Лабораторното захранване го направете сами. Домашно захранване: диаграми, инструкции

Лесно е да си направите лабораторен захранващ блок със собствените си ръце, ако имате уменията да се справяте с поялник и разбирате електрически вериги. В зависимост от параметрите на източника, можете да го използвате, за да зареждате батерии, да свързвате почти всяко домакинско оборудване, да използвате за експерименти и експерименти при проектирането на електронни устройства. Основното при инсталирането е използването на доказани схеми и качество на изработката. Колкото по-надежден е случаят и връзките, толкова по-удобно е да се работи с източника на захранване. Желателно е да има настройки и инструменти за контролиране на изходния ток и напрежение.

Най-простото домашно захранване

Ако нямате умения в производството на електрически уреди, най-добре е да започнете с най-простите, постепенно преминаващи към сложни структури. Съставът на най-простия източник на постоянно напрежение:

1. Трансформатор с две намотки (първична - за свързване към мрежата, вторична - за свързване на потребителите).
2. Един или четири диода за коригиране на променлив ток.
3. Електролитен кондензатор за отрязване на променливата част на изходния сигнал.
4. Свързващи проводници

В случай, че използвате такъв в схемата полупроводников диод, след това получи полу-вълна токоизправител. Ако използвате диоден монтаж или мостова схема, захранването се нарича пълна вълна. Разликата в изходния сигнал - във втория случай, е по-малка.

Подобно домашно захранване е добро само в случаите, когато е необходимо да се свържат устройства с едно работно напрежение. Така че, ако се занимавате с проектиране или ремонт на автомобилна електроника, по-добре е да изберете трансформатор с изходно напрежение 12-14 волта. Броят на завъртанията на вторичната намотка зависи от изходното напрежение, а силата на тока зависи от участъка на използвания проводник (колкото по-голяма е дебелината, толкова по-голяма е токът).

Как да направим биполярна мощност?

Такъв източник е необходим, за да се осигури функционирането на някои микросхеми (например усилватели на мощност и ниски честоти). Биполярното захранващо устройство се отличава със следната характеристика: има отрицателен полюс на своя изход, положителен и общ. За да се приложи тази схема, е необходимо да се използва трансформатор, чиято вторична намотка има среден изход (а стойността на променливото напрежение между средата и крайността трябва да бъде една и съща). Ако няма трансформатор, който отговаря на това условие, можете да надстроите всеки, който има мрежова намотка за 220 волта.

Отстранете вторичната намотка, но първо измерете напрежението върху нея. Изброявайте броя на оборотите и разделяйте по напрежение. Полученото число е броят на завъртанията, необходими за генериране на 1 волта. Ако имате нужда от двуполюсно захранване с напрежение от 12 волта, ще трябва да навиете две еднакви намотки. Свържете началото на единия до края на втория и свържете тази среда към общия проводник. Двата терминала на трансформатора трябва да бъдат свързани към диодния възел. Разлика от еднополюсен източник - трябва да използвате 2 електролитни кондензатора, свързани последователно, средната точка е свързана с корпуса на устройството.

Регулиране на напрежението при еднополюсно захранване

Задачата може да не изглежда много проста, но можете да направите регулируемо захранване чрез сглобяване на верига от един или два полупроводникови транзистора. Но трябва да инсталирате поне един волтметър на изхода, за да наблюдавате напрежението. За тази цел можете да използвате манометъра за набиране с приемлив обхват на измерване. Можете да закупите евтин цифров мултицет и да го адаптирате според вашите нужди. За да направите това, ще трябва да го разглобявате, инсталирате необходимата позиция на превключвателя, използвайки запояване (с интервал на промяна на напрежението 1-15 волта, устройството трябва да може да измерва напреженията до 20 волта).

Регулируемо захранване може да бъде свързано към всеки електрически уред. Първо, само вие трябва да зададете желаната стойност на напрежението, за да не изключите устройствата. Промяната на напрежението се извършва с помощта на променлив резистор. Вие сте свободни да изберете сами своя дизайн. Може дори да е плъзгащо устройство, най-важното е спазването на номиналното съпротивление. За да направите захранването удобно за използване, можете да инсталирате променлив резистор сдвоен с превключвател. Това ще премахне излишния превключвател и ще улесни изключването на оборудването.

