Sumber voltan malar 12 volt ialah peranti yang berguna untuk rumah, kotej atau garaj. Peranti sedemikian mudah dibuat sendiri. Di bawah ialah gambar rajah bekalan kuasa 12V untuk pemasangan do-it-yourself, serta petua untuk mengira dan memilih komponen.

Jenis bekalan kuasa

Sehingga kini, sumber voltan berdenyut telah meluas. Mereka mempunyai kelebihan yang ketara berbanding litar pengubah tradisional dari segi kecekapan tenaga dan berat dan saiz. Adalah dipercayai bahawa pada arus beban lebih daripada 5 ampere, mereka mempunyai keutamaan yang tidak dapat dinafikan. Tetapi mereka juga mempunyai kelemahan - sebagai contoh, penjanaan gangguan RF ke dalam rangkaian bekalan dan ke dalam beban.Dan halangan utama untuk pemasangan rumah adalah kerumitan litar dan keperluan untuk kemahiran khas untuk pembuatan bahagian penggulungan. Oleh itu, adalah lebih baik untuk tuan rumah berkemahiran sederhana untuk mengeluarkan bekalan kuasa mengikut prinsip biasa dengan pengubah langkah turun rangkaian.

Di manakah sumber voltan digunakan

Skop PSU sedemikian dalam isi rumah adalah luas:

bekalan kuasa lampu voltan rendah;
pengecasan bateri;
bekalan kuasa untuk peranti audio.

Serta banyak lagi tujuan lain yang memerlukan voltan malar 12 volt.

Skim bekalan kuasa pengubah

Cara membuat bekalan kuasa 12 volt dengan tangan anda sendiri - contoh litar

Gambarajah skematik bekalan kuasa.

Litar bekalan kuasa 12 volt yang beroperasi daripada rangkaian 220 V terdiri daripada nod berikut:

Transformer injak turun. Ia terdiri daripada besi, primer dan sekunder (mungkin terdapat beberapa) belitan. Tanpa mendalami prinsip operasi, perlu diperhatikan bahawa voltan keluaran bergantung pada nisbah lilitan belitan primer (n1) dan sekunder (n2). Untuk mendapatkan 12 volt, adalah perlu bahawa belitan sekunder mengandungi 220/12 = 18.3 kali lebih sedikit lilitan daripada lilitan primer.
Penerus. Selalunya dilakukan dalam bentuk litar gelombang penuh (jambatan diod). Menukar voltan berselang-seli kepada berdenyut. Arus melalui beban dua kali dalam arah yang sama.
Operasi penerus gelombang penuh.
Penapis. Menukar voltan berdenyut kepada DC. Ia mengecas apabila voltan dikenakan, dan menyahcas semasa jeda. Ia terdiri daripada kapasitor oksida berkapasiti tinggi, selari dengan kapasitor seramik dengan kapasiti kira-kira 1 μF sering disambungkan. Untuk memahami keperluan untuk elemen tambahan ini, harus diingat bahawa kapasitor oksida disusun dalam bentuk jalur kerajang yang digulung menjadi gulungan.Gulungan ini mempunyai kearuhan parasit, yang merendahkan kualiti penapisan hingar frekuensi tinggi dengan ketara. Untuk melakukan ini, kapasitor tambahan untuk memendekkan denyutan RF dihidupkan.
Litar setara penapis dengan oksida dan kapasitor tambahan.
Penstabil. Mungkin hilang. Skim nod yang mudah tetapi berkesan dibincangkan di bawah.

Bahagian berikut membincangkan cara memilih dan mengira setiap elemen sumber DC 12 volt.

Pemilihan transformer

Terdapat dua cara untuk mendapatkan transformer yang sesuai. Pengeluaran bebas blok step-down dan pemilihan yang sesuai di kilang. Walau apa pun, perlu diingat:

pada keluaran penggulungan injak turun pengubah, apabila mengukur voltan, voltmeter akan menunjukkan voltan berkesan (1.4 kali kurang daripada amplitud);
pada kapasitor penapis tanpa beban, voltan malar akan lebih kurang sama dengan amplitud (mereka mengatakan bahawa voltan pada kapasitor "naik" sebanyak 1.4 kali);
jika tiada penstabil, maka di bawah beban voltan pada kapasitansi akan jatuh bergantung pada arus;
untuk penstabil berfungsi, lebihan voltan input tertentu ke atas voltan keluaran diperlukan, nisbahnya mengehadkan kecekapan bekalan kuasa secara keseluruhan.

