Hvordan lage en benk strømforsyning: 20 trinn (med bilder)

2025 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2025-01-23 15:02

En benkstrømforsyning er en ekstremt hendig bit å ha for elektronikkhobbyister, men de kan være dyre når de kjøpes fra markedet. I denne instruksen vil jeg vise deg hvordan du lager en variabel strømforsyning til laboratoriebenker med et begrenset budsjett. Det er et flott DIY -prosjekt for nybegynnere så vel som alle som er interessert i elektronikk.

[Spill av video]

Du finner alle prosjektene mine på:

Hovedmålet med prosjektet er å lære hvordan en lineær strømforsyning fungerer. I begynnelsen, for å forklare arbeidsprinsippet for en lineær strømforsyning, har jeg tatt et eksempel på LM 317 -basert strømforsyning. For å lage den endelige strømforsyningen, Jeg kjøpte et strømforsyningssett fra Banggood og monterte det.

Dette er en stabilisert spenningsforsyning av høy kvalitet som spenningen kan reguleres kontinuerlig med, og området for regulering av spenningen er 0-30V. Den inneholder til og med en strømgrensekrets som effektivt kan kontrollere utgangsstrømmen fra 2mA til 3A med muligheten til å regulere strømmen kontinuerlig, og denne unike funksjonen gjør denne enheten til et uunnværlig kraftig verktøy i kretslabbet.

Trekk:

Inngangsspenning: 24V AC

Inngangsstrøm: 3A maks

Utgangsspenning: 0 til 30V kontinuerlig justerbar

Utgangsstrøm: 2mA - 3A kontinuerlig justerbar

Utgangsspenning: minst 0,01%

Trinn 1: Nødvendig verktøy og deler

Deleliste:

1. Step Down Transformer - 24V, 3A (Jaycar)

2. DIY strømforsyningssett (Banggood / Amazon)

3. Varmeavleder og vifte (Banggood)

4. Volt-Amp Panel Meter (Amazon)

5. Potensiometerknapp (Banggood)

6. Buck Converter (Amazon)

7. USB -port (Amazon)

8. bindende innlegg bananplugg (Amazon)

9. IEC3 stikkontakt (Banggood)

10. Rocker -bryter (Banggood)

11. Grønn LED (Amazon)

12. LED -holder (Banggod)

13. Varmekrympeslange (Banggood)

14. Selvklebende gummiføtter (Amazon)

15. 3D-utskrift filament-PLA (GearBest)

Verktøy/ maskin brukt

1. 3D-skriver-Creality CR-10 (Creality CR10S) eller Creality CR-10 Mini

2. loddejern (Amazon)

3. DSO- RIGOL (Amazon)

4. Limpistol (Amazon)

Trinn 2: Grunnleggende blokkdiagram

Før du går videre til produksjonsprosessen, bør du kjenne de grunnleggende komponentene i en lineær strømforsyning.

Hovedelementene i den lineære strømforsyningen er:

Transformator: Transformatoren endrer nettspenningen til en ønsket verdi. Den brukes til å senke spenningen. Dette tjener også til å isolere strømforsyningen fra nettinngangen for sikkerhet.

Likeretter: Transformatorens effekt er i vekselstrøm, denne må konverteres til en likestrøm. Bro -likeretteren konverterer vekselstrøm til likestrøm.

Inngangsmykningskondensator / filter: Den utbedrede spenningen fra likeretteren er en pulserende likestrømsspenning med et veldig høyt rippelinnhold. Men dette er ikke det vi ønsker, vi vil ha en ren krusningsfri DC -bølgeform. Filterkretsen brukes til å jevne ut vekselstrømvariasjonene (krusningen) fra den utbedrede spenningen. Store reservoarkondensatorer brukes til dette.

Lineær regulator: Utgangsspenningen eller strømmen vil svinge når det er endring i inngangen fra vekselstrømnettet eller på grunn av endring i belastningsstrøm ved utgang fra strømforsyning. Dette problemet kan elimineres ved å bruke en spenningsregulator. Det vil opprettholde utgangen konstant selv når endringer ved inngangen eller andre endringer skjer.

Last: Applikasjonsbelastning

Trinn 3: Transformator

Skriv inn høyspenning AC som går inn i en transformator som vanligvis trapper ned høyspent AC fra strøm til lav spenning AC som kreves for vår applikasjon. For å designe strømforsyningen velges transformatorens sekundære spenning ved å vurdere utgangsspenningen til strømforsyningen, tap i diodebroen og den lineære regulatoren. En typisk bølgeform for 24V transformator er vist ovenfor. Generelt tillater vi omtrent 2V - 3V fall for broens likeretterkonfigurasjon. Så transformatorens sekundære spenning kan beregnes som nedenfor

Eksempel:

Anta at vi ønsker å lage en strømforsyning med utgangsspenning på 30V og 3A.

Før broens likeretter må spenningen være = 30 + 3 = 33V (topp)

Så RMS -spenningen = 33 /sq root (2) = 23,33 V

Den nærmeste spenningstransformatoren som er tilgjengelig på markedet er 24V. Så vår transformatorvurdering er 230V/24V, 3A.

Merk: Beregningen ovenfor er en grov estimering for å kjøpe en transformator. For nøyaktig beregning må du vurdere spenningsfall over dioder, spenningsfall på regulatoren, krusningsspenning og likerettereffektivitet også.

Trinn 4: Bridge -likeretter

Likeretterbroen konverterer en vekselstrøm eller strøm til tilsvarende likestrøm (DC). Inngangen til en likeretter er ac mens dens utgang er ensrettet pulserende DC.

Spenningsfallet over en generell diode er rundt 0,7V og schottky -dioden er 0,4V. Når som helst er to av dioder i likeretterbroen i drift, men siden dioden leder tungt, kan den faktisk være høyere. En god sikker verdi er to ganger standarden eller 0,7 x 2 = 1,4V.

DC -utgangen etter broens likeretter er omtrent lik sekundærspenningen multiplisert med 1.414 minus spenningsfallet over de to ledende dioder.

Vdc = 24 x 1.414 - 2.8 = 31.13 V

Trinn 5: Utjevning av kondensator / filter

Den utbedrede spenningen fra likeretteren er en pulserende likestrømsspenning med veldig høyt ringinnhold. De store krusningene som finnes i utgangen gjør det nesten umulig å bli brukt i noen strømapplikasjon. Derfor brukes et filter. Det vanligste filteret er ved bruk av en stor kondensator.

Den resulterende utgangsbølgeformen etter utjevningskondensatoren er vist ovenfor.

Trinn 6: Regulator

Utgangsspenningen eller strømmen vil endres eller svinge når det er endring i inngangen fra vekselstrøm eller på grunn av endring i belastningsstrøm ved utgangen til den regulerte strømforsyningen eller på grunn av andre faktorer som temperaturendringer. Dette problemet kan elimineres ved å bruke en regulator IC eller med en passende krets som består av få komponenter. En regulator vil opprettholde utgangen konstant selv når endringer ved inngangen eller andre endringer skjer.

IC-er som 78XX og 79XX brukes til å oppnå faste verdier av spenninger ved utgangen. Der som IC-er som LM 317 kan vi justere utgangsspenningen til en nødvendig konstant verdi. LM317T er en justerbar 3-terminal positiv spenningsregulator som kan levere forskjellige Andre spenningsutganger enn fastspenningsforsyningen. Eksemplet ovenfor bruker en LM3 17 spenningsregulator IC. Den utbedrede utgangen fra fullbølgebro -likeretteren mates til en LM317 -regulator IC. Ved å endre verdien av potensiometeret som brukes i denne kretsen, kan utgangsspenningen enkelt kontrolleres.

Til nå har jeg forklart hvordan en lineær strømforsyning fungerer. I de påfølgende trinnene vil jeg forklare byggingen av Bench Power Supply ved å sette sammen et DIY -sett.