Як зібрати блок живлення з регуляторами власноруч. Схеми джерел живлення своїми руками

Як самому зібрати простий блок живлення та потужне джерело напруги.
Деколи доводиться підключати різні електронні прилади, у тому числі саморобні, до джерела постійної напруги 12 вольт. Блок живлення нескладно зібрати самостійно протягом половини вихідного дня. Тому немає необхідності придбати готовий блок, коли цікавіше самостійно виготовити необхідну річ для своєї лабораторії.


Кожен, хто захоче зможе виготовити 12-ти вольтовий блок самостійно, без особливих труднощів.
Комусь необхідне джерело живлення підсилювача, а кому запитати маленький телевізор чи радіоприймач.
Крок 1: Які деталі необхідні для збирання блоку живлення.
Для складання блоку, заздалегідь підготуйте електронні компоненти, деталі та приладдя з якого збиратиметься сам блок.
-Монтажна плата.
-Чотири діоди 1N4001, або подібні. Міст діодний.
-Стабілізатор напруги LM7812.
-Малопотужний понижувальний трансформатор на 220 в, вторинна обмотка повинна мати 14В - 35В змінної напруги, зі струмом навантаження від 100 мА до 1А, залежно від того, яку потужність необхідно отримати на виході.
-Електролітичний конденсатор ємністю 1000мкФ – 4700мкФ.
-Конденсатор ємністю 1uF.
-Два конденсатори ємністю 100nF.
-Обрізання монтажного дроту.
-Радіатор, при необхідності.
Якщо необхідно отримати максимальну потужність джерела живлення, для цього необхідно підготувати відповідний трансформатор, діоди та радіатор для мікросхеми.
Крок 2: Інструменти.
Для виготовлення блоку необхідні інструменти для монтажу:
-Паяльник чи паяльна станція
-Кусачки
-Монтажний пінцет
-Кусачки для зачистки проводів
-Пристрій для відсмоктування припою.
-Викрутка.
І інші інструменти, які можуть бути корисними.
Крок 3: Схема та інші...


Для отримання 5-вольтового стабілізованого живлення, можна замінити стабілізатор LM7812 на LM7805.
Для збільшення здатності навантаження більше 0,5 ампер, знадобиться радіатор для мікросхеми, в іншому випадку він вийде з ладу від перегріву.
Однак, якщо необхідно отримати кілька сотень міліампер (менше, ніж 500 мА) від джерела, можна обійтися без радіатора, нагрівання буде незначним.
Крім того, до схеми додано світлодіод, щоб візуально переконатися, що блок живлення працює, але можна обійтися і без нього.

Схема блоку живлення 12в 30А.
При застосуванні одного стабілізатора 7812 як регулятор напруги і кількох потужних транзисторів, даний блок живлення здатний забезпечити вихідний струм навантаження до 30 ампер.
Мабуть, найдорожчою деталлю цієї схеми є силовий понижувальний трансформатор. Напруга вторинної обмотки трансформатора має бути на кілька вольт більше, ніж стабілізована напруга 12в, щоб забезпечити роботу мікросхеми. Необхідно мати на увазі, що не варто прагнути більшої різниці між вхідним і вихідним значенням напруги, так як при такому струмі тепловідвідний радіатор вихідних транзисторів значно збільшується в розмірах.
У трансформаторній схемі діоди, що застосовуються, повинні бути розраховані на великий максимальний прямий струм, приблизно 100А. Через мікросхему 7812 протікає максимальний струм у схемі не складе більше 1А.
Шість складових транзисторів Дарлінгтон типу TIP2955 включених паралельно, забезпечують навантажувальний струм 30А (кожен транзистор розрахований на струм 5А), такий великий струм вимагає і відповідного розміру радіатора, кожен транзистор пропускає через одну шосту частину струму навантаження.
Для охолодження радіатора можна застосувати маленький вентилятор.
Перевірка блоку живлення
При першому увімкненні не рекомендується підключати навантаження. Перевіряємо працездатність схеми: під'єднуємо вольтметр до вихідних клем і вимірюємо величину напруги, воно має становити 12 вольт, або дуже близько до нього значення. Далі підключаємо резистор навантаження 100 Ом, потужністю розсіювання 3 Вт, або подібне навантаження - типу лампи розжарювання від автомобіля. При цьому показ вольтметра не повинен змінюватися. Якщо на виході відсутня напруга 12 вольт, відключіть живлення та перевірте правильність монтажу та справність елементів.
Перед монтажем перевірте справність силових транзисторів, оскільки при пробитому транзисторі напруга з випрямляча прямо потрапляє на вихід схеми. Щоб уникнути цього, перевірте на коротке замикання силові транзистори, для цього виміряйте мультиметром окремо опір між колектором і емітером транзисторів. Цю перевірку необхідно провести до монтажу в схему.

Блок живлення 3 – 24в

Схема блоку живлення видає регульовану напругу в діапазоні від 3 до 25 вольт, при струмі максимального навантаження до 2А, якщо зменшити струмообмежувальний резистор 0,3 ом, струм може бути збільшений до 3 ампер і більше.
Транзистори 2N3055 та 2N3053 встановлюються на відповідні радіатори, потужність обмежувального резистора має бути не менше ніж 3 Вт. Регулювання напруги контролюється ОУ LM1558 або 1458. При використанні ОУ 1458 необхідно замінити елементи стабілізатора, що подають напругу з 8 виведення на 3 ОУ з дільника на резисторах номіналом 5.1 K.
Максимальна постійна напруга для живлення ОУ 1458 і 1558 відповідно 36 В і 44 В. Силовий трансформатор повинен видавати напругу як мінімум на 4 вольт більше, ніж стабілізована вихідна напруга. Силовий трансформатор у схемі має на виході напругу 25.2 вольт змінного струму з відведенням посередині. При перемиканні обмоток вихідна напруга зменшується до 15 вольт.

Схема блоку живлення на 1,5

Схема блоку живлення для отримання напруги 1,5 вольта, використовується понижувальний трансформатор, мостовий випрямляч з фільтром, що згладжує, і мікросхема LM317.

Схема регульованого блоку живлення від 1,5 до 12,5

Схема блоку живлення з регулюванням вихідної напруги для отримання напруги від 1,5 вольта до 12,5 вольт, як регулюючий елемент застосовується мікросхема LM317. Її необхідно встановити на радіатор, на ізолюючій прокладці для виключення замикання на корпус.

Схема блоку живлення з фіксованою вихідною напругою

Схема блоку живлення з фіксованою вихідною напругою напругою 5 вольт або 12 вольт. Як активний елемент застосовується мікросхема LM 7805, LM7812 вона встановлюється на радіатор для охолодження нагрівання корпусу. Вибір трансформатора наведено ліворуч на табличці. За аналогією можна виконати блок живлення та на інші вихідні напруги.

Схема блоку живлення потужністю 20 Ватт із захистом

Схема призначена для невеликого трансівера саморобного виготовлення, автор DL6GL. При розробці блоку ставилося завдання мати ККД не менше 50%, напруга живлення номінальна 13,8V, максимум 15V, струм навантаження 2,7а.
За якою схемою: імпульсне джерело живлення чи лінійне?
Імпульсні блоки живлення виходить малогабаритний і ккд хороший, але невідомо як поведеться в критичній ситуації, кидки вихідної напруги.
Незважаючи на недоліки обрано схему лінійного регулювання: досить об'ємний трансформатор, не високий ККД, необхідне охолодження та ін.
Застосовано деталі від саморобного блоку живлення 1980-х років: радіатор із двома 2N3055. Не вистачало ще тільки µA723/LM723-регулятор напруги та кілька дрібних деталей.
Регулятор напруги напруги зібраний на мікросхемі µA723/LM723 у стандартному включенні. Вихідні транзистори Т2, Т3 типу 2N3055 для охолодження встановлюються на радіатори. За допомогою потенціометра R1 встановлюється вихідна напруга в межах 12-15V. За допомогою змінного резистора R2 встановлюється максимальне падіння напруги на резисторі R7, яке становить 0,7В (між контактами 2 і 3 мікросхеми).
Для блоку живлення застосовується тороїдальний трансформатор (може бути будь-який на ваш розсуд).
На мікросхемі MC3423 зібрана схема спрацьовує при перевищенні напруги (викидах) на виході блоку живлення, регулюванням R3 виставляється поріг спрацьовування напруги на ніжці 2 з дільника R3/R8/R9 (2,6V опорна напруга), з виходу 8 подається напруга, що відкриває тиристор BT1 що викликає коротке замикання, що призводить до спрацьовування запобіжника 6,3а.