Регулиране на напрежението в биполярния източник

Този дизайн ще бъде по-сложен, но може да бъде изпълнен доста бързо с всички необходими елементи. Не всеки може да направи просто лабораторно захранване и дори биполярно и с регулиране на напрежението. Схемата се усложнява от факта, че инсталацията изисква не само полупроводников транзистор, работещ в ключов режим, но и операционен усилвател ценерови диоди. Когато запоявате полупроводници, бъдете внимателни: опитайте се да не ги загрявате прекалено много, защото диапазонът на допустимите температури е изключително малък. При прекомерно нагряване, кристалите на германия и силиция се унищожават, в резултат на което устройството престава да функционира.

Когато правите лабораторно захранване със собствените си ръце, запомнете един важен детайл: транзисторите трябва да бъдат монтирани на алуминиев радиатор. Колкото по-мощен е източникът на енергия, толкова по-голяма трябва да бъде площта на радиатора. Обърнете специално внимание на качеството на запояване и кабели. За устройства с ниска мощност е позволено използването на тънки проводници. Но ако изходният ток е голям, тогава е необходимо да се използват жици с дебела изолация и голяма площ на напречното сечение. Вашата сигурност и използваемост на устройството зависят от надеждността на превключването. Дори късо съединение във вторичната верига може да причини пожар, така че когато се произвежда захранването, трябва да се внимава за него.

Регулиране на напрежението в ретро стил

Да, точно това е начинът да се обадите по подобен начин. За да се осъществи, е необходимо да се пренавие вторичната намотка на трансформатора и да се направят няколко заключения в зависимост от това каква стъпка да се променя и обхват на напрежението. Например, лабораторно захранване 30V 10A в стъпки от 1 волта трябва да има 30 проводника. Между изправителя и трансформатора трябва да се монтира превключвател. Малко вероятно е той да бъде намерен на 30 позиции, а ако го направи, тогава неговите размери ще бъдат много големи. За монтаж в малък калъф, той очевидно не е подходящ, така че е по-добре да се използва за производството на стандартно напрежение - 5, 9, 12, 18, 24, 30 волта. Това е съвсем достатъчно за удобно използване на устройството в домашната работилница.

За да произведете и изчислите вторичната намотка на трансформатора, трябва да направите следното:

1. Определете какво напрежение ще се извърши до един завой на намотката. За удобство навийте 10 оборота, включете трансформатора в мрежата и измерете напрежението. Разделете получената стойност на 10.
2. Намотете вторичната намотка след изключване на трансформатора от мрежата. Ако сте се оказали, че един завой събира 0,5 V, тогава за да получите 5 V трябва да направите оттегляне от 10-ти завой. И по подобна схема, направете кранове за останалите стойности на стандартното напрежение.

За да направите такъв лабораторен захранващ блок със собствените си ръце е за всеки, и най-важното е, че не е необходимо да споявате транзисторната верига. Свържете клемите на вторичната намотка към ключа, така че стойностите на напрежението да се променят от ниско към високо. Централният изход на превключвателя е свързан с токоизправителя, а долният - съгласно схемата, изходът на трансформатора се подава към корпуса на устройството.

Характеристики на превключващите захранващи устройства

Такива схеми се използват в почти всички съвременни устройства - в зарядните устройства на телефони, в блокове за захранване на компютри и телевизори и др. захранване, импулс особено се оказва проблем: твърде много нюанси трябва да бъдат взети под внимание. Първо, сравнително сложна схема и труден принцип на работа. Второ, по-голямата част от устройството работи при високо напрежение, което е равно на това, което тече в мрежата. Вижте основните възли на такова захранване (например компютър):

1. Мрежов токоизправител, предназначен за преобразуване на променливотоково напрежение от 220 волта към DC.
2. Инвертор, който преобразува DC напрежение в квадратни вълнови сигнали с висока честота. Това включва и специален тип импулсен трансформатор, който намалява напрежението за захранване на компютърните компоненти.
3. Управлението отговаря за правилното функциониране на всички елементи на електрозахранването.
4. Етап на усилване, предназначен за усилване на сигналите на PWM контролерите.
5. Устройството за стабилизиране и коригиране на изходното импулсно напрежение.

