12 voltin vakiojännitelähde on hyödyllinen laite kotiin, mökille tai autotalliin. Tällainen laite on helppo tehdä itse. Alla on kaavio 12 V:n virtalähteestä tee-se-itse-kokoonpanoa varten sekä vinkkejä komponenttien laskemiseen ja valintaan.

Virtalähteiden tyypit

Tähän mennessä pulssijännitelähteet ovat yleistyneet. Niillä on merkittävä etu perinteisiin muuntajapiireihin verrattuna energiatehokkuuden sekä painon ja koon suhteen. Uskotaan, että yli 5 ampeerin kuormitusvirroilla niillä on kiistaton mieltymys. Mutta niillä on myös haittoja - esimerkiksi RF-häiriöiden syntyminen syöttöverkkoon ja kuormaan.Ja kotikokoonpanon pääasiallinen este on piirien monimutkaisuus ja erityistaitojen tarve käämitysosien valmistukseen. Siksi keskitason kotimestari on parempi valmistaa teholähde tavallisen periaatteen mukaan verkkoasennusmuuntajalla.

Missä jännitelähdettä käytetään

Tällaisen virtalähteen valikoima kotitaloudessa on laaja:

pienjännitelamppujen virtalähde;
akun lataus;
virtalähde audiolaitteille.

Sekä moniin muihin tarkoituksiin, jotka vaativat jatkuvaa 12 voltin jännitettä.

Kaavio muuntajan virtalähteestä

Kuinka tehdä 12 voltin virtalähde omin käsin - esimerkkejä piireistä

Kaaviokaavio virtalähteestä.

220 V verkosta toimiva 12 voltin virransyöttöpiiri koostuu seuraavista solmuista:

Alaspäin laskettava muuntaja. Se koostuu rauta-, ensiö- ja toisiokäämeistä (voi olla useita). Menemättä syvälle toimintaperiaatteeseen, on huomattava, että lähtöjännite riippuu ensiö- (n1) ja toisiokäämien (n2) kierrosten suhteesta. 12 voltin saamiseksi on välttämätöntä, että toisiokäämi sisältää 220/12 = 18,3 kertaa vähemmän kierrosta kuin ensiökäämi.
Tasasuuntaaja. Useimmiten suoritetaan täysiaaltopiirin (diodisilta) muodossa. Muuntaa vaihtojännitteen sykkiväksi. Virta kulkee kuorman läpi kahdesti samaan suuntaan.
Täysaallon tasasuuntaajan toiminta.
Suodattaa. Muuntaa sykkivän jännitteen DC:ksi. Se latautuu, kun jännite kytketään, ja purkautuu taukojen aikana. Se koostuu suuren kapasiteetin oksidikondensaattorista, jonka rinnalle on usein kytketty keraaminen kondensaattori, jonka kapasiteetti on noin 1 μF. Tämän lisäelementin tarpeen ymmärtämiseksi on muistettava, että oksidikondensaattori on järjestetty rullaksi rullattujen kalvonauhojen muodossa.Tällä telalla on loisinduktanssi, mikä heikentää merkittävästi korkeataajuisen kohinan suodatuksen laatua. Tätä varten kytketään päälle lisäkondensaattori RF-pulssien oikosulkemiseksi.
Suodattimen vastaava piiri oksidilla ja lisäkondensaattoreilla.
Stabilisaattori. Saattaa puuttua. Yksinkertaisten mutta tehokkaiden solmujen kaavioita käsitellään alla.

Seuraavissa osissa käsitellään 12 voltin tasavirtalähteen kunkin elementin valitsemista ja laskemista.

