Zasilanie laboratoryjne zrób to sam. Domowe zasilanie: diagramy, instrukcje

Łatwo jest zrobić laboratoryjny zasilacz własnymi rękami, jeśli masz umiejętności posługiwania się lutownicą i rozumiesz obwody elektryczne. W zależności od parametrów źródła można go używać do ładowania akumulatorów, podłączania praktycznie dowolnego sprzętu gospodarstwa domowego, wykorzystywania do eksperymentów i eksperymentów podczas projektowania urządzeń elektronicznych. Najważniejszą rzeczą podczas instalacji jest stosowanie sprawdzonych schematów i jakości wykonania. Im bardziej niezawodna obudowa i połączenia, tym wygodniej jest pracować ze źródłem zasilania. Pożądane jest posiadanie regulacji i instrumentów do sterowania prądem wyjściowym i napięciem.

Najprostszy domowy zasilacz

Jeśli nie masz umiejętności w produkcji urządzeń elektrycznych, najlepiej zacząć od najprostszych, stopniowo przechodzących do skomplikowanych struktur. Skład najprostszego źródła stałego napięcia:

1. Transformator z dwoma uzwojeniami (pierwotny - do podłączenia do sieci, wtórny - do podłączenia odbiorników).
2. Jedna lub cztery diody prostownika prądu zmiennego.
3. Kondensator elektrolityczny do odcinania zmiennej składowej sygnału wyjściowego.
4. Podłączanie przewodów

W przypadku użycia jednego w schemacie dioda półprzewodnikowa, następnie uzyskaj prostownik półfalowy. Jeśli używasz zespołu diody lub obwodu mostka, zasilacz jest nazywany pełno-falową. Różnica w sygnale wyjściowym - w drugim przypadku mniejsze tętnienie.

Taki domowy zasilacz jest dobry tylko w przypadkach, gdy konieczne jest podłączenie urządzeń o jednym napięciu roboczym. Tak więc, jeśli zajmujesz się projektowaniem lub naprawą elektroniki samochodowej, lepiej wybrać transformator o napięciu wyjściowym 12-14 woltów. Liczba zwojów uzwojenia wtórnego zależy od napięcia wyjściowego, a natężenie prądu zależy od odcinka użytego drutu (im większa grubość, tym większy prąd).

Jak zrobić moc bipolarną?

Takie źródło jest niezbędne do zapewnienia działania niektórych mikroukładów (na przykład wzmacniaczy mocy i niskich częstotliwości). Dwubiegunowy zasilacz wyróżnia się następującą cechą: ma ujemny biegun na wyjściu, dodatni i wspólny. Aby zrealizować ten schemat, wymagane jest zastosowanie transformatora, którego uzwojenie wtórne ma średnią moc (a wartość napięcia przemiennego pomiędzy środkiem i granicą powinna być taka sama). Jeśli nie ma transformatora, który spełnia ten warunek, można uaktualnić dowolny, który ma uzwojenie sieciowe o napięciu 220 woltów.

Usuń uzwojenie wtórne, ale najpierw zmierz napięcie na nim. Policz liczbę zwojów i podziel według napięcia. Wynikowa liczba to liczba zwojów potrzebna do wygenerowania 1 wolta. Jeśli potrzebujesz dwubiegunowego zasilacza o napięciu 12 woltów, będziesz potrzebować dwóch identycznych uzwojeń. Podłącz początek jednego do końca drugiego i połącz to punkt środkowy z wspólnym przewodem. Dwa zaciski transformatora muszą być podłączone do zespołu diod. Różnica w stosunku do źródła unipolarnego - należy zastosować 2 kondensatory elektrolityczne połączone szeregowo, punkt środkowy jest podłączony do obudowy urządzenia.

