Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

Gordios 13 Maj 2010 13:11 47431 19
  • Zaczniemy od tego, gdzie następuje przemiana wysokiego napięcia na niskie lub odwrotnie. Oczywiście chodzi tu o transformatory. Transformatory muszą składać się przynajmniej z dwóch uzwojeń. Jedno z nich nazywa się pierwotnym, które podłącza się do źródła prądu zmiennego. Drugie nazywa się wtórnym, gdzie otrzymujemy napięcie. Ponieważ do uzwojenia pierwotnego doprowadzony został prąd zmienny, to powoduje, że powstaje zmienne pole magnetyczne. Oba uzwojenia są nawinięte na ten sam rdzeń, przez co możliwe jest w dużym stopniu przenikanie strumienia magnetycznego przez uzwojenie wtórne. Następstwem tego jest, że w uzwojeniu wtórnym powstaje siła elektromotoryczna. Warto wspomnieć o bardzo przydanym wzorze przekładni transformatora: Z1/Z2 = U1/U2

    Kolejnym ważnym elementem w zasilaczach są prostowniki. Są to takie układy, które przekształcają prąd zmienny na prąd stały. W ten sposób napięcie przybierające wartości dodatnie i ujemne zostaje przekształcone w napięcie przybierające wartość jednego znaku, tzn. tylko dodatnie lub tylko ujemne. Do prostowania można wykorzystać elementy, które wykazują jednokierunkowe przewodnictwo. W naszych zasilaczach będziemy wykorzystywać diody, lub gotowe mostki prostownicze. Prostowniki możemy podzielić na jednopołówkowe, które są stosowane w układach ładowarek do akumulatorów i dwupołówkowe - zasilacze sieciowe. Prostowniki dwupołówkowe mogą składać z dwóch lub czterech diod prostowniczych zależnie od nawinięcia transformatora (jeśli posiadamy transformator z dwoma uzwojeniami po stronie wtórnej połączonymi szeregowo to stosujemy dwie diody, jeżeli mamy jedno uzwojenie to stosujemy cztery diody w układzie Gretza). Rysunek 1,2 przedstawia wykres przed i po zastosowaniu mostka prostowniczego.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza
    Rysunek 1 przed zastosowaniem mostka. Rysunek 2 po zastosowaniu mostka.

    Często zdarza się, że w naszych urządzeniach (radiach, itp.) słychać buczenie. Wtedy albo "strzelił" nam kondensator filtrujący lub wcale go tam nigdy nie było. Kondensator ten spełnia rolę filtru, który umieszcza się na wyjściu układu prostowniczego. Flirty również mogą być budowane z elementów indukcyjnych lub mieszanych LC. Zajmiemy się tylko układami niskonapięciowymi czyli do 40V, dlatego będziemy stosować filtry pojemnościowe. Zadanie kondensatora w filtrze jest zgromadzenie energii elektrycznej w momencie trwania impulsu (max. amplituda), a oddanie jej w momencie minimalnej amplitudy. Rysunek 3,4 przedstawia wykres przed i po zastosowaniu kondensatorów filtrujących.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza




    Rysunek 3 przed zastosowaniem filtru. Rysunek 4 po zastosowaniu filtru.

    Co się jednak stanie jak zastosujemy jakieś obciążenie?

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza
    Rysunek 5 po zastosowaniu obciążenia

    Jak widać po zastosowaniu obciążenia znowu widać drobne wahania. Wahania te będą rosły wraz ze wzrostem obciążenia, dlatego należy stosować coraz większe kondensatory (średnio 3000uF na 1A obciążenia).

    Dawniej nie było słychać o takich urządzeniach jak stabilizatory. Często je robiono przy pomocy diod zenera, później tranzystorów. Obecnie idziemy do sklepu i mówimy "-poproszę układ LM 317" i mamy problem z głowy. Przedtem należy wiedzieć jakie są dane takiego elementu, a tutaj pomocą służą katalogi. np. dane LM 317

    Imax = 1,5A
    U max. = 40V

    za pomocą tego układu można regulować napięcie wyjścia dla R1 = 680 +5V; R1 = 2K +12V; R1 = 2,4K + 15V itd.
    Zatem zadaniem stabilizatora jest utrzymanie stałej wartości napięcia lub prądu wejściowego.

