Jednoduché napájení regulované napětím

Ahoj Toto je moje první instrukce! Všichni jsme obklopeni elektrickými spotřebiči s různými specifikacemi. Většina z nich pracuje přímo ze sítě 220 V AC. Ale co dělat, když přijdete s nějakým nestandardním zařízením nebo realizujete projekt, který vyžaduje specifické napětí, a také se stejnosměrným proudem. Proto jsem měl přání vyrobit zdroj energie, který produkuje různá napětí, a pomocí integrovaného obvodu regulátoru lm317.

Co dělá napájení?

Nejprve musíte pochopit účel zdroje energie.
• Musí převádět střídavý proud přijímaný ze sítě střídavého proudu na stejnosměrný proud.
• Mělo by poskytovat napětí dle vašeho výběru, v rozsahu od 2 V do 25 V.
Klíčové výhody:
• Levná.
• Jednoduché a snadné použití.
• Univerzální.

Seznam požadovaných součástí

1. 2 Krokový transformátor (od 220 V do 24 V).
2. Regulátor napětí lm317 IC s tepelným výměníkem.
3. Kondenzátory (polarizované):
2200 mikrofarad 50 V;
100 mikrofarad 50 V;
1 microfarad 50 V.
(Poznámka: jmenovité napětí kondenzátorů musí být vyšší než napětí dodávané jejich kontaktům).
4. Kondenzátor (nepolární): 0,1 mikrofarad.
5. Potenciometr 10 kOhm.
6. Odpor 1 kOhm.
7. Voltmetr s LCD displejem.
8. Pojistka 2,5 A.
9. Šroubové svorky.
10. Připojovací vodič se zástrčkou.
11. Diody 1n5822.
12. Montážní deska.

Vypracování elektrického obvodu

• V horní části obrázku je transformátor připojen k napájení střídavým proudem. Snižuje napětí na 24 V, ale proud zůstává proměnný při frekvenci 50 Hz.
• Spodní polovina obrázku ukazuje připojení čtyř diod k usměrňovacímu můstku. Diody 1n5822 procházejí proudem při předpětí a blokují průchod proudu při zpětném předpětí. Výsledkem je, že stejnosměrné výstupní napětí pulzuje při frekvenci 100 Hz.
• Na tomto obrázku je přidán kondenzátor s kapacitou 2200 mikrofarad, který filtruje výstupní proud a poskytuje stabilní napětí 24 V DC.
• V tomto okamžiku lze do obvodu zapojit pojistku, aby byla zajištěna její ochrana.
• Máme tedy:
1. Krokový AC transformátor do 24 V.
2. Převodník střídavého proudu na pulzující stejnosměrný proud s napětím do 24 V.
3. Filtrovaný proud pro získání čistého a stabilního napětí 24 V.
• To vše bude připojeno k obvodu regulátoru napětí lm317 popsanému níže

Úvod do Lm317

• Nyní je naším úkolem řídit výstupní napětí a měnit jej v souladu s našimi potřebami. K tomu používáme regulátor napětí lm317.
• Lm317, jak je znázorněno na obrázku, má 3 piny. Jedná se o nastavovací kolík (pin1 - NASTAVENÍ), výstupní kolík (pin2 - OUNPUT) a vstupní pin (pin3 - INPUT).
• Regulátor lm317 generuje během provozu teplo, proto vyžaduje radiátor výměníku tepla
• Radiátor výměníku tepla je kovová deska připojená k integrovanému obvodu, který odvádí teplo, které generuje, do okolního prostoru.

Vysvětlení schématu zapojení Lm317

• Toto je pokračování předchozího schématu zapojení. Pro lepší pochopení je zde podrobně znázorněno schéma zapojení lm317.
• Pro zajištění vstupního filtrování se doporučuje použít kondenzátor 0,1 microfarad. Je velmi žádoucí neumisťovat jej poblíž hlavního filtračního kondenzátoru (v našem případě se jedná o 2200 mikrofarad kondenzátorů).
• Ke zlepšení tlumení se doporučuje použít kondenzátor o kapacitě 100 mikrofarad. Zabraňuje zesílení vlnění, ke kterému dochází při zvýšení nastaveného napětí.
• Kondenzátor s kapacitou 1 mikrofarad zlepšuje přechodnou odezvu, ale není nutné ke stabilizaci napětí.
• Ochranné diody D1 a D2 (obě 1n5822) poskytují vybíjecí cestu s nízkou impedancí, která zabraňuje vybíjení kondenzátoru na výstup regulátoru napětí.
• K nastavení výstupního napětí je nutný odpor R1 a R2
• Obrázek ukazuje řídicí rovnici. Zde je odpor R1 1 kOhm a odpor R2 (potenciometr s odporem 10 kOhm) je variabilní. Proto je napětí získané na výstupu podle této aproximované rovnice nastaveno změnou odporu R2.
• V případě potřeby získejte další informace o vlastnostech lm317 na integrovaném obvodu, vyhledejte tyto informace na internetu.
• Nyní lze výstupní napětí připojit k voltmetru pomocí LCD displeje nebo k měření napětí použít multimetr.
• Poznámka: Hodnoty odporu R1 a R2 jsou vybrány pro větší pohodlí. Jinými slovy, neexistuje pevné pravidlo, které říká, že odpor R1 by měl být vždy 1 kOhm a odpor R2 by měl být variabilní až do 10 kOhm. Kromě toho, pokud potřebujete pevné výstupní napětí, můžete místo AC nastavit pevný odpor R2. Pomocí výše uvedeného vzorce řízení si můžete vybrat parametry R1 a R2 podle svého uvážení.

Dokončení elektrického obvodu

• Schéma konečného obvodu je znázorněno.
• Nyní pomocí potenciometru (tj. R2) můžete získat požadované výstupní napětí.
• Výstup bude produkovat čisté, stabilní a konstantní napětí bez napětí, potřebné k napájení určité zátěže.

Pájení PCB

• Tato část práce se provádí ručně.
• Zkontrolujte, zda jsou všechny komponenty připojeny přesně podle schématu zapojení.
• Šroubové svorky se používají na vstupu a výstupu
• Před připojením vyrobeného napájení k síti dvakrát zkontrolujte obvod.
• Z bezpečnostních důvodů musíte před připojením zařízení k síti nosit izolované nebo pryžové boty.
• Pokud je vše provedeno správně, není pravděpodobné žádné nebezpečí. Veškerá odpovědnost však leží výhradně na vás!
• Konečné schéma zapojení je uvedeno výše. (Zapojil jsem diody na zadní stranu desky plošných spojů. Odpusť mi za neprofesionální pájení!).
Původní článek v angličtině