Regulacja napięcia w jednobiegunowym zasilaniu

Zadanie może nie wydawać się bardzo proste, ale można wykonać regulowany zasilacz przez złożenie obwodu z jednego lub dwóch półprzewodnikowych tranzystorów. Ale na wyjściu należy zainstalować co najmniej woltomierz, aby monitorować napięcie. W tym celu można użyć czujnika zegarowego o akceptowalnym zakresie pomiarowym. Możesz kupić tani multimetr cyfrowy i dostosować go do swoich potrzeb. Aby to zrobić, konieczne będzie jego demontaż, zainstalowanie wymaganej pozycji przełącznika za pomocą lutowania (przy przedziale napięcia 1-15 woltów, urządzenie musi mierzyć napięcia do 20 woltów).

Regulowany zasilacz może być podłączony do dowolnego urządzenia elektrycznego. Na początku wystarczy ustawić wymaganą wartość napięcia, aby nie wyłączać urządzeń. Zmiana napięcia odbywa się za pomocą rezystora zmiennego. Możesz sam wybrać projekt. Może to być nawet urządzenie typu suwak, najważniejszą rzeczą jest zgodność z nominalnym oporem. Aby zasilacz był wygodny w użyciu, możesz go zainstalować zmienny rezystor sparowany z przełącznikiem. Pozwoli to pozbyć się zbędnego przełącznika i ułatwić odłączenie sprzętu.

Regulacja napięcia w bipolarnym źródle

Ten projekt będzie bardziej skomplikowany, ale można go wdrożyć dość szybko z wszystkimi niezbędnymi elementami. Nie każdy może wykonać prosty zasilacz laboratoryjny, a nawet dwubiegunowy i z regulacją napięcia. Schemat komplikuje fakt, że instalacja wymaga nie tylko półprzewodnikowego tranzystora działającego w trybie klucza, ale również wzmacniacz operacyjny diody Zenera. Podczas lutowania półprzewodników należy zachować ostrożność: staraj się nie ogrzewać ich zbyt mocno, ponieważ zakres dopuszczalnych temperatur jest bardzo mały. W wyniku nadmiernego nagrzewania kryształy germanu i krzemu zostają zniszczone, w wyniku czego urządzenie przestaje działać.

Kiedy robisz zasilacz laboratoryjny własnymi rękami, pamiętaj o jednym ważnym szczególe: tranzystory muszą być zamontowane na aluminiowym radiatorze. Im mocniejsze źródło zasilania, tym większy powinien być obszar grzejnika. Zwróć szczególną uwagę na jakość lutowania i przewodów. W przypadku urządzeń o małej mocy dozwolone jest stosowanie cienkich drutów. Ale jeśli prąd wyjściowy jest duży, konieczne jest użycie przewodów o grubej izolacji i dużym przekroju. Twoje bezpieczeństwo i użyteczność urządzenia zależy od niezawodności przełączania. Nawet zwarcie w obwodzie wtórnym może spowodować pożar, więc podczas produkcji zasilacza należy zachować ostrożność, aby go chronić.

Regulacja napięcia w stylu retro

Tak, to jest dokładnie sposób na wywołanie korekty w podobny sposób. Aby to zaimplementować należy przewinąć uzwojenie wtórne transformatora i wyciągnąć kilka wniosków w zależności od tego, jaki krok zmiany napięcia i zakresu potrzebujesz. Na przykład zasilacz laboratoryjny 30 V 10A w przyrostach 1 V powinien mieć 30 odprowadzeń. Między prostownikiem a transformatorem musi być zainstalowany przełącznik. Jest mało prawdopodobne, że znajdzie się na 30 pozycjach, a jeśli tak, to jego rozmiary będą bardzo duże. W przypadku instalacji w małej obudowie, wyraźnie nie nadaje się, więc lepiej jest używać standardowych napięć do produkcji - 5, 9, 12, 18, 24, 30 woltów. To wystarcza do wygodnego korzystania z urządzenia w domowych warsztatach.