    Część praktyczna


    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Jest to schemat bardzo prostego zasilacza o regulowanym napięciu. Zastosowano tutaj bardzo popularny układ LM 317, którego dane znajdują się wyżej.
    Zasilacz może pracować przy obciążeniu maksymalny 1,5A, i przy napięciu 40V. Transformator należy dobrać tak, aby napięcie z niego wychodzące było równe max. 25V, i wytrzymywał obciążenie 2A. Aby uzyskać z zasilacza większy prąd należy połączyć równolegle kilka układów LM 317. Oczywiście można zastosować inny stabilizator:

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza
    jest to schemat uniwersalny i tutaj możesz wstawiać zamiast stabilizatora inne schematy od 3 do 14

    Do tego schematu możesz podstawiać schematy stablizatorów. Pamiętaj tylko o odpowiedniej pojemności kondensatorów!

    Można oczywiście robić zasilacz z zabezpieczeniem przeciwzwarciowym, termicznym itp. Bardzo łatwym zabezpieczeniem jest wstawienie za stabilizatorem bezpiecznika topikowego.

    Innym sposobem na otrzymanie zasilacza jest pójście do sklepu i kupienie gotowego zestawu do montażu, jeszcze innym jest kupienie gotowego zasilacza na bazarach.

    Trzeba się jedynie rozejrzeć dookoła siebie, a zobaczysz, że na miejscu w domu posiadasz wszystkie elementy do skonstruowania prostego zasilacza.

    Wystarczy, że ze starego radioodbiornika wyciągniesz transformator, lub najlepiej gotowy moduł zasilacza - wtedy masz problem z głowy. Nie polecam raczej wyjmowania transformatorów ze starych odbiorników lampowych, ponieważ przekształcają one napięcie z 220V na 100V(napięcie to służy do prawidłowego działania lampy).
    Jeśli wyciągnąłeś sam transformator to nie trzeba od razu lecieć do sklepu i kupować elementy, lub co najgorsze gotowy zasilacz do montażu. Wystarczy, że odszukasz gdzieś diody prostownicze i połączysz w następujący sposób:

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Kondensatory na pewno gdzieś się znajdą, a stabilizator możesz kupić lub wykonać (bardzo dobry) z kilku tranzystorów, paru rezystorów i diody Zenera.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Jeszcze inne rozwiązanie stablizatora przedstawia schemat 4:

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Ten najprostszy stablizator może dostarczać niewielkiego prądu. Napięcie możemy dowolnie zmieniać za pomocą diody Zenera.
    Wartość rezystora należy obliczyć. (nie wzorować się na schemat)
    Oto kilka wzorów dla powyższego układu:

    Uwy = UDZ- 0,7V
    R1[Ohm] = Uwe - UDZ / 0,01 A
    PtotT1 [Ohm]= (Uwe - Uwy) * Iwy

    W zależności od płynących prądów należy dopasować odpowiednio elementy. Jako tranzystor zastosować tranzystor małej lub średniej mocy wzmocnienie prądowego typu B lub 25.

    Podłączając elementy jak na schemacie 2 i wstawiając zamiast stabilizatora schemat 3 lub 4 można również zrobić zasilacz.

    Zabezpieczenia zasilaczy

    Jak już wspomniałem najtańszym zabezpieczeniem jest bezpiecznik topikowy, jednakże nieraz zanim zadziała bezpiecznik układ może się już spalić, dlatego proponuję jeszcze inne rozwiązania:

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Jest to układ stabilizatora z diodowym ogranicznikiem prądu.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Są to układy stabilizatorów z tranzystorowymi ogranicznikami prądu.

    Wartość R* należy dobrać doświadczalnie.

    Przykłady zwiększeń wydajności prądowej stabilizatorów

    Przedstawię tutaj jak w prosty sposób zwiększyć wydajność prądową naszego zasilacza. Będą pojawiać się schematy tylko dla stabilizatorów napięcia dodatniego, aby zastosować do stabilizatorów napięcia ujemnego trzeba zmienić tranzystory z npn na pnp lub odwrotnie.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Aby obliczyć wartość rezystora należy skorzystać z poniższego wzoru:

    R[Ohm] = UBE / (Is - Iwy / 1 + H21)
    H21 - wzmocnienie prądowe tranzystora dla zwykłych ok.15-30 dla Darlingtona 750.
    UBE - spadek na złączu baza emiter tranzystora. Możemy obliczyć znając prąd tranzystora, który wyliczamy It = Iwy - Is . Następnie trzeba przeczytać w charakterystykach przejściowych tranzystorów mocy.
    Is - prąd maksymalny przy jakim będzie pracował stabilizator. Równy jest on ok 0,75 prądu maksymalnego stabilizatora.

