Napájení laboratoří si sami. Domácí napájení: diagramy, instrukce

22. 6. 2019

Je snadné vytvářet laboratoř napájecí jednotky s vlastními rukama, pokud máte dovednosti zvládnout páječku a rozumíte elektrickým obvodům. V závislosti na parametrech zdroje můžete použít k nabití baterií, připojit prakticky jakékoliv domácí spotřebiče, používat při experimentech a experimentech při navrhování elektronických zařízení. Hlavním důvodem instalace je použití ověřených schémat a vytváření kvality. Čím spolehlivější je pouzdro a připojení, tím pohodlnější je pracovat se zdrojem napájení. Je žádoucí mít nastavení a přístroje pro řízení výstupního proudu a napětí.

napájení laboratoří proveďte sami

Nejjednodušší domácí napájení

Pokud nemáte dovednosti ve výrobě elektrických spotřebičů, je nejlepší začít s nejjednoduššími, postupně se stěhovat do složitých struktur. Složení nejjednoduššího zdroje konstantního napětí:

  1. Transformátor se dvěma vinutími (primární - pro připojení k síti, sekundární - pro připojení spotřebičů).
  2. Jedna nebo čtyři diody pro opravu střídavého proudu.
  3. Elektrolytický kondenzátor pro odpojení proměnné složky výstupního signálu.
  4. Připojovací vodiče

V případě, že ji použijete v schématu polovodičová dioda, pak dostanete půlvlnový usměrňovač. Pokud používáte sestavu diod nebo můstkový okruh, napájecí zdroj se nazývá plná vlna. Rozdíl v výstupním signálu - ve druhém případě menší zvlnění.

bipolární napájení

Takový domácí napájení je dobré pouze v případech, kdy je nutné připojit zařízení s jediným provozním napětím. Takže pokud se zabýváte navrhováním nebo opravou automobilové elektroniky, je lepší zvolit transformátor s výstupním napětím 12-14 V. Počet otáček sekundárního vinutí závisí na výstupním napětí a síla proudu závisí na sekci použitého vodiče (čím větší je tloušťka, tím větší je proud).

Jak vyrobit bipolární napájení?

Takový zdroj je nezbytný k zajištění provozu některých mikroobvodů (například výkonových zesilovačů a nízkých frekvencí). Bipolární napájecí zdroj se vyznačuje následujícími vlastnostmi: má na svém výstupu záporný pól, pozitivní a běžný. K realizaci tohoto schématu je zapotřebí použít transformátor, jehož sekundární vinutí má průměrný výkon (a hodnota střídavého napětí mezi prostředím a extrémem by měla být stejná). Pokud není k dispozici žádný transformátor, který splňuje tento stav, můžete upgradovat kteroukoli síť, která má síťové vinutí o jmenovité hodnotě 220 voltů.

domácí napájení

Demontujte sekundární vinutí, ale nejprve změřte napětí na něm. Počítat počet otáček a rozdělit napětí. Výsledné číslo je počet otáček potřebných pro generování 1 voltu. Pokud potřebujete získat bipolární napájecí zdroj s napětím 12 voltů, budete potřebovat dvě identická vinutí. Připojte začátek jednoho na konec sekundy a připojte tento střed do společného vodiče. Dvě svorky transformátoru musí být připojeny k sestavě diod. Rozdíl od unipolárního zdroje - musíte použít 2 elektrolytické kondenzátory připojené v sérii, střední bod je připojen k pouzdru přístroje.

Napěťová regulace v unipolárním zdroji napájení

Úkol nemusí vypadat velmi jednoduché, ale můžete provést nastavitelný zdroj napájení sestavením obvodu z jednoho nebo dvou polovodičových tranzistorů. Musíte ale na výstupu nainstalovat alespoň jeden voltmetr, abyste monitorovali napětí. Pro tento účel můžete použít číselník s přijatelným měřicím rozsahem. Můžete si zakoupit levný digitální multimetr a přizpůsobit jej vašim potřebám. K tomu je nutné jej rozebrat, nainstalovat požadovanou spínací polohu pomocí pájecího zařízení (s intervalem výměny napětí 1-15 V, musí být zařízení schopno měřit napětí do 20 V).

nastavitelný zdroj napájení

Nastavitelný zdroj napájení lze připojit k jakémukoli elektrickému spotřebiči. Nejprve musíte pouze nastavit požadovanou hodnotu napětí, aby nedošlo k vypnutí zařízení. Změna napětí se provádí pomocí proměnného odporu. Můžete si svobodně vybrat svůj design sami. Může to být dokonce i posuvný přístroj, hlavní věcí je soulad s jmenovitým odporem. Pro snadné použití napájecího zdroje můžete nainstalovat variabilní odpor spárována spínačem. Tím se zbavíte přebytečného přepínače a usnadníte odpojení zařízení.

