Alimentați 12V cu propriile mâini. Aprovizionare cu energie la domiciliu: circuit

Nu este greu să faci o sursă de alimentare de 12V cu mâinile tale, dar pentru asta trebuie să înveți un pic de teorie. În special, din care noduri se compune blocul, pentru care fiecare element al produsului este responsabil, parametrii de bază ai fiecăruia. De asemenea, este important să știți care transformatoare să utilizați. Dacă nu există una potrivită, este posibil ca înfășurarea secundară să fie derulată independent pentru a obține tensiunea de ieșire dorită. Nu este in afara de a afla despre metodele de gravare a placilor cu circuite imprimate, precum si despre fabricarea incintei de alimentare.

Componentele de alimentare

Elementul principal al oricărei surse de alimentare este step-down transformator. Cu ajutorul acestuia se întâmplă la rețea scădere de tensiune (220 V) la 12 V. Structurile discutate mai jos pot fi utilizate ca o auto-a făcut cu rebobinate transformator înfășurare secundară și produse finite fără modernizare. Este necesar să se ia în considerare toate caracteristicile și să se efectueze un calcul corect al secțiunii transversale a firului și numărul de viraje.

Cel de-al doilea element în importanță este redresorul. Este realizat din una, două sau patru diode semiconductoare. Totul depinde de tipul de circuit pe care este asamblat sursa de alimentare de casă. De exemplu, pentru a realiza dublarea tensiunii, ar trebui utilizate două semiconductoare. Pentru rectificare fără creștere, unul este suficient, dar este mai bine să se aplice un circuit de punte (toate valurile curente sunt netezite). După redresor, trebuie să existe un condensator electrolitic. Este de dorit să instalați o diodă zener cu parametri adecvați, care să permită iesirii să facă o tensiune stabilă.

Ce este un transformator

Transformatoarele utilizate pentru redresoare au următoarele componente:

1. Un miez (un miez magnetic realizat din metal sau un feromagnet).
2. Rețea (primară). Este alimentat de 220 volți.
3. Înfășurare secundară (coborâre). Se utilizează pentru a conecta un redresor.

Acum, despre toate elementele în detaliu. Miezul poate avea orice formă, dar cele mai comune sunt în formă de W și în formă de U. Mai puțin frecvente sunt toroidale, dar au o natură diferită, mai frecvent utilizate în invertoare (convertoare de tensiune, de exemplu, de la 12 la 220 de volți) decât în ​​dispozitivele convenționale de rectificare. Sursa de alimentare de 12V 2A este mai potrivită pentru utilizarea cu un transformator care are un miez în formă de U sau U.

Înfășurările pot fi aranjate unul pe altul (primul primar și după secundar), pe un cadru și pe două bobine. Un exemplu este un transformator în formă de U cu două bobine. Pe fiecare dintre ele, jumătate din înfășurările primare și secundare sunt înfășurate. Când conectați un transformator, trebuie să conectați pinii în serie.

Cum se calculează transformatorul

Să presupunem că v-ați hotărât să însuțiți înfășurarea secundară a transformatorului. Pentru a face acest lucru, va trebui să cunoașteți valoarea parametrului principal - tensiunea, care poate fi îndepărtată de la un singur rând. Acesta este cel mai simplu mod de utilizare a acestuia atunci când se realizează un transformator. Este mult mai dificil să calculați toți parametrii dacă doriți să înfășurați nu numai bobina secundară, ci și cea primară. Pentru acest scop este necesar să se cunoască secțiunea circuitului magnetic, permeabilitatea și proprietățile acestuia. Dacă calculați singur sursa de alimentare de 12 V 5A, atunci această opțiune se dovedește a fi mai exactă decât ajustarea la parametrii pregătiți.

Înfășurarea primară este mai dificilă decât înfășurarea secundară, deoarece poate avea câteva mii de rotații ale unui fir subțire. Puteți simplifica sarcina și puteți realiza o unitate de alimentare cu autovehicule cu o mașină specială.

Pentru a calcula înfășurarea secundară, trebuie să înfășurați 10 rotații ale firului pe care intenționați să îl utilizați. Asamblați transformatorul și, respectând măsurile de siguranță, conectați bobina primară la rețeaua de alimentare. Măsurați tensiunea pe bornele bobinei secundare, împărțiți valoarea obținută cu 10. Acum împărțiți numărul 12 cu valoarea obținută. Și obțineți numărul de rotații necesare pentru a genera 12 volți. Puteți adăuga un pic pentru a compensa scădere de tensiune (este suficient să crească cu 10%).

