Wejściowy kondensator wygładzający / filtr: wyprostowane napięcie z prostownika jest pulsującym napięciem stałym o bardzo dużej zawartości tętnień. Ale to nie jest to, czego chcemy, chcemy czystej fali prądu stałego bez tętnień. Obwód filtra służy do wygładzania zmian prądu przemiennego (tętnienia) z wyprostowanego napięcia. Do tego służą duże kondensatory zbiornikowe.

Regulator liniowy: napięcie lub prąd wyjściowy będzie się zmieniać, gdy nastąpi zmiana wejścia z sieci prądu przemiennego lub z powodu zmiany prądu obciążenia na wyjściu zasilacza. Ten problem można wyeliminować za pomocą regulatora napięcia. stały, nawet gdy wystąpią zmiany na wejściu lub jakiekolwiek inne zmiany.

Obciążenie: Obciążenie aplikacji

Krok 3: Transformator

Wprowadź wysokie napięcie AC przechodzące do transformatora, który zwykle obniża wysokie napięcie AC z sieci zasilającej do niskiego napięcia AC wymaganego dla naszej aplikacji. Do projektowania zasilacza napięcie wtórne transformatora jest wybierane, biorąc pod uwagę napięcie wyjściowe zasilacza, straty w mostku diodowym i regulatorze liniowym. Typowy przebieg transformatora 24 V pokazano powyżej. Zasadniczo dopuszczamy spadek około 2 V - 3 V dla konfiguracji prostownika mostkowego. Napięcie wtórne transformatora można więc obliczyć jak poniżej

Przykład:

Załóżmy, że chcemy wykonać zasilacz o napięciu wyjściowym 30V i 3A.

Przed mostkiem prostowniczym napięcie musi wynosić = 30 + 3 = 33 V (Peak)

Czyli napięcie RMS = 33 /sq pierwiastek (2) = 23,33 V

Najbliższy dostępny na rynku przekładnik napięciowy to 24V. Tak więc nasza ocena transformatora to 230V/24V, 3A.

Uwaga: Powyższe obliczenie jest przybliżonym oszacowaniem zakupu transformatora. W celu dokładnego obliczenia należy wziąć pod uwagę również spadek napięcia na diodach, spadek napięcia regulatora, napięcie tętnienia i sprawność prostownika.

Krok 4: Mostek prostowniczy

Mostek prostowniczy przekształca napięcie lub prąd przemienny na odpowiednią wielkość prądu stałego (DC). Wejście prostownika to prąd przemienny, podczas gdy jego wyjście jest jednokierunkowym pulsującym prądem stałym.

Spadek napięcia na diodzie ogólnego przeznaczenia wynosi około 0,7V, a na diodzie Schottky'ego 0,4V. W każdej chwili działają dwie diody w mostku prostowniczym. Ale ponieważ dioda przewodzi silnie, może skutecznie być wyższa. Dobra bezpieczna wartość to podwójna wartość standardowa lub 0,7 x 2 = 1,4 V.

Wyjście prądu stałego za prostownikiem mostkowym jest w przybliżeniu równe napięciu wtórnemu pomnożonemu przez 1,414 minus spadek napięcia na dwóch diodach przewodzących.

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

Krok 5: Kondensator wygładzający / filtr

Wyprostowane napięcie z prostownika jest pulsującym napięciem stałym o bardzo dużej zawartości tętnień. Duże tętnienia występujące na wyjściu sprawiają, że prawie niemożliwe jest użycie go w jakiejkolwiek aplikacji zasilającej. Dlatego stosuje się filtr. Najpopularniejszym filtrem jest użycie dużego kondensatora.

Wynikowy przebieg wyjściowy po kondensatorze wygładzającym pokazano powyżej.

Krok 6: Regulator

Napięcie lub prąd wyjściowy będzie się zmieniać lub wahać, gdy nastąpi zmiana wejścia z sieci prądu przemiennego lub z powodu zmiany prądu obciążenia na wyjściu regulowanego zasilacza lub z powodu innych czynników, takich jak zmiany temperatury. Problem ten można wyeliminować za pomocą układu scalonego regulatora lub odpowiedniego obwodu składającego się z kilku elementów. Regulator utrzyma stałą moc wyjściową nawet w przypadku zmian na wejściu lub jakichkolwiek innych zmian.

Układy scalone, takie jak 78XX i 79XX, służą do uzyskiwania stałych wartości napięć na wyjściu. Podczas gdy układy scalone, takie jak LM 317, możemy dostosować napięcie wyjściowe do wymaganej stałej wartości. LM317T to regulowany 3-zaciskowy regulator napięcia dodatniego, który może dostarczać różne Wyjścia napięcia stałego inne niż zasilacz o stałym napięciu. Powyższy przykładowy obwód wykorzystuje układ scalony regulatora napięcia LM3 17. Wyprostowane wyjście z pełnookresowego prostownika mostkowego jest podawane do układu scalonego regulatora LM317. Zmieniając wartość potencjometru zastosowanego w tym obwodzie można łatwo kontrolować napięcie wyjściowe.

Do tej pory wyjaśniłem, jak działa zasilacz liniowy. W kolejnych krokach wyjaśnię budowę zasilacza stołowego poprzez złożenie zestawu DIY.