Napěťová regulace v bipolárním zdroji

Tento návrh bude složitější, ale může být proveden poměrně rychle se všemi nezbytnými prvky. Ne každý může vyrobit jednoduchý laboratorní zdroj napájení a dokonce i bipolární a napěťovou regulaci. Schéma je komplikované skutečností, že instalace vyžaduje nejen polovodičový tranzistor pracující v režimu kláves, ale také operační zesilovač zenerovy diody. Při pájení polovodičů buďte opatrní: snažte se příliš neohřívat, protože rozsah přípustných teplot je extrémně malý. Při nadměrném zahřátí jsou krystaly germania a křemíku zničeny, v důsledku toho zařízení přestane fungovat.

atx laboratorní napájení

Když vytvoříte laboratoř napájení vlastním rukama, nezapomeňte na jeden důležitý detail: tranzistory je třeba namontovat na hliníkový radiátor. Čím je silnější zdroj energie, tím větší je oblast radiátoru. Věnujte zvláštní pozornost kvalitě pájky a drátů. U zařízení s nízkým výkonem je povoleno používat tenké vodiče. Pokud je však výstupní proud velký, je nutné použít vodiče s hustou izolací a velkou průřezovou plochou. Vaše bezpečnost a použitelnost zařízení závisí na spolehlivosti přepínání. Dokonce i zkrat v sekundárním okruhu může způsobit požár, takže při výrobě napájecího zdroje je třeba dbát na jeho ochranu.

Nastavení napětí v retro stylu

Ano, to je přesně způsob, jak nastavit volání podobným způsobem. Abyste jej provedli, je nutné převinout sekundární vinutí transformátoru a nakreslit několik závěrů v závislosti na tom, jaký krok změny napětí a rozsahu potřebujete. Například laboratorní napájení 30V 10A v krocích po 1 voltu by mělo mít 30 vývodů. Mezi usměrňovačem a transformátorem musí být instalován spínač. Je nepravděpodobné, že se bude nacházet na 30 pozicích, a pokud ano, pak jeho rozměry budou velmi velké. Pro instalaci do malého pouzdra je zjevně nevhodné, takže je lepší použít pro výrobu standardního napětí - 5, 9, 12, 18, 24, 30 voltů. To je docela dost pro pohodlné používání zařízení v domácí dílně.

výkonné laboratorní napájení

Pro výrobu a výpočet sekundárního vinutí transformátoru je třeba provést následující:

  1. Zjistěte, jaké napětí se děje na jednom otevírání vinutí. Pro pohodlí se vítr 10 otáčí, zapněte transformátor v síti a změřte napětí. Rozdělit výslednou hodnotu o 10.
  2. Vítr sekundárního vinutí po odpojení transformátoru od sítě. Pokud jste zjistili, že jedna zatáčka shromažďuje 0,5 V, a pak dostanete 5 V, musíte se stáhnout z 10. kole. A podle podobného schématu proveďte odbočky pro zbytek standardních hodnot napětí.

jednoduché laboratorní napájení

Učinit takovou laboratorní napájecí jednotku vlastním rukama je pro každého a co je nejdůležitější, nepotřebujete spájet tranzistorový obvod. Připojte svorky sekundárního vinutí k přepínači tak, aby se hodnoty napětí změnily z nízké na vysoké. Centrální výstup spínače je připojen k usměrňovaču, dolní výstup transformátoru podle diagramu je přiveden do pouzdra zařízení.

Vlastnosti spínacích zdrojů napájení

laboratorní napájení pulsní

Takové schémata se používají téměř ve všech moderních zařízeních - v nabíječkách telefonů, v napájecích zdrojích počítačů a televizorů apod. napájení, impuls obzvláště se ukázalo být problematické: je třeba vzít v úvahu příliš mnoho nuance. Za prvé, poměrně složitý systém a obtížný princip fungování. Za druhé, většina zařízení pracuje při vysokém napětí, které se rovná napětí, které proudí v síti. Podívejte se na hlavní uzly tohoto napájení (například počítač):

  1. Síťový usměrňovač, určený k přeměně střídavého napětí 220 V na stejnosměrný proud.
  2. Měnič, který převádí stejnosměrné napětí na signály s obdélníkovými vlnami s vysokou frekvencí. To také zahrnuje speciální typ impulzního transformátoru, který snižuje napětí pro napájení komponentů PC.
  3. Řízení odpovědné za správné fungování všech prvků napájení.
  4. Zesilovací stupeň určený k zesílení signálů řadiče PWM.
  5. Jednotka stabilizace a nápravy výstupního impulzního napětí.

laboratorní napájení 10a

Podobné uzly a prvky jsou přítomny ve všech spínacích napájecích zdrojích.

Napájení z počítače

Cena zcela nového zdroje, který je nainstalován v počítačích, je poměrně nízká. Ale dostanete hotový design, nemůžete dokonce vyrobit podvozek. Jedna nevýhoda je, že na výstupu jsou k dispozici pouze standardní hodnoty napětí (12 a 5 voltů). Ale pro domácí laboratoř to stačí. Laboratorní napájecí jednotka ATX je populární, protože není nutné provádět velké změny. A čím jednodušší je design, tím lépe. Ale v takových prostředcích existují "nemoci", ale mohou být vyléčeny velmi jednoduše.

laboratorní napájení 30v 10a

Často selhávají elektrolytické kondenzátory. Z nich proudí elektrolyt, který je viditelný i pouhým okem: vrstva tohoto roztoku se objeví na desce s plošnými spoji. Je to gel nebo kapalina, případně tuhne a stává se pevným. Pro opravu laboratorního napájecího zdroje z napájecího zdroje počítače je nutné instalovat nové elektrolytické kondenzátory. Druhá porucha, která je mnohem méně častá, je rozdělení jedné nebo více polovodičových diod. Příznakem je selhání pojistky namontované na desce s plošnými spoji. K opravě musíte vyzvat všechny diody instalované v můstkovém okruhu.

Způsoby ochrany napájecích zdrojů

Nejjednodušší způsob, jak se chránit, je instalace pojistek. Je možné používat takovou laboratorní napájecí jednotku s ochranou, bez obav, že by došlo k požáru v důsledku zkratu. K provedení tohoto řešení budete muset nainstalovat dvě pojistky do síťového napájecího obvodu. Musí být odebírány při napětí 220 voltů a proudu o výkonu 5 A pro nízkonapěťová zařízení. Na výstupu napájecího zdroje by se měly instalovat pojistky s příslušnými parametry. Například při ochraně výstupního obvodu s napětím 12 voltů lze použít pojistky použité v automobilech. Aktuální hodnota je vybrána na základě maximálního výkonu spotřebitele.

laboratorní napájení 5a

Ale ve dvoře - věk špičkových technologií a zajištění ochrany s pojistkami z ekonomického hlediska není příliš ziskové. Je nutné provést výměnu prvků po každém náhodném spárování napájecích vodičů. Jako volitelnou možnost - namísto obvyklých pojistek instalovat samočinně se nastavující pojistky. Ale mají malý zdroj: mohou věrně sloužit po několik let a po 30-50 výpadcích mohou selhat. Laboratorní výkonová jednotka 5A, pokud je správně sestavena, funguje správně a nevyžaduje další ochranné zařízení. Prvky nemohou být nazývány spolehlivými, často se domácí spotřebiče dostanou v důsledku poškození těchto pojistek. Použití reléového nebo tyristorového obvodu je mnohem efektivnější. Jako nouzové vypínací zařízení lze také použít triaky.

Jak vyrobit přední panel?

Většina práce je konstrukce skříně, nikoli sestavení elektrického obvodu. Budete muset vyzbrojit vrtáky, pilníky a v případě potřeby i barvení také zvládnout barvy. Můžete si vyrobit domácí napájení založené na těle každého zařízení. Pokud však máte možnost zakoupit si hliníkový plech, pak budete mít, pokud chcete, krásný podvozek, který vám bude sloužit po mnoho let. Nejprve nakreslete náčrtek, ve kterém umístíte všechny konstrukční prvky. Věnujte zvláštní pozornost návrhu předního panelu. Může být vyroben z tenkého hliníku, jen zevnitř můžete provést vyztužení - zašroubovat ho do hliníkových rohů, které se používají k dodávání větší tuhosti konstrukce.

laboratorní napájení z bp

Přední panel musí být opatřen otvory pro instalaci. měřicí přístroje LED diody (nebo žárovky), svorky připojené k výstupu napájecího zdroje, pojistková skříňka (pokud je vybrána tato volba ochrany). Pokud není vzhled předního panelu příliš atraktivní, měl by být malován. Chcete-li to provést, odmasťujte a vyhlaďte celý povrch, aby svítil. Před zahájením zbarvení proveďte všechny potřebné otvory. Naneste 2-3 vrstvy základního nátěru na vyhřívaný povrch, nechte ho vysušit. Poté naneste tolik vrstev barvy. Jako vrchní nátěr je třeba aplikovat lak. Výsledkem je, že výkonná laboratorní jednotka díky laku a výslednému lesku bude vypadat krásně a atraktivně, zapadá do interiéru každé dílny.

Jak vytvořit šasi pro napájení?

Jen ta konstrukce, která je zcela samostatná, vypadá krásně. Ale jako materiál můžete použít cokoli: z hliníkového plechu a končící pouzdry z osobních počítačů. Je nutné pouze pečlivě zvážit celou strukturu, aby se předešlo nepředvídatelným situacím. Pokud výstupní stupně vyžadují další chlazení, nainstalujte pro tento účel chladič. Může pracovat natrvalo se zapnutým zařízením a automatickým režimem. Pro realizaci druhého je nejlepší použít jednoduchý mikrokontrolér a teplotní čidlo. Snímač sleduje teplotu teploty chladiče a mikrokontrolér obsahuje hodnotu, při které je zapotřebí zapnout proudění vzduchu. Dokonce i laboratorní napájecí zdroj 10A, jehož výkon je poměrně velký, bude pracovat stabilně s takovýmto chladicím systémem.

laboratorní napájení 30v 5a

K vyfukování potřebujete vzduch zvenku, takže budete potřebovat nainstalovat chladič a chladič na zadní straně napájecího zdroje. Chcete-li zajistit tuhost podvozku, použijte hliníkové rohy, z nichž nejprve vytvoříte "kostru", a potom na něj nainstalujte plášť - desky stejného hliníku. Pokud je to možné, spojte rohy svařováním, což zvýší pevnost. Spodní část šasi musí být silná, protože je umístěna na silovém transformátoru. Čím vyšší je výkon, tím větší jsou rozměry transformátoru, tím větší je jeho hmotnost. Například můžete porovnat laboratorní napájecí napětí 30V 5A a podobnou konstrukci, ale na 5 voltech a proudu řádově 1 A. V tomto případě budou rozměry mnohem menší a hmotnost je nevýznamná.

Mezi elektronickými součástmi a pouzdrem musí být izolační vrstva. Musíte to udělat výhradně pro sebe, takže v případě náhodného zlomu drátu uvnitř jednotky se nebude zkratovat k pouzdru. Před instalací pokožky na "kostru" strávit její izolaci. Můžete přilepit silnou lepenku nebo tlustou lepící pásku. Hlavní věc je, že materiál nekoná elektřinu. S tímto vylepšením se zlepšuje zabezpečení. Transformátor však může vytvářet nepříjemný bruk, který lze odstranit upevněním a rozměrem desek jádra, jakož i instalací mezi pouzdrem a podvozkem z gumových podložek. Ale získáte maximální efekt pouze kombinací těchto řešení.

Shrnutí

Na závěr stojí za zmínku, že veškeré montážní a zkušební práce jsou prováděny za přítomnosti život ohrožujícího napětí. Proto si musíte přemýšlet o sobě. Ujistěte se, že v místnosti jsou nainstalovány jističe spárované s ochrannými vypínači. Dokonce i když se dotknete fáze, nedostanete elektrický šok, protože ochrana bude fungovat.

Při práci s pulzními napájecími zdroji počítačů dodržujte bezpečnostní opatření. Elektrolytické kondenzátory, které jsou ve svém designu po delší dobu po vypnutí, jsou živé. Z tohoto důvodu, před zahájením oprav, vypusťte kondenzátory připojením jejich vodičů. Nebojte se jen jiskrou, neškodí vám ani nástrojům.

laboratorní napájení s ochranou

Když vytvoříte laboratoř s vlastními rukama, věnujte pozornost všem detailům. Koneckonců, hlavní věcí pro vás je zajistit stabilní, bezpečnou a pohodlnou práci. A to lze dosáhnout pouze v případě, kdy jsou pečlivě promyšleny všechny malé věci nejen v elektrickém obvodu, ale také v pouzdru přístroje. Nadbytečná řídicí zařízení nebudou v konstrukci, proto je nainstalujte, abyste měli představu například o proudu spotřebovaném zařízením, který jste sestavili ve své domácí laboratoři.