Font d'alimentació de banc ajustable de bricolatge: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Fa molts anys que faig servir una antiga font d’alimentació basada en un regulador lineal, però la sortida màxima de 15V-3A, juntament amb les pantalles analògiques inexactes, em van empènyer a crear la meva pròpia font d’alimentació que tractés aquests problemes.

Vaig mirar altres fonts d'alimentació que la gent ha creat per inspirar-me i vaig decidir alguns requisits bàsics:

-Més potència que l'antiga analògica que es podia lliurar

-Ventilador de refrigeració (si cal)

-Pantalla digital

-Sleek Looking and Safe (no és que l'analògic no fos cap d'aquestes coses …)

Per a l'electrònica, tots els articles provenien d'eBay o d'un skip fora de la meva universitat (de debò), de manera que la quantitat de materials és bastant difícil de determinar. Calculo que vaig gastar menys de 12 € en peces, però serà més gran si no podeu obtenir algunes peces (font d’energia) de franc, on el preu depèn molt de la potència que desitgeu.

Tingueu en compte que aquest 'ible se centra en la construcció de la meva font d'alimentació i, per tant, no tots els passos tenen un estil pràctic, sinó més aviat una sinopsi dels passos realitzats. Si es necessiten més detalls, estic encantat d'ajudar-me, per descomptat, simplement deixeu un comentari aquí o al vídeo de demostració a youtube i us respondré el més aviat possible:)

Pas 1: l'electrònica de potència

La font d’energia utilitzada va ser un SMPS d’alta intensitat (8A) (Switch-Mode-Power-Supply) que genera 19V, que afortunadament vaig obtenir gratuïtament. Fonts d’energia similars que es podrien utilitzar inclouen un carregador d’ordinador portàtil o fins i tot un transformador amb un circuit rectificador de pont complet.

Per aturar la presa de corrent quan no s’utilitza, la connexió en directe es va estendre a un commutador del tauler frontal de la caixa i es va tornar al SMPS. Com que la caixa és de metall, vaig connectar el passador de la Terra a la placa base amb un cargol.

La sortida de corrent continu del SMPS es va connectar a un convertidor DCDC Buck reduït, la sortida del qual anava a les connexions positives i negatives del tauler frontal de la caixa (mitjançant la resistència de derivació de la pantalla digital).

La pantalla digital, juntament amb un convertidor de 5 V de dòlar (per als ports USB), s’alimentava amb SMPS de 19 V, ja que es mantindria constant independentment del voltatge de sortida establert.

També es va connectar un ventilador d’ordinador de 24V al SMPS mitjançant un circuit MOSFET, que limita el corrent (i, per tant, la velocitat) del ventilador. NOTA: El circuit de limitació de corrent no és necessari i el MOSFET només actua com a resistència. Es va afegir per reduir la velocitat del ventilador i molts altres circuits (fins i tot un circuit basat en LM317) probablement funcionarien millor que la meva implementació, però puc incloure-ho si algú ho vol.

Pas 2: control de l'electrònica i el cablejat de la pantalla

El mesurador de pantalla digital s’ha de connectar en sèrie amb el terminal de sortida negatiu per detectar el corrent i un altre cable va al terminal de sortida positiu per mesurar la tensió de sortida, com es mostra a la imatge anterior.

Per ajustar el voltatge de sortida, un pot de tall de 50kOhm al convertidor de 15 A es reemplaça per un potenciòmetre de volta única similar similar que s’estén a la caixa frontal mitjançant un cable de cinta. Un costat del potenciòmetre està connectat a un potenciòmetre de 2kOhm en un intent de tenir un comandament de tensió "afinat", però, tal com es va comentar més endavant, rarament s'utilitza.

Un defecte inherent a l’hora d’utilitzar un convertidor Buck és que la tensió de sortida està limitada a aproximadament 1 V menys que la tensió d’entrada, però la resistència del potenciòmetre s’adequa a la tensió d’entrada màxima (en aquest cas, tensió d’entrada màxima = 30V). Això vol dir que si subministreu el convertidor de Buck amb una tensió molt inferior a la tensió màxima d’entrada, el potenciòmetre tindrà una zona morta, on girar el comandament no canvia la tensió. Per superar-ho, hi ha dues opcions:

1) Utilitzeu un convertidor combinat Buck / Boost que augmenti o redueixi la tensió d'entrada fins al que desitgeu; aquesta opció seria la millor per tenir un ampli rang de tensió de sortida independent del voltatge d'entrada (no limitat per).