Muuntajan valinta

On kaksi tapaa hankkia sopiva muuntaja. Itsenäinen porraslohkon valmistus ja sopivan valinta tehtaalla. Muista joka tapauksessa:

muuntajan alaspäin käämin lähdössä jännitettä mitattaessa volttimittari näyttää tehollisen jännitteen (1,4 kertaa pienempi kuin amplitudi);
suodatinkondensaattorissa ilman kuormaa vakiojännite on suunnilleen yhtä suuri kuin amplitudi (he sanovat, että kondensaattorin jännite "nousee" 1,4 kertaa);
jos stabilaattoria ei ole, kuormituksen alaisena kapasitanssin jännite laskee virrasta riippuen;
Jotta stabilisaattori toimisi, tarvitaan tietty ylimäärä tulojännitettä lähtöjännitteeseen nähden, niiden suhde rajoittaa tehonsyötön tehokkuutta kokonaisuudessaan.

Kahdesta viimeisestä kohdasta seuraa, että PSU:n normaalia toimintaa varten muuntajan jännitteen on oltava yli 12 V.

Itsekäämittyvä muuntaja

Kotitekoisen tehomuuntajan täydellinen laskenta ja valmistus on monimutkaista, aikaa vievää, vaatii työkaluja ja taitoja. Siksi harkitaan yksinkertaistettua polkua - raudalle sopivan lohkon valintaa ja sen muuttamista 12 V:iin.

Jos on valmis muuntaja, mutta sen kytkennästä ei ole kaaviota, sinun on soitettava sen käämitesteriin testerillä.Suurimman vastuksen omaava käämitys on todennäköisesti verkkovirta. Loput käämit on poistettava.

Seuraavaksi sinun on mitattava rautasarjan paksuus b ja keskilevyn a leveys ja kerrottava ne. Ytimen poikkileikkausala saadaan S \u003d a * b (neliöcm). Se määrittää muuntajan tehon P=. Seuraavaksi lasketaan suurin ampeerivirta, joka voidaan poistaa käämityksestä, jonka jännite on 12 volttia: I \u003d P / 12.

Ytimen alueen määrittäminen.

Seuraavaksi lasketaan kierrosten lukumäärä volttia kohti kaavalla n=50/S. 12 voltilla on tarpeen kelata 12 * n kierrosta noin 20%:n marginaalilla kuparin ja stabilisaattorin häviöiden vuoksi. Ja jos ei, niin jännitehäviö kuormituksen alaisena. Ja viimeinen vaihe on valita käämilangan poikkileikkaus kaavion mukaan virrantiheydelle 2-3 mA / neliömm.

Valinta kuparilankaa.

Esimerkiksi on muuntaja, jonka ensiökäämi on 220 V ja jossa on 3,5 cm paksu rautasarja ja keskikielekkeen leveys 2,5 cm. Siten S = 2,5 * 3,5 = 8,75 ja muuntajan teho = 3 W (noin). Tällöin suurin mahdollinen virta 12 voltilla on I=P/U=3/12=0,25 A. Käämitykseen voit valita langan, jonka halkaisija on 0,35...0,4 neliömm. 1 voltilla on 50 / 8,75 = 5,7 kierrosta, on kelattava 12 * 5,7 = 33 kierrosta. Kanta huomioon ottaen - noin 40 kierrosta.

Valmiin muuntajan valinta

Jos on olemassa valmis muuntaja, jossa on virralle ja jännitteelle sopiva toisiokäämi, voit yrittää poimia valmiin muuntajan. Esimerkiksi CCI-sarjassa on sopivia tuotteita, joiden toisiokäämin jännite on lähellä 12 volttia.

Muuntaja	Toisiokäämin päätelmien nimeäminen	Jännite, V	Sallittu virta, A
Kauppa- ja teollisuuskamari48	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	13,8	0,27
CCI209	11-12, 13-15	11,5	0,0236
CCI216	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	11,5	0,072

Tämän ratkaisun etuna on minimaalinen työvoimaintensiteetti ja tehdassuorituksen luotettavuus. Miinus - muuntaja sisältää muita käämiä, kokonaisteho lasketaan myös niiden kuormitukselle.Siksi painon ja koon suhteen tällainen muuntaja menettää.

Diodien valinta ja tasasuuntaajan valmistus

Tasasuuntaajan diodit valitaan kolmen parametrin mukaan:

suurin sallittu eteenpäin suunnattu jännite;
suurin käänteinen jännite;
suurin käyttövirta.

