يعد مصدر الجهد الثابت 12 فولت جهازًا مفيدًا للمنزل أو الكوخ أو المرآب. مثل هذا الجهاز من السهل أن تصنعه بنفسك. يوجد أدناه رسم تخطيطي لمصدر طاقة بجهد 12 فولت للتجميع بنفسك ، بالإضافة إلى نصائح حول حساب واختيار المكونات.

أنواع مصادر الطاقة

حتى الآن ، أصبحت مصادر الجهد النبضي منتشرة على نطاق واسع. لديهم ميزة كبيرة على دوائر المحولات التقليدية من حيث كفاءة الطاقة والوزن والحجم. يُعتقد أنه عند تيارات الحمل التي تزيد عن 5 أمبير ، يكون لديهم تفضيلات لا يمكن إنكارها. لكن لها أيضًا عيوب - على سبيل المثال ، توليد تداخل التردد اللاسلكي في شبكة الإمداد وفي الحمل.والعقبة الرئيسية أمام التجميع المنزلي هي تعقيد الدوائر والحاجة إلى مهارات خاصة لتصنيع الأجزاء المتعرجة. لذلك ، من الأفضل أن يقوم سيد المنزل ذو المهارات المتوسطة بتصنيع مصدر طاقة وفقًا للمبدأ المعتاد باستخدام محول تنحي للشبكة.

أين يستخدم مصدر الجهد

نطاق هذه PSU في المنزل واسع:

مزود الطاقة للمصابيح ذات الجهد المنخفض ؛
البطارية تشحن؛
مزود الطاقة لأجهزة الصوت.

بالإضافة إلى العديد من الأغراض الأخرى التي تتطلب جهدًا ثابتًا يبلغ 12 فولت.

مخطط مصدر طاقة المحولات

كيف تصنع مصدر طاقة 12 فولت بيديك - أمثلة على الدوائر

رسم تخطيطي لإمدادات الطاقة.

تتكون دائرة إمداد الطاقة بجهد 12 فولت والتي تعمل من شبكة 220 فولت من العقد التالية:

محول تنحي. يتكون من لفات حديدية وأولية وثانوية (قد يكون هناك عدة). دون التعمق في مبدأ التشغيل ، تجدر الإشارة إلى أن جهد الخرج يعتمد على نسبة المنعطفات للملفات الأولية (n1) والثانوية (n2). للحصول على 12 فولت ، من الضروري أن يحتوي الملف الثانوي على 220/12 = 18.3 مرة أقل من الملف الأساسي.
المعدل. يتم إجراؤها غالبًا على شكل دائرة كاملة الموجة (جسر الصمام الثنائي). يحول الجهد المتردد إلى نبض. يمر التيار عبر الحمل مرتين في نفس الاتجاه.
تشغيل مقوم الموجة الكاملة.
منقي. يحول الجهد النابض إلى التيار المستمر. يتم شحنه عند تطبيق الجهد ، ويتم تفريغه أثناء فترات التوقف المؤقت. يتكون من مكثف أكسيد عالي السعة ، بالتوازي مع مكثف سيراميك بسعة حوالي 1 μF غالبًا ما يتم توصيله. لفهم الحاجة إلى هذا العنصر الإضافي ، يجب أن نتذكر أن مكثف الأكسيد مرتب على شكل شرائح رقائق ملفوفة في لفافة.تحتوي هذه الأسطوانة على محاثة طفيلية ، مما يقلل بشكل كبير من جودة ترشيح الضوضاء عالية التردد. للقيام بذلك ، يتم تشغيل مكثف إضافي لتقصير نبضات التردد اللاسلكي.
دائرة مكافئة للمرشح بأكسيد ومكثفات إضافية.
مثبت. قد تكون مفقودة. تتم مناقشة مخططات العقد البسيطة والفعالة أدناه.

تناقش الأقسام التالية كيفية تحديد وحساب كل عنصر من مصدر 12 فولت تيار مستمر.