Для підготовки блоку живлення до експлуатації (запобіжник 6,3а поки не бере участь) виставити вихідну напругу, наприклад, 12.0В. Завантажте блок навантаженням, для цього можна підключити галогенну лампу 12В/20W. R2 налаштуйте, щоб падіння напруга було 0,7В (струм повинен бути в межах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Налаштовуємо спрацьовування захисту від перенапруги, для цього плавно виставляємо вихідну напругу 16В та регулюємо R3 на спрацьовування захисту. Далі виставляємо вихідну напругу в норму та встановлюємо запобіжник (до цього ставили перемичку).
Описаний блок живлення можна реконструювати для потужніших навантажень, для цього встановіть потужніший трансформатор, додатково транзистори, елементи обв'язки, випрямляч на власний розсуд.

Саморобний блок живлення на 3.3v

Якщо необхідний потужний блок живлення, на 3,3 вольта, його можна виготовити, переробивши старий блок живлення від пк або використовуючи наведені вище схеми. Наприклад, схема блоку живлення на 1,5 замінити резистор 47 ом більшого номіналу, або поставити для зручності потенціометр, відрегулювавши на потрібну напругу.

Трансформаторний блок живлення на КТ808

У багатьох радіоаматорів залишилися старі радянські радіодеталі, які валяються без діла, але які можна з успіхом застосувати і вони вірою та правдою вам довго будуть служити, одна з відомих схем UA1ZH, яка гуляє просторами інтернету. Багато копій і стріл зламано на форумах при обговоренні, що краще польовий транзистор або звичайний кремнієвий чи германієвий, яку температуру нагрівання кристала вони витримають і хто з них надійніший?
У кожної сторони свої аргументи, ну а ви можете дістати деталі і зробити ще один нескладний і надійний блок живлення. Схема дуже проста, захищена від перевантаження по струму і при паралельному включенні трьох КТ808 може видати струм 20А, у автора використовувався такий блок при 7 паралельних транзисторів і віддавав у навантаження 50А, при цьому ємність конденсатора фільтра була 120 000мкф. Необхідно враховувати, що контакти реле повинні комутувати такий великий струм.

За умови правильного монтажу, просідання вихідної напруги не перевищує 0.1 вольта

Блок живлення на 1000В, 2000В, 3000В

Якщо нам необхідно мати джерело постійної напруги на високу напругу живлення лампи вихідного каскаду передавача, що для цього застосувати? В інтернеті є багато різних схем блоків живлення на 600В, 1000В, 2000В, 3000В.
Перше: на високу напругу використовують схеми з трансформаторів як на одну фазу, так і на три фази (якщо є в будинку джерело трифазної напруги).
Друге: для зменшення габаритів та ваги використовують безтрансформаторну схему живлення безпосередньо мережу 220 вольт з множенням напруги. Найбільший недолік цієї схеми - відсутня гальванічна розв'язка між мережею і навантаженням, як вихід підключають це джерело напруги, дотримуючись фази і нуля.

У схемі є підвищує анодний трансформатор Т1 (на необхідну потужність, наприклад 2500 ВА, 2400В, струм 0,8 А) і знижуючий накальний трансформатор Т2 - ТН-46, ТН-36 та ін Для виключення кидків по струму при включенні та захисті діодів при заряді конденсаторів, застосовується включення через резистори R21 і R22, що гасять.
Діоди у високовольтному ланцюгу зашунтовані резисторами з метою рівномірного розподілу Uобр. Розрахунок номіналу за формулою R(Ом) = PIVх500. С1-С20 для усунення білого шуму та зменшення імпульсних перенапруг. Як діоди можна використовувати і мости типу KBU-810 з'єднавши їх за вказаною схемою і, відповідно, взявши потрібну кількість не забуваючи про шунтування.
R23-R26 для розряду конденсаторів після вимкнення мережі. Для вирівнювання напруги на послідовно з'єднаних конденсаторах паралельно ставляться вирівнюючі резистори, які розраховуються зі співвідношення на кожні 1 вольт доводиться 100 ом, але при високій напрузі резистори виходять досить великий потужності і тут доводиться лавірувати, враховуючи при цьому, що напруга холостого 41.

Ще за темою

Трансформаторний блок живлення 13,8 вольта 25 а для КВ трансівера своїми руками.

Ремонт та доопрацювання китайського блоку живлення для живлення адаптера.

Майстер, опис пристрою якого в першій частині, поставивши за мету зробити блок живлення з регулюванням, не став ускладнювати собі справу і просто використовував плати, які лежали без діла. Другий варіант передбачає використання ще більш поширеного матеріалу - до звичайного блоку було додано регулювання, мабуть, це дуже перспективне рішення при тому, що потрібні характеристики не будуть втрачені і реалізувати задум можна своїми руками навіть не самому досвідченому радіоаматору. У бонус ще два варіанти простих схем з усіма докладними поясненнями для початківців. Отже, на ваш вибір 4 способи.

Розкажемо, як зробити регульований блок живлення із непотрібної плати комп'ютера. Майстер взяв плату комп'ютера та випилив блок, який живить оперативну пам'ять.
Так він виглядає.

Визначимося, які деталі потрібно взяти, які ні, щоб відрізати те, що потрібно, щоби на платі були всі компоненти блоку живлення. Зазвичай імпульсний блок для подачі струму на комп'ютер складається з мікросхеми, шим контролера, ключових транзисторів, вихідного дроселя та вихідного конденсатора, вхідного конденсатора. На платі ще й навіщось присутній вхідний дросель. Його також залишив. Ключові транзистори – можливо два, три. Є посадкове місце по 3 транзистори, але в схемі не використовується.

Сама мікросхема шим контролера може мати такий вигляд. Ось вона під лупою.

Може виглядати як квадратик із маленькими висновками з усіх боків. Це типовий шим контролер на платі ноутбука.

Так виглядає блок живлення імпульсний відеокарті.

Так само виглядає блок живлення для процесора. Бачимо контролер і кілька каналів живлення процесора. 3 транзистори у разі. Дросель та конденсатор. Це один канал.
Три транзистори, дросель, конденсатор – другий канал. 3 канал. І ще два канали для інших цілей.
Ви знаєте як виглядає шим-контролер, дивіться під лупою його маркування, шукайте в інтернеті datasheet, завантажуєте PDF файл і дивіться схему, щоб нічого не наплутати.
На схемі бачимо шим-контролер, але з обох боків позначено, пронумеровано висновки.

Позначаються транзистори. Це дросель. Це вихідний конденсатор і вхідний конденсатор. Вхідна напруга в діапазоні від 1,5 до 19 вольт, але напруга живлення шим-контролера повинна бути від 5 до 12 вольт. Тобто може вийти, що буде потрібно окреме джерело живлення для шим-контролера. Вся обв'язка, резистори та конденсатори, не лякайтеся. Не потрібно знати. Все є на платі, ви не збираєте шим-контролер, а використовуєте готовий. Потрібно знати лише 2 резистори – вони задають вихідну напругу.

