Блоки питания своими руками: Лабораторный блок питания своими руками

Содержание

Лабораторный блок питания своими руками

Сегодня вы узнаете как собрать надёжный лабораторный блок питания с регулировкой тока и напряжения. Использоваться будут готовые компоненты и модули, поэтому, если следовать схеме и инструкции, сложностей в сборке возникнуть не должно. Основным компонентом в схеме, будет модуль DC-DC преобразователя, который можно приобрести на Алиэкспресс, все ссылки будут в конце статьи.

Основные характеристики DC-DC преобразователя:

Входное напряжение 5 — 40 Вольт;
Выходное напряжение 1.2 — 35 Вольт;
Выходной ток (мах) 9 Ампер, желательно установить кулер.

Схема блока питания:

Как уже говорилось выше, схема простая, сетевое напряжение поступает на трансформатор, имеется сетевой выключатель и предохранитель, напряжение понижается трансформатором, верхняя честь схемы силовая. Переменное напряжение поступает на диодный мост и сглаживающий конденсатор. Далее поступает на DC-DC преобразователь, с преобразователя напряжение поступает на выходные клеммы. Минус схемы разрывается приборчиком, для удобства, регулировочные резисторы вынесены с платы.

Нижняя предназначена для питания вольтамперметра. Трансформатор имеет отдельную обмотку, как и с силовой обмоткой, переменное напряжение поступает на диодный мост и фильтрующий конденсатор. Далее установлен линейный стабилизатор на 5 Вольт.

Компоненты

Со схемой разобрались, теперь переходим к компонентам.
Корпусом лабораторного блока питания будет служить старый корпус от регулятора паяльника. Регулятор паяльника еще времен СССР, очень добротный.

Передняя панель будет из композитного пластика. Состоит пластик из двух пластин алюминия и пластика между ним, с одной стороны, он белый, с второй черный. Черная сторона будет лицевой.

Понижающий трансформатор от старого оборудования, уже не помню какого. Его пришлось слегка доработать, сделал отвод на 22 Вольта, полная обмотка на 27 Вольт. Если оставить, то после диодного моста напряжение более 30 Вольт. Это много для стабилизатора 7805, установленного на DC-DC преобразователе. Он питает операционный усилитель схемы. Хоть и заявлено 40 Вольт, при учете максимального для 7805 в 30 Вольт.

Понижающий преобразователь постоянного тока.

Вольт-ампер метр:

Так же понадобятся клеммы, с данном случаи используются стары советские.

Конденсатор на 4700 мкф*63 Вольта. Из расчета 1000 мкф на 1 Ампер. На модуле установлены еще 2*470 мкф.

Диодный мост можно взять и единый, но у меня остался от старого проекта. Собран на 4-х диодах Д242.

Изготовление блока питания

На дне корпуса размечаем, сверлим отверстия под: трансформатор, диодный мост, модуль. Все спаиваем соответственно схемы. С модуля выпаял два подстроечных резистора. Вместо них припаял провода. На токовый 3 провода, на напряжение два.

Питать Вольтамперметр буду через линейный стабилизатор на 5 Вольт. Диодный мост КЦ402 и конденсатор небольшой емкости.

На задней панели делаю разметку под сетевой разъем и предохранитель. Все аккуратно выпиливаю и устанавливаю.

На передней панели размечаю и вырезаю все отверстия. Тут будут: выходные клеммы, сетевой выключатель, резисторы тока и напряжения, Вольтамперметр.

Распаял все элементы устанавливаемые изнутри. Сетевой выключатель коммутирует оба сетевых провода. Первоначально хотел применить другой.

Устанавливаем все элементы передней панели. Плюсовая клемма отмечена красной краской. Ручки резисторов разного цвета. Красная по цвету отображения Вольт. Желтая по току. Пока что не подписывал где ток и напряжение. Позже буду менять резисторы на многооборотные, ручки возможно тоже поменяю.

Верхнюю крышку покрасил. Между передней панелью и крышкой была слишком большая щель, ее закрыл небольшим уголком. При проверке блок выдал 9 Ампер на коротком, при 28 Вольтах, что составило чуть больше 250 Ватт.