اختيار المحولات

هناك طريقتان للحصول على محول مناسب. الإنتاج المستقل لكتلة التدرج واختيار النوع المناسب في المصنع. على أي حال ، ضع في اعتبارك:

عند إخراج اللف التدريجي للمحول ، عند قياس الجهد ، سيُظهر الفولتميتر الجهد الفعال (1.4 مرة أقل من السعة) ؛
على مكثف المرشح بدون تحميل ، سيكون الجهد الثابت مساويًا تقريبًا للسعة (يقولون أن الجهد على المكثف "يرتفع" بمقدار 1.4 مرة) ؛
إذا لم يكن هناك مثبت ، فعند الحمل سينخفض الجهد على السعة اعتمادًا على التيار ؛
لكي يعمل المثبت ، يلزم وجود فائض معين من جهد الدخل على جهد الخرج ، وتحد نسبتها من كفاءة مصدر الطاقة ككل.

من النقطتين الأخيرتين ، يترتب على ذلك أنه للتشغيل العادي لوحدة PSU ، يجب أن يتجاوز جهد المحول 12 فولت.

محول ذاتي الملء

يعد الحساب الكامل وتصنيع محول الطاقة محلي الصنع أمرًا معقدًا ويستغرق وقتًا طويلاً ويتطلب أدوات ومهارات. لذلك ، سيتم النظر في مسار مبسط - اختيار كتلة مناسبة للحديد وتعديلها إلى 12 فولت.

إذا كان هناك محول جاهز ، ولكن لا يوجد رسم تخطيطي لاتصاله ، فأنت بحاجة إلى الاتصال بمختبر لفه مع جهاز اختبار.من المحتمل أن يكون الملف ذو أعلى مقاومة هو التيار الكهربائي. يجب إزالة بقية اللفات.

بعد ذلك ، تحتاج إلى قياس سمك مجموعة الحديد ب وعرض اللوحة المركزية أ ومضاعفتها. يتم الحصول على مساحة المقطع العرضي للنواة S \ u003d a * b (سم مربع). يحدد قوة المحول P =. بعد ذلك ، يتم حساب الحد الأقصى للتيار بالأمبير ، والذي يمكن إزالته من ملف بجهد 12 فولت: I \ u003d P / 12.

تحديد منطقة اللب.

بعد ذلك ، يتم حساب عدد الدورات لكل فولت باستخدام الصيغة n = 50 / S. بالنسبة لـ 12 فولت ، من الضروري لفات 12 * n بهامش حوالي 20٪ للخسائر في النحاس وعلى المثبت. وإذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن الجهد ينخفض تحت الحمل. والخطوة الأخيرة هي تحديد المقطع العرضي لسلك الملف وفقًا للرسم البياني لكثافة حالية تبلغ 2-3 مللي أمبير / متر مربع.

اختيار الأسلاك النحاسية.

على سبيل المثال ، يوجد محول بملف أولي 220 فولت مع مجموعة من الحديد بسمك 3.5 سم وعرض لسان متوسط 2.5 سم ، ومن ثم فإن S = 2.5 * 3.5 = 8.75 وقوة المحول = 3 واط (تقريبًا). ثم أقصى تيار ممكن عند 12 فولت هو I = P / U = 3/12 = 0.25 A. للتصفية ، يمكنك اختيار سلك بقطر 0.35..0.4 مم مربع. ل 1 فولت هناك 50 / 8.75 = 5.7 لفات ، من الضروري لف 12 * 5.7 = 33 دورة. مع الأخذ بعين الاعتبار المخزون - حوالي 40 المنعطفات.

اختيار المحولات النهائية

إذا كان هناك محول جاهز مع ملف ثانوي مناسب للتيار والجهد ، فيمكنك محاولة اختيار محول جاهز. على سبيل المثال ، توجد في سلسلة CCI منتجات مناسبة بجهد لف ثانوي قريب من 12 فولت.

محول	تعيين استنتاجات اللف الثانوي	الجهد ، الخامس	التيار المسموح به ، أ
غرفة التجارة والصناعة 48	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	13,8	0,27
CCI209	11-12, 13-15	11,5	0,0236
CCI216	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	11,5	0,072

ميزة هذا الحل هي الحد الأدنى من كثافة اليد العاملة وموثوقية تنفيذ المصنع. ناقص - يحتوي المحول على لفات أخرى ، كما يتم حساب الطاقة الإجمالية لحملها.لذلك ، من حيث الوزن والحجم ، سوف يفقد هذا المحول.