Резисторний дільник. Вся його суть у тому, щоб сигнал з виходу зменшити приблизно до 1 вольта і подати на вхід шим-контролера фідбек – зворотний зв'язок. Якщо коротко, то змінюючи номінал резисторів, можемо регулювати вихідну напругу. У наведеному випадку замість резистора фідбек майстер поставив підстроювальний резистор на 10 кілоом. Цього виявилося достатнім, щоб регулювати вихідну напругу від 1 до 12 вольт. На жаль, не на всіх шим-контролерах це можливо. Наприклад, на наших контролерах процесорів і відеокарт, щоб була можливість налаштовувати напругу, можливість розгону, вихідна напруга здається програмно по кількаканальній шині. Міняти вихідну напругу такого шим контролера можна хіба що тільки перемичками.

Отже, знаючи, як виглядає шим-контролер, елементи, які потрібні, вже можемо випилювати блок живлення. Але робити це потрібно акуратно, тому що довкола шим-контролера є доріжки, які можуть знадобитися. Наприклад, можна бачити – доріжка йде від бази транзистора до наших контролерів. Її складно було зберегти, довелося акуратно випилювати плату.

Використовуючи тестер у режимі продзвонювання та орієнтуючись на схему, припаяв дроти. Також користуючись тестером, знайшов 6 висновок шим-контролера і від нього продзвонив резистори зворотного зв'язку. Резистор знаходився рфб, його випаяв і замість нього від виходу припаяв підстроювальний резистор на 10 кілоом, щоб регулювати вихідну напругу, також шляхом про дзвінки з'ясував, що живлення шим-контролера безпосередньо пов'язане з вхідною лінією живлення. Це означає, що не вийде подавати на вхід більше 12 вольт, щоб не спалити шим-контролер.

Подивимося, як блок живлення виглядає у роботі

Припаяв штекер для вхідної напруги, індикатор напруги та вихідні дроти. Підключаємо зовнішнє живлення 12 вольт. Світиться індикатор. Вже налаштований на напругу 9,2 вольта. Спробуємо регулювати блок живлення викруткою.

Настав час зацінити, на що здатний блок живлення. Взяв дерев'яний брусок та саморобний дротяний резистор із ніхромового дроту. Його опір низький і разом із щупами тестера становить 1,7 Ом. Включаємо мультиметр до режиму амперметра, підключаємо його послідовно до резистори. Дивіться, що відбувається - резистор розжарюється до червона, напруга на виході практично не змінюється, а струм становить близько 4 ампер.

Раніше майстер уже робив схожі блоки живлення. Один вирізаний своїми руками із плати ноутбука.

Це так звана чергова напруга. Два джерела на 3,3 вольта та 5 вольт. Зробив йому на 3d принтер корпус. Також можете подивитися статтю, де робив схожий регульований блок живлення, також вирізав із плати ноутбука (https://electro-repair.livejournal.com/3645.html). Це теж шим контролер живлення оперативної пам'яті.

Як зробити регулюючий БП із звичайного, від принтера

Йтиметься про блок живлення принтера canon, струменевий. Вони багато хто залишаються без діла. Це насправді окремий пристрій, в принтері тримається на клямці.
Його характеристики: 24 вольти, 0,7 ампера.

Знадобився блок живлення для саморобного дриля. Він якраз підходить за потужністю. Але є один нюанс – якщо його так підключити, на виході отримаємо лише 7 вольт. Потрійний вихід, роз'єм і отримаємо всього лише 7 вольт. Як отримати 24 вольти?
Як отримати 24 вольти, не розбираючи блок?
Ну найпростіший - замкнути плюс із середнім виходом і отримаємо 24 вольти.
Спробуємо зробити. Підключаємо блок живлення до мережі 220. Беремо прилад і намагаємось виміряти. Під'єднаємо та бачимо на виході 7 вольт.
У нього центральний роз'єм не задіяний. Якщо візьмемо і приєднаємо до двох одночасно, напруга бачимо 24 вольти. Це найпростіший спосіб зробити так, щоб цей блок живлення не розбираючи, видавав 24 вольти.

Необхідний саморобний регулятор, щоб у деяких межах можна було регулювати напругу. Від 10 вольт до максимуму. Це легко зробити. Що для цього потрібно? Для початку розкрити сам блок живлення. Він зазвичай проклеєний. Як розкрити його, щоб не пошкодити корпус. Не треба нічого колупати, піддевати. Беремо дерев'янку помасивніше або є киянка гумова. Кладемо на тверду поверхню і по шву лупимо. Клей відходить. Потім по всіх боках простукали гарненько. Чудовим чином клей відходить і все розкривається. Усередині бачимо блок живлення.

Дістанемо плату. Такі БП легко переробити на потрібну напругу і можна зробити також регульований. На звороті, якщо перевернемо, є регульований стабілітрон tl431. З іншого боку, побачимо середній контакт іде на базу транзистора q51.

Якщо подаємо напругу, то цей транзистор відкривається і на резистивному дільнику з'являється 2,5 вольта, які потрібні для роботи стабілітрона. І на виході з'являється 24 вольти. Це найпростіший варіант. Як його завести можна ще – викинути транзистор q51 і поставити перемичку замість резистора r 57 і все. Коли будемо вмикати, завжди на виході безперервно 24 вольти.

Як зробити регулювання?

Можна змінити напругу, зробити з неї 12 вольт. Але, зокрема, майстру, це не потрібно. Потрібно зробити регульований. Як зробити? Цей транзистор викидаємо і замість резистор 57 на 38 кілома поставимо регульований. Є старий радянський на 3,3 кілооми. Можна поставити від 4,7 до 10, що є. Від даного резистора залежить тільки мінімальна напруга, до якої він зможе опускати його. 3,3 - дуже низько і не потрібно. Двигуни планується поставити на 24 вольти. І саме від 10 вольт до 24 – нормально. Кому потрібна інша напруга, можна більшого опору підстроювальний резистор.
Приступимо, випоюватимемо. Беремо паяльник, фен. Випаяв транзистор та резистор.

Підпаяв змінний резистор і спробуємо увімкнути. Подав 220 вольт, бачимо 7 вольт на нашому приладі та починаємо обертати змінний резистор. Напруга піднялася до 24 вольт і плавно-плавно обертаємо, вона падає – 17-15-14 тобто знижується до 7 вольт. Зокрема встановлено на 3,3 кому. І наша переробка виявилася цілком успішною. Тобто для цілей від 7 до 24 вольт цілком прийнятне регулювання напруги.

Такий варіант вийшов. Поставив змінний резистор. Ручку і вийшов регульований блок - цілком зручний.

Відео каналу "Технар".

Такі блоки живлення знайти у Китаї просто. Натрапив на цікавий магазин, який продає б/в блоки живлення від різних принтерів, ноутбуків та нетбуків. Вони розбирають і продають самі плати, повністю справні на різні напруги та струми. Найбільший плюс - це те, що вони розбирають фірмову апаратуру і всі блоки живлення якісні, з добрими деталями, у всіх є фільтри.
Фотографії – різні блоки живлення, стоять копійки, практично халява.

Простий блок із регулюванням

Простий варіант саморобного пристрою для живлення приладів із регулюванням. Схема популярна, вона поширена в Інтернеті та показала свою ефективність. Але є й обмеження, які показані на ролику разом із усіма інструкціями щодо виготовлення регульованого блоку живлення.

Саморобний регульований блок на одному транзисторі

Який можна зробити найпростіший регульований блок живлення? Це вдасться зробити на мікросхемі lm317. Вона вже сама з собою становить майже блок живлення. На ній можна виготовити як регульований напругою блок живлення, так і потоку. У цьому відео уроці показано пристрій регулювання напруги. Майстер знайшов нескладну схему. Вхідна напруга максимальна 40 вольт. Вихідний від 1,2 до 37 вольта. Максимальний вихідний струм 15 ампер.

Без тепловідведення, без радіатора максимальна потужність може бути лише 1 ват. А з радіатором 10 Вт. Список радіодеталей.


Приступаємо до збирання

Підключимо на вихід пристрою електронне навантаження. Подивимося, наскільки добре тримає струм. Виставляємо на мінімум. 7,7 вольта, 30 міліампер.

Все регулюється. Виставимо 3 вольти і додамо струм. На блоці живлення виставимо обмеження лише більше. Перекладаємо тумблер у верхнє положення. Нині 0,5 ампера. Мікросхема почав розігріватися. Без тепловідведення робити нічого. Знайшов якусь пластину ненадовго, але вистачить. Спробуємо ще раз. Є просідання. Але блок працює. Регулювання напруги триває. Можемо вставити цій схемі залік.

Відео Radioblogful. Відеоблог паяльника.

Регульоване джерело напруги від 5 до 12 вольт

Продовжуючи наш посібник з перетворення блоку живлення ATX на настільне джерело живлення, одним дуже хорошим доповненням до цього є стабілізатор позитивної напруги LM317T.

LM317T – це регульований 3-контактний позитивний стабілізатор напруги, здатний подавати різні виходи постійної напруги, відмінні від джерела постійної напруги +5 або +12 В, або як змінна вихідна напруга від кількох вольт до деякого максимального значення, всі з струму близько 1, 5 ампер.

За допомогою невеликої кількості додаткових схем, доданих до виходу блоку живлення, ми можемо отримати настільне джерело живлення, здатне працювати в діапазоні фіксованих або змінних напруг, як позитивних, так і негативних за своєю природою. Насправді це набагато простіше, ніж ви думаєте, оскільки трансформатор, випрямлення та згладжування вже були виконані БП заздалегідь, і все, що нам потрібно зробити, це підключити наше додаткове коло до виходу жовтого дроту +12 Вольт. Але, по-перше, давайте розглянемо фіксовану вихідну напругу.

Фіксоване джерело живлення 9В

У стандартному корпусі TO-220 є велика різноманітність триполюсних регуляторів напруги, при цьому найбільш популярним фіксованим стабілізатором напруги є позитивні регулятори серії 78xx, які варіюються від дуже поширеного фіксованого стабілізатора напруги 7805 +5 до 7824, + 24V фіксований регулятор. Існує також серія фіксованих негативних регуляторів напруги серії 79хх, які створюють додаткову негативну напругу від -5 до -24 вольт, але в цьому уроці ми будемо використовувати лише позитивні типи 78хх .

Фіксований 3-контактний регулятор корисний у додатках, де не потрібний регульований вихід, що робить вихідне джерело живлення простим, але дуже гнучким, оскільки вихідна напруга залежить лише від вибраного регулятора. Їх називають 3-контактними регуляторами напруги, тому що вони мають лише три клеми для підключення, і це відповідно Вхід , Загальнийі Вихід .

Вхідною напругою для регулятора буде жовтий провід + 12 від блоку живлення (або окремого джерела живлення трансформатора), який підключається між вхідною і загальною клемами. Стабілізований +9 вольт береться через вихід та загальний, як показано.

Схема регулятора напруги

Отже, припустимо, що ми хочемо отримати вихідну напругу +9 В від нашого настільного блоку живлення, тоді все, що нам потрібно зробити, це підключити регулятор напруги + 9 В до жовтого проводу + 12 В. Оскільки блок живлення вже виконав випрямлення та згладжування до виходу + 12 В, потрібні лише додаткові компоненти: конденсатор на вході та інший на виході.

Ці додаткові конденсатори сприяють стабільності регулятора і можуть бути в діапазоні від 100 до 330 нФ. Додатковий вихідний конденсатор ємністю 100 мкФ допомагає згладити характерні пульсації, забезпечуючи хороший перехідний процес. Цей конденсатор великої величини, розміщений на виході ланцюга джерела живлення, зазвичай називають конденсатором, що «згладжує».

Ці регулятори серії 78xxвидають максимальний вихідний струм близько 1,5 А при фіксованих стабілізованих напругах 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18 і 24 відповідно. Але що, якщо ми хочемо, щоб вихідна напруга становила + 9, але мав тільки регулятор 7805, + 5?. Вихід + 5 7805 відноситься до клеми «земля, Gnd» або «0 В».

Якби ми збільшили цю напругу на контакті 2 з 4 до 4 В, вихід також збільшився б ще на 4 В за умови достатньої вхідної напруги. Потім, помістивши невеликий 4-вольтний (найближче переважне значення 4,3 В) діод Зенера між контактом 2 регулятора і масою, ми можемо змусити стабілізатор 7805 5 В генерувати вихідну напругу +9 В, як показано на малюнку.

Збільшення вихідної напруги

Отже, як це працює? Стабілітрон 4,3 вимагає зворотного струму зміщення близько 5 мА для підтримки виходу з регулятором, що споживає близько 0,5 мА. Цей повний струм 5,5 мА подається через резистор R1 з вихідного контакту 3.

Таким чином, значення резистора, необхідного для регулятора 7805 буде R = 5 В / 5,5 мА = 910 Ом. Діод зворотного зв'язку D1, підключений через вхідні та вихідні клеми, призначений для захисту та запобігає зворотному зміщенню регулятора, коли вхідна напруга живлення вимкнена, а вихідне живлення залишається увімкненим або активним протягом короткого періоду часу через велику індуктивність. навантаження, таке як соленоїд або двигун.

Потім ми можемо використовувати 3-контактні регулятори напруги та відповідний стабілітрон для отримання різних фіксованих вихідних напруг від нашого попереднього джерела живлення в діапазоні від +5В до +12В. Але ми можемо покращити цю конструкцію, замінивши стабілізатор постійної напруги на регулятор змінної напруги, такий як LM317T .

Джерело змінної напруги

LM317T – це повністю регульований 3-контактний позитивний стабілізатор напруги, здатний подавати на 1,5 А вихідну напругу в діапазоні від 1,25 до трохи більше 30 Вольт. Використовуючи співвідношення двох опорів, один з яких є фіксованим значенням, а інше – змінним (або обидва фіксованим), ми можемо встановити вихідну напругу на бажаному рівні з відповідною вхідною напругою в діапазоні від 3 до 40 вольт.

Регулятор змінної напруги LM317T також має вбудовані функції обмеження струму та термічного відключення, що робить його стійким до коротких замикань та ідеально підходить для будь-якого низьковольтного чи домашнього настільного джерела живлення.

Вихідна напруга LM317T визначається співвідношенням двох резисторів зворотного зв'язку R1 і R2, які утворюють мережу дільників потенціалу на вихідній клемі, як показано нижче.

LM317T Регулятор змінної напруги

Напруга на резисторі R1 зворотного зв'язку є постійною опорною напругою 1,25, V ref, створюваним між клемою «вихід» і «регулювання». Струм регулювальної клеми є постійним струмом 100 мкА. Так як опорна напруга через резистор R1 є постійним, постійним струмом я тектиму через інший резистор R2 , в результаті чого вихідної напруги:

Потім будь-який струм, що протікає через резистор R1, також протікає через резистор R2 (ігноруючи дуже маленький струм на регулювальній клемі), причому сума падінь напруги на R1 і R2 дорівнює вихідної напруги Vout. Очевидно, що вхідна напруга Vin повинна бути як мінімум на 2,5 В більше, ніж потрібна вихідна напруга для живлення регулятора.

Крім того, LM317T має дуже хороше регулювання навантаження за умови, що мінімальний струм навантаження перевищує 10 мА. Таким чином, щоб підтримувати постійну опорну напругу 1.25V, мінімальне значення резистора зворотного зв'язку R1 має бути 1.25V / 10mA = 120 Ом, і це значення може варіюватися від 120 до 1000 Ом з типовими значеннями R 1 є приблизно 220 для хорошої стабільності.

Якщо знаємо значення необхідного вихідного напруги, Vout і резистор зворотний зв'язок R1 , скажімо, 240 Ом, ми можемо розрахувати значення резистора R2 з вищенаведеного рівняння. Наприклад, наша вихідна вихідна напруга 9 дасть резистивне значення для R2:

R1. ((Vout / 1,25) -1) = 240. ((9 / 1,25) -1) = 1488 Ом

або 1500 Ом (1 кОм) до найближчого кращого значення.

