Jednoduchý napájecí zdroj s nastavitelným napětím

Ahoj! Toto je můj první pokyn! Všichni jsme obklopeni elektrickými spotřebiči s různými specifikacemi. Většina z nich pracuje přímo ze sítě 220 V AC. Ale co dělat, když přijdete s nějakým nestandardním zařízením nebo provádíte projekt, který vyžaduje specifické napětí a také stejnosměrný proud. Proto jsem měl touhu vyrobit napájecí zdroj, který má na výstupu různá napětí a používá regulátor napětí lm317 na integrovaném obvodu.

Co dělá napájecí zdroj?

Nejprve musíte pochopit účel zdroje energie.
• Musí převádět střídavý proud přijímaný ze střídavého zdroje na stejnosměrný proud.
• Výstup by měl mít uživatelsky volitelné napětí v rozsahu od 2V do 25V.

Hlavní výhody:
• Levné.
• Jednoduché a snadné použití.
• Všestranné.

Seznam požadovaných komponent

1. Snižovací transformátor 2 A (z 220 V na 24 V).
2. Regulátor napětí lm317 IC s radiátorem výměníku tepla.
3. Kondenzátory (polarizované):
2200 mikrofaradů 50 V;
100 mikrofaradů 50 V;
1 mikrofarad 50 V.
(poznámka: jmenovité napětí kondenzátorů musí být vyšší než napětí přivedené na jejich kontakty).
4. Kondenzátor (nepolarizovaný): 0,1 mikrofaradu.
5. Potenciometr 10 kOhm.
6. Odpor 1 kOhm.
7. Voltmetr s LCD displejem.
8. Pojistka 2,5 A.
9. Šroubové svorky.
10. Propojovací vodič se zástrčkou.
11. Diody 1n5822.
12. Obvodová deska.

Sestavení elektrického schématu

• V horní části obrázku je transformátor připojen ke zdroji střídavého proudu. Sníží napětí na 24 V, ale proud zůstává střídavý s frekvencí 50 Hz.
• Spodní polovina obrázku ukazuje zapojení čtyř diod do usměrňovacího můstku. Diody 1n5822 umožňují průchod proudu při dopředném předpětí a blokují proudění při zpětném předpětí. V důsledku toho stejnosměrné výstupní napětí pulzuje s frekvencí 100 Hz.



• Na tomto obrázku byl přidán kondenzátor 2200 mikrofaradů, který filtruje výstupní proud a poskytuje stabilní napětí 24 VDC.
• V tomto okamžiku může být pojistka zapojena do série s obvodem, aby byla zajištěna jeho ochrana.
• Takže máme:
1. AC snižující transformátor do 24V.
2. Převodník střídavého proudu na pulzující stejnosměrný proud s napětím do 24V.
3. Filtrovaný proud pro vytvoření čistého a stabilního napětí 24V.
• To vše bude připojeno k níže popsanému obvodu regulátoru napětí lm317

Úvod do Lm317

• Nyní je naším úkolem řídit výstupní napětí a měnit ho podle našich potřeb. K tomu používáme regulátor napětí lm317.
• Lm317, jak je znázorněno na obrázku, má 3 kolíky.Jedná se o nastavovací kolík (pin1 - ADJUST), výstupní kolík (pin2 - OUNPUT) a vstupní kolík (pin3 - INPUT).
• Regulátor lm317 generuje během provozu teplo, takže vyžaduje radiátor výměníku tepla
• Chladič tepelného výměníku je kovová deska připojená k integrovanému obvodu, který odvádí teplo, které vytváří, do okolí.

Vysvětlení schématu zapojení Lm317

• Toto je pokračování předchozího elektrického schématu. Pro lepší pochopení je zde podrobně zobrazeno schéma zapojení lm317.
• Pro zajištění vstupní filtrace se doporučuje použít 0,1 mikrofaradový kondenzátor. Je velmi vhodné jej neumisťovat do blízkosti hlavního filtračního kondenzátoru (v našem případě se jedná o kondenzátor s kapacitou 2200 mikrofaradů).
• Pro zlepšení tlumení zvlnění se doporučuje použití 100 mikrofaradového kondenzátoru. Zabraňuje nárůstu vlnění, ke kterému dochází při zvýšení nastaveného napětí.
• Kondenzátor 1 mikrofarad zlepšuje přechodovou odezvu, ale není nezbytný pro regulaci napětí.
• Ochranné diody D1 a D2 (obě 1n5822) poskytují nízkoimpedanční vybíjecí cestu, která zabraňuje vybití kondenzátoru do výstupu regulátoru napětí.
• Rezistory R1 a R2 jsou potřebné pro nastavení výstupního napětí
• Obrázek ukazuje řídicí rovnici. Zde je odpor R1 1 kΩ a odpor R2 (potenciometr s odporem 10 kΩ) je proměnný. Napětí získané na výstupu se tedy podle této přibližné rovnice nastavuje změnou odporu R2.
• Potřebujete-li získat další informace o vlastnostech lm317 na integrovaném obvodu, vyhledejte je na internetu.
• Nyní lze výstupní napětí připojit k LCD voltmetru, nebo můžete použít multimetr pro měření napětí.
• Poznámka: Hodnoty odporů R1 a R2 jsou zvoleny pro pohodlí. Jinými slovy, neexistuje žádné pevné a rychlé pravidlo, které říká, že R1 musí být vždy 1 kΩ a R2 musí být proměnná až do 10 kΩ. Pokud navíc potřebujete pevné výstupní napětí, můžete místo proměnného odporu nainstalovat pevný odpor R2. Pomocí daného kontrolního vzorce si můžete zvolit parametry R1 a R2 podle svého uvážení.

Dokončení elektrického schématu

• Konečný elektrický obvod vypadá jako na obrázku.
• Nyní lze pomocí potenciometru (tj. R2) získat požadované výstupní napětí.
• Výstup bude čisté, stabilní a konstantní napětí bez zvlnění potřebné k napájení specifické zátěže.

Pájení PCB

• Tato část práce se provádí ručně.
• Ujistěte se, že jsou všechny komponenty připojeny přesně podle schématu zapojení.
• Na vstupu a výstupu jsou použity šroubové svorky
• Před připojením vyrobeného napájecího zdroje k elektrické síti je třeba znovu zkontrolovat obvod.
• Před připojením zařízení k elektrické síti si z bezpečnostních důvodů musíte vzít izolační nebo gumovou obuv.
• Pokud je vše provedeno správně, nehrozí žádné nebezpečí. Veškerá odpovědnost je však pouze na vás!
• Konečné schéma zapojení je zobrazeno výše. (Diody jsem připájel ze zadní strany plošného spoje. Odpusťte mi za neodborné pájení!).
Původní článek v angličtině