Diode pentru alimentarea cu energie electrică

Alegerea diodelor semiconductoare utilizate în redresorul unității de alimentare depinde direct de ce valori ale parametrilor transformatorului trebuie să fie obținuți. Cu cât este mai mare curentul pe bobina secundară, cu atât mai puternice ar trebui să fie folosite diodele. Preferința este dată acelor părți care sunt fabricate pe bază de siliciu. Dar nu luați frecvență înaltă, deoarece nu sunt destinate utilizării în dispozitivele redresoare. Scopul lor principal este de a detecta un semnal de înaltă frecvență în dispozitivele de recepție și transmitere a radioului.

Soluția ideală pentru alimentarea cu energie consum redus de energie - este utilizarea de rețele de diode, puterea de alimentare 12V 5A pot fi plasate într-un pachet mult mai mic. Ansamblurile de diode sunt un set de patru diode semiconductoare. Ele sunt folosite exclusiv pentru rectificarea curentului alternativ. Lucrul cu ele este mult mai convenabil, nu este nevoie să faceți mai multe conexiuni, suficient pentru a pune două tensiuni din bobina secundară a transformatorului și a elimina restul de la restul.

Stabilizarea tensiunii

După fabricarea transformatorului, asigurați-vă că măsurați tensiunea la bornele bobinei sale secundare. Dacă depășește valoarea de 12 volți, atunci este necesar să se stabilizeze. Chiar și cea mai simplă sursă de alimentare de 12V nu va funcționa bine fără acest lucru. Ar trebui să se țină seama de faptul că tensiunea din rețeaua de alimentare nu este constantă. Conectați voltmetrul la priză și măsurați la momente diferite. De exemplu, în timpul zilei poate sări până la 240 de volți, iar seara poate scădea la 180. Totul depinde de încărcarea pe linia electrică.

Dacă schimbați tensiunea în bobina primară a transformatorului, acesta va fi, de asemenea, instabil în secundar. Pentru a compensa acest lucru, trebuie să aplicați dispozitive numite regulatoare de tensiune. În cazul nostru, este posibil să folosim diode zener cu o valoare corespunzătoare a parametrilor (curent și tensiune). Seturile Zener, selectați elementele necesare înainte de a efectua o alimentare de 12V.

Există mai multe elemente "avansate" (cum ar fi KR142EN12), care sunt un set de mai multe diode zener și elemente pasive. Caracteristicile lor sunt mult mai bune. Există și analogi străini cu dispozitive similare. Este necesar să vă familiarizați cu aceste elemente înainte de a efectua singur alimentarea cu energie electrică de 12V.

Caracteristicile surselor de alimentare de comutare

Unitățile de putere de acest tip au găsit o largă aplicație în computerele personale. Acestea au două valori de tensiune la ieșire: 12 volți - pentru alimentarea unităților de acționare, 5 volți - pentru funcționarea microprocesoarelor și a altor dispozitive. Diferența față de sursele simple de alimentare este că semnalul de ieșire nu este constant, iar semnalul pulsului este similar în formă de dreptunghi. În prima perioadă de timp, semnalul apare, în al doilea este zero.

Există, de asemenea, diferențe în aspectul dispozitivului. Pentru o funcționare normală, o sursă de alimentare cu comutator de sine stătătoare are nevoie de rectificarea tensiunii de alimentare fără a coborî mai întâi valoarea acesteia (nu există transformator la intrare). Utilizarea surselor de impulsuri poate fi atât dispozitive independente, cât și analogii actualizați - baterii reîncărcabile. Prin urmare, puteți obține cea mai simplă sursă de alimentare neîntreruptibilă, iar puterea acesteia va depinde de parametrii sursei de alimentare și de tipul bateriilor utilizate.

Cum se obține puterea neîntreruptă?

Alimentarea trebuie conectată în paralel cu bateria, astfel încât atunci când alimentarea este oprită, toate dispozitivele continuă să funcționeze în modul normal. Cu rețeaua conectată, sursa de alimentare al bateriei, principiul este similar cu funcționarea alimentării electrice a mașinii. Iar atunci când sursa de alimentare neîntreruptibilă 12V este deconectată de la rețea, tensiunea se aplică tuturor echipamentelor din baterie.

Dar există cazuri când este necesar să se obțină o tensiune de ieșire de 220 volți, de exemplu, pentru alimentarea calculatoarelor personale. În acest caz, este necesar să introduceți un dispozitiv în circuitul invertorului, care convertește o tensiune DC de 12 volți într-un AC 220. Circuitul se dovedește a fi mai complicat decât o simplă sursă de alimentare, dar poate fi asamblat.

Filtrarea și tăierea componentei variabile

Un loc important în tehnologia de rectificare este ocupat de filtre. Uitați-vă la sursa de alimentare de 12V, circuitul căruia este cel mai comun. Se compune din diodă, condensator, rezistență. Filtrele taie orice armonici în exces, lăsând o tensiune constantă la ieșirea sursei de alimentare. De exemplu, cel mai simplu filtru este un condensator electrolitic cu o capacitate mare. Dacă vă uitați la munca sa sub stres constant și variabil, atunci principiul său de funcționare devine clar.