Aby wyprodukować i obliczyć uzwojenie wtórne transformatora, należy wykonać następujące czynności:

1. Określ, jakie napięcie ma nastąpić w jednym obrocie uzwojenia. Dla wygody, nawiń 10 obrotów, włącz transformator w sieci i zmierz napięcie. Podziel uzyskaną wartość przez 10.
2. Nawiń uzwojenie wtórne, po odłączeniu transformatora od sieci. Jeśli ci się uda, że ​​jedna tura zbiera 0,5 V, wtedy, aby uzyskać 5 V, musisz dokonać wypłaty z 10. tury. I zgodnie z podobnym schematem, wykonaj krany dla pozostałych standardowych wartości napięcia.

Aby taki zasilacz laboratoryjny własnymi rękami był dla wszystkich, a co najważniejsze, nie trzeba lutować obwodu tranzystora. Podłączyć końcówki uzwojenia wtórnego do przełącznika, aby wartości napięcia zmieniały się z niskiego na wysoki. Wyjście centralne przełącznika jest podłączone do prostownika, dolna moc transformatora zgodnie ze schematem jest doprowadzana do obudowy urządzenia.

Funkcje przełączania zasilaczy

Takie schematy są stosowane w prawie wszystkich nowoczesnych urządzeniach - w ładowarkach telefonów, w zasilaczach komputerów i telewizorów itp. zasilanie, puls w szczególności okazuje się problematyczne: należy wziąć pod uwagę zbyt wiele niuansów. Po pierwsze, stosunkowo złożony schemat i trudna zasada działania. Po drugie, większość urządzenia działa pod wysokim napięciem, które jest równe temu, które przepływa w sieci. Zobacz główne węzły takiego zasilacza (na przykład komputer):

1. Moduł prostownika sieciowego przeznaczony do konwersji napięcia przemiennego o napięciu 220 woltów na prąd stały.
2. Inwerter, który konwertuje napięcie DC na sygnały prostokątne o wysokiej częstotliwości. Obejmuje to również specjalny rodzaj transformatora impulsowego, który zmniejsza napięcie do zasilania komponentów komputera.
3. Kierownictwo odpowiedzialne za prawidłowe działanie wszystkich elementów zasilacza.
4. Stopień amplifikacji przeznaczony do wzmocnienia sygnałów kontrolera PWM.
5. Jednostka stabilizacji i rektyfikacji wyjściowego napięcia impulsowego.

Podobne węzły i elementy występują we wszystkich zasilaczach impulsowych.

Zasilanie z komputera

Koszt nawet nowego zasilacza, który jest zainstalowany w komputerach, jest dość niski. Ale dostajesz gotowy wzór, nie możesz nawet zrobić podwozia. Wadą jest to, że na wyjściu dostępne są tylko standardowe wartości napięcia (12 i 5 woltów). Ale dla domowego laboratorium to wystarczy. Zasilacz laboratoryjny ATX jest popularny, ponieważ nie jest konieczne dokonywanie dużych przeróbek. Im prostszy projekt, tym lepiej. Ale są takie "choroby" w takich urządzeniach, ale można je po prostu wyleczyć.

Często nie działają kondensatory elektrolityczne. Elektrolit wypływa z nich, można go zobaczyć gołym okiem: warstwa tego roztworu pojawia się na płytce z obwodem drukowanym. Jest to żel lub ciecz, w końcu zestala się i staje się stały. Aby naprawić zasilacz laboratoryjny z zasilacza komputera, konieczne jest zainstalowanie nowych kondensatorów elektrolitycznych. Drugą awarią, która jest znacznie mniej powszechna, jest rozbicie jednej lub kilku diod półprzewodnikowych. Objawem jest uszkodzenie bezpiecznika zamontowanego na płytce z obwodem drukowanym. Aby naprawić, zadzwoń do wszystkich diod zainstalowanych w obwodzie mostka.