Такой вот Лабораторный Блок Питания получился. Им можно как питать разного рода устройства, также заряжать аккумуляторы. Первоначально хотел применить импульсный источник на 24 Вольта, но попался трансформатор нужных габаритов. Так же, стараюсь собирать устройство из того что есть. Всем спасибо за внимание!

Ссылки на модули и компаненты на Алиэкспресс:

Модуль DC-DC преобразователя купить <
Вольт-ампер метр купить <
Стабилизатор KIA7805A <
Набор потенциометров купить <
Кнопка вкл-выкл купить <
4700 мкф 63 в конденсатор купить <
Диодный мост купить <
Клеммы питания купить <

Смотрите видео

Автор публикации

как сделать? Пошаговая инструкция сборки блока питания (схема для печатной платы)

Автор обзора: Энергоаудит проект RT

Блок питания предназначен для стабильного и длительного функционирования электроники, обеспечивая приборы напряжением с определёнными параметрами. Устройство является важной частью, и от его надёжности зависит работа всех узлов системы.

Конструктив исполнения разделяет блоки питания (БП) на два типа:

Встраиваемый блок питания – находится внутри устройства, которое питает, преобразовывая напряжение сети в необходимое для работы.
Внешний блок питания – это обособленный модуль, имеющий собственный корпус и соединяющийся с устройством посредством кабеля.

Модели блоков питания имеют особенности и различаются характеристиками.

Блок питания для стабилизации напряжения. Его задача обеспечивать устройства заданным стабильным выходным напряжением, не зависящим от входного, при условии, что величина входного напряжения не выпадает из допустимых пределов, или же устройство не питается большей мощностью, чем выдаёт БП.
Блоки питания для стабилизации тока, меняющие величину напряжения при изменённой мощности потребления так, что ток, проходящий через БП, остаётся неизменным.
БП для стабилизации напряжения и тока. Когда увеличивается потребляемая мощность, модуль поддерживает фиксированное напряжение при растущем токе. После прохождения тока через питаемый прибор, ток достигает определённого значения. Источник удерживает ток заданного уровня, снижая по необходимости напряжение.
Блок питания без стабилизации. Подключается к приборам, которые не критичны к величинам напряжения питания. Величины входного и выходного напряжения в них напрямую зависимы.

Классификация блоков питания
Как сделать простой блок питания
Регулируемый блок питания
Самостоятельный ремонт
Фото универсального блока питания

Классификация блоков питания

Разница в принципе работы узлов позволяет классифицировать их на:

Импульсные – инверторные системы, преобразующие переменный ток в постоянное напряжение высоких частот.
Трансформаторные, состоящие из понижающих трансформаторов и выпрямителей. Их функцией является преобразование переменной мощности в постоянную. Дополнением служат фильтры-конденсаторы, позволяющие сглаживать чрезмерность колебаний и пульсаций функционирующих устройств.

Блоки питания, содержащие гасящие конденсаторы. Они похожи на трансформаторные БП, только роль трансформатора в данном узле выполняется неполярными высоковольтными конденсаторами.

Как сделать простой блок питания

Сборка производится по инструкции и схемам блоков питания, приведённым в статье.

Необходимо припаять диодный мост к трансформатору.
К выходу моста припаивается конденсатор.
Кренка питания вольтметра прикручивается к трансформатору, поскольку она не нагревается.
С платы регулятора выпаивается резистор и припаивается два провода для выносного резистора и провода для выходных клемм.

На передней панели корпуса делается разметка под все отверстия.
Вырезаются отверстия для вольтметра и одной клеммы.
Вторая клемма и резистор устанавливаются на стык короба. Они зафиксируются сжатием половинок при сборке.
Устанавливаются вольтметр и клемма.
Затем следует установка регулировочного резистора и второй клеммы.
Для ключа резистора нужно сделать вырез.
Вырезается отверстие для выключателя.
Собирается и закрывается корпус
В заключении надо распаять выключатель.

Прибор готов к работе, на фото самодельного блока питания показано как он выглядит.

Регулируемый блок питания

Стремление людей облегчить труд приводит к созданию новых технологических устройств. Радиодело не является исключением. Поскольку вопрос питания важен, он остаётся одним из основных в процессе сборки электронных приборов. Для изучения предоставляется описание, как сделать регулируемый блок питания своими руками.