اختيار الصمام الثنائي وتصنيع المقوم

يتم اختيار الثنائيات في المعدل وفقًا لثلاثة معايير:

أعلى جهد أمامي مسموح به ؛
أعلى جهد عكسي
أقصى تيار التشغيل.

وفقًا للمعلمتين الأوليين ، فإن 90 بالمائة من أجهزة أشباه الموصلات المتاحة مناسبة للتشغيل في دائرة 12 فولت ، ويتم الاختيار بشكل أساسي بواسطة الحد الأقصى للتيار المستمر. يعتمد تصميم علبة الصمام الثنائي وطريقة تصنيع المعدل أيضًا على هذه المعلمة.

إذا كان تيار الحمل لا يتجاوز 1 أ ، فيمكن استخدام الثنائيات الأجنبية والمحلية أحادية الأمبير:

1N4001-1N4007 ؛
HER101-HER108 ؛
258 دينار كويتي ("القطرة") ؛
212 د.ك وغيرها.

بالنسبة للتيارات المنخفضة (حتى 0.3 أ) ، تم تصميم أجهزة 105 دينار كويتي (106 دينار كويتي). يمكن تركيب جميع الثنائيات المدرجة رأسياً وأفقياً على دائرة مطبوعة أو لوحة دائرة كهربائية ، أو ببساطة على دبابيس. لا يحتاجون إلى مشعات.

جسر الصمام الثنائي من العناصر منخفضة الطاقة.

إذا كنت بحاجة إلى تيارات تشغيل كبيرة ، فأنت بحاجة إلى استخدام الثنائيات الأخرى (KD213 ، KD202 ، KD203 ، إلخ). تم تصميم هذه الأجهزة للتشغيل على أحواض الحرارة ، وبدونها لن تتحمل أكثر من 10٪ من الحد الأقصى لتيار اللوحة. لذلك ، تحتاج إلى اختيار أحواض حرارية جاهزة أو صنعها بنفسك من النحاس أو الألومنيوم.

تصميم آخر لجسر الصمام الثنائي.

من الملائم أيضًا استخدام مجموعات الصمام الثنائي الجسر الجاهزة KTS405 أو KVRS أو ما شابه. لا يلزم تجميعها - يكفي تطبيق جهد متناوب على المخرجات المقابلة وإزالة الثابت.

تجميع KVRS3510.

قدرة المكثف

تعتمد سعة المكثف على الحمل وعلى التموج الذي يسمح به.لحساب السعة بدقة ، توجد صيغ وآلات حاسبة عبر الإنترنت يمكن العثور عليها على الإنترنت. للتدريب ، يمكنك التركيز على الأرقام:

عند تيارات الحمل المنخفضة (عشرات الملي أمبير) ، يجب أن تكون السعة 100..200 فرنك ؛
عند تيارات تصل إلى 500 مللي أمبير ، يلزم وجود مكثف 470..560 فائق التوهج ؛
حتى 1 أ - 1000. 1500 فائق التوهج.

بالنسبة للتيارات الأعلى ، تزداد السعة بشكل متناسب. النهج العام هو أنه كلما كان المكثف أكبر ، كان ذلك أفضل. يمكنك زيادة قدرتها إلى أي حد ، مقيدة فقط بالحجم والتكلفة. من حيث الجهد ، من الضروري أخذ مكثف بهامش كبير. لذلك ، بالنسبة لمقوم 12 فولت ، من الأفضل أن تأخذ عنصر 25 فولت بدلاً من 16 فولت.

هذه الاعتبارات صحيحة بالنسبة للمصادر غير المستقرة. بالنسبة لوحدة تزويد الطاقة مع مثبت السعة ، يمكن تقليلها عدة مرات.

