Căutați ajutor pentru a proiecta o sursă de alimentare de 5V pe cont propriu? Ei bine, bine ai venit.

mare decât

Un circuit de alimentare este un circuit foarte de bază în învățarea electronicii. Aproape toată lumea din electronică încearcă să o facă. Și nu vă pot spune cât de distractiv este când terminați primul design de alimentare, îl testați și funcționează bine.

Sursa de alimentare pe care o vom proiecta aici este foarte simplă. Este un design liniar bazat pe tehnologie, va parcurge fiecare pas de proiectare, va încerca să prezinte totul într-un limbaj simplu, va efectua unele matematice de proiectare, adică dacă se folosește un condensator în schemă, ar trebui să știți de ce este acolo și cum se calculează valoarea acestuia.

Sperăm că vă veți bucura de această postare.

Cuprins

Proiectarea sursei de alimentare de 5V DC

Proiectarea oricărui circuit începe cu o diagramă bloc generală bine realizată. Ne ajută să proiectăm secțiunile circuitului individual și apoi la final să le unim pentru a avea un circuit complet, gata de utilizare.

Diagrama bloc generală pentru acest proiect este prezentată mai jos. Este foarte simplu. Are următoarele patru subblocuri principale.

  • Transformatorul
  • Circuitul redresorului
  • Filtrul
  • Regulatorul

În primul rând, voi explica fiecare bloc în general și apoi vom merge pentru proiectare. Cred că trebuie să înțelegeți ce bloc face mai întâi.

Deci, să încercăm să înțelegem fiecare secțiune una câte una.

Transformatorul de intrare

Un transformator este un dispozitiv care poate crește sau reduce nivelul de tensiune, urmând legea conversației energiei.

Întrebarea este, de ce avem nevoie de el în proiectarea noastră de aprovizionare?

Ei bine, în funcție de țara dvs., curent alternativ care vine la tine acasă are un nivel de tensiune de 220/120 V. Avem nevoie de transformatorul de intrare pentru a descrește curent alternativ de intrare la nivelul nostru inferior necesar, adică aproape de 5V (AC). Acest nivel inferior este utilizat în continuare de alte blocuri pentru a obține necesarul de 5V DC.

Un transformator este un dispozitiv care este utilizat pentru a crește sau a reduce nivelul tensiunilor de curent alternativ, menținând aceeași putere de intrare și ieșire.

Aveți grijă când jucați cu acest dispozitiv.

Deoarece utilizați tensiunea principală de alimentare, care poate fi prea periculoasă. Nu atingeți niciodată terminalele cu mâinile goale sau cu instrumente defecte. Aveți un tester de tensiune bun și decent și folosiți-l pentru a vă asigura întotdeauna de ce linie este firul sub tensiune care vine la transformator.

Circuitul redresor

Dacă vă gândiți că transformatorul tocmai a redus tensiunea la 5V DC. Îmi pare rău, te înșeli ca odinioară. Tensiunea redusă este încă de curent alternativ. Pentru a-l converti în curent continuu, aveți nevoie de un circuit redresor bun.

Un circuit redresor este combinația de diode dispuse în așa fel încât să convertească AC în tensiune continuă.

Fără circuitul redresor, nu este posibil să aveți tensiunea necesară de 5V DC. Acest circuit vine în pachete frumoase integrate sau îl puteți face folosind și patru diode. Veți vedea cum îl proiectăm în secțiunile ulterioare.

Practic, există două tipuri de circuite redresoare; jumătate de undă și undă completă. Cu toate acestea, cel care ne interesează este un redresor complet, deoarece este mai eficient din punct de vedere energetic decât primul.

Filtrul

Nimic nu este ideal în electronica practică. Circuitul redresor convertește curentul alternativ de intrare în curent continuu, dar, din fericire, nu-l face un curent continuu pur. Ieșirea redresorului este pulsantă și se numește DC pulsantă. Acest DC pulsatoriu nu este considerat bun pentru a porni dispozitivele sensibile.
Deci, DC rectificat nu este foarte curat și are ondulații. Este sarcina filtrului de a filtra aceste valuri și de a face tensiunea compatibilă pentru reglare.

Un filtru de condensator este utilizat atunci când trebuie să convertim un DC pulsatoriu în pur sau pentru a elimina distorsiunea din semnal

O regulă generală este că tensiunea continuă trebuie să aibă mai puțin de 10 la sută, pentru a fi reglată perfect.

Cel mai bun filtru în cazul nostru este condensatorul. Este posibil să fi auzit că un condensator este un dispozitiv de stocare a încărcăturii. Dar, de fapt, poate fi cel mai bine folosit ca filtru. Este cel mai ieftin filtru pentru proiectarea noastră de bază de alimentare de 5V.