БП характеризуются мощностью, стабилизацией напряжения на выходе и отсутствием пульсаций. Важным моментом является универсальность модуля, возможность его применения для питания разных устройств, выдача разного напряжения.

Отчасти решить вопрос можно с помощью адаптера, переключающего напряжение. Однако, БП не будет обладать возможностью плавного регулирования, кроме того, в нём не стабилизируется напряжение, то есть на выходе наблюдаются скачки напряжения.
Поэтому, предлагается рассмотреть модуль, стабилизирующий и регулирующий выходное напряжение ручкой переменного резистора. Он позволяет плавно регулировать напряжение в диапазоне от 0 до 10,3 Вольта. Показатель задаётся исходя из значений мультиметра, работающего в режиме вольтметра, при постоянном токе.

Монтаж регулируемого блока питания приводится по стандартной схеме, существующей с конца прошлого века. Модуль выдаёт мощность с максимальным значением 800-900 МА, в условиях наличия трансформатора с необходимой мощностью.
В этом варианте сборки применяется диодный мост, допускающий максимальное значение тока 1А.

При необходимости увеличения мощности БП, используется диодный мост, трансформатор с больше мощностью, и увеличивается площадь радиатора. Если размеры корпуса не позволяют такую установку, применяется принцип охлаждения (кулер).

Транзистор (можно использовать КТ805АМ) крепится на радиатор. Если корпус из металла, необходима слюдяная прокладка, устанавливающаяся между транзисторной пластиной (металлической) и радиатором.
Теплоотдачу от транзистора к радиатору можно улучшить термопастой (к примеру, КПТ-8).

Трансформатор должен выдавать 13 Вольт на вторичной обмотке (допустим диапазон от 12 до 14 Вольт).

Подобные монтажи подразумевают установку фильтрующих электролитических конденсаторов, напряжением 25 Вольт. Ёмкость 2200 МКФ, допускается большая ёмкость, а вот меньшая не желательна. Подойдёт и конденсатор для большего напряжения, если устроит его размер.

Подключение мощного транзистора и переменного резистора можно проделать навесным монтажом, с помощью проводов. Если после подключения обнаружится, что контакты потенциометра спутаны, то есть минимальные показания оказываются слева, а максимальные регулируются вправо, необходимо поменять местами провода, идущие в направлении к крайним выводам резисторов переменного сопротивления. В данной схеме предусматривается светодиодная индикация включения.

Выключение и включение производится тумблером, через коммутацию питания в 220 Вольт, которое подводится к первичной трансформаторной обмотке.

На модуль питание доставляется при помощи стандартного кабеля, который отсоединяется, и разъёма компьютерного БП.

Самостоятельный ремонт

Если работа БП нарушена, не стоит спешить отдавать его в сервис, некоторые сбои в работе блока можно устранить самостоятельно. В этом разделе рассматривается, как отремонтировать блок питания своими руками. Могут понадобиться паяльник и отвёртка.

Проверка предохранителя на входе – это первое, что нужно сделать. Конечно, он может быть впаян, но иногда он размещён в специальных посадочных гнёздах.

Предохранители чаще всего горят от повышенной нагрузки при работе устройства или, как результат, короткого замыкания. Замена сгоревшего элемента производится аналогичным, либо на элемент, имеющий больший ток срабатывания, однако разница не должна превышать 1А.
Следующий этап проверки – сетевой фильтр, который построен на конденсаторах, импульсном трансформаторе (высокочастотном) и диодном мосте.
Визуальный осмотр может выявить вздувшийся электролитический конденсатор, который заменяется аналогичным по ёмкости с подобным или более высоким значением работающего напряжения.

Важно учесть:

Соответствие габаритов;
Соблюдение полярности.

Используя омметр, можно проверить диодный мост на исправность. Сопротивление в районе 500 Ом покажет прибор на рабочем диоде, инверсное подключение заставит сопротивление стремиться к бесконечности. Если это не так, элемент необходимо заменить.

В случаях вздутия всех или большей части конденсаторов, самостоятельный ремонт не имеет смысла, потому что это значит, что проблема глубже и необходима проверка других узлов схемы квалифицированным мастером.

С подгоревшими транзистором и резистором аналогичная ситуация. Следует доверить ремонт сервисному центру.

Как видно, сборка блоков питания и устранение простых неисправностей самостоятельными усилиями доступны. Нужно лишь изучить приведённые схемы и описания.