Dari dua titik terakhir, ia mengikuti bahawa untuk operasi biasa PSU, voltan pengubah mesti melebihi 12 V.

Pengubah penggulungan sendiri

Pengiraan penuh dan pembuatan pengubah kuasa buatan sendiri adalah rumit, memakan masa, memerlukan alat dan kemahiran. Oleh itu, laluan yang dipermudahkan akan dipertimbangkan - pemilihan blok yang sesuai untuk seterika dan mengubahnya kepada 12 V.

Sekiranya terdapat pengubah siap pakai, tetapi tidak ada gambar rajah sambungannya, anda perlu memanggil penguji penggulungannya dengan penguji.Penggulungan dengan rintangan tertinggi mungkin menjadi sesalur kuasa. Baki belitan mesti dikeluarkan.

Seterusnya, anda perlu mengukur ketebalan set besi b dan lebar plat tengah a dan darabkannya. Luas keratan rentas teras diperoleh S \u003d a * b (dalam cm persegi). Ia menentukan kuasa pengubah P=. Seterusnya, arus maksimum dalam ampere dikira, yang boleh dikeluarkan dari penggulungan dengan voltan 12 volt: I \u003d P / 12.

Menentukan kawasan teras.

Seterusnya, bilangan lilitan setiap volt dikira menggunakan formula n=50/S. Untuk 12 volt, perlu untuk menggulung 12 * n pusingan dengan margin kira-kira 20% untuk kehilangan tembaga dan pada penstabil. Dan jika tidak, maka penurunan voltan di bawah beban. Dan langkah terakhir ialah memilih keratan rentas wayar penggulungan mengikut graf untuk ketumpatan arus 2-3 mA / sq. mm.

Pilihan wayar tembaga.

Sebagai contoh, terdapat pengubah dengan belitan primer 220 V dengan set besi setebal 3.5 cm dan lebar lidah tengah 2.5 cm. Oleh itu, S = 2.5 * 3.5 = 8.75 dan kuasa pengubah =3 W (kira-kira). Kemudian arus maksimum yang mungkin pada 12 volt ialah I=P/U=3/12=0.25 A. Untuk penggulungan, anda boleh memilih wayar dengan diameter 0.35..0.4 mm persegi. Untuk 1 volt terdapat 50 / 8.75 = 5.7 pusingan, perlu menggulung 12 * 5.7 = 33 pusingan. Dengan mengambil kira stok - kira-kira 40 pusingan.

Pemilihan pengubah siap

Sekiranya terdapat pengubah siap pakai dengan penggulungan sekunder yang sesuai untuk arus dan voltan, anda boleh cuba mengambil yang sudah siap. Sebagai contoh, dalam siri CCI terdapat produk yang sesuai dengan voltan penggulungan sekunder hampir 12 volt.

Transformer	Penetapan kesimpulan penggulungan sekunder	Voltan, V	Arus yang dibenarkan, A
Dewan Perniagaan dan Perindustrian48	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

Kelebihan penyelesaian ini ialah keamatan buruh minimum dan kebolehpercayaan pelaksanaan kilang. Tolak - pengubah mengandungi belitan lain, kuasa keseluruhan juga dikira untuk bebannya.Oleh itu, dari segi berat dan saiz, pengubah sedemikian akan hilang.

Pemilihan diod dan fabrikasi penerus

Diod dalam penerus dipilih mengikut tiga parameter:

voltan hadapan tertinggi yang dibenarkan;
voltan terbalik tertinggi;
arus operasi maksimum.

Menurut dua parameter pertama, 90 peratus daripada peranti semikonduktor yang tersedia sesuai untuk operasi dalam litar 12 volt, pilihannya dibuat terutamanya oleh arus berterusan maksimum. Reka bentuk kes diod dan kaedah pembuatan penerus juga bergantung pada parameter ini.

Jika arus beban tidak melebihi 1 A, diod satu ampere asing dan domestik boleh digunakan:

1N4001-1N4007;
HER101-HER108;
KD258 (“titisan”);
KD212 dan lain-lain.

Untuk arus yang lebih rendah (sehingga 0.3 A), peranti KD105 (KD106) direka bentuk. Semua diod yang disenaraikan boleh dipasang secara menegak dan mendatar pada litar bercetak atau papan litar, atau hanya pada pin. Mereka tidak memerlukan radiator.

Jambatan diod daripada unsur kuasa rendah.