استقرار الجهد الناتج

ليست هناك حاجة دائمًا إلى جهاز التثبيت عند خرج مصدر الطاقة. لذلك ، إذا كان من المفترض استخدام وحدة إمداد الطاقة مع معدات إعادة إنتاج الصوت ، فيجب أن يكون للإخراج جهد كهربي ثابت. وإذا كان عنصر التسخين بمثابة حمولة ، فمن الواضح أن المثبت زائد عن الحاجة. إلى عن على مصدر طاقة شريط LED يمكنك الاستغناء عن وحدة إمداد الطاقة الأكثر تعقيدًا ، ولكن من ناحية أخرى ، يضمن الجهد المستقر استقلالية سطوع التوهج أثناء زيادة الطاقة ويطيل عمر مصباح LED.

إذا تم اتخاذ قرار بتثبيت المثبت ، فإن أسهل طريقة هي تجميعه على شريحة LM7812 متخصصة (KR142EN5A). دائرة التبديل بسيطة ولا تتطلب تعديلًا.

مثبت على 7812.

يمكن تطبيق الجهد من 15 إلى 35 فولت على مدخلات هذا المثبت. يجب تركيب مكثف C1 بسعة 0.33 ميكروفاراد على الأقل عند الإدخال ، على الأقل 0.1 ميكروفاراد عند الخرج.عادة ما يعمل مكثف كتلة المرشح مثل C1 إذا كان طول أسلاك التوصيل لا يتجاوز 7 سم.إذا تعذر الحفاظ على هذا الطول ، فيجب تثبيت عنصر منفصل.

تتمتع رقاقة 7812 بحماية ضد ارتفاع درجة الحرارة وقصر الدائرة الكهربائية. لكنها لا تحب انعكاس القطبية عند الإدخال وإمداد الجهد الخارجي للإخراج - يتم حساب وقتها في الحياة في مثل هذه المواقف بالثواني.

مهم! بالنسبة لتيار الحمل الذي يزيد عن 100 مللي أمبير ، فإن تركيب مثبت متكامل على المشتت الحراري أمر إلزامي!

زيادة التيار الناتج للمثبت

يسمح لك المخطط أعلاه بتحميل المثبت بتيار يصل إلى 1.5 أ. إذا لم يكن هذا كافيًا ، فيمكنك تشغيل العقدة بترانزستور إضافي.

دارة مع ترانزستور هيكل n-p-n

الترانزستور الخارجي n-p-n.

يوصى المطورون بهذه الدائرة ويتم تضمينها في ورقة البيانات الخاصة بالرقاقة. يجب ألا يتجاوز تيار الخرج الحد الأقصى لتيار المجمع للترانزستور ، والذي يجب تزويده بمشتت حراري.

دائرة الترانزستور P-n-p

إذا لم يكن هناك الصمام الثلاثي لأشباه الموصلات لهيكل n-p-n ، فيمكن تعزيز المثبت باستخدام الصمام الثلاثي لأشباه الموصلات p-n-p.

الترانزستور الخارجي p-n-p.

يعمل الصمام الثنائي السليكوني منخفض الطاقة VD على زيادة جهد الخرج لـ 7812 بمقدار 0.6 فولت ويعوض انخفاض الجهد عبر تقاطع باعث الترانزستور.

مثبت حدودي

إذا لم يتوفر المنظم المتكامل لسبب ما ، فيمكنك تشغيل العقدة على الصمام الثنائي zener. من الضروري اختيار الصمام الثنائي زينر بجهد استقرار 12 فولت ومصمم لتيار الحمل المناسب. يُشار في الجدول إلى أعلى تيار لبعض صمامات زينر المحلية والمستوردة بجهد 12 فولت.

نوع زينر	D814G	D815D	KS620A	1N4742A	BZV55C12	1N5242B
الحمل الحالي	5 مللي أمبير	0.5 أ	50 مللي أمبير	25 مللي أمبير	5 مللي أمبير	40 مللي أمبير
جهد الاستقرار	12 فولت

مخطط مثبت حدودي بسيط.

يتم حساب قيمة المقاوم بالصيغة:

R \ u003d (Uin min-Ust) / (في max + Ist min) ، حيث:

Uin min - الحد الأدنى للجهد غير المستقر للإدخال (يجب أن يكون 1.4 Ust على الأقل) ، فولت ؛
Ust - جهد تثبيت الصمام الثنائي زينر (القيمة المرجعية) ، فولت ؛
في الحد الأقصى - أعلى حمولة الحالية ؛
Ist min - الحد الأدنى من تيار التثبيت (القيمة المرجعية).

إذا لم يكن هناك صمام زينر للجهد المطلوب ، فيمكن أن يتكون من اثنين متصلين على التوالي. في هذه الحالة ، يجب أن يكون إجمالي الجهد 12 فولت (على سبيل المثال ، D815A عند 5.6 فولت بالإضافة إلى D815B عند 6.8 فولت سيعطي 12.4 فولت).

مهم! من المستحيل توصيل ثنائيات زينر (حتى من نفس النوع) بالتوازي "لزيادة تيار التثبيت"!

ثنائيات زينر ليست متصلة بالتوازي.

يمكنك تشغيل المثبت البارامترى بنفس الطريقة - عن طريق تشغيل ترانزستور خارجي.

مخطط عامل استقرار قوي.

للحصول على ترانزستور قوي ، يجب توفير المبرد. سيكون جهد الإمداد في هذه الحالة أقل من Ust من الصمام الثنائي zener بمقدار 0.6 فولت.إذا لزم الأمر ، يمكن ضبط جهد الخرج لأعلى عن طريق تشغيل الصمام الثنائي السليكوني (أو سلسلة من الثنائيات). سيزيد كل عنصر في السلسلة Vout بنحو 0.6 فولت.

دائرة استقرار مع الصمام الثنائي زينر والصمام الثنائي.

تنظيم الجهد الناتج

إذا كان يجب تنظيم جهد مصدر الطاقة من الصفر ، فإن الدائرة المثلى ستكون مثبت حدودي مع إضافة المقاوم المتغير.

تنظيم الجهد السلس.

سيحمي المقاوم 1 كيلو أوم المتصل بين قاعدة الترانزستور والسلك المشترك الصمام الثلاثي من الفشل في حالة تعطل دائرة محرك مقياس الجهد.عندما يتم تدوير مقبض المقاوم المتغير ، سيتغير الجهد عند قاعدة الترانزستور من 0 إلى Ust من الصمام الثنائي زينر مع تأخر يبلغ حوالي 0.6 فولت. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن معلمات العقدة ستكون أسوأ بسبب استخدام مقياس الجهد - سيؤدي وجود اتصال متحرك (حتى من نوعية جيدة) حتماً إلى تقليل استقرار الجهد عند قاعدة الترانزستور.

تخطيط الصك

بعد تحديد جميع العقد ، أو وجود فكرة واضحة عما ستكون عليه ، يمكنك المتابعة إلى تخطيط الجهاز. من المهم أيضًا فهم الشكل الذي ستكون عليه الحالة المستقبلية للجهاز.يمكنك اختيار الملابس الجاهزة ، ويمكنك القيام بذلك بنفسك إذا كانت لديك مواد ومهارات.

لا توجد قواعد خاصة لتخطيط العقد داخل العلبة. لكن من المستحسن ترتيب العقد بحيث يتم توصيلها بواسطة موصلات متسلسلة ، كما في الرسم التخطيطي ، وعلى طول أقصر مسافة. من الأفضل وضع أطراف الخرج على الجانب المقابل لكابل التيار الكهربائي. من الأفضل إصلاح مفتاح الطاقة والصمام على الجزء الخلفي من الجهاز. من أجل الاستخدام الرشيد للمساحة البينية ، يمكن تثبيت بعض العقد رأسياً ، ولكن من الأفضل إصلاح جسر الصمام الثنائي أفقيًا. عند تركيبها عموديًا ، ستتدفق تيارات الحمل الحراري للهواء الساخن من الثنائيات السفلية حول العناصر العلوية وتسخنها بشكل إضافي.

بالنسبة لأولئك الذين لا يفهمون ، شاهد الفيديو: مصدر طاقة بسيط افعل ذلك بنفسك.

يعد تجميع مصدر طاقة تيار مستمر ثابت الطاقة أمرًا سهلاً. هذا في حدود قوة المعلم العادي ، فأنت تحتاج فقط إلى معرفة أولية في الهندسة الكهربائية ومهارات تثبيت قليلة.

افعلها بنفسك