Звичайно, на практиці резистори R1 і R2 зазвичай замінюють потенціометром, щоб генерувати джерело змінної напруги, або декількома перемиканими попередньо встановленими опорами, якщо потрібно кілька фіксованих вихідних напруг.

Але для того, щоб зменшити математичні обчислення, необхідні для розрахунку значення резистора R2, щоразу, коли нам потрібна певна напруга, ми можемо використовувати стандартні таблиці опорів, як показано нижче, які дають нам вихідну напругу регуляторів для різних співвідношень резисторів R1 і R2 з використанням значень опору E24

Співвідношення опорів R1 до R2

Значення R2	Значення резистора R1
	150	180	220	240	270	330	370	390	470
100	2,08	1,94	1,82	1,77	1,71	1,63	1,59	1,57	1,52
120	2,25	2,08	1,93	1,88	1,81	1,70	1,66	1,63	1,57
150	2,50	2,29	2,10	2,03	1,94	1,82	1,76	1,73	1,65
180	2,75	2,50	2,27	2,19	2,08	1,93	1,86	1,83	1,73
220	3,08	2,78	2,50	2,40	2,27	2,08	1,99	1,96	1,84
240	3,25	2,92	2,61	2,50	2,36	2,16	2,06	2,02	1,89
270	3,50	3,13	2,78	2,66	2,50	2,27	2,16	2,12	1,97
330	4,00	3,54	3,13	2,97	2,78	2,50	2,36	2,31	2,13
370	4,33	3,82	3,35	3,18	2,96	2,65	2,50	2,44	2,23
390	4,50	3,96	3,47	3,28	3,06	2,73	2,57	2,50	2,29
470	5,17	4,51	3,92	3,70	3,43	3,03	2,84	2,76	2,50
560	5,92	5,14	4,43	4,17	3,84	3,37	3,14	3,04	2,74
680	6,92	5,97	5,11	4,79	4,40	3,83	3,55	3,43	3,06
820	8,08	6,94	5,91	5,52	5,05	4,36	4,02	3,88	3,43
1000	9,58	8,19	6,93	6,46	5,88	5,04	4,63	4,46	3,91
1200	11,25	9,58	8,07	7,50	6,81	5,80	5,30	5,10	4,44
1500	13,75	11,67	9,77	9,06	8,19	6,93	6,32	6,06	5,24

Змінюючи резистор R2 для потенціометра на 2 ком, ми можемо контролювати діапазон вихідної напруги нашого настільного джерела живлення від приблизно 1,25 вольт до максимальної вихідної напруги 10,75 (12-1,25) вольт. Тоді наша остаточна змінена схема змінного електроживлення показана нижче.

Ланцюг живлення змінної напруги

Ми можемо трохи покращити нашу базову схему регулятора напруги, підключивши амперметр та вольтметр до вихідних клем. Ці прилади візуально відображатимуть струм і напругу на виході регулятора змінної напруги. За бажанням у конструкцію також може бути включений запобіжник, що швидко діє, для забезпечення додаткового захисту від короткого замикання, як показано на малюнку.

Недоліки LM317T

Одним з основних недоліків використання LM317T як частина ланцюга живлення змінної напруги для регулювання напруги є те, що до 2,5 вольт падає або губиться у вигляді тепла через регулятор. Так, наприклад, якщо необхідна вихідна напруга має бути +9 вольт, то вхідна напруга має бути цілих 12 вольт або більше, якщо вихідна напруга повинна залишатися стабільною в умовах максимального навантаження. Це падіння напруги на регуляторі називається випаданням. Також через це падіння напруги потрібна деяка форма радіатора, щоб підтримувати регулятор у холодному стані.

На щастя, доступні регулятори змінної напруги з низьким падінням напруги, такі як регулятор низької напруги з низьким падінням напруги National Semiconductor "LM2941T", який має низьку напругу відключення всього 0,9 В при максимальному навантаженні. Це низьке падіння напруги обходиться дорого, оскільки цей пристрій здатний видавати лише 1,0 ампер з виходом змінної напруги від 5 до 20 вольт. Однак ми можемо використовувати цей пристрій для отримання вихідної напруги близько 11,1 В трохи нижче вхідної напруги.

Таким чином, щоб підбити підсумок, наше настільне джерело живлення, яке ми зробили зі старого блоку живлення ПК у попередньому навчальному посібнику, може бути перетворено для забезпечення джерела змінної напруги за допомогою LM317T для регулювання напруги. Підключивши вхід цього пристрою через жовтий вихідний провід + 12 В блоку живлення, ми можемо мати фіксовану напругу + 5 В + 12 В і змінну вихідну напругу в діапазоні від 2 до 10 вольт при максимальному вихідному струмі 1,5 А.

Імпульсні блоки живлення часто використовуються радіоаматорами в саморобних конструкціях. При порівняно малих габаритах можуть забезпечити високу вихідну потужність. Із застосуванням імпульсної схеми стало реально отримати вихідну потужність від кількох сотень до кількох тисяч Ват. При цьому розміри самого імпульсного трансформатора не більші за коробку з-під сірників.

Імпульсні блоки живлення - принцип роботи та особливості

Основна особливість імпульсних БП у підвищеній робочій частоті, яка у сотні разів більша за мережну частоту 50 Гц. При високих частотах з мінімальними кількостями витків в обмотках можна отримати велику напругу. Наприклад, для отримання 12 Вольт вихідної напрузі при струмі 1 Ампер (у випадку мережевого трансформатора), потрібно намотати 5 витків дротом перетином приблизно 0,6-0,7 мм.

Якщо говорити про імпульсний трансформатор, що задає схема якого, працює на частоті 65 кГц, то для отримання 12 Вольт зі струмом 1А, достатньо намотати всього 3 витки дротом 0,25-0,3 мм. Саме тому багато виробників електроніки використовують саме імпульсний блок живлення.

Однак, незважаючи на те, що такі блоки набагато дешевші, компактніші, мають велику потужність і малу вагу, вони мають електронну начинку, отже - менш надійні, якщо порівняти з мережевим трансформатором. Довести їхню ненадійність дуже просто - візьміть будь-який імпульсний блок живлення без захисту і замкніть вихідні клеми. У найкращому разі блок вийде з ладу, у гіршому - вибухне і ніякий запобіжник не врятує блок.

Практика показує, що запобіжник в імпульсному блоці живлення згоряє в останню чергу, насамперед вилітають силові ключі і генератор, що задає, потім по черзі всі частини схеми.

Імпульсні БП мають низку захистів як на вході, так і на виході, але і вони рятують не завжди. Для того, щоб обмежити кидок струму при запуску схеми - майже у всіх ІІП з потужністю понад 50 Ватт використовують термістор, який стоїть на вході схем.

Давайте зараз розглянемо ТОП-3 найкращих схем імпульсних блоків живлення, які можна зібрати своїми руками.

Простий імпульсний блок живлення своїми руками

Розглянемо, як зробити найпростіший мініатюрний імпульсний блок живлення. Створити прилад за представленою схемою зможе будь-який радіоаматор-початківець. Він не тільки компактний, але й працює в широкому діапазоні напруги живлення.

Саморобний імпульсний блок живлення має відносно невелику потужність, в межах 2-х Ватт, зате він буквально невбивний, не боїться навіть довготривалих коротких замикань.

Схема простого імпульсного блоку живлення

Блок живлення є малопотужним імпульсним джерелом живлення автогенераторного типу, зібраний всього на одному транзисторі. Автогенератор запитується від мережі через струмообмежувальний резистор R1 та однопівперіодний випрямляч у вигляді діода VD1.