Kahden ensimmäisen parametrin mukaan 90 prosenttia saatavilla olevista puolijohdelaiteista soveltuu käytettäväksi 12 voltin piirissä, valinnan tekee pääasiassa jatkuva enimmäisvirta. Myös diodikotelon suunnittelu ja tasasuuntaajan valmistusmenetelmä riippuvat tästä parametrista.

Jos kuormitusvirta ei ylitä 1 A, ulkomaisia ja kotimaisia yhden ampeerin diodeja voidaan käyttää:

1N4001-1N4007;
HER101-HER108;
KD258 ("pisara");
KD212 ja muut.

Pienemmille virroille (0,3 A asti) on suunniteltu KD105 (KD106) -laitteita. Kaikki luetellut diodit voidaan asentaa sekä pysty- että vaakasuunnassa painetulle piirille tai piirilevylle tai yksinkertaisesti nastoihin. He eivät tarvitse lämpöpatteria.

Diodisilta pienitehoisista elementeistä.

Jos tarvitset suuria käyttövirtoja, sinun on käytettävä muita diodeja (KD213, KD202, KD203 jne.). Nämä laitteet on suunniteltu käytettäviksi jäähdytyslevyillä, ilman niitä ne kestävät enintään 10 % tyyppikilven enimmäisvirrasta. Siksi sinun on valittava valmiit jäähdytyslevyt tai tehtävä ne itse kuparista tai alumiinista.

Toinen diodisillan malli.

On myös kätevää käyttää valmiita siltadiodikokoonpanoja KTS405, KVRS tai vastaavaa. Niitä ei tarvitse koota - riittää, että syötetään vaihtojännite vastaaviin lähtöihin ja poistetaan vakio.

KVRS3510:n kokoonpano.

Kondensaattorin kapasiteetti

Kondensaattorin kapasitanssi riippuu kuormituksesta ja sen sallimasta aaltoilusta.Kapasiteetin laskemiseksi tarkasti Internetistä löytyy kaavoja ja online-laskimia. Harjoittelua varten voit keskittyä numeroihin:

pienillä kuormitusvirroilla (kymmeniä milliampeeria) kapasitanssin tulee olla 100...200 uF;
korkeintaan 500 mA virroilla tarvitaan 470...560 uF kondensaattori;
jopa 1 A - 1000...1500 uF.

Suuremmilla virroilla kapasitanssi kasvaa suhteessa. Yleinen lähestymistapa on, että mitä suurempi kondensaattori, sitä parempi. Voit lisätä sen kapasiteettia missä tahansa määrin, vain koko ja hinta rajoittavat. Jännitteen suhteen on tarpeen ottaa kondensaattori, jolla on vakava marginaali. Joten 12 voltin tasasuuntaajalle on parempi ottaa 25 voltin elementti kuin 16 voltin elementti.

Nämä näkökohdat koskevat epävakaita lähteitä. Kapasiteetin stabilisaattorilla varustetussa virtalähteessä sitä voidaan pienentää useita kertoja.

Lähtöjännitteen stabilointi

Stabilisaattoria virtalähteen lähdössä ei aina tarvita. Joten jos sen on tarkoitus käyttää virtalähdettä yhdessä äänentoistolaitteiden kanssa, lähdössä on oltava vakaa jännite. Ja jos lämmityselementti toimii kuormana, stabilointiaine on selvästi tarpeeton. varten LED-nauhan virtalähde voit tehdä ilman monimutkaisinta virtalähdemoduulia, mutta toisaalta vakaa jännite varmistaa hehkun kirkkauden riippumattomuuden tehopiikin aikana ja pidentää LED-lampun käyttöikää.

Jos päätös stabilisaattorin asentamisesta tehdään, helpoin tapa on koota se erikoistuneelle LM7812-sirun (KR142EN5A) päälle. Kytkentäpiiri on yksinkertainen eikä vaadi säätöä.

Stabilisaattori 7812:ssa.