Sposoby ochrony zasilaczy

Najprostszym sposobem zabezpieczenia się jest zainstalowanie bezpieczników. Możesz używać takiego laboratoryjnego zasilacza z ochroną, nie obawiając się pożaru spowodowanego zwarciem. Aby wdrożyć to rozwiązanie, musisz zainstalować dwa bezpieczniki w obwodzie zasilania sieciowego. Należy je pobierać przy napięciu 220 woltów i prądzie około 5 amperów dla urządzeń o małej mocy. Na wyjściu zasilacza należy zainstalować bezpieczniki o odpowiednich parametrach. Na przykład, chroniąc obwód wyjściowy napięciem 12 wolt, można użyć bezpieczników stosowanych w samochodach. Bieżąca wartość jest wybierana na podstawie maksymalnej mocy konsumenta.

Ale na podwórku - wiek zaawansowanej technologii i ochrona z bezpiecznikami z ekonomicznego punktu widzenia nie jest zbyt opłacalna. Konieczne jest przeprowadzenie wymiany elementów po każdym przypadkowym wypasiu przewodów zasilających. Jako opcja - zamiast zwykłych bezpieczników do instalowania samouruchowczych bezpieczników. Ale mają mały zasób: mogą wiernie służyć przez kilka lat i mogą zawieść po 30-50 wyłączeniach. Ale laboratoryjny zespół napędowy 5A, jeśli jest złożony prawidłowo, działa prawidłowo i nie wymaga dodatkowych urządzeń zabezpieczających. Elementy nie mogą być nazwane niezawodnymi, często urządzenia domowe popadają w ruinę z powodu uszkodzenia takich bezpieczników. Zastosowanie przekaźnika lub obwodu tyrystorowego jest znacznie bardziej efektywne. Jako urządzenie awaryjnego wyłączania można również użyć triaków.

Jak zrobić przedni panel?

Większość prac to projekt obudowy, a nie montaż obwodu elektrycznego. Będziemy musieli uzbroić się w wiertarkę, pilniki, a jeśli zajdzie taka potrzeba, zabejcować również w branży farb. Możesz zrobić domowy zasilacz oparty na korpusie dowolnego urządzenia. Ale jeśli istnieje możliwość zakupu blachy aluminiowej, to jeśli chcesz, stworzysz piękne podwozie, które będzie Ci służyć przez wiele lat. Najpierw narysuj szkic, w którym umieścisz wszystkie elementy projektu. Zwróć szczególną uwagę na projekt panelu przedniego. Może być wykonany z cienkiego aluminium, tylko od wewnątrz można wykonać zbrojenie - przykręcić do naroży aluminiowych, które służą do nadania większej sztywności konstrukcji.

Panel przedni musi mieć otwory do instalacji. przyrządy pomiarowe Diody LED (lub żarówki żarowe), zaciski podłączone do wyjścia zasilacza, skrzynka bezpieczników (jeżeli wybrano tę opcję ochrony). Jeśli wygląd panelu przedniego nie jest zbyt atrakcyjny, należy go pomalować. Aby to zrobić, odtłuść i wygładź całą powierzchnię, aby zabłysnąć. Przed rozpoczęciem barwienia wykonaj wszystkie niezbędne dziury. Nałożyć 2-3 warstwy podkładu na rozgrzaną powierzchnię, pozostawić do wyschnięcia. Następnie nałóż tyle warstw farby. Jako lakier nawierzchniowy należy nanieść lakier. Dzięki temu potężny laboratoryjny zespół napędowy z uwagi na lakier i powstały połysk będzie wyglądał pięknie i atrakcyjnie, pasując do wnętrza każdego warsztatu.

Jak zrobić podwozie do zasilania?