Подобни възли и елементи присъстват във всички превключващи захранващи устройства.

Захранване от компютъра

Цената на дори едно ново захранване, което е инсталирано в компютрите, е доста ниско. Но вие получавате завършен дизайн, дори не можете да направите шасито. Един недостатък е, че само стандартните стойности на напрежението (12 и 5 волта) са налични на изхода. Но за домашната лаборатория това е съвсем достатъчно. Лабораторният захранващ блок от ATX е популярен, защото не е необходимо да се правят големи промени. И колкото по-прост е дизайнът, толкова по-добре. Но в такива устройства има „болести“, но те могат да бъдат излекувани съвсем просто.

Често се провалят електролитни кондензатори. Електролитът тече от тях, може да се види дори с просто око: слой от това решение се появява на печатната платка. Той е гел или течност, в крайна сметка се втвърдява и става твърдо. За да се ремонтира лабораторното захранващо устройство от компютъра, е необходимо да се инсталират нови електролитни кондензатори. Вторият отказ, който е много по-рядко срещан, е разрушаването на един или повече полупроводникови диоди. Симптом е повреда на предпазител, монтиран на печатната платка. За да поправите, трябва да позвъните на всички диоди, монтирани в мостовата верига.

Начини за защита на захранващите устройства

Най-лесният начин да се защитите е да инсталирате предпазители. Възможно е такова лабораторно захранващо устройство да се използва със защита, без да се страхува, че ще възникне пожар поради късо съединение. За да приложите това решение, ще трябва да инсталирате два предпазителя в електрическата мрежа. Те трябва да се вземат при напрежение 220 волта и ток от порядъка на 5 ампера за устройства с ниска мощност. На изхода на електрозахранването трябва да се монтират предпазители с подходящи параметри. Например, когато се защитава изходна верига с напрежение от 12 волта, могат да се използват предпазители, използвани в автомобилите. Текущата стойност се избира въз основа на максималната мощност на потребителя.

Но в двора - възрастта на високите технологии, и да се направи защита с предпазители от икономическа гледна точка не е много печеливша. Необходимо е да се извърши подмяна на елементите след всяка случайна паша на захранващите проводници. Като опция - вместо обичайните предпазители да се инсталират самозареждащи се предпазители. Но те имат малък ресурс: те могат да служат вярно в продължение на няколко години и могат да се провалят след 30-50 прекъсвания. Но лабораторният енергиен блок 5А, ако е сглобен правилно, функционира правилно и не изисква допълнителни защитни устройства. Елементите не могат да се нарекат надеждни, често домакинските уреди стават в неизправност поради счупване на такива предпазители. Използването на релейна или тиристорна верига е много по-ефективно. Като аварийно изключващо устройство могат да се използват и триаци.

Как да направим предния панел?

Повечето от работата е проектирането на корпуса, а не монтажът на електрическата верига. Вие ще трябва да се въоръжите с тренировка, файлове, и ако е необходимо оцветяване също овладеят бизнеса боя. Можете да направите домашно захранване на базата на тялото на всяко устройство. Но ако има възможност за закупуване на алуминий, тогава, ако искате, ще направите красиво шаси, което ще ви служи много години. Първо, начертайте скица, в която поставяте всички елементи на дизайна. Обърнете специално внимание на дизайна на предния панел. Тя може да бъде изработена от тънък алуминий, само отвътре можете да извършите армировка - завинтете я към алуминиеви ъгли, които се използват за придаване на по-голяма здравина на конструкцията.