În primul caz, are o anumită rezistență și în circuitul de înlocuire poate fi înlocuit de un rezistor constant. Aceasta este reală pentru efectuarea calculelor bazate pe teoremele lui Kirchhoff.

În cel de-al doilea caz (atunci când un curent alternativ curge), condensatorul devine un conductor. Cu alte cuvinte, poate fi înlocuit de un jumper care nu are rezistență. Acesta va conecta ambele ieșiri. Cu un studiu mai detaliat, puteți observa că componenta variabilă va dispărea, deoarece ieșirile sunt închise în timpul fluxului curent. Va exista doar o tensiune constantă. În plus, pentru descărcarea rapidă a condensatoarelor, sursa de alimentare de 12V care trebuie asamblată de propriile mâini trebuie să fie echipată cu un rezistor cu o rezistență ridicată (3-5 MOhm) la ieșire.

Efectuarea cazului

Pentru fabricarea carcasei sursei de alimentare, colțurile și plăcile din aluminiu sunt ideale. Mai intai trebuie sa faci un fel de structura de schelet, care poate fi apoi cusuta cu foi de aluminiu de forma potrivita. Pentru a reduce greutatea sursei de alimentare, puteți folosi un metal mai subțire ca piele. Pentru a face o sursă de alimentare de 12V cu propriile mâini de la astfel de materiale improvizate nu este dificil.

În mod ideal, cazul din cuptorul cu microunde. În primul rând, metalul este subțire și destul de ușor. În al doilea rând, dacă faceți totul frumos, atunci vopseaua nu va fi deteriorată, astfel încât aspectul va rămâne atractiv. În al treilea rând, dimensiunea pielii cuptorului cu microunde este destul de mare, ceea ce face posibil să se facă aproape orice caz.

Fabricarea PCB-urilor

Pregătiți texolitul în formă de folie, pentru aceasta, tratați stratul de metal cu o soluție de acid clorhidric. Dacă nu există nici unul, atunci puteți utiliza electrolitul, care este turnat în bateriile auto. Această procedură va degresa suprafața. Lucrează în mănuși de cauciuc, pentru a exclude pătrunderea soluțiilor pe piele, deoarece puteți avea o arsură severă. După aceasta, clătiți cu apă adăugând sifon (sapunul poate fi utilizat pentru a neutraliza acidul). Și puteți aplica un desen circuite imprimate.

Puteți desena un desen, fie cu ajutorul unui program special pentru computere, fie manual. Dacă fabricați o sursă de alimentare convențională de 12V 2A, nu o sursă de alimentare, numărul de elemente este minim. Apoi, atunci când desenați un desen, puteți face fără software-ul de modelare, aplicați-l doar pe suprafața foliei marcator permanent. Se recomandă să faceți două sau trei straturi, lăsându-l uscat anterior. Rezultatele nu pot duce la aplicarea lacului (de exemplu, pentru unghii). Adevărat, desenul poate ieși neuniform datorită periei.

Cum să ethezi placa

Blatul preparat și uscat se introduce într-o soluție de clorură ferică. Saturația sa ar trebui să fie astfel încât cuprul să fie consumat cât mai repede posibil. Dacă procesul este lent, se recomandă creșterea concentrației de clorură ferică în apă. Dacă acest lucru nu vă ajută, încercați să încălziți soluția. Pentru a face acest lucru, trageți apă în recipient, instalați un borcan de soluție în el (nu uitați că este de dorit să-l depozitați într-un recipient din plastic sau de sticlă) și încălziți-l la căldură scăzută. Apa caldă va încălzi soluția de clorură ferică.

Dacă aveți mult timp sau nu clorură ferică, apoi utilizați un amestec de sare și sulfat de cupru. Placa este preparată într-un mod similar, după care este plasată în soluție. Dezavantajul metodei este că placa de alimentare este gravată foarte încet, va dura aproape o zi pentru dispariția completă a întregului cupru de pe suprafața textolitului. Dar din lipsă de unul mai bun, puteți utiliza această opțiune.

Montarea componentelor

După procedura de gravare, va trebui să clătiți placa, să curățați stratul protector al piesei și să le degresați. Marcați locația tuturor elementelor, forați găurile pentru ele. Mai multe burghie de 1,2 mm nu merită să fie utilizate. Instalați toate elementele și lipiți-le pe șine. După aceasta, este necesar să se acopere toate pistele cu un strat de staniu, adică pentru a fi realizate cu staniu. Într-o sursă de alimentare de 12V încorporată cu mâinile tale, cu tintarea pieselor de montaj, vei dura mult mai mult.