Jika anda memerlukan arus operasi yang besar, maka anda perlu menggunakan diod lain (KD213, KD202, KD203, dll.). Peranti ini direka bentuk untuk operasi pada sink haba, tanpa mereka ia akan menahan tidak lebih daripada 10% daripada arus papan nama maksimum. Oleh itu, anda perlu memilih sink haba siap pakai atau buat sendiri daripada tembaga atau aluminium.

Satu lagi reka bentuk jambatan diod.

Ia juga mudah untuk menggunakan pemasangan diod jambatan siap sedia KTS405, KVRS atau sebagainya. Mereka tidak perlu dipasang - cukup untuk menggunakan voltan berselang-seli pada output yang sepadan dan mengeluarkan pemalar.

Perhimpunan KVRS3510.

Kapasiti kapasitor

Kapasiti kapasitor bergantung pada beban dan pada riak yang dibenarkan.Untuk mengira kapasiti dengan tepat, terdapat formula dan kalkulator dalam talian yang boleh didapati di Internet. Untuk latihan, anda boleh fokus pada nombor:

pada arus beban rendah (berpuluh miliamp), kapasitansi hendaklah 100..200 uF;
pada arus sehingga 500 mA, kapasitor 470..560 uF diperlukan;
sehingga 1 A - 1000..1500 uF.

Untuk arus yang lebih tinggi, kapasitansi meningkat secara berkadar. Pendekatan umum ialah lebih besar kapasitor, lebih baik. Anda boleh meningkatkan kapasitinya pada sebarang tahap, terhad hanya mengikut saiz dan kos. Dari segi voltan, perlu mengambil kapasitor dengan margin yang serius. Jadi, untuk penerus 12 volt, lebih baik mengambil elemen 25 volt daripada 16 volt.

Pertimbangan ini adalah benar untuk sumber yang tidak stabil. Untuk PSU dengan penstabil kapasiti, ia boleh dikurangkan beberapa kali.

Penstabilan voltan keluaran

Penstabil pada output bekalan kuasa tidak selalu diperlukan. Jadi, jika ia sepatutnya menggunakan unit bekalan kuasa bersama-sama dengan peralatan pembiakan bunyi, maka output mesti mempunyai voltan yang stabil. Dan jika elemen pemanasan berfungsi sebagai beban, penstabil jelas berlebihan. Untuk Bekalan kuasa jalur LED anda boleh lakukan tanpa modul bekalan kuasa yang paling kompleks, tetapi sebaliknya, voltan yang stabil memastikan kebebasan kecerahan cahaya semasa lonjakan kuasa dan memanjangkan hayat lampu LED.

Sekiranya keputusan untuk memasang penstabil dibuat, maka cara paling mudah ialah memasangnya pada cip LM7812 khusus (KR142EN5A). Litar pensuisan adalah mudah dan tidak memerlukan pelarasan.

Penstabil pada 7812.

Voltan dari 15 hingga 35 volt boleh digunakan pada input penstabil sedemikian. Kapasitor C1 dengan kapasiti sekurang-kurangnya 0.33 mikrofarad mesti dipasang pada input, sekurang-kurangnya 0.1 mikrofarad pada output.Kapasitor blok penapis biasanya bertindak sebagai C1 jika panjang wayar penyambung tidak melebihi 7 cm Jika panjang ini tidak dapat dikekalkan, maka elemen berasingan perlu dipasang.

Cip 7812 mempunyai perlindungan terhadap terlalu panas dan litar pintas. Tetapi dia tidak suka pembalikan polariti pada input dan bekalan voltan luaran kepada output - masanya dalam kehidupan dalam situasi sedemikian dikira dalam beberapa saat.

Penting! Untuk arus beban melebihi 100 mA, pemasangan penstabil integral pada sink haba adalah wajib!

Meningkatkan arus keluaran penstabil

Skim di atas membolehkan anda memuatkan penstabil dengan arus sehingga 1.5 A. Jika ini tidak mencukupi, anda boleh menghidupkan nod dengan transistor tambahan.

Litar dengan transistor struktur n-p-n

Transistor luaran n-p-n.

Litar ini disyorkan oleh pembangun dan disertakan dalam lembaran data untuk cip. Arus keluaran tidak boleh melebihi arus pengumpul maksimum transistor, yang mesti disediakan dengan sink haba.

Litar transistor P-n-p

Jika tiada triod semikonduktor bagi struktur n-p-n, maka penstabil boleh dirangsang dengan triod semikonduktor p-n-p.

Transistor luaran p-n-p.

VD diod silikon kuasa rendah meningkatkan voltan keluaran 7812 sebanyak 0.6 V dan mengimbangi penurunan voltan merentasi simpang pemancar transistor.