Предният панел трябва да е снабден с отвори за монтаж. измервателни уреди Светодиоди (или крушки с нажежаема жичка), клеми, свързани към изхода на захранването, кутия с предпазители (ако е избрана тази опция за защита). Ако външният вид на предния панел не е много привлекателен, тогава трябва да се боядисва. За да направите това, обезмаслете и изгладете цялата повърхност, за да блесне. Преди започване на оцветяването направете всички необходими дупки. Нанесете 2-3 слоя грунд върху загрята повърхност, оставете да изсъхне. След това нанесете колкото се може повече слоеве боя. Като покритие трябва да нанесете лак. В резултат на това мощна лабораторна силова единица, дължаща се на боя и полученият блясък ще изглежда красива и привлекателна, се вписват във вътрешността на всяка работилница.

Как да си направим шаси за захранване?

Само тази конструкция, която е изцяло направена самостоятелно, ще изглежда красива. Но като материал, можете да използвате всичко: от алуминиев лист и завършвайки с калъфи от персонални компютри. Необходимо е само внимателно да се разгледа цялата структура, за да се избегнат непредвидени ситуации. Ако изходните етапи изискват допълнително охлаждане, тогава инсталирайте охладител за тази цел. Тя може да работи както постоянно с включено устройство, така и в автоматичен режим. За да се осъществи последното, най-добре е да се използва обикновен микроконтролер и температурен сензор. Сензорът следи температурната стойност на радиатора, а микроконтролерът съдържа стойността, при която е необходимо да се включи въздушния поток. Дори лабораторно захранване 10А, чиято мощност е доста голяма, ще работи стабилно с такава охладителна система.

За издухване се нуждаете от въздух отвън, така че трябва да инсталирате охладител и радиатор на гърба на захранването. За да се гарантира твърдостта на шасито, използвайте алуминиеви ъгли, от които първо се оформя "скелет", а след това поставяте кожата върху нея - плочи от същия алуминий. Ако е възможно, свържете ъглите чрез заваряване, това ще увеличи силата. Долната част на шасито трябва да бъде здрава, тъй като е монтирана на силов трансформатор. Колкото по-голяма е мощността, толкова по-големи са размерите на трансформатора, толкова по-голямо е неговото тегло. Като пример, можете да сравните лабораторното захранване 30V 5A и подобен дизайн, но при 5 волта и ток от порядъка на 1 A. В последния размерът ще бъде много по-малък, а теглото е незначително.

Между електронните компоненти и кутията трябва да има изолационен слой. Трябва да направите това изключително за себе си, така че в случай на инцидентно счупване на проводник вътре в устройството, това няма да доведе до късо до случая. Преди инсталиране на кожата на "скелет" прекарват своята изолация. Можете да залепвате дебел картон или дебела лепенка. Основното нещо е, че материалът не извършва електричество. С това усъвършенстване се подобрява сигурността. Но трансформаторът може да създаде неприятен шум, който може да бъде елиминиран чрез фиксиране и оразмеряване на сърцевините, както и инсталиране между корпуса и шасито на гумените подложки. Но получавате максимален ефект само чрез комбиниране на тези решения.

резюмиране

В заключение си струва да се отбележи, че всички инсталационни и изпитателни работи се извършват при наличие на животозастрашаващо напрежение. Затова в стаята трябва да инсталирате автоматични прекъсвачи, свързани с защитни устройства за изключване на захранването. Дори ако докоснете фазата, няма да получите токов удар, защото защитата ще работи.

Когато работите с импулсни блокове за захранване на компютри, спазвайте мерките за безопасност. Електролитни кондензатори, които са в тяхната конструкция дълго време след спирането са живи. Поради тази причина, преди да започнете ремонти, разредите кондензаторите, като свържете техните проводници. Не се плашете само от искрата, няма да ви навреди или инструментите.

Когато правите лабораторно силово устройство със собствените си ръце, обърнете внимание на всички детайли. В крайна сметка, най-важното за вас е да осигурите стабилна, безопасна и удобна работа. И това може да се постигне само в случаите, когато всички дребни неща са внимателно обмислени не само в електрическата верига, но и в кутията на устройството. Устройствата за управление в конструкцията няма да бъдат излишни, затова ги инсталирайте, за да имате идея, например, какъв ток се изразходва от устройството, което сте сглобили в домашната лаборатория.