Com fer una font d'alimentació de banc: 20 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Una font d'alimentació de banc és un kit molt útil per als aficionats a l'electrònica, però pot ser car si es compra al mercat. En aquest instructiu, us mostraré com fer una font d’alimentació variable per a bancs de laboratori amb un pressupost limitat. És un gran projecte de bricolatge per a principiants i qualsevol persona interessada en electrònica.

[Reprodueix vídeo]

Podeu trobar tots els meus projectes a:

L’objectiu principal del projecte és aprendre com funciona una font d'alimentació lineal. Al principi, per explicar el principi de funcionament d'una font d'alimentació lineal, he pres un exemple de font d'alimentació basada en LM 317. Vaig comprar un kit de font d'alimentació de Banggood i el vaig muntar.

Es tracta d’un subministrament de tensió estabilitzat d’alta qualitat amb el qual es pot regular la tensió contínuament i el rang en què es regula el voltatge és de 0-30V. Fins i tot conté un circuit límit de corrent que pot controlar eficaçment el corrent de sortida de 2mA a 3A amb la possibilitat de regular el corrent contínuament, i aquesta característica única fa d’aquest dispositiu una eina indispensablement potent al laboratori de circuits.

Característica:

Tensió d'entrada: 24V CA

Corrent d'entrada: màxim 3A

Voltatge de sortida: 0 a 30V continu ajustable

Corrent de sortida: 2mA - 3A ajustable contínuament

Ondulació del voltatge de sortida: 0,01% mínim

Pas 1: es requereixen eines i peces

Llista de peces:

1. Transformador Step Down - 24V, 3A (Jaycar)

2. Kit d'alimentació de bricolatge (Banggood / Amazon)

3. Dissipador de calor i ventilador (Banggood)

4. Mesurador de panells volt-Amp (Amazon)

5. Pom de potenciòmetre (Banggood)

6. Buck Converter (Amazon)

7. Port USB (Amazon)

8. Endoll de plàtan vinculant (Amazon)

9. Presa d’alimentació IEC3 (Banggood)

10. Switch de Rocker (Banggood)

11. LED verd (Amazon)

12. Suport LED (Banggod)

13. Tub de contracció de calor (Banggood)

14. Peus de goma autoadhesius (Amazon)

15. Filament d'impressió 3D-PLA (GearBest)

Eines / màquina usada

1. Impressora 3D: Creality CR-10 (Creality CR10S) o Creality CR-10 Mini

2. Soldador (Amazon)

3. DSO- RIGOL (Amazon)

4. Pistola de cola (Amazon)

Pas 2: diagrama bàsic de blocs

Abans d’iniciar el procés d’elaboració, heu de conèixer els components bàsics d’una font d’alimentació lineal.

Els principals elements de la font d'alimentació lineal són:

Transformador: el transformador canvia la tensió de corrent altern a un valor desitjat. S’utilitza per reduir la tensió, cosa que també serveix per aïllar la font d’alimentació de la xarxa elèctrica per seguretat.

Rectificador: la potència de sortida del transformador és en corrent altern, cal convertir-lo en corrent continu. El rectificador de pont converteix corrent altern en corrent continu.

Condensador / filtre d’allisament d’entrada: la tensió rectificada del rectificador és una tensió de CC palpitant amb un contingut d’ondulació molt alt. Però això no és el que volem, volem una forma d’ona CC lliure d’ondulacions pura. El circuit de filtre s’utilitza per suavitzar les variacions de corrent altern (ondulació) del voltatge rectificat. Per a això s’utilitzen grans condensadors de dipòsit.

Regulador lineal: el voltatge o el corrent de sortida fluctuarà quan hi hagi un canvi a l’entrada de la xarxa de corrent altern o a causa d’un canvi en el corrent de càrrega a la sortida de la font d’alimentació. Aquest problema es pot eliminar utilitzant un regulador de voltatge. Mantindrà la sortida constant fins i tot quan es produeixen canvis a l'entrada o qualsevol altre canvi.