Фото универсального блока питания

Сделай сам 12-вольтовая солнечная энергия

9% скидка!

13,55 долларов США

Мишель Даниек

Если вы хотите внедрить альтернативные источники питания в доме и в саду или даже жить полностью автономно в своей лодке, трейлере или юрте и нуждаетесь в практическом ознакомлении к солнечной энергии и 12-вольтовым источникам питания, вот необходимое руководство по этому вопросу.

Это не только сэкономит вам деньги, но и покажет вам, как управлять освещением, ноутбуком, DVD-дисками и музыкой, и даже вашими инструментами и предметами домашнего обихода, от простой 12-вольтовой системы. Контролируйте большую часть собственного энергоснабжения вашего дома, развивайте образ жизни с низким уровнем воздействия и будьте готовы к отключениям электроэнергии и ситуациям с отключением питания в будущем!

Нет в наличии

Артикул: UHYH02BK Категории: Авторы, Мишель Даниек, Книги по пермакультуре Теги: поделки, финансы и экономика, постоянные публикации, технологии

Описание
Дополнительная информация
Отзывы (0)

Описание

«Сделай сам» 12-вольтовая солнечная энергия Урок начинается с урока о том, как работает электричество, и основных компонентов 12-вольтовой солнечной системы, сделанной своими руками. Автор использует четкие схемы и термины. Конечно, по ходу книги будет появляться больше технической информации, но не волнуйтесь, это серьезное руководство предлагает полезный подход к основам для неспециалистов.

Это справочник, который поможет вам устранить неполадки и получить лучшее соотношение цены и качества из того, что вы можете найти спрятанным в глубине гаража. Причудливый и юмористический, он также покажет вам, как сделать систему слежения за солнцем, используя только велосипедное колесо, поддон и мотор от проигрывателя компакт-дисков!

«Мишель делает все возможное, но у него есть великий дар делать это живым и веселым. И этот человек, и эта книга — настоящее вдохновение». – Крис Стюарт, автор книги «За рулем лимонов».

Информация о продукте

3-е издание опубликовано в 2016 г. (впервые опубликовано в 2007 г.)
Постоянные публикации
Мягкая обложка, ч/б, 160 страниц. 158 чертежей и 38 диаграмм
ISBN: 9781856232425

Об авторе

Мишель Даниек родился в Германии. Достигнув тридцати, он оказался недоволен, купил себе грузовик и уехал в поисках другой жизни. Во время своих путешествий он экспериментировал с небольшой солнечной системой в своем грузовике и с тех пор использует солнечную энергию в своей повседневной жизни. Интересуясь технологиями, Мишель с раннего детства мог играть в мастерской своего отца, а подростком прошел обучение в качестве промышленного механика в автомобильной промышленности.

Несколько лет Мишель работал веломехаником для инвалидов. Покинув Германию и путешествуя по Европе, Мишель убедился, что небольшие децентрализованные солнечные системы являются идеальным решением наших глобальных энергетических проблем, и приступил к написанию «Сделай сам 12-вольтовую солнечную энергию », чтобы дать самым неопытным людям уверенность в том, что они могут заняться солнечными батареями. -производство энергии в их жизни. С 1997 года Мишель живет в альтернативной деревне на солнечном юге Испании.

Дополнительная информация

Вес	0,28 кг
Размеры	208 × 148 × 12 мм

Отзывы клиентов

Только зарегистрированные клиенты, которые приобрели этот продукт, могут оставить отзыв.

Как создать источник бесперебойного питания для домашних устройств

Саймон Брамбл

Штатный инженер

Analog Devices

08 июля 2022 г.

История

По мере того, как мир становится все более развитым, наша зависимость от электричества становится все острее. Перебои в подаче электроэнергии могут превратить самые сложные дома в довольно примитивные, и в этой статье описывается конструкция источника бесперебойного питания для дома, который поддерживает самую важную услугу дома: Wi-Fi.

Итак, как вы можете использовать Wi-Fi и другие домашние устройства во время отключения электроэнергии? Разработайте домашний источник бесперебойного питания (ИБП), используя автомобильный аккумулятор в качестве резервного источника питания. Он подключен к повышающе-понижающему преобразователю, который генерирует стабильное напряжение 12 В/5 А для питания маршрутизатора Wi-Fi, а также к понижающему преобразователю 6,5 В/1,5 А для питания беспроводного телефона.