Tällaisen stabilisaattorin tuloon voidaan syöttää 15 - 35 voltin jännite. Kondensaattori C1, jonka kapasiteetti on vähintään 0,33 mikrofaradia, tulee asentaa tuloon ja vähintään 0,1 mikrofaradin lähtöön.Suodatinlohkon kondensaattori toimii yleensä C1:nä, jos liitäntäjohtojen pituus ei ylitä 7 cm. Jos tätä pituutta ei voida säilyttää, on asennettava erillinen elementti.

Sirussa 7812 on suojaus ylikuumenemista ja oikosulkua vastaan. Mutta hän ei pidä napaisuuden vaihdosta sisääntulossa ja ulkoisen jännitteen syöttämisestä lähtöön - hänen elämänsä sellaisissa tilanteissa lasketaan sekunneissa.

Tärkeä! Yli 100 mA:n kuormitusvirralle kiinteän stabilisaattorin asentaminen jäähdytyselementtiin on pakollista!

Stabilisaattorin lähtövirran lisääminen

Yllä olevan kaavion avulla voit ladata stabilisaattorin virralla jopa 1,5 A. Jos tämä ei riitä, voit antaa virran solmuun ylimääräisellä transistorilla.

Piiri n-p-n rakennetransistorilla

Ulkoinen transistori n-p-n.

Kehittäjät suosittelevat tätä piiriä, ja se sisältyy sirun tietolehteen. Lähtövirta ei saa ylittää transistorin maksimikollektorivirtaa, joka on varustettava jäähdytyselementillä.

P-n-p transistoripiiri

Jos n-p-n-rakenteen puolijohdetriodia ei ole, stabilisaattoria voidaan tehostaa p-n-p-puolijohdetriodilla.

Ulkoinen transistori p-n-p.

Pienitehoinen piidiodi VD lisää 7812:n lähtöjännitettä 0,6 V:lla ja kompensoi jännitehäviötä transistorin emitteriliitoksen yli.

Parametrinen stabilisaattori

Jos integroitu säädin ei jostain syystä ole käytettävissä, voit ajaa solmun zener-diodilla. On tarpeen valita zener-diodi, jonka stabilointijännite on 12 V ja joka on suunniteltu sopivalle kuormitusvirralle. Joidenkin 12 voltin kotimaisten ja tuotujen zener-diodien suurin virta on ilmoitettu taulukossa.

Zener tyyppi	D814G	D815D	KS620A	1N4742A	BZV55C12	1N5242B
Kuormavirta	5 mA	0,5 A	50 mA	25 mA	5 mA	40 mA
Stabilointijännite	12 volttia

Yksinkertaisen parametrisen stabilisaattorin kaavio.

Vastuksen arvo lasketaan kaavalla:

R \u003d (Uin min-Ust) / (In max + Ist min), jossa:

Uin min - vähimmäistulon epävakaa jännite (pitäisi olla vähintään 1,4 Ust), volttia;
Ust - Zener-diodin stabilointijännite (viitearvo), voltti;
In max - suurin kuormitusvirta;
Ist min - pienin stabilointivirta (viitearvo).

Jos halutulle jännitteelle ei ole Zener-diodia, se voidaan muodostaa kahdesta sarjaan kytketystä yksiköstä. Tässä tapauksessa kokonaisjännitteen tulee olla 12 V (esimerkiksi D815A 5,6 voltilla plus D815B 6,8 voltilla antaa 12,4 V).

Tärkeä! Zener-diodeja (jopa samantyyppisiä) on mahdotonta kytkeä rinnakkain "vakautusvirran lisäämiseksi"!

Zener-diodeja ei ole kytketty rinnan.

Voit käynnistää parametrisen stabilisaattorin samalla tavalla - kytkemällä päälle ulkoisen transistorin.

Tehokkaan stabilisaattorin kaavio.

Voimakkaalle transistorille on oltava jäähdytin. Syöttöjännite on tässä tapauksessa 0,6 V:lla pienempi kuin Zener-diodin Ust. Tarvittaessa lähtöjännitettä voidaan säätää ylöspäin kytkemällä päälle piidiodi (tai diodiketju). Jokainen ketjun elementti lisää Vout-virtaa noin 0,6 V.