Трансформатор простого імпульсного блоку живлення

Імпульсний трансформатор має три обмотки, колекторна або первинна, базова обмотка та вторинна.

Важливим моментом є намотування трансформатора - і на друкованій платі, і на схемі вказані початки обмоток, тому проблем виникнути не повинно. Кількість витків обмоток ми запозичили від трансформатора для зарядки стільникових телефонів, так як схематика майже та сама, кількість обмоток те саме.

Першою мотаємо первинну обмотку, яка складається з 200 витків, переріз дроту від 0,08 до 0,1 мм. Потім ставимо ізоляцію і таким же дротом мотаємо базову обмотку, яка містить від 5 до 10 витків.

Поверх мотаємо вихідну обмотку, кількість її витків залежить від того, яка напруга потрібна. У середньому виходить близько 1 Вольта на один виток.

Відео про тестування даного блоку живлення:

Стабілізований імпульсний блок живлення на SG3525 своїми руками

Розглянемо крок за кроком, як зробити стабілізований блок живлення на мікросхемі SG3525. Відразу поговоримо про переваги цієї схеми. Перше, найважливіше – це стабілізація вихідної напруги. Також тут є софт старт, захист від короткого замикання та самозапит.

Для початку розглянемо схему пристрою.

Новачки відразу ж звернуть увагу на 2 трансформатори. У схемі один із них силовий, а другий – для гальванічної розв'язки.

Не варто думати, що через це схема ускладниться. Навпаки все стає простіше, безпечніше та дешевше. Наприклад, якщо ставити на виході мікросхеми драйвер, то для неї необхідна обв'язка.

Дивимося далі. У цій схемі реалізований мікростарт та самозапит.

Це дуже продуктивне рішення, воно дозволяє позбавитися потреби в черговому блоці живлення. І справді, робити блок живлення для блоку живлення не дуже хороша ідея, а таке рішення просто ідеальне.

Працює все таким чином: від постійного заряджається конденсатор і коли його напруга перевищить заданий рівень, відкривається даний блок і розряджає конденсатор на схему.

Його енергії цілком достатньо для запуску мікросхеми, а як тільки вона запустилася, напруга з вторинної обмотки почала живити саму мікросхему. Також до мікростарту необхідно додати цей резистор по виходу, він служить навантаженням.

Без цього резистора блок не запуститься. Даний резистор для кожного напруження свій і його необхідно розрахувати з таких міркувань, що при номінальній вихідній напрузі на ньому розсіювався 1 Вт потужності.

Вважаємо опір резистора:

R = U у квадраті/P
R = 24 у квадраті/1
R = 576/1 = 560 Ом.

Також на схемі є софт старт. Реалізовано він за допомогою цього конденсатора.

І захист по струму, який у разі короткого замикання почне скорочувати ширину ШІМ.

Частота даного блоку живлення змінюється за допомогою цього резистора і кондера.

Тепер поговоримо про найважливіше – стабілізацію вихідної напруги. За неї відповідають ці елементи:

Як бачимо тут встановлені 2 стабілітрони. З їхньою допомогою можна отримати будь-яку напругу на виході.

Розрахунок стабілізації напруги:

U вих = 2 + U стаб1 + U стаб2
U вих = 2 + 11 + 11 = 24В
Можлива похибка +- 0.5 ст.

Щоб стабілізація працювала коректно потрібен запас напруги в трансформаторі, інакше при зменшенні вхідної напруги мікросхема просто не зможе видати потрібної напруги. Тому при розрахунку трансформатора слід натиснути на цю кнопку і програма автоматично додасть вам напруги на вторинній обмотці для запасу.

Наразі можна перейти до розгляду друкованої плати. Як бачимо, тут все досить компактно. Також бачимо місце під трансформатор, він тороїдальний. Без особливих проблем його можна замінити на Ш-подібний.

Оптрон та стабілітрони розташовані біля мікросхеми, а не на виході.

Ну, нікуди їх було поставити на вихід. Якщо не подобається, зробіть розведення друкованої плати.

Ви можете спитати, чому б не збільшити плату і не зробити все нормально? Відповідь наступна: зроблено це з тим розрахунком, щоб дешевше було замовити плату з виробництва, оскільки плати розміром більше 100 кв. мм коштують набагато дорожче.

Ну, а тепер настав час зібрати схему. Тут усе стандартно. Запаюємо без особливих проблем. Намотуємо трансформатор і встановлюємо.

Перевіряємо напругу на виході. Якщо воно є, то вже можна включати в мережу.

Для початку перевіримо вихідну напругу. Як бачимо, блок розрахований на напругу 24В, але вийшло трохи менше через розкид стабілітронів.

Така похибка не є критичною.

Тепер перевіримо найголовніше - стабілізацію. Для цього візьмемо лампу на 24В потужністю 100Вт і підключимо її в навантаження.

Як бачимо, напруга не просіла і блок витримав без проблем. Можна навантажити ще сильніше.

Відео про цей імпульсний блок живлення:

Ми розглянули ТОП-3 найкращі схеми імпульсних блоків живлення. На їх основі можна зібрати простий БП, прилади на TL494 та SG3525. Покрокові фото та відео допоможуть вам розібратися у всіх питаннях з монтажу.

Деталі

Діодний міст на вході 1n4007 або готове діодне складання розраховане на струм не менше 1 А і зворотною напругою 1000 В.
Резистор R1 не менше двох ват можна і 5 Ватт 24 кОм, резистор R2 R3 R4 потужністю 0,25 Ватт.
Конденсатор електролітичний з високої сторони 400 вольт 47 мкф.
Вихідний 35 вольт 470 - 1000 мкф. Конденсатори фільтра плівкові розраховані на напругу не менше 250 0,1 - 0,33 мкФ. Конденсатор С5 – 1 нФ. Керамічний, конденсатор С6 керамічний 220 нФ, С7 плівковий 220 нФ 400 В. Транзистор VT1 VT2 N IRF840, трансформатор від старого блока живлення комп'ютера, діодний міст на виході повноцінний з чотирьох ультрашвидких діодів HER308 або інші аналогічні.
В архіві можна завантажити схему та плату:

(завантажень: 1555)

Друкована плата виготовлена ​​на шматку фольгованого одностороннього склотекстоліту методом ЛУТ. Для зручності підключення живлення та підключення вихідної напруги на платі стоять гвинтові клемники.

Схема імпульсного блоку живлення на 12 В

Перевага цієї схеми в тому, що ця схема дуже популярна у своєму роді і її повторюють багато радіоаматорів як свого першого імпульсного джерела живлення і ККД, а рази більше не кажучи вже і про розміри. Схема живиться від напруги 220 вольт по входу стоїть фільтр який складається з дроселя і двох плівкових конденсаторів розрахованих на напругу не менше 250 - 300 Вольт ємністю від 0,1 до 0,33 мкФ їх можна взяти з комп'ютерного блоку живлення.

У моєму випадку фільтра немає, але бажано поставити. Далі напруга надходить на діодний міст, розрахований на зворотну напругу не менше 400 Вольт і струмом не менше 1 Ампера. Можна і поставити готове діодне складання. Далі за схемою стоїть конденсатор, що згладжує, з робочою напругою 400 В, оскільки амплітудне значення мережевого напруга становить в районі 300 В. Ємність даного конденсатора підбирається наступним чином, 1 мкФ на 1 Ватт потужності, так як я не збираюся викачувати з цього блоку великі у моєму випадку стоїть конденсатор на 47 мкФ, хоча з такої схеми можна і викачувати сотні ватів. Живлення мікросхеми береться зі зміни, тут організовано джерело живлення резистор R1 який забезпечує гасіння струму, бажано ставити потужніше не менше двох ват тому що здійснюється його нагрівання, потім напруга випрямляється всього одним діодом і надходить на згладжуючий конденсатор а потім на мікросхему. 1 виведення мікросхеми плюс живлення та 4 висновок це мінус живлення.