Источник бесперебойного питания (ИБП) для дома

Схема на рис. 1 была разработана по необходимости. В связи с угрозой энергетического кризиса, надвигающейся в начале 2022 года, и миром во всем мире на острие ножа, он был разработан для поддержания работоспособности домашнего Wi-Fi в случае отключения электроэнергии. Хотя это можно рассматривать как проблему Первого мира, среднему маршрутизатору Wi-Fi требуется более 2 минут для перезагрузки, и это может показаться вечностью, если питание отключается посреди конференц-связи. Даже незначительные провалы могут вызвать серьезные проблемы. Данная конструкция домашнего источника бесперебойного питания обеспечивает питание 12 В/5 А для точки доступа Wi-Fi (и любой другой электроники) и дополнительное питание 6,5 В/1,5 А для беспроводного телефона. Этого достаточно, чтобы поддерживать связь большинства ноутбуков с внешним миром.

На рисунке 1 показана схема. Резервным источником питания для этой конструкции был автомобильный аккумулятор, купленный на свалке за 20 фунтов стерлингов. LTC3789 представляет собой повышающе-понижающий преобразователь с четырьмя переключателями, который обеспечивает постоянное питание 12 В с чрезвычайно высокой эффективностью от входного напряжения, которое может быть выше или ниже этого напряжения. Его оценочный комплект обеспечивает 12 В при 5 А при входном напряжении от 5 до 36 В, поэтому его можно использовать без каких-либо модификаций. Поскольку маршрутизатору Wi-Fi требуется только 1 А, этот оценочный комплект можно использовать для питания многих других приложений, требующих 12 В.

Для беспроводного телефона требовалось 6,5 В при токе около 600 мА, поэтому был выбран LT8608, который обеспечивает низкий уровень шума и высокую эффективность при чрезвычайно низком токе покоя 2,5 мкА. LT8608 и LTC3789 имеют максимальное входное напряжение 42 В и 38 В соответственно, поэтому они были подключены непосредственно к автомобильному аккумулятору для обеспечения максимальной эффективности схемы. Некоторые недорогие зарядные устройства могут генерировать высокое напряжение, если они неправильно подключены к аккумулятору, поэтому аккумулятор не может адекватно поглощать зарядный ток. Поэтому, если зарядное устройство имеет хороший контакт с цепью, но плохой контакт с аккумулятором, может генерироваться напряжение, которое может повредить электронику. Широкий диапазон входного напряжения LTC3789а LT8608 избавил от беспокойства по поводу высокого напряжения, генерируемого при подключении зарядного устройства. Схема может работать как с постоянно подключенным зарядным устройством, так и без него. Однако безопасность постоянно подключенного зарядного устройства в непроветриваемом помещении зависит от типа используемого аккумулятора и зарядного устройства.

Умная часть схемы была представлена LTC4416. Это двойной идеальный диод, который отвечает за переключение между основным напряжением питания и резервным питанием. LTC4416 содержит прецизионный компаратор, который определяет отказ основного источника питания и переключается на его резервный источник питания с помощью четырех внешних P-канальных МОП-транзисторов (PFET).

Рис. 1. Схема источника бесперебойного питания (ИБП).

Более простой формой этой схемы является конфигурация с двумя диодами ИЛИ, в которой катоды двух диодов соединены, а основной и резервный источники питания подключены к анодам. Однако эта схема подает только самый высокий из двух источников питания на выход на катоде, а также вызывает потери 0,6 В на диоде. Более эффективная схема может быть разработана с использованием PFET для замены диодов. Падение напряжения на внутреннем диоде полевого транзистора измеряется, и если оно превышает определенный порог, полевой транзистор включается, тем самым замыкая внутренний диод. Если это падение напряжения становится отрицательным, управление PFET отключается, а внутренний диод блокирует обратный ток; таким образом, создан идеальный диод, имеющий малое падение напряжения в прямом направлении и блокировку в обратном направлении. Это показано на рисунке 2.9.0003

В этой схеме внутренний диод каждого полевого транзистора направлен от входа к выходу, поэтому, если одно входное напряжение выше другого более чем на 600 мВ, этот внутренний диод будет проводить. Поэтому, если резервный источник окажется выше основного, питание нагрузки будет обеспечиваться резервным источником, что нежелательно. Реверсирование PFET устраняет эту проблему, но тогда внутренний диод проводит ток, если выходное напряжение выше входного более чем на 600 мВ.