Stabilisaattoripiiri zener-diodilla ja -diodilla.

Lähtöjännitteen säätö

Jos virtalähteen jännitettä on säädettävä nollasta, niin optimaalinen piiri olisi parametrinen stabilisaattori, johon on lisätty muuttuva vastus.

Tasainen jännitteen säätö.

Transistorin kannan ja yhteisen johdon väliin kytketty 1 kΩ vastus suojaa triodia vaurioilta, jos potentiometrin moottorin piiri katkeaa.Kun säädettävän vastuksen nuppia pyöritetään, transistorin kannan jännite muuttuu 0:sta Zener-diodin Ust:iin noin 0,6 voltin viiveellä. On otettava huomioon, että solmun parametrit ovat huonommat potentiometrin käytön vuoksi - liikkuvan koskettimen (jopa hyvälaatuisen) läsnäolo heikentää väistämättä jännitteen vakautta transistorin pohjassa.

Lue myös

Kuinka tehdä virtalähde energiansäästölampusta

0–12 voltin säädön saavuttaminen 78XX-sarjan integroidulla säätimellä on paljon vaikeampaa. Jos säätöalue 5-12 V on riittävä, voit käyttää 7805-sirua ja kytkeä sen päälle potentiometripiirin mukaisesti. Zener-diodin jännitteen tulee olla noin 7 volttia (KS168 diodilla tai ilman, KS175 jne.). Potentiometrin liukusäätimen alemmassa asennossa GND-nasta on kytketty yhteiseen johtoon ja lähtö on 5 volttia. Kun moottori siirretään ylempään tehoon, sen jännite kasvaa Zener-diodin Ust:iin ja summautuu mikropiirin stabilointijännitteeseen.

Tasainen säätö 5 - 12 volttia.

Voit käyttää LM317-sirua. Siinä on myös kolme päätelaitetta, ja se on erityisesti suunniteltu luomaan säänneltyjä lähteitä. Mutta tällä stabilisaattorilla on matalampi jännitekynnys alkaen 1,25 voltista. LM317:ssä on Internetissä monia piirejä, joissa on säätö nollasta, mutta yli 90 prosenttia näistä piireistä on epäkunnossa.

Vakio LM317 kytkentäkaavio.

Lue myös:Kotitekoinen virtalähde jännitteen ja virran säädöllä 0-30V

Instrumentin asettelu

Kun kaikki solmut on valittu tai sinulla on selkeä käsitys siitä, mitä ne ovat, voit jatkaa laitteen asettelua. On myös tärkeää ymmärtää, millainen laitteen tuleva kotelo tulee olemaan.Voit valita valmiin, voit tehdä sen itse, jos sinulla on materiaaleja ja taitoja.

Kotelon sisällä olevien solmujen asettelulle ei ole erityisiä sääntöjä. Mutta on toivottavaa järjestää solmut niin, että ne on kytketty sarjaan johtimilla, kuten kaaviossa, ja lyhimmän matkan varrella. Lähtöliittimet on parasta sijoittaa verkkokaapelia vastakkaiselle puolelle. On parempi kiinnittää virtakytkin ja sulake laitteen takaosaan. Koteloiden välisen tilan järkevää käyttöä varten osa solmuista voidaan asentaa pystysuoraan, mutta diodisilta on parempi kiinnittää vaakasuoraan. Pystysuoraan asennettuna kuuman ilman konvektiovirrat alemmista diodeista virtaavat ylempien elementtien ympäri ja lämmittävät niitä lisäksi.

Niille, jotka eivät ymmärrä, katso video: Yksinkertainen tee-se-itse-virtalähde.

Kiinteän tehon tasavirtalähteen kokoaminen on helppoa. Tämä on keskimääräisen mestarin voimissa, tarvitset vain perustiedot sähkötekniikasta ja minimaaliset asennustaidot.

tee-se-itse