Блок живлення 0-30В своїми руками

1. Вимоги до блоку
2. Принцип роботи
3. Розробка пристрою
5. Вторинні обмотки і випрямляч
6. Основна плата
7. управління
8. Кабелі та з'єднання
9. висновок

Наша сеть партнеров Banwar

Ну що, друзі, хочете замутити на швидку руку простий і надійний регульований блок живлення без особливих витрат? Так я знаю, що хочете, інакше чого ви цю статтю читаєте? Ви потрапили туди, куди потрібно, тому що зараз я розповім вам, як я зробив для свого саморобного зволожувача повітря п'ятиканальний блок живлення, витративши на це всього лише 2 вечора і цілих півтора долара!

"Скільки канальний ???" - можливо, перепитаєте ви. - Так, саме п'яти: 24 вольта на генератори туману і 4 регульованих каналу від нуля до 12 вольт для кулера і трьох кольорів світлодіодним стрічки RGB.

"ВСЬОГО півтора долара ???" - перепитають інші. - Так, навіть менше, адже з усіх використовуваних комплектуючих купував я тільки 2 імпульсних dc-dc перетворювача на 3 ампера ( Зараз вони коштують від $ 0.58 c безкоштовною доставкою ) і одну хустці для прототипування за $ 0.34 ( 10 штук коштують від $ 1.18 , Так що вигідніше взяти відразу пачку). Все інше - просто валявся у мене мотлох, який не викидати якраз через можливість використання в подібних проектах.

Упс, щось я затягнув зі вступом: коротше, розклад зрозумілий, тому не будемо лахміття бабусю: погнали робити блок!

Вимоги до блоку

Як я вже говорив, цей блок живлення я збирав для свого зволожувача повітря, що складається з двох генераторів туману, комп'ютерного вентилятора на 12 вольт і невеликого відрізка світлодіодним RGB стрічки для підсвічування всього цього зволожуючого неподобства. Основними споживачами там, звичайно ж, є самі генератори, жеруть в районі 500 - 600 мА кожен. Тобто на 2 штуки нам потрібен струм більш 1A при напрузі 24V.

Де в побуті можна взяти таку напругу? Єдине, що спадає мені на думку - ноутбучний блок живлення, власне, їх і використовують багато покупців таких генераторів, судячи з коментарів до лотів на Алі. Але на ділі виявилося, що, так як ці БП видають максимум 19.5 вольт, генератори від них працюють не просто гірше, а з реально помітним різким зменшенням ККД (струму жере трохи менше, а туману генерує менше в кілька разів), тому цей варіант я відкинув відразу.

Кулер і стрічка, на відміну від генераторів, розраховані на вдвічі меншу напругу, тому їх потрібно живити від окремого джерела. Струм вони жеруть незначний.

Тобто в теорії можна взяти готовий блок живлення на 24V 2A і на базі його зварганити БП під наші потреби. Але на Алишка найдешевший блок з такими характеристиками варто $ 6.35 в "голом корпусі" і $ 9.50 в цивільному пластмасовому ( подивитися всіх з безкоштовною доставкою ). А до нього потрібен буде ще згаданий вище понижуючий dc-dc прикупити або взагалі використовувати для кулера і підсвічування окремий блок на 12 вольт ... Коротше, це виходить і дорого, і незручно: не наш метод. Тому ми зробимо все простіше і зручніше!

Принцип роботи

Так як наші дорогі вузькоокі друзі подарували нам можливість закуповуватися вкрай дешевими імпульсними перетворювачами на базі LM2596s з безкоштовною доставкою - нам просто гріх не скористатися їй: у мене, наприклад, в столі постійно лежить кілька штук "про запас". Вони дозволяють нам отримати на виході будь-яку напругу від нуля до 35V з двома умовами - вхідна напруга має бути вище вихідного як мінімум на півтора вольта і бути при цьому не вище 40 вольт. Причому, працюють вони з досить високим ККД (до 92%).

Тому все, що нам потрібно зробити - отримати 30-40 вольт і вже за допомогою цих перетворювачів опускати цю напругу до потрібних нам номіналів. Де взяти таку напругу? Це ж очевидно - зняти його з старого доброго радянського трансформатора!

За допомогою довідника трансформаторів і двох біоманіпуляторов типу "рука" я перебрав свій немаленький запас трансформаторів, що залишився в спадок від батька і вицепіл там транс, що ідеально підходить під мої потрібні: ТПП260-220-50. У нього в арсеналі 6 вторинних обмоток з максимальним струмом 690 мА: 4 по 10 вольт і 2 по 2.5. Природно, з'єднувати їх все послідовно не має сенсу - напруга вийде далеко за межі необхідного, тому я з'єднав їх попарно, щоб збільшити в 2 рази максимальний струм - вийшло 2 по 10 + 2 по 10 + 2 по 2.5 = 25 вольт перерви (на самому справі трохи вище, тому що у нас тут напруга 230 вольт) = максимум 35 вольт постоянки, якщо випрямити цю справу доданими мостом і повісити кондер, що ми, власне, і зробимо.

