Kendi elinizle 12 voltluk bir güç kaynağı nasıl yapılır - devre örnekleri

12 voltluk bir sabit voltaj kaynağı, bir ev, yazlık veya garaj için kullanışlı bir cihazdır. Böyle bir cihazı kendiniz yapmak kolaydır. Aşağıda, kendin yap montajı için bir 12V güç kaynağının bir diyagramı ve bileşenlerin hesaplanması ve seçilmesiyle ilgili ipuçları bulunmaktadır.

Güç kaynağı türleri

Bugüne kadar, darbeli voltaj kaynakları yaygınlaştı. Enerji verimliliği, ağırlık ve boyut açısından geleneksel trafo devrelerine göre önemli bir avantaja sahiptirler. 5 amperden fazla yük akımlarında yadsınamaz tercihlere sahip olduklarına inanılmaktadır. Ancak dezavantajları da vardır - örneğin, besleme ağına ve yüke RF paraziti oluşumu.Ve ev montajı için ana engel, devrelerin karmaşıklığı ve sargı parçalarının üretimi için özel becerilere duyulan ihtiyaçtır. Bu nedenle, orta vasıflı bir ev ustasının, bir ağ düşürme transformatörü ile olağan prensibe göre bir güç kaynağı üretmesi daha iyidir.

Gerilim kaynağı nerede kullanılır

Evdeki böyle bir PSU'nun kapsamı geniştir:

• düşük voltajlı lambaların güç kaynağı;
• Pil doldurma;
• ses cihazları için güç kaynağı.

12 voltluk sabit bir voltaj gerektiren diğer birçok amacın yanı sıra.

Bir transformatör güç kaynağının şeması

Güç kaynağının şematik diyagramı.

220 V ağdan çalışan 12 voltluk bir güç kaynağı devresi aşağıdaki düğümlerden oluşur:

1. Düşürücü bir transformatör. Demir, birincil ve ikincil (birkaç tane olabilir) sargılardan oluşur. Çalışma prensibine derinlemesine girmeden, çıkış voltajının birincil (n1) ve ikincil (n2) sargılarının dönüş oranlarına bağlı olduğuna dikkat edilmelidir. 12 volt elde etmek için ikincil sargının birincilden 220/12 = 18.3 kat daha az dönüş içermesi gerekir.
2. doğrultucu. Çoğu zaman tam dalga devresi (diyot köprüsü) şeklinde gerçekleştirilir. Alternatif voltajı titreşime dönüştürür. Akım, yükten aynı yönde iki kez geçer.
   Tam dalga doğrultucunun çalışması.
3. filtre. Darbeli voltajı DC'ye dönüştürür. Voltaj uygulandığında şarj olur ve duraklamalarda boşalır. Genellikle yaklaşık 1 μF kapasiteli seramik bir kapasitörün bağlandığı paralel olarak yüksek kapasiteli bir oksit kapasitörden oluşur. Bu ek elemana olan ihtiyacı anlamak için, oksit kapasitörün bir rulo halinde sarılmış folyo şeritler şeklinde düzenlendiği unutulmamalıdır.Bu rulo, yüksek frekanslı gürültü filtrelemenin kalitesini önemli ölçüde azaltan parazitik endüktansa sahiptir. Bunu yapmak için, RF darbelerini kısaltmak için ek bir kapasitör açılır.
   Oksit ve ek kapasitörlü filtrenin eşdeğer devresi.
4. sabitleyici. Eksik olabilir. Basit ama etkili düğümlerin şemaları aşağıda tartışılmaktadır.

Aşağıdaki bölümlerde, 12 volt DC kaynağının her bir elemanının nasıl seçileceği ve hesaplanacağı anlatılmaktadır.