Regulatorul

Un regulator este circuitul integrat liniar utilizat pentru a furniza o tensiune de ieșire constantă reglată. Reglarea tensiunii este foarte importantă deoarece nu avem nevoie de o modificare a tensiunii de ieșire atunci când sarcina se schimbă.

Este întotdeauna necesară o tensiune de ieșire independentă de sarcină. Regulatorul IC nu doar face ca tensiunea de ieșire să fie independentă de sarcini variate, ci și de schimbările de tensiune de linie.

Un regulator este circuitul integrat utilizat pentru a da o tensiune de ieșire constantă, indiferent de modificările tensiunii de intrare.

Sper că ați dezvoltat câteva concepte de bază ale proiectării sursei de alimentare. să mergem mai departe cu schema de circuit actuală pentru proiectarea specifică a sursei noastre de alimentare de 5V DC.

Schema circuitului de alimentare cu curent continuu de 5V

Mai jos este schema de circuit pentru proiectul menționat. Obțineți sursa principală; tensiunea și frecvența pot depinde de țara dvs., siguranță; pentru a proteja circuitul, transformatorul, redresorul, filtrul condensatorului, un indicator LED și regulatorul IC.

Diagrama bloc este implementată în software-ul NI Multisim, un software bun de simulare pentru studenți și începători în domeniul electronicii. Încurajez să petrec ceva timp jucându-mă cu el.

Acum, să intrăm în designul real.

Metodă pas cu pas pentru proiectarea sursei de alimentare de 5V DC

Iată afacerea, vom proiecta fiecare secțiune mai întâi și apoi vom pune împreună fiecare dintre ele pentru a avea gata sursa de alimentare DC pentru a ne alimenta proiectele.

Deci, să începem pas cu pas.

Vă gândiți, aș începe explicația de proiectare de la transformator, dar nu este cazul. Un transformator nu este selectat chiar la început.

Pasul 1: Selectarea regulatorului IC

Selectarea unui regulator IC depinde de tensiunea de ieșire. În cazul nostru, proiectăm pentru tensiunea de ieșire de 5V, vom selecta regulatorul liniar IC LM7805.

În procesul de proiectare, următorul lucru este că trebuie să cunoaștem valorile de tensiune, curent și putere ale regulatorului IC selectat. Acest lucru se face utilizând fișa tehnică a regulatorului IC.

Următoarele sunt fișele tehnice de evaluare furnizate și diagrama pinilor pentru LM7805.

Fișa tehnică din 7805 prescrie, de asemenea, utilizarea unui condensator de 0,1μF la partea de ieșire pentru a evita modificările tranzitorii ale tensiunilor datorate schimbărilor de sarcină. Și un 0.1μF la partea de intrare a regulatorului pentru a evita ondularile dacă filtrarea este departe de regulator.

Doar pentru cunoștințe suplimentare, pentru ieșirea de tensiune pozitivă, folosim LM78XX. XX indică valoarea tensiunii de ieșire și 78 indică ieșirea pozitivă. Pentru ieșirea cu tensiune negativă utilizați LM79XX, 79 indică tensiunea negativă și XX indică valoarea ieșirii.

Pasul 2: Selectarea transformatorului

Alegerea corectă a transformatoarelor înseamnă economisirea multor bani. Am aflat că intrarea minimă la regulatorul IC selectat este de 7V (a se vedea valorile fișei tehnice de mai sus). Deci, avem nevoie de un transformator pentru a coborî AC principal la cel puțin această valoare.

Dar, între regulator și partea secundară a transformatorului, există și un redresor cu punte diodă. Redresorul are propria cădere de tensiune peste el, adică 1.4V. Trebuie să compensăm și această valoare.

Aceasta înseamnă că ar trebui să selectăm transformatorul cu o valoare a tensiunii secundare egală cu 9V sau cu cel puțin 10% mai mare decât 9V.

Din aceste puncte, pentru proiectarea sursei de alimentare de 5V DC, putem selecta un transformator de curent nominal 1A și o tensiune secundară de 9V. De ce curent 1A? Deoarece regulatorul IC are un rating curent de 1A, ceea ce înseamnă că nu putem trece mai mult curent decât această valoare. Selectarea unui transformator cu un rating curent mai mare decât acesta va costa bani în plus. Și nu avem nevoie de ea.

Pasul 3: Selectarea diodelor pentru pod

Vedeți în schema circuitului, circuitul redresor este realizat prin aranjarea diodelor în unele modele. Pentru a face un redresor, trebuie să selectăm diode adecvate pentru acesta. La selectarea unei diode pentru circuitul podului. Rețineți curentul de sarcină de ieșire și tensiunea secundară maximă de vârf a transformatorului i-e 9V în cazul nostru.

În loc de diode individuale, puteți utiliza, de asemenea, o punte individuală care vine într-un pachet IC. Dar nu vreau să îl folosiți aici, doar pentru a învăța și a vă juca cu diode individuale.