Càrrega: càrrega de l'aplicació

Pas 3: transformador

Entrada d’alta tensió CA que entra en un transformador que sol reduir la tensió alterna d’alta tensió des de la xarxa fins a la baixa tensió CA necessària per a la nostra aplicació. pèrdues al pont de díodes i al regulador lineal. A la part superior es mostra una forma d’ona típica del transformador de 24 V. En general, permetem una caiguda de 2 V a 3 V per a la configuració del rectificador de pont. Per tant, la tensió secundària del transformador es pot calcular com es mostra a continuació.

Exemple:

Suposem que volem fer una font d'alimentació amb una tensió de sortida de 30V i 3A.

Abans del rectificador de pont, la tensió ha de ser = 30 + 3 = 33V (pic)

Per tant, la tensió RMS = 33 / arrel quadrada (2) = 23,33 V

El transformador de voltatge més proper disponible al mercat és de 24 V. Així doncs, el transformador és de 230V / 24V, 3A.

Nota: el càlcul anterior és una aproximació aproximada per comprar un transformador. Per fer un càlcul precís, haureu de considerar la caiguda de tensió entre díodes, la caiguda de tensió del regulador, la tensió d’ondulació i l’eficiència del rectificador.

Pas 4: rectificador de pont

El pont rectificador converteix un voltatge o corrent altern en la quantitat de corrent continu (DC) corresponent. L'entrada a un rectificador és de corrent altern, mentre que la seva sortida és de pols continu unidireccional.

La caiguda de tensió d’un díode d’ús general és d’uns 0,7 V i el de Schottky és de 0,4 V. En qualsevol moment, dos dels díodes del pont rectificador estan en funcionament, però, atès que el díode té una conducta elevada, pot ser que sigui més alt. Un bon valor segur és el doble de l’estàndard o 0,7 x 2 = 1,4V.

La sortida de CC després del rectificador de pont és aproximadament igual a la tensió secundària multiplicada per 1,414 menys la caiguda de tensió dels dos díodes conductors.

Vdc = 24 x 1.414 - 2,8 = 31,13 V

Pas 5: suavitzar el condensador / filtre

La tensió rectificada del rectificador és una tensió de CC palpitant amb un contingut d’ondulació molt alt. Les grans ondulacions que existeixen a la sortida fan que sigui gairebé impossible utilitzar-lo en cap aplicació d'alimentació. Per tant, s’utilitza un filtre. El filtre més habitual és utilitzar un condensador gran.

La forma d’ona de sortida resultant després del condensador de suavitzat es mostra a la part superior.

Pas 6: regulador

La tensió o corrent de sortida canviarà o fluctuarà quan hi hagi un canvi a l’entrada de la xarxa de corrent altern o a causa d’un canvi de corrent de càrrega a la sortida de la font d’alimentació regulada o a causa d’altres factors com els canvis de temperatura. Aquest problema es pot eliminar utilitzant un regulador IC o mitjançant un circuit adequat format per pocs components. Un regulador mantindrà la sortida constant fins i tot quan es produeixin canvis a l'entrada o qualsevol altre canvi.

Els IC com 78XX i 79XX s’utilitzen per obtenir valors fixos de tensions a la sortida. Quan els IC com LM 317 podem ajustar la tensió de sortida a un valor constant requerit. Sortides de tensió CC diferents de la font d'alimentació de tensió fixa. L'exemple anterior del circuit utilitza un IC regulador de voltatge LM3 17. La sortida rectificada del rectificador de pont d’ona completa s’alimenta a un IC regulador LM317. Canviant el valor del potenciòmetre utilitzat en aquest circuit, es pot controlar fàcilment la tensió de sortida.

Fins ara he explicat com funciona una font d'alimentació lineal. En els passos següents, explicaré la construcció de la font d'alimentació bancària mitjançant el muntatge d'un kit de bricolatge.