    Wady takiego rozwiązania:
    - brak zabezpieczenia przeciwzwarciowego
    - nie można łączyć tranzystora i stabilizatora do jednego radiatora
    - słaba stabilizacja

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Aby obliczyć rezystor również trzeba posłużyć się powyższym wzorem.
    Jednakże występuje zmiana współczynnika H12 wzmocnienia, który przyjmuje wartość iloczynu współczynników dwóch tranzystorów.
    UBE - należy przyjąć spadek tranzystora pnp ok. 0,75-0,85 V dla średniej mocy. Układ również nie posiada zabezpieczenia przeciwzwarciowego.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Układ ten posiada już zabezpieczenie przeciwzwarciowe. Wartość rezystora ograniczającego możemy obliczyć:

    R = 0,65V / IT1max
    Inne obliczenia dokonuje się tak samo jak wcześniej, tylko UBE = UBE + IT* R1

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Jest to chyba najprostsze zwiększenie wydajności prądowej zasilaczy, ale nie najlepsze.

    Regulacje napięcia


    Bardzo proste regulacje napięcia możemy zralizować za pomocą układów 78XX (gdzie XX to kolejne numery układów).

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Takie rozwiązanie najlepiej się nadaje w układach ze stałym poborem prądu.
    Wzory:
    Uwy = Ust + Up
    Up[V] = Iq[A] * P[Ohm]

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Układ ten nadaje się już do urządzeń, gdzie wystepują niewielkie wahania prądu.
    Wzory:
    Id[A] = 3 do 5 * Iq
    Id[A] = Ust / R[Ohm]
    Uwy[V] = Ust + (Id + Iq) * P[Ohm]

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Jest to najlepsze rozwiązanie do regulacji napięcia.
    Wzory:
    Id = 0,5 do 1 * Iq
    Id = (Ust + 0,6V) / R [Ohm]
    Uwy = Ust + 0,6V + (Id + Iq/ß) * P[Ohm]

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Tak może wyglądać tranzystor wykonawczy złożony z trzech równolegle połączony tranzystorów 2N3055, przez co można go obciążyć prądem nawet do 15A.

    Przy dużych obciążeniach prąd bazy tranzystora wykonawczego jest duży (tranzystor znacznie nagrzewa się). Aby zmniejszyć ten prąd stosuje się połączenie w układzie Darlingtona. Przy czym kolejne tranzystory mogą być coraz mniejszej mocy np. 2N3055 BD139 BC109.

    Regulatory prądu i napięcia:

    Często jest tak, że posiadamy zasilacz na gwarancji, którego nie możemy rozebrać, aby dokonać pewnych modyfikacji. Również poważnym problemem jest akumulator samochodowy, który dostarcza niezmiennie 13V, a my potrzebujemy 5V. Można zastosować rezystor dużej mocy i włączyć w szereg z odbiornikiem. Przedstawię tutaj jak w prosty sposób można regulować napięcie

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Potencjometr powinien posiadać moc ok. 4W. Jak widać na rysunku wchodzi do naszego urządzenia 12V, a wychodzi 5V.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Gotowe rozwiązanie

    Zapewne wielu z Was czeka na gotową aplikację zasilacza, która została sprawdzona praktycznie i nie posiada żadnych wad konstrukcyjnych.