Trafo seçimi

Uygun bir transformatör elde etmenin iki yolu vardır. Bir düşürme bloğunun bağımsız üretimi ve fabrikada uygun olanın seçimi. Her durumda, aklınızda bulundurun:

• trafonun kademeli sargısının çıkışında, voltajı ölçerken, voltmetre etkin voltajı gösterecektir (genlikten 1,4 kat daha az);
• yüksüz filtre kapasitöründe, sabit voltaj yaklaşık olarak genliğe eşit olacaktır (kapasitör üzerindeki voltajın 1,4 kat "arttığını" söylerler);
• stabilizatör yoksa, yük altında kapasitans üzerindeki voltaj akıma bağlı olarak düşecektir;
• dengeleyicinin çalışması için, çıkış voltajı üzerinde belirli bir fazla giriş voltajı gereklidir, oranları bir bütün olarak güç kaynağının verimliliğini sınırlar.

Son iki noktadan, PSU'nun normal çalışması için transformatörün voltajının 12 V'u aşması gerektiğini izler.

Kendinden sarma transformatörü

Ev yapımı bir güç transformatörünün tam hesaplanması ve üretimi karmaşıktır, zaman alıcıdır, araçlar ve beceriler gerektirir. Bu nedenle, basitleştirilmiş bir yol dikkate alınacaktır - demir için uygun bir blok seçimi ve onu 12 V'a değiştirmek.

Hazır bir transformatör varsa, ancak bağlantı şeması yoksa, sargı test cihazını bir test cihazı ile çağırmanız gerekir.En yüksek dirençli sargının şebeke olması muhtemeldir. Sargıların geri kalanı çıkarılmalıdır.

Ardından, demir setinin b kalınlığını ve orta plakanın a genişliğini ölçmeniz ve bunları çarpmanız gerekir. Çekirdeğin kesit alanı S \u003d a * b (sq. cm olarak) elde edilir. Transformatörün gücünü belirler P=. Daha sonra, 12 voltluk bir sargıdan çıkarılabilen amper cinsinden maksimum akım hesaplanır: I \u003d P / 12.

Çekirdeğin alanını belirleme.

Daha sonra volt başına dönüş sayısı n=50/S formülü kullanılarak hesaplanır. 12 volt için, bakırdaki ve stabilizatördeki kayıplar için yaklaşık %20'lik bir marjla 12 * n tur sarmak gerekir. Ve değilse, yük altında voltaj düşer. Ve son adım, 2-3 mA / sq. mm'lik bir akım yoğunluğu için grafiğe göre sargı telinin kesitini seçmektir.

Bakır tel seçimi.

Örneğin, 3,5 cm kalınlığında bir demir seti ve 2,5 cm orta dil genişliği ile 220 V birincil sargılı bir transformatör vardır, bu nedenle, S = 2,5 * 3,5 = 8,75 ve transformatörün gücü =3 W (yaklaşık olarak). O zaman 12 voltta mümkün olan maksimum akım I=P/U=3/12=0.25 A'dır. Sargı için 0.35..0.4 sq. mm çapında bir tel seçebilirsiniz. 1 volt için 50 / 8.75 = 5.7 dönüş vardır, 12 * 5.7 = 33 dönüş sarmak gerekir. Stok dikkate alındığında - yaklaşık 40 dönüş.

Bitmiş bir transformatör seçimi

Akım ve gerilime uygun sekonder sargılı hazır bir transformatör varsa, hazır bir tane almayı deneyebilirsiniz. Örneğin CCI serisinde 12 volta yakın sekonder sargı gerilimine sahip uygun ürünler bulunmaktadır.

Bu çözümün avantajı, fabrika uygulamasının minimum emek yoğunluğu ve güvenilirliğidir. Eksi - transformatör diğer sargıları içerir, toplam güç de yükleri için hesaplanır.Bu nedenle, ağırlık ve boyut açısından böyle bir transformatör kaybedecektir.

Diyot seçimi ve doğrultucu imalatı

Doğrultucudaki diyotlar üç parametreye göre seçilir:

• izin verilen en yüksek ileri voltaj;
• en yüksek ters voltaj;
• maksimum çalışma akımı.