Dioda selectată trebuie să aibă un curent nominal mai mare decât curentul de încărcare (adică în acest caz este de 500mA). Și tensiunea inversă de vârf (PIV) mai mare decât tensiunea de vârf a transformatorului secundar

Selectăm dioda IN4001 deoarece are un curent nominal de 1A mai mare decât dorința noastră și o tensiune inversă de vârf de 50V. Tensiunea inversă de vârf este tensiunea pe care o diodă o poate susține atunci când este polarizată invers.

Pasul 4: Selecția condensatorului de netezire și calcule

Lucrurile pe care trebuie să le avem în vedere în timp ce selectăm un filtru de condensator adecvat sunt, tensiunea, puterea nominală și valoarea capacității. Tensiunea nominală este calculată din tensiunea secundară a unui transformator.

Regula generală este că tensiunea nominală a condensatorului trebuie să fie cu cel puțin 20% mai mare decât tensiunea secundară. Deci, dacă tensiunea secundară este de 13 V (valoarea de vârf pentru 9V), atunci tensiunea nominală a condensatorului trebuie să fie de cel puțin 50V.

În al doilea rând, trebuie să calculăm valoarea adecvată a capacității. Depinde de tensiunea de ieșire și de curentul de ieșire. Pentru a găsi valoarea corectă a capacității, utilizați formula de mai jos:

Io = Încărcați curentul adică 500mA în proiectarea noastră, Vo = tensiune de ieșire adică în cazul nostru 5V, f = Frecvență adică 50Hz

Frecvența este de 50Hz, deoarece în țara noastră rețeaua de curent alternativ este de 220 @ 50Hz. Este posibil să aveți 120V @ 60Hz rețea de curent alternativ. Dacă da, puneți valorile în consecință.

Folosind formula condensatorului, valoarea standard practică apropiată de această valoare a i-e 3.1847E-4 este 470uF.

O altă formulă importantă este enumerată mai jos. Acesta poate fi, de asemenea, utilizat pentru a calcula valoarea condensatorului.

În acest caz, R este rezistența la sarcină. Rf este factorul de ondulare, care ar trebui să fie mai mic de 10% pentru un design bun. Și cu aceasta, am terminat aproape cu un design de alimentare de 5V.

Pasul 5: asigurarea siguranței sursei de alimentare

Fiecare proiect trebuie să aibă o caracteristică de siguranță pentru a-l proteja de ardere. În mod similar, aprovizionarea noastră simplă trebuie să aibă una adică siguranța de intrare. Siguranța de intrare ne va proteja alimentarea în caz de suprasarcină.

De exemplu, sarcina noastră de dorință poate rezista la 500mA. Dacă în cazul în care încărcarea noastră începe să rateze comportamentul, există șansa de a bavura componentele. Siguranța ne va proteja alimentarea.

O regulă generală pentru selectarea siguranței este că aceasta trebuie să fie cu cel puțin 20% mai mare decât curentul de încărcare.

Sursa de alimentare simplă pe care am proiectat-o ​​are capacitatea de a furniza curent 1A, pentru care în unele cazuri îl puteți folosi. Dacă decideți să îl utilizați pentru astfel de cazuri, nu uitați să atașați un radiator la regulatorul IC.

Mai distractiv cu electronica

Electronica este foarte distractivă. Ai lucruri noi de făcut tot timpul odată ce ai pășit în lumea electronică.

Dacă îți place să faci electronice DIY, ți-a plăcut această postare, ai învățat toate conceptele de design și acum ești curios să îți faci propriul proiect de alimentare cu energie DIY. Doriți să lipiți și să vă jucați cu toate componentele menționate mai sus, apoi verificați-l, Kit de alimentare Elenco (Amazon Link), veți găsi interesant .

De asemenea, există o carte distractivă numită Faceți electronice: învățare prin descoperire (link Amazon), care vă va învăța o mulțime de electronice cool cu ​​practici. Dacă vi se pare interesantă această carte, încercați, veți învăța multe.

Concluzie

Pentru mine, dacă sunteți un hobbyist sau un începător în domeniul electronicii, învățați câteva elemente electronice de bază, vă recomand să vă proiectați propria sursă de alimentare de laborator.

Vă va ajuta să învățați electronica și vă va oferi cea mai bună sursă de alimentare de laborator.

Eu îl numesc cel mai bun, pentru că tu îl vei face singur. Și nu pot să spun în cuvinte cât de distractiv este să te joci cu electronica într-un mediu sigur. Este ca și cum ai învăța din a face

Vă rugăm să nu îl specificați doar la o sursă de 500 mA. Poate fi sursa de alimentare de 5V DC, în general, cu o capacitate de curent de până la 500mA. Și asta știu cum să proiectez o sursă de alimentare de 5V c.c.

Sperăm că a fost un fel de ajutor pentru tine.