    Jak widać, układ jest klasyczny i nie wymaga szczegółowych objaśnień. Napięcie z transformatora jest prostowane (D1...D4), filtrowane (C1, C3) i stabilizowane (U1, C2, C4). W zależności od potrzeb należy zastosować transformator o odpowiedniej mocy i napięciu wyjściowym oraz stabilizator o potrzebnym napięciu nominalnym. W układzie można wykorzystać dowolny stabilizator rodziny 78XX (np. 7805,7806,7809, 7812, 7815, 7818). Początkującym należy przypomnieć, że w katalogach transformatorów podaje się wartość skuteczną zmiennego napięcia wyjściowego na uzwojeniu wtórnym, przy obciążeniu rezystancyjnym i podanym prądzie obciążenia. Przykładowo katalogowa informacja TS 4/33 9V 0,3A świadczy, że uzwojenie wtórne transformatora przy obciążeniu prądem 0,3A daje napięcie 9V. Są to wartości skuteczne napięcia i prądu zmiennego. W zasadzie napięcie szczytowe przebiegu sinusoidalnego jest 1,41 razy większe od jego wartości skutecznej. Po wyprostowaniu (przy pełnym obciążeniu) nie uzyska się jednak na kondensatorze C1 napięcia 1,41 * 9V = 12,69V, bo należy uwzględnić spadek napięcia na dwóch diodach prostowniczych (około 1,5V) a także spadek napięcia na rezystancji uzwojenia przy dużym impulsowym prądzie, który płynie przez uzwojenie tylko w szczytach sinusoidy. W efekcie przy pełnym obciążeniu napięcie na kondensatorze C1 będzie mniejsze niż obliczone 12,69V. Należy jeszcze uwzględnić tętnienia napięcia na niezbyt dużej pojemności filtrującej C1, oraz spadek napięcia wymagany do prawidłowej pracy stabilizatora (1,5...2V) i okaże się, że napięcie pracy stabilizatora nie powinno być większe niż 9V. 9V, czyli tyle ile wynosi skuteczna wartość napięcia zmiennego na uzwojeniu wtórnym. Ta zależność jest często wykorzystywana do wstępnego doboru transformatora: katalogowe (zmienne) napięcie transformatora powinno być równe lub trochę większe od potrzebnego napięcia wyjściowego. W przypadku niskich napięć wyjściowych (3...6V) należy zastosować transformator o nieco większym napięciu, natomiast dla napięć wyjściowych 12V i większych wystarczy, by transformator miał katalogowe napięcie wyjściowe (zmienne) równe potrzebnemu stabilizowanemu (stałemu) napięciu wyjściowemu. Należy zauważyć, że analiza dotyczy napięcia katalogowego, mierzonego przy obciążeniu nominalnym. W stanie spoczynku transformatory, zwłaszcza te mniejszej mocy, mają napięcie wyjściowe zdecydowanie większe (małe-2-watowe nawet o kilkadziesiąt procent). Należy to uwzględnić przy doborze napięcia pracy kondensatora filtrującego C1. Ponadto należy mieć świadomość, że podany w katalogu prąd obciążenia jest mierzony przy obciążeniu rezystancyjnym.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza


    Fajne! Ranking DIY
  • #2 15 Maj 2011 18:42
    luki964
    Poziom 9  

    Witam. Mam parę pytań. Jestem dość początkujący i chciałbym zrobić mój pierwszy zasilacz, ale nie potrafię przekształcić tego pierwszego schematu na moje potrzeby. Posiadam transformator o następujących parametrach:
    Na wejściu ma AC-220-230V 50\60Hz
    Na wyjściu ma DC- 7.2V 250 mA
    Mam zamiar również nie stosować gotowego mostka prostowniczego, ale nie wiem jakie diody trzeba zastosować. I co znaczy w tym pierwszym schemacie nF?
    Z góry dziękuje.

  • #3 15 Maj 2011 18:44
    gts1991
    Użytkownik obserwowany

    luki964 napisał:
    Witam. Mam parę pytań. Jestem dość początkujący i chciałbym zrobić mój pierwszy zasilacz, ale nie potrafię przekształcić tego pierwszego schematu na moje potrzeby. Posiadam transformator o następujących parametrach:
    Na wejściu ma AC-220-230V 50\60Hz
    Na wyjściu ma DC- 7.2V 250 mA
    Mam zamiar również nie stosować gotowego mostka prostowniczego, ale nie wiem jakie diody trzeba zastosować. I co znaczy w tym pierwszym schemacie nF?
    Z góry dziękuje.

    Ma już mostek ten zasilacz ;)

  • #4 15 Maj 2011 18:53
    luki964
    Poziom 9  

    Przepraszam transformator na wyjściu ma 12V, a nie 7V.

    Dodano po 2 [minuty]:

    Gts1991. Wiem że on już ma mostek, ale ja chcę nauczyć się stosować najpierw diody a nie od razu iść na łatwiznę. To co pomożesz ???

  • #5 17 Maj 2011 02:39
    viper17
    Poziom 9  

    nF to są nano farady czyli pojemność kondensatora.

  • #6 27 Lip 2011 22:10
    luki964
    Poziom 9  

    Ten układ nie działa. Wracam do tematu ponieważ wykonałem zasilacz na podstawie tego schematu dwukrotnie i okazuje się, że gdzieś musi być błąd bo zasilacz jest niewydajny prądowo.

  • #7 04 Wrz 2011 23:44
    dkuncio
    Poziom 11  

    co to znaczy niewydajny pradowo?
    zalezy jakiej mocy masz transformator, diody (mostek prostowniczy ), stabilizator.
    małym transformatorem raczej nie "pospawasz":)
    jezeli prąd z transformatora wyprostujesz i ustabilizujesz to niestety tracisz na mocy

  • #9 18 Lut 2012 12:26
    dark4b
    Poziom 9  

    a jakbym tak to zmontował tak
    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza
    bym rozszerzał o dodatkowy kolejny układ 78xx ewentualnie 78Sxx, lub 78Txx miał na wyjściu max 12Amper no plus po kondensatorze z przodu i z tyłu.

  • #10 18 Lut 2012 19:47
    shoker85
    Poziom 10  

    Witam
    Mam takie pytanie od kilku dni czytam posty na forum nie znalazłem prostego schematu jak " budowa cepa" takiego by regulował napięcie i prąd bez amperomierzy, voltomierzy i innych zabezpieczeń zależy mi tylko na regulacji tych dwóch wartości. Macie jakieś schematy?

  • #11 18 Lut 2012 22:12
    dark4b
    Poziom 9  

    polecam ci przejrzenie stron jabel, nord elektronik, nord elektronik plus(dwie różne firmy), i avt na pewno coś znajdziesz jakiś układ ale juś w google schematu ideowego tego układu bym ci proponował znaleźć bo na stronie producenta może nie być oprócz avt

  • #12 19 Lut 2012 10:30
    shoker85
    Poziom 10  

    Znalazłem coś takiego L200 . Jest regulacja prądu i napięcia . Jak zwiększyć prąd do 5 A można ten L200 czymś innym zastąpić?

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

  • #13 19 Lut 2012 10:40
    1078231
    Użytkownik usunął konto  
  • #14 19 Lut 2012 12:32
    shoker85
    Poziom 10  

    No właśnie nie posiadam PDF z tym układem.

  • #16 19 Lut 2012 13:25
    shoker85
    Poziom 10  

    Dziękuje bardzo;]

    Dodano po 4 [minuty]:

    23 mi sie podoba regulacja prądu i napięcia . Musze teraz skompletować wszystko

    Dodano po 8 [minuty]:

    znalazłem jeszcze inny schemat dla zainteresowanych

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

  • #17 19 Lut 2012 15:14
    1078231
    Użytkownik usunął konto  
  • #18 19 Lut 2012 17:01
    shoker85
    Poziom 10  

    hmm ja nie jestem elektronikiem nie wiem za bardzo jak go przerobić. Czy powiesz mi co zmienić by było dobrze?. A powiedz mi posiadam dwa zasilacze z PC czy części z niego moge wykorzystać do takiego zasilacza?

  • #19 21 Lut 2012 17:01
    Morcinek92
    Poziom 14  

    Witam

    Zbudowałem zasilacz na układzie l200 , ( Nota aplikacyjna schemat nr.23 ), działa bardzo dobrze, dołączam schemat

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Ale postanowiłem przerobić trochę zasilacz mianowicie
    - dodać sterownik regulacji wiatraka
    - obniżyć regulacje napięcia od 0 [V]
    - zwiększyć płynną regulacje prądu do min 3 [A] i tutaj pojawił się mój problem, ponieważ jak mi się wydaje trzeba połączyć dwa schematy w jeden (23 i 21 -według katalogu l200 czyli dodać tranzystor) przeszukałem całe forum i nie znalazłem konkretnej odpowiedzi, same ogólniki i regulacje skokową przez przełączanie drabinki z opornikami...na niektórych forach były odpowiedzi ale z roku 2005 gdzie linki już dawno wygasły. Dołączam schemat , moich prób, lecz nie wiem czy dobrych . W załączniku schemat z eaglu.

    Zrób sobie zasilacz, schemat, regulacja zasilacza

    Bardzo proszę o pomoc
    Pozdrawiam Marcin

  • #20 16 Kwi 2012 10:07
    kormoran1962
    Poziom 9  

    Rozebralem ostatnio zasilacz od starego tel stacjonarnego, okazało sie ze jest on zbudowany na układzie L7812CV. Niestety porownując go ze schematami zamieszczonymi powyżej, nie zgadzają mi się numery wyprowadzeń. Mianowicie wejście idzie na 1; wyjście (+)3; a środkowe, czyli 2 jest połączone z masą. Gdzie popelniam bŁąd?