Можна і зібрати окреме джерело живлення для неї і подати згідно з полярністю 15 В. У нашому випадку мікросхема працює на частоті 47 - 48 кГц для такої частоти організований RC ланцюжок що складається з резистора R2 15 ком і плівкового або керамічного конденсатора на 1 нФ. При такому розкладі деталей мікросхема працюватиме правильно і вироблятиме прямокутні імпульси на своїх виходах, які надходять на затвори потужних польових ключів через резистори R3, R4, номінали їх можуть відхилятися в межах від 10 до 40 Ом. Транзистори необхідно ставити N канальні, в моєму випадку стоять IRF840 з робочою напругою стік виток 500 В і максимальним струмом стоку при температурі 25 градусів 8 А і максимальною потужністю, що розсіюється 125 Ватт. Далі за схемою стоїть імпульсний трансформатор, після нього йде повноцінний випрямляч з чотирьох діодів марки HER308, звичайні діоди тут не підійдуть так як вони не зможуть працювати на високих частотах, тому ставимо ультрашвидкі діоди і після моста напруга вже надходить на вихідний конденсатор 30 Вольт , Можна і 470 мкФ особливо великих ємностей в імпульсних блоках живлення не потрібно.

Повернемося до трансформатора, його можна знайти на платах комп'ютерних блоків живлення, визначити тут його не складно на фото видно найбільший ось він нам і потрібен. Щоб перемотати такий трансформатор, необхідно прослабити клей, яким склеєні половинки фериту, для цього беремо паяльник або паяльний фен і потихеньку прогріваємо трансформатор, можна опустити в окріп на кілька хвилин і акуратно роз'єднуємо половинки сердечника. Змотуємо всі базові обмотки, намотуватимемо свої. З розрахунку того що мені на виході потрібно отримати напругу в районі 12-14 Вольт, первинна обмотка трансформатора містить 47 витків дротом 0,6 мм у дві жили, робимо ізоляцію між намотуванням звичайним скотчем, вторинна обмотка містить 4 витка того ж дроту в 7 жил . ВАЖЛИВО робити намотування в один бік, кожен шар ізолювати скотчем, відзначаючи початок і кінець обмоток інакше ні чого працювати не буде, а якщо і тоді блок не зможе віддати всю потужність.

Перевірка блоку

Ну а тепер давайте протестуємо наш блок живлення так як мій варіант повністю справний, то я відразу підключаю в мережу без страхувальної лампи.
Перевіримо вихідну напругу як бачимо вона в районі 12 - 13 В небагато гуляє від перепадів напруги в мережі.

Як навантаження автомобільна лампа на 12 В потужністю 50 Ватт струм відповідно протікає 4 А. Якщо такий блок доповнити регулюванням струму та напруги, поставити вхідний електроліт більшої ємності, то можна сміливо збирати зарядний пристрій для авто та лабораторний блок живлення.

Перед запуском блоку живлення необхідно перевірити весь монтаж і включаємо в мережу через страхувальну лампу розжарювання 100 Ватт, якщо Лампа горить в повний розжар означає шукайте помилки при монтажі соплі не змитий флюс або несправний якийсь компонент і т.д. спалахнути і згаснути, це нам каже, що Конденсатор входу зарядився і помилок у монтажі немає. Тому перед встановленням компонентів на плату їх необхідно перевіряти, навіть якщо вони нові. Ще один немало важливий момент після запуску напруги на мікросхемі між 1 і 4 виведенням має бути не менше 15 В. Якщо це не так підбирати потрібно номінал резистора R2.

Виготовити блок живлення 12В своїми руками нескладно, але для цього вам знадобиться вивчити трохи теорії. Зокрема, з яких вузлів складається блок, що відповідає кожен елемент виробу, основні параметри кожного. Також важливо знати, які трансформатори потрібно використовувати. Якщо немає потрібного, то можна перемотати вторинну обмотку самостійно для отримання потрібної напруги на виході. Не зайвим буде дізнатися про методи травлення друкованих плат, а також виготовлення корпусу блоку живлення.

Компоненти блока живлення

Основний елемент будь-якого блоку живлення - це за його допомогою відбувається зниження напруги в мережі (220 Вольт) до 12 В. У конструкціях, розглянутих нижче, можна використовувати як саморобні трансформатори з перемотаною вторинною обмоткою, так і готові вироби, без модернізації. Потрібно лише враховувати всі особливості та проводити правильний розрахунок перерізу дроту та кількості витків.

Другий елемент за важливістю – це випрямляч. Виготовляється він із одного, двох чи чотирьох напівпровідникових діодів. Все залежить від типу схеми, за якою збирається саморобний блок живлення. Наприклад, для реалізації потрібно використовувати два напівпровідники. Для випрямлення без збільшення достатньо одного, але краще застосувати бруківку (усі пульсації струму згладжуються). Після випрямляча обов'язково наявність електролітичного конденсатора. Бажана установка стабілітрона з відповідними параметрами, він дозволяє на виході зробити стабільну напругу.

Що таке трансформатор

Трансформатори, що використовуються для випрямлячів, мають такі компоненти:

1. Сердечник (магнітопровід, з металу чи феромагнетика).
2. Мережеву обмотування (первинна). Живиться від 220 Вольт.
3. Вторинну обмотку (знижуючу). Служить для підключення випрямляча.

Тепер про всі елементи докладніше. Сердечник може мати будь-яку форму, але найбільш поширені Ш-подібні та U-подібні. Рідше трапляються тороїдальні, але в них специфіка інша, частіше застосовуються в інверторах (перетворювачах напруги, наприклад, з 12 в 220 Вольт), ніж у звичайних пристроях. Блок живлення 12В 2А доцільніше робити з використанням трансформатора, що має Ш-подібний або U-подібний осердя.

Обмотки можуть розташовуватися як один на одному (спочатку первинна, а після вторинна), на одному каркасі, так і на двох котушках. Як приклад можна навести трансформатор з U-подібним осердям, на якому є дві котушки. На кожній з них зроблена намотування половини первинної та вторинної обмоток. При підключенні трансформатора потрібно з'єднувати послідовно висновки.

Як зробити розрахунок трансформатора

Допустимо, ви вирішили намотати вторинну обмотку трансформатора самостійно. Для цього вам треба буде дізнатися величину головного параметра – напруги, яку можна буде зняти з одного витка. Це найпростіший спосіб, яким можна скористатися під час виготовлення трансформатора. Набагато складніше обчислити всі параметри, якщо потрібно намотування не тільки вторинної, а й первинної обмотки. Необхідно для цього знати перетин магнітопроводу, його проникність та властивості. Якщо розраховувати блок живлення 12В 5А самому, цей варіант виходить більш точним, ніж підлаштовуватися під готові параметри.

Первинну обмотку намотувати складніше, ніж вторинну, тому що в ній може бути кілька тисяч витків тонкого дроту. Можна спростити завдання та саморобний блок живлення виготовити за допомогою спеціального верстата.

Щоб розрахувати вторинну обмотку, потрібно намотати 10 витків тим дротом, який плануєте використовувати. Зберіть трансформатор і, дотримуючись техніки безпеки, підключіть його первинну обмотку до мережі. Проведіть вимір напруги на висновках вторинної обмотки, отримане значення розділіть на 10. Тепер число 12 розділіть на отримане значення. І отримуєте кількість витків, необхідну для розвитку 12 Вольт. Можна додати небагато, щоб компенсувати (достатньо збільшити на 10%).

Діоди для блоку живлення

Вибір напівпровідникових діодів, які використовуються у випрямлячі блоку живлення, безпосередньо залежить від того, які параметри трансформатора необхідно отримати. Чим більша сила струму на вторинній обмотці, тим потужніше діоди необхідно використовувати. Перевагу варто віддавати тим деталям, які виготовлені на основі кремнію. Але не варто брати високочастотні, тому що вони не призначені для використання у пристроях. Їхнє основне призначення - детектування високочастотного сигналу в радіоприймальних та передавальних пристроях.

Ідеальне рішення для малопотужних блоків живлення - це застосування діодних складання, 12В 5А з їх допомогою можна розмістити в набагато меншому корпусі. Діодні зборки – це набір із чотирьох напівпровідникових діодів. Використовуються вони виключно для випрямлення змінного струму. Працювати з ними набагато зручніше, не потрібно робити багато з'єднань, достатньо на два висновки подати напругу від вторинної обмотки трансформатора, а з тих, що залишилися, зняти постійне.

Стабілізація напруги

Після виготовлення трансформатора обов'язково здійсніть замір напруги на висновках його вторинної обмотки. Якщо воно перевищує значення 12 Вольт, необхідно провести стабілізацію. Навіть найпростіший блок живлення 12В погано працюватиме без цього. Слід врахувати, що в мережі живлення величина напруги непостійна. Підключіть вольтметр до розетки та проведіть виміри у різний час. Так, наприклад, удень воно може підскочити до 240 Вольт, а ввечері опуститись навіть до 180. Все залежить від навантаження на лінію електропередач.

Якщо у вас у первинній обмотці трансформатора змінюється напруга, то воно буде нестабільним і у вторинному. Щоб компенсувати це, потрібно застосувати пристрої, які називаються стабілізаторами напруги. У нашому випадку можна використовувати стабілітрони з відповідною величиною параметрів (струму та напруги). Стабілітронів безліч, підберіть необхідні елементи до того, як робити 12В блок живлення.

Існують і більш «просунуті» елементи (типу КР142ЕН12), які є комплектом з декількох стабілітронів і пасивних елементів. Їх характеристики набагато кращі. Також зустрічаються і закордонні аналоги таких пристроїв. Необхідно познайомитися з цими елементами до того, як зробити блок живлення 12В ви вирішите самостійно.

Особливості імпульсних блоків живлення

Блоки живлення такого типу знайшли широке застосування у персональних комп'ютерах. У них на виході є два значення напруги: 12 Вольт – для живлення приводів дисководів, 5 Вольт – для функціонування мікропроцесорів та інших пристроїв. Відмінність від простих блоків живлення полягає в тому, що на виході сигнал не постійний, а імпульсний - формою схожий на прямокутники. У перший час сигнал з'являється, в другий він дорівнює нулю.

Також є відмінності у схемі пристрою. Для нормального функціонування саморобний імпульсний блок живлення потребує випрямлення напруги без попереднього зниження його значення (на вході відсутній трансформатор). Використовувати імпульсні блоки живлення можна як самостійні пристрої, і їх модернізовані аналоги - акумуляторні батареї. У результаті можна отримати найпростіший безперебійник, причому його потужність залежатиме від параметрів блоку живлення та типу батарей, що використовуються.

Як отримати безперебійне харчування?

Блок живлення достатньо підключити паралельно до акумуляторної батареї, щоб при вимкненні електрики всі пристрої продовжили працювати в нормальному режимі. При підключеній мережі блок живлення здійснює зарядку батареї, принцип схожий з роботою електропостачання автомобіля. А коли безперебійний блок живлення 12В відключаєте від мережі, відбувається напруга на всю апаратуру від акумулятора.

Але бувають випадки, коли необхідно на виході отримати напругу 220 Вольт, наприклад, для живлення персональних комп'ютерів. У цьому випадку потрібно впровадження в схему інвертора - пристрою, яке перетворює постійну напругу 12 Вольт на змінну 220. Схема виявляється складніше, ніж у простого блоку живлення, але зібрати його можна.

Фільтрування та відсікання змінної складової

Важливе місце у випрямлювальній техніці займають фільтри. Погляньте на блок живлення 12В, схема якого найпоширеніша. Вона складається з конденсатора, опору. Фільтри відсікають усі зайві гармоніки, залишаючи на виході блоку живлення постійну напругу. Наприклад, найпростіший фільтр – це електролітичний конденсатор з великою ємністю. Якщо поглянути на його роботу при постійному та змінному напруженні, то стає зрозумілим його принцип функціонування.

У першому випадку він має певний опір і в схемі заміщення може бути замінений на постійний резистор. Актуально це для проведення розрахунків з теорем Кірхгофа.

У другому випадку (при протіканні змінного струму) конденсатор стає провідником. Іншими словами, його можна замінити перемичкою, яка не має опору. Вона з'єднає обидва виходи. При докладнішому вивченні можна побачити, що змінна складова піде, адже виходи замикаються під час протікання струму. Залишиться лише постійна напруга. Крім того, для швидкого розряду конденсаторів блок живлення 12В, що збирається, своїми руками необхідно на виході укомплектувати резистором з великим опором (3-5 МОм).

Виготовлення корпусу

Для виготовлення корпусу блоку живлення ідеально підійдуть алюмінієві куточки та пластини. Спочатку необхідно зробити своєрідний скелет конструкції, який згодом можна обшити листами з алюмінію відповідної форми. Для зменшення ваги блоку живлення можна як обшивку використовувати тонший метал. Виготовити блок живлення 12В своїми руками із таких підручних матеріалів нескладно.

Ідеально підійде корпус від мікрохвильової печі. По-перше, метал досить тонкий та легкий. По-друге, якщо зробити все акуратно, то лакофарбове покриття не зашкодить, тому зовнішній вигляд залишиться привабливим. По-третє, розмір обшивки мікрохвильової печі досить великий, що дозволяє зробити практично будь-який корпус.

Виготовлення друкованої плати

Підготуйте фольгований текстоліт, при цьому обробіть металевий шар розчином соляної кислоти. Якщо такого немає, то можна використовувати електроліт, що заливається в акумуляторні батареї автомобілів. Ця процедура дозволить знежирити поверхню. Працюйте щоб виключити попадання розчинів на шкіру, адже можна отримати сильний опік. Після цього промийте водою з додаванням соди (можна мила, щоб нейтралізувати кислоту). І можна наносити малюнок

Зробити малюнок можна за допомогою спеціальної програми для комп'ютерів, так і вручну. Якщо ви виготовляєте звичайний блок живлення 12В 2А, а не імпульсний, кількість елементів мінімальна. Тоді при нанесенні малюнка можна обійтися без програм для моделювання, досить нанести його на поверхню фольги. Бажано зробити два-три шари, давши попередньому висохнути. Непогані результати можуть дати застосування лаку (наприклад, для нігтів). Щоправда, малюнок може вийти нерівним через кисть.

Як протруїти плату

Підготовлену та просушену плату помістіть у розчин хлорного заліза. Насиченість його має бути такою, щоб мідь якнайшвидше роз'їдалася. Якщо процес йде повільно, рекомендується збільшити концентрацію хлорного заліза у воді. Якщо це не допомагає, то спробуйте нагріти розчин. Для цього наберіть у ємність воду, встановіть у неї банку з розчином (не забувайте про те, що його бажано зберігати у пластиковій або скляній тарі) та нагрівайте на повільному вогні. Тепла вода нагріватиме розчин хлорного заліза.

Якщо у вас багато часу або немає хлорного заліза, то скористайтеся сумішшю із солі та мідного купоросу. Плата готується аналогічно, після чого поміщається в розчин. Недолік способу - плата блоку живлення труїться дуже повільно, знадобиться майже доба для повного зникнення всієї міді з поверхні текстоліту. Але через брак кращого, можна використовувати і такий варіант.

Монтаж компонентів

Після процедури травлення вам потрібно буде сполоснути плату, очистити від захисного шару доріжки, знежирити їх. Намітьте розташування всіх елементів, просвердліть отвори для них. Більше 1,2 мм свердло не варто застосовувати. Встановіть усі елементи та припаяйте їх до доріжок. Після цього необхідно всі доріжки покрити шаром олова, тобто зробити їхнє лудіння. Виготовлений блок живлення 12В своїми руками із лудінням монтажних доріжок прослужить вам набагато довше.