Tylko ta konstrukcja, która jest całkowicie wykonana niezależnie, będzie wyglądać pięknie. Ale jako materiał możesz użyć czegokolwiek: od blachy aluminiowej i kończąc na przypadkach z komputerów osobistych. Trzeba tylko uważnie rozważyć całą strukturę, aby uniknąć nieprzewidzianych sytuacji. Jeśli etapy wyjściowe wymagają dodatkowego chłodzenia, zainstaluj w tym celu chłodnicę. Może pracować zarówno na stałe z włączonym urządzeniem, jak i w trybie automatycznym. Aby zrealizować to ostatnie, najlepiej jest użyć prostego mikrokontrolera i czujnika temperatury. Czujnik monitoruje wartość temperatury chłodnicy, a mikrokontroler zawiera wartość, przy której należy włączyć przepływ powietrza. Nawet zasilacz laboratoryjny 10A, którego moc jest dość duża, będzie działał stabilnie w takim układzie chłodzenia.

Do dmuchania potrzebne jest powietrze z zewnątrz, dlatego musisz zainstalować chłodnicę i grzejnik z tyłu zasilacza. Aby zapewnić sztywność podwozia, użyj aluminiowych narożników, z których najpierw utworzysz "szkielet", a następnie zainstaluj na nim skórę - płyty wykonane z tego samego aluminium. Jeśli to możliwe, połącz rogi za pomocą spawania, co zwiększy wytrzymałość. Dolna część obudowy musi być mocna, ponieważ jest zamontowana na transformatorze mocy. Im wyższa moc, tym większe wymiary transformatora, tym większa jego masa. Jako przykład można porównać zasilacz laboratoryjny 30 V 5A i podobną konstrukcję, ale przy 5 woltach i prądzie rzędu 1 A. W tym drugim przypadku wymiary będą znacznie mniejsze, a waga nie będzie znacząca.

Między elementami elektronicznymi a obudową musi znajdować się warstwa izolacyjna. Musisz to zrobić wyłącznie dla siebie, aby w razie przypadkowego zerwania przewodu wewnątrz urządzenia, nie zwróciło się ono do obudowy. Przed zainstalowaniem skóry na "szkieletie" spędź swoją izolację. Możesz przykleić gruby karton lub grubą taśmę samoprzylepną. Najważniejsze jest to, że materiał nie przewodzi elektryczności. Dzięki temu udoskonaleniu poprawione zostaje bezpieczeństwo. Ale transformator może wytwarzać nieprzyjemny szum, który można wyeliminować poprzez mocowanie i wymiarowanie płyt rdzenia, a także instalację między obudową a podwoziem z gumowymi nakładkami. Ale uzyskujesz maksymalny efekt tylko łącząc te rozwiązania.

Podsumowując

Podsumowując, warto wspomnieć, że wszystkie prace instalacyjne i testowe wykonywane są w obecności napięcia zagrażającego życiu. Dlatego należy pomyśleć o sobie: w pomieszczeniu należy zainstalować wyłączniki w połączeniu z urządzeniami zabezpieczającymi. Nawet jeśli dotkniesz fazy, nie dostaniesz porażenia prądem, ponieważ ochrona zadziała.

Podczas pracy z zasilanymi impulsowo komputerami należy przestrzegać zasad bezpieczeństwa. Kondensatory elektrolityczne, które są w swojej konstrukcji przez długi czas po wyłączeniu, są w użyciu. Z tego powodu przed rozpoczęciem naprawy rozładuj kondensatory, podłączając ich przewody. Nie bój się samej iskry, nie zaszkodzi ci ona ani instrumenty.

Kiedy robisz laboratoryjny zasilacz własnymi rękami, zwróć uwagę na wszystkie szczegóły. W końcu najważniejsze jest zapewnienie stabilnej, bezpiecznej i wygodnej pracy. A to można osiągnąć tylko w przypadku, gdy wszystkie małe rzeczy są dokładnie przemyślane, nie tylko w obwodzie elektrycznym, ale także w obudowie urządzenia. Urządzenia sterujące w konstrukcji nie będą zbędne, dlatego instalują je, aby mieć pojęcie, na przykład, jaki prąd jest zużywany przez urządzenie, które zmontowałeś w swoim domowym laboratorium.