İlk iki parametreye göre, mevcut yarı iletken cihazların yüzde 90'ı 12 voltluk bir devrede çalışmaya uygundur, seçim esas olarak maksimum sürekli akım tarafından yapılır. Diyot kasasının tasarımı ve doğrultucu üretme yöntemi de bu parametreye bağlıdır.

Yük akımı 1 A'yı geçmezse, yabancı ve yerli bir amper diyotlar kullanılabilir:

• 1N4001-1N4007;
• HER101-HER108;
• KD258 (“damlacık”);
• KD212 ve diğerleri.

Daha düşük akımlar için (0,3 A'ya kadar), KD105 (KD106) cihazları tasarlanmıştır. Listelenen tüm diyotlar, bir baskılı devre veya devre kartına veya sadece pimlere hem dikey hem de yatay olarak monte edilebilir. Radyatöre ihtiyaçları yok.

Düşük güçlü elemanlardan diyot köprüsü.

Büyük işletme akımlarına ihtiyacınız varsa, diğer diyotları (KD213, KD202, KD203, vb.) kullanmanız gerekir. Bu cihazlar, ısı alıcılarda çalışmak üzere tasarlanmıştır, onlarsız maksimum isim plakası akımının %10'undan fazlasına dayanmazlar. Bu nedenle, hazır soğutucular seçmeniz veya bunları bakır veya alüminyumdan kendiniz yapmanız gerekir.

Diyot köprüsünün başka bir tasarımı.

KTS405, KVRS veya benzeri hazır köprü diyot tertibatlarının kullanılması da uygundur. Monte edilmeleri gerekmez - ilgili çıkışlara alternatif bir voltaj uygulamak ve sabiti çıkarmak yeterlidir.

KVRS3510'un montajı.

Kapasitör kapasitesi

Bir kapasitörün kapasitansı, yüke ve izin verdiği dalgalanmaya bağlıdır.Kapasiteyi doğru bir şekilde hesaplamak için internette bulunabilecek formüller ve çevrimiçi hesap makineleri vardır. Pratik yapmak için sayılara odaklanabilirsiniz:

• düşük yük akımlarında (onlarca miliamper), kapasitans 100..200 uF olmalıdır;
• 500 mA'ya kadar olan akımlarda 470..560 uF kapasitör gereklidir;
• 1 A - 1000..1500 uF'ye kadar.

Daha yüksek akımlar için kapasitans orantılı olarak artar. Genel yaklaşım, kapasitör ne kadar büyükse o kadar iyidir. Kapasitesini, yalnızca boyut ve maliyetle sınırlı olmak üzere, istediğiniz ölçüde artırabilirsiniz. Voltaj açısından ciddi bir marjla bir kapasitör almak gerekiyor. Bu nedenle, 12 voltluk bir doğrultucu için, 16 voltluk bir elemandan 25 voltluk bir eleman almak daha iyidir.

Bu düşünceler, stabilize edilmemiş kaynaklar için geçerlidir. Kapasite dengeleyicili bir PSU için birkaç kez azaltılabilir.

Çıkış voltajı stabilizasyonu

Güç kaynağının çıkışında bir dengeleyici her zaman gerekli değildir. Bu nedenle, ses üreten ekipmanla birlikte bir güç kaynağı birimi kullanması gerekiyorsa, çıkışın sabit bir voltajı olmalıdır. Ve eğer ısıtma elemanı yük görevi görürse, stabilizatör açıkça gereksizdir. İçin LED şerit güç kaynağı en karmaşık güç kaynağı modülü olmadan yapabilirsiniz, ancak diğer yandan, kararlı bir voltaj, güç dalgalanmaları sırasında ışığın parlaklığının bağımsızlığını sağlar ve LED lambanın ömrünü uzatır.

Bir dengeleyici takma kararı verilirse, en kolay yol, onu özel bir LM7812 yongası (KR142EN5A) üzerine monte etmektir. Anahtarlama devresi basittir ve ayar gerektirmez.

7812'de sabitleyici.

Böyle bir stabilizatörün girişine 15 ila 35 volt voltaj uygulanabilir. Girişte en az 0,33 mikrofarad, çıkışta en az 0,1 mikrofarad kapasiteli bir C1 kondansatörü takılmalıdır.Filtre bloğunun kondansatörü, bağlantı tellerinin uzunluğu 7 cm'yi geçmezse genellikle C1 görevi görür, bu uzunluk korunamazsa, ayrı bir elemanın takılması gerekecektir.

Chip 7812, aşırı ısınmaya ve kısa devreye karşı korumaya sahiptir. Ancak girişte polaritenin tersine çevrilmesini ve çıkışa harici voltaj verilmesini sevmiyor - bu gibi durumlarda yaşam süresi saniye cinsinden hesaplanır.

Önemli! 100 mA'in üzerindeki yük akımı için, bir soğutucu üzerine entegre bir stabilizatör takılması zorunludur!

Stabilizatörün çıkış akımının arttırılması

Yukarıdaki şema, dengeleyiciyi 1,5 A'ya kadar akımla yüklemenize izin verir. Bu yeterli değilse, düğüme ek bir transistör ile güç verebilirsiniz.

n-p-n yapı transistörlü devre

Harici transistör n-p-n.

Bu devre geliştiriciler tarafından önerilir ve çipin veri sayfasına dahil edilmiştir. Çıkış akımı, bir soğutucu ile sağlanması gereken transistörün maksimum kollektör akımını aşmamalıdır.

P-n-p transistör devresi

n-p-n yapısının yarı iletken triyodu yoksa, stabilizatör bir p-n-p yarı iletken triyot ile güçlendirilebilir.

Harici transistör p-n-p.

Düşük güçlü silikon diyot VD, 7812'nin çıkış voltajını 0,6 V arttırır ve transistörün emitör bağlantısı boyunca voltaj düşüşünü telafi eder.

Parametrik Sabitleyici

Herhangi bir nedenle entegre regülatör mevcut değilse, düğümü zener diyot üzerinde çalıştırabilirsiniz. 12 V stabilizasyon voltajına sahip ve uygun yük akımı için tasarlanmış bir zener diyot seçmek gerekir. Bazı 12 voltluk yerli ve ithal zener diyotlar için en yüksek akım tabloda belirtilmiştir.

Basit bir parametrik sabitleyicinin şeması.

Direnç değeri aşağıdaki formülle hesaplanır:

R \u003d (Uin min-Ust) / (Maks + Ist min olarak), burada:

• Uin min - minimum giriş dengesiz voltaj (en az 1,4 Ust olmalıdır), volt;
• Ust - zener diyotun stabilizasyon voltajı (referans değeri), volt;
• Maks - en yüksek yük akımı;
• Ist min - minimum stabilizasyon akımı (referans değeri).

İstenilen voltaj için zener diyot yoksa seri bağlı iki taneden oluşabilir. Bu durumda toplam voltaj 12 V olmalıdır (örneğin, 5,6 voltta D815A artı 6,8 voltta D815B 12,4 V verecektir).

Önemli! "Stabilizasyon akımını artırmak için" zener diyotları (aynı tipte olsa bile) paralel olarak bağlamak imkansızdır!

Zener diyotları paralel bağlanmaz.

Parametrik sabitleyiciyi aynı şekilde çalıştırabilirsiniz - harici bir transistörü açarak.

Güçlü bir stabilizatör şeması.

Güçlü bir transistör için bir radyatör sağlanmalıdır. Bu durumda besleme voltajı, zener diyotun Ust'sinden 0,6 V daha az olacaktır. Gerekirse, bir silikon diyot (veya bir diyot zinciri) açılarak çıkış voltajı yukarı doğru ayarlanabilir. Zincirdeki her eleman Vout'u yaklaşık 0,6 V artıracaktır.

Zener diyotlu ve diyotlu stabilizatör devresi.

Çıkış voltajı regülasyonu

Güç kaynağının voltajının sıfırdan ayarlanması gerekiyorsa, optimal devre, değişken bir direnç eklenmiş bir parametrik dengeleyici olacaktır.

Pürüzsüz voltaj regülasyonu.

Transistörün tabanı ile ortak tel arasına bağlanan 1 kΩ'luk bir direnç, potansiyometre motor devresi kırılırsa triyodu arızadan koruyacaktır.Değişken direncin düğmesi döndürüldüğünde, transistörün tabanındaki voltaj, yaklaşık 0,6 voltluk bir gecikme ile zener diyotun 0'dan Ust'sine değişecektir. Bir potansiyometre kullanımı nedeniyle düğüm parametrelerinin daha kötü olacağı dikkate alınmalıdır - hareketli bir kontağın varlığı (iyi kalitede olsa bile) kaçınılmaz olarak transistörün tabanındaki voltaj kararlılığını azaltacaktır.

Ayrıca okuyun

Enerji tasarruflu bir lambadan güç kaynağı nasıl yapılır

 

78XX serisi entegre regülatör ile 0 ila 12 volt regülasyonu elde etmek çok daha zordur. 5 ile 12 V arasında bir regülasyon aralığı yeterli ise 7805 çipini kullanabilir ve potansiyometre devresine göre açabilirsiniz. Zener diyotu yaklaşık 7 voltluk bir voltajda olmalıdır (diyotlu veya diyotsuz KS168, KS175, vb.). Potansiyometre kaydırıcısının alt konumunda, GND pimi ortak kabloya bağlanır ve çıkış 5 volt olacaktır. Motor üst çıkışa kaydırıldığında, üzerindeki voltaj zener diyotun Ust'sine kadar büyüyecek ve mikro devrenin stabilizasyon voltajına eklenecektir.

5 ila 12 volt arasında sorunsuz düzenleme.

LM317 çipini kullanabilirsiniz. Ayrıca üç terminali vardır ve özellikle düzenlenmiş kaynaklar oluşturmak için tasarlanmıştır. Ancak bu dengeleyici, 1,25 volttan başlayan daha düşük bir voltaj eşiğine sahiptir. LM317'de internette sıfırdan ayarlı birçok devre var, ancak bu devrelerin yüzde 90'ından fazlası çalışmıyor.

Standart LM317 bağlantı şeması.

Ayrıca okuyun:0 ila 30V voltaj ve akım regülasyonu ile ev yapımı güç kaynağı

Enstrüman düzeni

Tüm düğümler seçildikten veya ne olacağına dair net bir fikir olduktan sonra, cihazın düzenine geçebilirsiniz. Cihazın gelecekteki durumunun nasıl olacağını anlamak da önemlidir.Hazır olanı tercih edebilirsiniz, malzeme ve beceriniz varsa kendiniz yapabilirsiniz.

Kasa içindeki düğümlerin düzeni için özel bir kural yoktur. Ancak, düğümlerin, şemada olduğu gibi seri olarak ve en kısa mesafe boyunca iletkenlerle bağlanacak şekilde düzenlenmesi arzu edilir. Çıkış terminalleri en iyi şekilde şebeke kablosunun karşısındaki tarafa yerleştirilir. Güç anahtarını ve sigortayı cihazın arkasına sabitlemek daha iyidir. Kasalar arası alanın rasyonel kullanımı için, bazı düğümler dikey olarak kurulabilir, ancak diyot köprüsünü yatay olarak sabitlemek daha iyidir. Dikey olarak monte edildiğinde, alt diyotlardan gelen sıcak havanın konveksiyon akımları üst elemanların etrafından akacak ve ayrıca onları ısıtacaktır.

Anlamayanlar için videoyu izleyin: Basit bir kendin yap güç kaynağı.

Sabit güçlü bir DC güç kaynağının montajı kolaydır. Bu, ortalama bir ustanın gücü dahilindedir, yalnızca elektrik mühendisliğinde temel bilgilere ve minimum kurulum becerilerine ihtiyacınız vardır.