Згідно даташіту на LM2596s, чим більша напруга спадає їй на вхід - тим з більш високим ККД вона працює, тобто менше гріється (те ж саме справедливо і по відношенню до вихідною напругою), тому максимальні 35 вольт, що знімаються з випрямляча - це практично ідеальне вхідна напруга для наших перетворювачів, правда, воно буде менше під навантаженням, але це справа компенсується установкою на випрямляч конденсатора більшої ємності.

Так як отримати нам потрібно два різних напруги, я, як і писав вище, вирішив використовувати 2 перетворювача, на 24 і на 12 вольт відповідно. З 24-вольта напруження йде відразу на генератори, а ось з 12-тівольтовим каналом не все так просто, адже його треба розділити ще на 4 незалежних канали, тому що швидкість обертання вентилятора і яскравість кожного колірного каналу стрічки повинна регулюватися "на льоту", але як же це зробити?

Тут на допомогу приходять старі добрі npn транзистори КТ815, на які, використовуючи ті чи інші змінні резистори, дуже легко покласти завдання управління цими каналами!

Але що буде в разі стрибка напруги? Адже наш трансформатор - хлопець досить простий і може, в принципі, пропустити все це через себе, видавши і 40 і 50 вольт, а то і більше: природно, ситуація ця вкрай небажана, тому для захисту від такого роду оказій можна використовувати стабілітрон (стабілітрони ) на потрібне нам напругу і запобіжник: при перевищенні порогового напруги опір стабілітрона лавиноподібно зменшується, струм, поточний через трансформатор, різко збільшується і запобіжник, який стоїть по входу і правильно підібраний по току вмирає смертю х абрих, рятуючи всі інші компоненти пристрою від цієї сумної долі.

А ще краще не морочитися і поставити по входу варістор (після предоранітеля, ясний пень). Він працює за таким же принципом, тільки розрахований на більш високі напруги. Цей варіант більш надійний і правильний.

Ось, власне, і весь принцип фукнціонірованія моєї моделі блоку живлення, який вже майже рік справно працює у мене на столі. Тепер переходимо до розробки!

Розробка пристрою

Танцювати я вирішив від корпусу, вибір мій майже відразу впав на старий дохлий блок живлення FSP Epsilon 700W: він досить гарний, пофарбований в синій "металік", має вже змонтований вимикач, роз'єм живлення і кілька вельми корисних технологічних отворів.

Ззаду його корпус виконаний у вигляді безлічі "стільникових" отворів, в яких не склало великих труднощів викусити велику дірку для установки плавкого вхідного запобіжника з підтримкою функції швидкої заміни:

високовольтна ланцюг

Трансформатор я вирішив просто приклеїти до матовому дна корпусу на сильно розігрітий термоклей: експлуатація цього блоку планувалася виключно в горизонтальному положенні, тому "спливати" в разі розігріву йому просто нікуди, хоча, звичайно, можна було використовувати і який-небудь інший клей. В результаті високовольтна частина після всієї комутації і вклеювання виглядає ось так:

Так, в плані захисту, через отстутствия варістора, я вибрав варіант з стабілітронами, тому що їх все одно валяється купа і мені чет здається, що хрін я їх всіх заюзать коли-небудь. Треба, в загальному, витрачати! Тому варістора на фото вище ви не бачите, зате присутня рідне ферритові кільце на проводах і два невеликих фільтруючих кондера, підключених між силовими проводами і "землею". Корпус пристрою, природно, заземлений, і в разі, якщо фазу проб'є на корпус - моментально згорить запобіжник, тобто можна бути впевненим, що від корпусу вас не шандарахнет. Природно, вкрай рекомендовано наявність в щитку працює УЗО, а не простих автоматичних пікетники, тому що саме УЗО захищає людину від смертельних ударів струмом.

Вторинні обмотки і випрямляч

Власне, все відповідає вищевикладеному: вторинки скоммутіровани попарно, до них навісним монтажем припаяний корпусний діодний міст, можливо навіть з цього блоку живлення, і паралельно його входу стоїть електролітичний конденсатор пристойною ємності.

Ага, попалися !!! (Чи ні?) Звичайно ж, паралельно виходу, а не входу, інакше рвоне так, що цілий день будете кімнату від його недоноски драїти

Все відмінно видно на фото:

Основна плата

Основна плата складається з тієї самої картонній хустки для прототипування, до якої прикручені стабілітрони і припаяні перетворювачі, 4 транзистора КТ815 і резистори для їх обв'язки:

Також в цю міцну конструкцію по периметру вкручені металеві гвинти в ролі стійок, на яких ця конструкція також намертво приклеєна до корпусу:

Нагрівання її помічено не було, тому немає ніякого ризику, що вона відвалиться: тримається мертво. Також клеєм закріплені проводи в місцях припаювання, щоб не заламувалися і не відвалюючи в процесі тестування і складання.