2) Trieu un potenciòmetre amb una resistència que redueixi la zona morta a un nivell acceptable: aquesta és l’opció més barata, però només redueix la zona morta (que augmenta la resolució com a resultat), de manera que la tensió de sortida encara es limita a una quantitat determinada a la tensió d'entrada.

Vaig anar amb l'opció 2, ja que ja tenia un convertidor de 15A i no volia esperar que arribessin més peces de la Xina. Com que la resistència requerida del potenciòmetre no era propera al valor estàndard, vaig posar una resistència a través dels terminals externs del potenciòmetre, reduint efectivament la resistència al valor desitjat.

Pas 3: el cas

Ara, per la part divertida i tediosa: fer el cas. Podeu utilitzar tot el que vulgueu per a això; fusta, MDF, plàstic, metall o imprès completament en 3D si realment voleu. Vaig anar amb metall i plàstic, ja que em sento més còmode amb aquests materials i semblen agradables junts (ho sento, els entusiastes de la fusta).

Tenia una bona quantitat de material de xapa d'acer inoxidable, de manera que la coberta principal es va fer amb això. Els panells frontals i posteriors estaven fets de plàstic (acrílic a la part frontal, plàstic desconegut desconegut a la part posterior) i la placa base estava feta d’una xapa d’acer d’un suport de TV.

La base es va tallar perquè fos una mica més ampla i molt més llarga que la SMPS i es van perforar forats a les 4 cantonades on solien ubicar-se els fixadors de la caixa SMPS (ja que es va treure la meitat superior de la caixa per obtenir cables i una millor dissipació de la calor).

Aquests forats es van tapar amb una aixeta M4 perquè es poguessin utilitzar cargols de la màquina per fixar l’SMPS a la base, juntament amb plaques d’angle recte d’acer inoxidable que s’utilitzen per connectar la base a la coberta d’acer inoxidable i al panell posterior. Es van perforar i forar dos forats similars per mantenir el panell frontal al seu lloc amb una peça de plàstic d'angle recte aquesta vegada (a causa de la proximitat de les connexions d'alimentació).

Els panells frontal i posterior es van marcar i perforar on calgués, després es van tallar les peces i es van arxivar a mà a mida, inclosos els forats rectangulars per a la pantalla, els ports USB i la connexió d’alimentació de la xarxa posterior.

La coberta principal es va marcar amb làmines SS de 0,8 mm i es va tallar a mida amb un molinet angular, incloent un port lateral per a una entrada d’aire. Els forats per al lateral i la part superior es van marcar i perforar abans de doblar-se, però com que no tinc fre de xapa (encara) els revolts que he aconseguit han tingut un radi sever. A mesura que calculava un radi més petit per als forats, vaig martellar les vores contra una mica de ferro angular per fer que tot s’alineagués correctament; això introdueix un "caràcter" a la peça i assegura que tothom sàpiga que és a mida …

Tot està muntat amb cargols de màquina M4 o cola per a les peces que no cal substituir. Crec que és important construir coses tenint en compte la facilitat de servei.

Pas 4: revisió

Després de muntar, provar i utilitzar durant diversos mesos, vaig descobrir que el potenciòmetre de 2K per a la funció de "sintonització fina" era sorollós (s'obre circuit de tant en tant quan gira). Això va ser inacceptable, ja que va fer saltar inesperadament el voltatge de sortida i, per tant, simplement vaig girar el pot de 2 k a la seva posició mínima perquè no interfereixi amb el pot de regulació principal. Els potenciòmetres d’alta qualitat són imprescindibles per a projectes com aquests.

Espero que això us ajudi a alguns de vosaltres, tal com em van ajudar altres "ibles". Aquest és només un enfocament de molts i us recomano preguntes si cal informació addicional, ja sigui aquí o al meu vídeo de youtube. Moltes gràcies i molt ben fet si heu arribat fins aquí, feliç!