Более чистое решение состоит в том, чтобы добавить дополнительный полевой транзистор к каждому пути, как показано на рис. 3. В этой схеме два внутренних диода противостоят друг другу, поэтому эта схема обеспечивает двунаправленный разомкнутый контур, когда полевые транзисторы выключены, и изолирует каждый канал независимо от входное или выходное напряжение.

Рис. 2. Идеальная диодная реализация диодной схемы ИЛИ.

Рис. 3. Диодная схема ИЛИ с двунаправленным отключением.

Для схемы 12 В оценочный комплект LTC4416 (DC1059A) был модифицирован для получения напряжения переключения 11,17 В с использованием резистора 100 кОм для R3 и резистора 10 кОм + 2,2 кОм для R1. Это работало хорошо, но было обнаружено, что точке доступа Wi-Fi требуется точное питание 12 В, и иногда она перезагружалась, когда снова включались основные 12 В. Это произошло из-за того, что скачок напряжения (с 11,17 В до 12 В) вывел из строя электронику роутера. Изменение R1 на 11,47 кОм увеличило перенапряжение переключения до 11,8 В, тем самым уменьшив размер шага.

Цепь беспроводного телефона гораздо более чувствительна к скачкам питания, поэтому R15 состоит из резистора 22 кОм + 10 кОм, что дает перенапряжение переключения 5 В.

Осциллограммы можно увидеть на рис. показывает всегда включенный выход 12 В от LTC4416, красная кривая показывает выход 12 В от настенного куба, а синяя кривая показывает напряжение автомобильного аккумулятора. Нарушение зеленой кривой не было видно, когда осциллограф был подключен по постоянному току. Переход на связь по переменному току показывает небольшие помехи при подключении к сети 12 В (через 600 мс) и отключении (через 5,8 с). По иронии судьбы, шум на этой шине был значительно выше при подключении к сети 12 В, что свидетельствует о том, что шум от выхода настенного куба был выше, чем от LTC3789..

Рис. 4. Напряжение 12 В (зеленая дорожка) почти не нарушается, когда сеть (красная дорожка) отключена.

Фотография электронного блока ИБП показана на рис. 5, а полная схема показана на рис. 6.

Рис. 6. Полная схема с батареей.

Будущие модификации

Для ранее упомянутых цепей требуется, чтобы кабели от стенных кубов были обрезаны, чтобы можно было вставить ИБП последовательно. Более изящным решением было бы генерировать, скажем, 340 В постоянного тока от автомобильного аккумулятора и подавать его в удлинительную розетку, а затем подключать настенные кубики к удлинительной розетке. Поскольку схема внутри всех настенных кубов содержит выпрямитель, не имеет значения, было ли это напряжение переменным или постоянным. Однако потери, понесенные при выработке 340 В от 12-вольтовой батареи, а также потери, понесенные при снижении этого напряжения внутри настенного куба, означали, что схема низкого напряжения была бы намного эффективнее и проще, даже если бы это означало отключение питания. кабели настенного куба.

Оценочные комплекты LTC4416 включали светодиоды, показывающие, используется ли основной или резервный источник питания, и их можно было легко вывести на внешний корпус. Другим полезным дополнением может быть кнопочный переключатель, который искусственно переводит контакты включения LTC4416 в низкий уровень для проверки функциональности переключения.

Схема была тщательно протестирована и показала отличные рабочие характеристики. Для более высоких токов доступны N-канальные идеальные диоды. LTC4416 является частью широкого спектра идеальных диодов и устройств с горячей заменой, доступных от Analog Devices.

Заключение

Схема, описанная в этой статье, иллюстрирует конструкцию простого домашнего источника бесперебойного питания, который может поддерживать работу различных бытовых приборов в случае сбоя питания. Нет никаких причин, по которым эта схема не может быть модифицирована для использования более мощных полевых МОП-транзисторов и батареи большего размера, чтобы обеспечить повышенную выходную мощность и более длительный срок службы резервного питания.