В імпульсних перетворювачах були Випаяв змінні резистори і в перетворювачі ланцюга 24V переменнік був замінений на звичайний резистор з підібраним під потрібне напруження номіналом. З перетворювачем ж на 12 вольт я вирішив зробити таку фічу: тому що не виключений варіант, коли в підсвічуванні не буде необхідності, або її потрібно буде використовувати не на максимальній яскравості, так само як і кулер, який в більшості випадків буде обертатися з менш ніж половинною швидкістю, немає потреби постійно подавати на вхід транзисторів максимальні 12 вольт - це призведе до їх абсолютно безглуздого нагріванню і, відповідно, невиправданого зниження ККД всієї системи. Тому перетворювач на 12 вольт я вирішив зробити регульованим, підключивши замість того самого резистора інший переменнік (з правильно розрахованими шунтувальним / притягає резисторами), завдяки якому вийшло легко регулювати вихідну напругу перетворювача. Таким чином ми переходимо до наступної глави мого блокопітаніевого оповідання.

управління

Для управління перетворювачем ланцюга 12V я використовував в ролі вищеназваного переменніка двоканальний регулятор гучності від старого розібраного мною касетного магнітофона Vilma:

Ось за цим принципом і робиться регульований блок живлення на будь-яку напругу! Ми просто регулюємо напругу на виході імпульсного перетворювача будь-яким зручним переменніком, хоч навіть тим, що стоїть там з самого початку. Як ви зрозуміли, єдине, що я зробив - обмежив максимально можлива напруга одним резистором і налаштував коефіцієнт шунтування його переменніком іншим резистором (або парочкою, я вже не пам'ятаю).

Так як регулятор гучності двоканальний, другий канал я вирішив використовувати безпосередньо для управління швидкістю обертання кулера через транзистор КТ815 - точно так само цим же транзистором керувався кулер в моєму автоматичному зарядному пристрої на Arduino , Тільки там замість змінного резистора кулер управлявся самої Ардуіно, але схема підключення збігається 1 в 1, так що не буду повторюватися - дивіться схему в тій статті, я намагався зробити її якомога більш зрозумілою. Там навіть конденсатор C6 зайвий, його ставити не потрібно: він там згладжує ШІМ сигнал від контролера, тут же у нас немає ніякого Шиман і нічого нам згладжувати не треба.

Для органів управління відмінно підійшли вже існуючі отвори в корпусі блоку: одне від проводів, його я заюзать для вищеописаного регулятора, а під три маленьких вентиляційних отвори нижче у мене як у аптеці, в точності підійшла збірка з трьох змінних резисторів від еквалайзера якогось китайського плеєра або магнітофона:

На них я, природно, через ті ж самі транзистори КТ815 повісив управління відрізком RGB стрічки.

Кабелі та з'єднання

Одним з основних вимог до блоку була можливість від'єднання від нього зволожувача, щоб його можна було забрати, помити і т.д. Самі генератори туману спочатку йдуть з досить довгими кабелями з гніздами на кінці, схожими на гнізда в ноутбуках ASUS - власне, ще одна причина, чому все відразу пробують живити ці генератори від ноутбучних блоків живлення. Знайти такі штекери не склало труднощів, тому для генераторів я звив з двох хороших мідних проводів достатнього для нескольколькіх ампер перетину двожильний кабель за допомогою шуруповерта та вивів його назовні, припаявши на кінець парочку штекерів. Цей кабель з жовтим і блакитним проводами добре видно на фотках вище.

Для слабкострумових кулера і стрічки я зробив подовжувач з кабелів з роз'ємами і штекерами від телевізорів Горизонт - якраз за пару тижнів до цього розпаювати кілька плат від них, так що вони нагодилися вчасно. Роз'єми ці хоч і страшні, але їх все одно не видно: вони заховані за столом і його стійками. Єдина проблема з ними - їх можна помилково примудритися підключити навпаки. Щоб уникнути цього, я з одного боку промарковані коннектори чорним маркером.

Сам кулер був уже з заводським роз'ємом, тому для нього довелося колгоспів штекер, як на фото нижче:

Чесно зізнаюся, цей двоконтактний штекер вийшов невдалим: там періодично пропадає контакт і взагалі іноді вся ця хрень вивалюється з роз'єму - просто у мене не було потрібної відповідної частини з фіксатором. А ці страшні телевізійні роз'єми навпаки, сидять дуже міцно і надійно, до них жодних претензій немає!

висновок

Ось так ось швидко і легко можна зробити простий блок живлення для будь-яких потреб з підручних матеріалів. Я дуже радий, що старий радянський мотлох завдяки таким проектам все більшим попитом, знаходячи друге життя! Блок цей, як я вже писав, справно працює вже майже рік, варто собі в кутку столу і нікому не заважає. З боку виглядає досить симпатично:

Як бачите, зверху я закрив все прозорою кришкою, потім тільки просвердлив там кілька вентиляційних отворів (на первой фотке видно), щоб блок дихав: що ж він, не людина чи що?

А у мене на цьому все, якщо залишилися питання - обов'язково пишіть в коментарях, я на них зазвичай відповідаю дуже оперативно (іноді протягом декількох хвилин) і з задоволенням постараюся вам допомогти!

Сподобався матеріал?

Схожі записи: