Sådan laver du en bænkforsyning: 20 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

En bænkstrømforsyning er en ekstremt praktisk bit at have med til elektronikhobbyister, men de kan være dyre, når de købes på markedet. I denne Instructable vil jeg vise dig, hvordan du laver en variabel laboratoriebænk strømforsyning med et begrænset budget. Det er et fantastisk DIY -projekt for begyndere såvel som alle, der er interesseret i elektronik.

[Afspil video]

Du kan finde alle mine projekter på:

Projektets hovedformål er at lære, hvordan en lineær strømforsyning fungerer. I begyndelsen, for at forklare arbejdsprincippet for en lineær strømforsyning, har jeg taget et eksempel på LM 317 baseret strømforsyning. For at lave den endelige strømforsyning, Jeg købte et strømforsyningssæt fra Banggood og samlede det.

Dette er en stabiliseret spændingsforsyning af høj kvalitet, hvormed spændingen kan reguleres kontinuerligt, og området for regulering af spændingen er 0-30V. Det indeholder endda et strømbegrænsningskredsløb, der effektivt kan styre udgangsstrømmen fra 2mA til 3A med evnen til at regulere strømmen kontinuerligt, og denne unikke funktion gør denne enhed til et uundværligt kraftfuldt værktøj i kredsløbslaboratoriet.

Funktion:

Indgangsspænding: 24V AC

Indgangsstrøm: 3A maks

Udgangsspænding: 0 til 30V kontinuerlig justerbar

Udgangsstrøm: 2mA - 3A trinløst justerbar

Udgangsspændingsrippel: minimum 0,01%

Trin 1: Værktøjer og dele påkrævet

Liste over dele:

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

2. DIY strømforsyningssæt (Banggood / Amazon)

3. Kølelegeme og blæser (Banggood)

4. volt-forstærker panelmåler (Amazon)

5. Potentiometer -knap (Banggood)

6. Buck Converter (Amazon)

7. USB -port (Amazon)

8. bindende post banan stik (Amazon)

9. IEC3 stikkontakt (Banggood)

10. Rocker Switch (Banggood)

11. Grøn LED (Amazon)

12. LED Holder (Banggod)

13. Varmekrympeslange (Banggood)

14. Selvklæbende gummifødder (Amazon)

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

Værktøj/ maskine brugt

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

2. loddejern (Amazon)

3. DSO- RIGOL (Amazon)

4. Limpistol (Amazon)

Trin 2: Grundlæggende blokdiagram

Inden du går ind i fremstillingsprocessen, bør du kende de grundlæggende komponenter i en lineær strømforsyning.

Hovedelementerne i den lineære strømforsyning er:

Transformer: Transformatoren ændrer vekselstrømsspændingen til en ønsket værdi. Det bruges til at sænke spændingen. Dette tjener også til at isolere strømforsyningen fra netindgangen for en sikkerheds skyld.

Ensretter: Transformatorens effekt er i vekselstrøm, denne skal konverteres til en jævnstrøm. Broens ensretter konverterer vekselstrøm til jævnstrøm.

Indgangsudjævningskondensator / filter: Den ensrettede spænding fra ensretteren er en pulserende jævnstrømsspænding med meget højt krusningsindhold. Men det er ikke det, vi ønsker, vi vil have en ren krusningsfri DC -bølgeform. Filterkredsløbet bruges til at udjævne vekselstrømsvariationerne (krusningen) fra den ensrettede spænding. Store reservoirkondensatorer bruges til dette.

Lineær regulator: Udgangsspændingen eller strømmen vil svinge, når der er ændring i input fra vekselstrøm eller på grund af ændring i belastningsstrøm ved strømforsyningens udgang. Dette problem kan elimineres ved hjælp af en spændingsregulator. Det vil opretholde output konstant, selv når der sker ændringer ved indgangen eller andre ændringer.

Indlæs: Applikationsindlæsning

Trin 3: Transformer

Indtast højspændings -vekselstrøm til en transformer, der normalt træder ned af højspændings -vekselstrømmen fra lysnettet til lavspændings -vekselstrøm, der kræves til vores applikation. Ved design af strømforsyningen vælges transformatorens sekundære spænding ved at overveje udgangsspændingen fra strømforsyningen, tab i diodebroen og den lineære regulator. En typisk bølgeform for 24V transformer er vist ovenfor. Generelt tillader vi ca. 2V - 3V fald for broens ensretterskonfiguration. Så transformatorens sekundære spænding kan beregnes som nedenfor

Eksempel:

Antag, at vi vil lave en strømforsyning med udgangsspænding på 30V og 3A.

Inden broens ensretter skal spændingen være = 30 + 3 = 33V (Peak)

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

Den nærmeste spændingstransformator på markedet er 24V. Så vores transformatorbedømmelse er 230V/24V, 3A.

Bemærk: Ovenstående beregning er et groft estimat for at købe en transformer. For nøjagtig beregning har du overvejet spændingsfald over dioder, spændingsfald af regulatoren, krusningsspænding og ensretter effektivitet også.

Trin 4: Bridge -ensretter

Ensretterbroen konverterer en vekselstrøm eller strøm til tilsvarende jævnstrøm (DC) mængde. Input til en ensretter er ac, mens dens output er ensrettet pulserende DC.

Spændingsfaldet over en generel diode er omkring 0,7V og schottky -diode er 0,4V. I hvert øjeblik er to af dioderne i ensretterbroen i drift, men da dioden leder stærkt, kan den faktisk være højere. En god sikker værdi er det dobbelte af standarden eller 0,7 x 2 = 1,4V.

DC -udgangen efter broens ensretter er omtrent lig med den sekundære spænding ganget med 1.414 minus spændingsfaldet over de to ledende dioder.

Vdc = 24 x 1,414 - 2,8 = 31,13 V

Trin 5: Udjævning af kondensator / filter

Den ensrettede spænding fra ensretteren er en pulserende jævnstrømsspænding med meget højt krusningsindhold. De store krusninger, der findes i output, gør det næsten umuligt at blive brugt i et hvilket som helst energiforbrug. Derfor bruges et filter. Det mest almindelige filter er ved hjælp af en stor kondensator.

Den resulterende outputbølgeform efter udjævningskondensatoren er vist ovenfor.

Trin 6: Regulator

Udgangsspændingen eller strømmen ændres eller svinger, når der er ændring i input fra vekselstrøm eller på grund af ændring i belastningsstrøm ved udgangen af den regulerede strømforsyning eller på grund af andre faktorer som temperaturændringer. Dette problem kan elimineres ved hjælp af en regulator IC eller et passende kredsløb, der består af få komponenter. En regulator vil opretholde output konstant, selv når der sker ændringer ved indgangen eller andre ændringer.

IC'er som 78XX og 79XX bruges til at opnå faste værdier af spændinger ved udgangen. Hvor IC'er som LM 317 kan vi justere udgangsspændingen til en påkrævet konstant værdi. LM317T er en justerbar 3-terminal positiv spændingsregulator, der kan levere forskellige Andre DC -udgange end den faste spændingsforsyning. Ovenstående eksempelkredsløb bruger en LM3 17 spændingsregulator IC. Det udbedrede output fra fuldbølgebro -ensretteren føres til en LM317 -regulator IC. Ved at ændre værdien af potentiometer, der bruges i dette kredsløb, kan udgangsspændingen let styres.

Indtil nu har jeg forklaret, hvordan en lineær strømforsyning fungerer. I de foregående trin forklarer jeg bygningen af bænkstrømforsyning ved at samle et DIY -kit.