Penstabil Parametrik

Jika atas sebab tertentu pengawal selia bersepadu tidak tersedia, anda boleh menjalankan nod pada diod zener. Ia perlu memilih diod zener dengan voltan penstabilan 12 V dan direka bentuk untuk arus beban yang sesuai. Arus tertinggi untuk beberapa diod zener domestik dan import 12 volt ditunjukkan dalam jadual.

Jenis Zener	D814G	D815D	KS620A	1N4742A	BZV55C12	1N5242B
Muatkan arus	5 mA	0.5 A	50 mA	25 mA	5 mA	40 mA
Voltan penstabilan	12 volt

Skim penstabil parametrik mudah.

Nilai perintang dikira dengan formula:

R \u003d (Uin min-Ust) / (Dalam maks + Ist min), di mana:

Uin min - input minimum voltan tidak stabil (seharusnya sekurang-kurangnya 1.4 Ust), volt;
Ust - voltan penstabilan diod zener (nilai rujukan), volt;
Dalam maks - arus beban tertinggi;
Ist min - arus penstabilan minimum (nilai rujukan).

Jika tiada diod zener untuk voltan yang dikehendaki, ia boleh terdiri daripada dua disambung secara bersiri. Dalam kes ini, jumlah voltan hendaklah 12 V (contohnya, D815A pada 5.6 volt ditambah D815B pada 6.8 volt akan memberikan 12.4 V).

Penting! Tidak mustahil untuk menyambungkan diod zener (walaupun jenis yang sama) secara selari "untuk meningkatkan arus penstabilan"!

Diod zener tidak disambung secara selari.

Anda boleh menghidupkan penstabil parametrik dengan cara yang sama - dengan menghidupkan transistor luaran.

Skim penstabil yang berkuasa.

Untuk transistor berkuasa, radiator mesti disediakan. Voltan bekalan dalam kes ini akan kurang daripada Ust diod zener sebanyak 0.6 V. Jika perlu, voltan keluaran boleh dilaraskan ke atas dengan menghidupkan diod silikon (atau rantaian diod). Setiap elemen dalam rantai akan meningkatkan Vout sebanyak kira-kira 0.6 V.

Litar penstabil dengan diod zener dan diod.

Peraturan voltan keluaran

Jika voltan bekalan kuasa mesti dikawal dari sifar, maka litar optimum akan menjadi penstabil parametrik dengan penambahan perintang berubah-ubah.

Peraturan voltan licin.

Perintang 1 kΩ yang disambungkan antara tapak transistor dan wayar biasa akan melindungi triod daripada kegagalan jika litar enjin potensiometer putus.Apabila tombol perintang boleh ubah diputarkan, voltan pada dasar transistor akan berubah daripada 0 kepada Ust diod zener dengan lag kira-kira 0.6 volt. Perlu diambil kira bahawa parameter nod akan menjadi lebih teruk kerana penggunaan potensiometer - kehadiran sentuhan bergerak (walaupun kualiti yang baik) pasti akan mengurangkan kestabilan voltan di pangkalan transistor.

Susun atur instrumen

Selepas semua nod dipilih, atau terdapat idea yang jelas tentang apa yang akan berlaku, anda boleh meneruskan ke susun atur peranti. Ia juga penting untuk memahami keadaan masa depan peranti itu.Anda boleh memilih yang siap, anda boleh melakukannya sendiri jika anda mempunyai bahan dan kemahiran.

Tiada peraturan khas untuk susun atur nod di dalam kes itu. Tetapi adalah wajar untuk menyusun nod supaya ia disambungkan oleh konduktor secara bersiri, seperti dalam rajah, dan sepanjang jarak terpendek. Terminal keluaran paling baik diletakkan pada sisi bertentangan dengan kabel sesalur. Adalah lebih baik untuk membetulkan suis kuasa dan fius di bahagian belakang peranti. Untuk penggunaan rasional ruang antara kes, beberapa nod boleh dipasang secara menegak, tetapi lebih baik untuk menetapkan jambatan diod secara mendatar. Apabila dipasang secara menegak, arus perolakan udara panas dari diod bawah akan mengalir di sekeliling elemen atas dan tambahan memanaskannya.

Bagi mereka yang tidak faham, tonton video: Bekalan kuasa buat sendiri yang mudah.

Memasang bekalan kuasa DC kuasa tetap adalah mudah. Ini adalah dalam kuasa master biasa, anda hanya memerlukan pengetahuan asas dalam kejuruteraan elektrik dan kemahiran pemasangan yang minimum.

DIY