Jednoduchý napájací zdroj s nastaviteľným napätím

Ahoj! Toto je môj prvý pokyn! Všetci sme obklopení elektrickými spotrebičmi s rôznymi špecifikáciami. Väčšina z nich funguje priamo zo siete 220 V AC. Čo však robiť, ak prídete s nejakým neštandardným zariadením alebo vykonávate projekt, ktorý vyžaduje špecifické napätie a tiež jednosmerný prúd. Preto som mal túžbu vyrobiť napájací zdroj, ktorý vydáva rôzne napätia a používa regulátor napätia lm317 na integrovanom obvode.

Čo robí napájací zdroj?

Najprv musíte pochopiť účel zdroja energie.
• Musí premieňať striedavý prúd prijímaný zo zdroja striedavého prúdu na jednosmerný prúd.
• Výstup by mal mať užívateľsky voliteľné napätie v rozsahu od 2V do 25V.

Hlavné výhody:
• Lacné.
• Jednoduché a jednoduché použitie.
• Všestranný.

Zoznam požadovaných komponentov

1. Znižovací transformátor 2 A (z 220 V na 24 V).
2. Regulátor napätia lm317 IC s radiátorom výmenníka tepla.
3. Kondenzátory (polarizované):
2200 mikrofaradov 50 V;
100 mikrofarad 50 V;
1 mikrofarad 50 V.
(poznámka: menovité napätie kondenzátorov musí byť vyššie ako napätie privedené na ich kontakty).
4. Kondenzátor (nepolarizovaný): 0,1 mikrofaradu.
5. Potenciometer 10 kOhm.
6. Odpor 1 kOhm.
7. Voltmeter s LCD displejom.
8. Poistka 2,5 A.
9. Skrutkové svorky.
10. Pripojovací drôt so zástrčkou.
11. Diódy 1n5822.
12. Doska s plošnými spojmi.

Zostavenie elektrickej schémy

• V hornej časti obrázku je transformátor pripojený k zdroju striedavého prúdu. Znižuje napätie na 24 V, ale prúd zostáva striedavý s frekvenciou 50 Hz.
• Spodná polovica obrázku znázorňuje zapojenie štyroch diód do usmerňovacieho mostíka. Diódy 1n5822 umožňujú prechod prúdu pri predpätí dopredu a blokujú prúdenie pri spätnom predpätí. Výsledkom je, že výstupné jednosmerné napätie pulzuje s frekvenciou 100 Hz.



• Na tomto obrázku bol pridaný 2200 mikrofaradový kondenzátor na filtrovanie výstupného prúdu a poskytovanie stabilného napätia 24 V DC.
• V tomto bode môže byť poistka zapojená do série s obvodom, aby sa zabezpečila jeho ochrana.
• Takže máme:
1. Transformátor striedavého prúdu do 24 V.
2. Menič striedavého prúdu na pulzujúci jednosmerný prúd s napätím do 24V.
3. Filtrovaný prúd na vytvorenie čistého a stabilného 24V napätia.
• Toto všetko bude pripojené k obvodu regulátora napätia lm317 opísanému nižšie

Úvod do Lm317

• Teraz je našou úlohou kontrolovať výstupné napätie a meniť ho podľa našich potrieb. Na to používame regulátor napätia lm317.
• Lm317 ako je znázornené na obrázku má 3 kolíky.Sú to nastavovací kolík (pin1 - ADJUST), výstupný kolík (pin2 - OUNPUT) a vstupný kolík (pin3 - INPUT).
• Regulátor lm317 vytvára počas prevádzky teplo, preto si vyžaduje radiátor výmenníka tepla
• Chladič výmenníka tepla je kovová doska pripojená k integrovanému obvodu na odvádzanie tepla, ktoré vytvára, do okolia.

Vysvetlenie schémy zapojenia Lm317

• Toto je pokračovanie predchádzajúcej elektrickej schémy. Pre lepšie pochopenie je tu podrobne zobrazená schéma zapojenia lm317.
• Na zabezpečenie filtrovania vstupu sa odporúča použiť kondenzátor 0,1 mikrofarad. Je veľmi vhodné neumiestňovať ho do blízkosti hlavného filtračného kondenzátora (v našom prípade ide o kondenzátor s kapacitou 2200 mikrofaradov).
• Na zlepšenie tlmenia zvlnenia sa odporúča použiť 100 mikrofaradový kondenzátor. Zabraňuje nárastu zvlnenia, ktoré vzniká pri zvýšení nastaveného napätia.
• 1 mikrofaradový kondenzátor zlepšuje prechodovú odozvu, ale nie je potrebný na reguláciu napätia.
• Ochranné diódy D1 a D2 (obe 1n5822) poskytujú nízkoimpedančnú vybíjaciu cestu, ktorá zabraňuje vybitiu kondenzátora do výstupu regulátora napätia.
• Rezistory R1 a R2 sú potrebné na nastavenie výstupného napätia
• Obrázok ukazuje rovnicu riadenia. Tu je odpor R1 1 kΩ a odpor R2 (potenciometer s odporom 10 kΩ) je premenlivý. Preto sa napätie získané na výstupe podľa tejto aproximovanej rovnice nastavuje zmenou odporu R2.
• Ak potrebujete získať ďalšie informácie o charakteristikách lm317 na integrovanom obvode, nájdite si takéto informácie na internete.
• Teraz je možné výstupné napätie pripojiť k LCD voltmetru, alebo môžete použiť multimeter na meranie napätia.
• Poznámka: Hodnoty odporov R1 a R2 sú zvolené pre pohodlie. Inými slovami, neexistuje žiadne pevné a rýchle pravidlo, ktoré hovorí, že R1 musí byť vždy 1k ohmov a R2 musí byť variabilný až do 10k ohmov. Okrem toho, ak potrebujete pevné výstupné napätie, môžete namiesto premenlivého odporu R2 nainštalovať pevný odpor. Pomocou daného riadiaceho vzorca si môžete zvoliť parametre R1 a R2 podľa vlastného uváženia.

Dokončenie elektrickej schémy

• Konečný elektrický obvod vyzerá ako na obrázku.
• Teraz je možné pomocou potenciometra (t.j. R2) získať požadované výstupné napätie.
• Výstup bude čisté, stabilné a konštantné napätie bez zvlnenia potrebné na napájanie špecifickej záťaže.

Spájkovanie PCB

• Táto časť práce sa vykonáva ručne.
• Uistite sa, že sú všetky komponenty pripojené presne tak, ako je znázornené na schéme zapojenia.
• Na vstupe a výstupe sa používajú skrutkové svorky
• Pred pripojením vyrobeného napájacieho zdroja do elektrickej siete musíte znova skontrolovať obvod.
• Z bezpečnostných dôvodov si pred pripojením zariadenia k elektrickej sieti musíte obuť izolovanú alebo gumenú obuv.
• Ak je všetko vykonané správne, nehrozí žiadne nebezpečenstvo. Všetka zodpovednosť je však výlučne na vás!
• Konečná schéma zapojenia je zobrazená vyššie. (Diódy som prispájkoval zo zadnej strany plošného spoja. Prepáčte mi za neodborné spájkovanie!).
Pôvodný článok v angličtine