نعلم جميعًا أن إمدادات الطاقة اليوم جزء لا يتجزأ من كمية كبيرة الأجهزة الكهربائيةوأنظمة الإضاءة. وبدونها تصبح حياتنا غير واقعية، خاصة وأن توفير الطاقة يساهم في تشغيل هذه الأجهزة. بشكل أساسي، تحتوي مصادر الطاقة على جهد خرج يتراوح من 12 إلى 36 فولت. في هذه المقالة أود الإجابة على سؤال واحد: هل من الممكن إنشاء مصدر طاقة بجهد 12 فولت بيديك؟ من حيث المبدأ، لا توجد مشاكل، لأن هذا الجهاز لديه في الواقع تصميم بسيط.

ما الذي يمكنك تجميع مصدر الطاقة منه؟

إذًا، ما هي الأجزاء والأجهزة اللازمة لتجميع مصدر طاقة محلي الصنع؟ يعتمد التصميم على ثلاثة مكونات فقط:

• محول.
• مكثف.
• الثنائيات، والتي سيتعين عليك تجميع جسر الصمام الثنائي بيديك.

كمحول، سيتعين عليك استخدام جهاز تنحي عادي، مما سيقلل الجهد من 220 فولت إلى 12 فولت. تُباع هذه الأجهزة في المتاجر اليوم، يمكنك استخدام وحدة قديمة، يمكنك التحويل، على سبيل المثال، محول مع تنحي إلى 36 فولت في جهاز مع تنحي إلى 12 فولت. بشكل عام، هناك خيارات، استخدم أي.

أما بالنسبة للمكثف، ثم الخيار الأفضلبالنسبة للوحدة محلية الصنع فهو مكثف بسعة 470 درجة فهرنهايت بجهد 25 فولت. لماذا بالضبط مع هذا الجهد؟ الشيء هو أن جهد الخرج سيكون أعلى مما هو مخطط له، أي أكثر من 12 فولت. وهذا أمر طبيعي، لأنه تحت الحمل سوف ينخفض ​​الجهد إلى 12V.

تجميع جسر الصمام الثنائي

والآن أصبح الأمر كذلك نقطة مهمة، والذي يتعلق بمسألة كيفية إنشاء مصدر طاقة بجهد 12 فولت بيديك. أولاً، لنبدأ بحقيقة أن الصمام الثنائي هو عنصر ثنائي القطب، مثل المكثف من حيث المبدأ. أي أن له مخرجين: أحدهما ناقص، والآخر زائد. لذلك، تتم الإشارة إلى علامة الزائد على الصمام الثنائي بواسطة شريط، مما يعني أنه بدون شريط هو ناقص. تسلسل اتصال الصمام الثنائي:

• أولا، يتم ربط عنصرين ببعضهما البعض وفقا لنظام زائد ناقص.
• يتم توصيل الثنائيات الأخرى بنفس الطريقة.
• بعد ذلك، يجب أن يكون الهيكلان المقترنان متصلين ببعضهما البعض وفقًا للمخطط زائد مع زائد وناقص مع ناقص. الشيء الرئيسي هنا هو عدم ارتكاب أي خطأ.

في النهاية يجب أن يكون لديك هيكل مغلق، وهو ما يسمى جسر الصمام الثنائي. لها أربع نقاط اتصال: اثنتان "زائد ناقص"، وواحدة "زائد زائد" وأخرى "ناقص ناقص". يمكنك توصيل العناصر على أي لوحة الجهاز المطلوب. الشرط الرئيسي هنا هو الاتصال عالي الجودة بين الثنائيات.

ثانيا، جسر الصمام الثنائي هو في الواقع مقوم عادي يقوم بالتصحيح التيار المتناوبالمنبعثة من اللف الثانوي للمحول.

التجميع الكامل للجهاز

كل شيء جاهز، يمكننا المضي قدما في تجميع المنتج النهائي لفكرتنا. تحتاج أولاً إلى توصيل المحولات بجسر الصمام الثنائي. وهي متصلة بنقاط اتصال زائد ناقص، وتبقى النقاط المتبقية مجانية.

الآن تحتاج إلى توصيل المكثف. يرجى ملاحظة أن هناك أيضًا علامات عليها تحدد قطبية الجهاز. فقط فيه كل شيء هو عكس ما هو موجود في الثنائيات. أي أن المكثف عادة ما يتم تمييزه بنقطة اتصال سلبية متصلة بالنقطة جسر الصمام الثنائي"ناقص ناقص" والقطب المقابل (الموجب) متصل بالنقطة "ناقص ناقص".

كل ما تبقى هو توصيل سلكي الطاقة. للقيام بذلك، من الأفضل اختيار الأسلاك الملونة، على الرغم من أن هذا ليس ضروريا. يمكنك استخدام لون واحد، ولكن بشرط أن يتم وضع علامة عليها بطريقة ما، على سبيل المثال، قم بعمل عقدة على أحدهم أو لف نهاية السلك بشريط كهربائي.

لذلك، يتم توصيل أسلاك الكهرباء. نقوم بتوصيل أحدهما بنقطة زائد زائد على جسر الصمام الثنائي، والآخر بنقطة ناقص. هذا كل شيء، مصدر الطاقة المتنحي 12 فولت جاهز، يمكنك اختباره. في وضع الخمول، يظهر عادة جهدًا يبلغ حوالي 16 فولت. ولكن بمجرد تطبيق الحمل عليه، فإن الجهد سوف ينخفض ​​إلى 12 فولت. إذا كانت هناك حاجة لضبط الجهد الدقيق، فسيتعين عليك القيام بذلك جهاز محلي الصنعقم بتوصيل المثبت. كما ترون، فإن صنع مصدر طاقة بيديك ليس بالأمر الصعب للغاية.

بالطبع هو كذلك أبسط مخطط، يمكن أن تحتوي مصادر الطاقة على معلمات مختلفة، حيث يوجد معلمتان رئيسيتان:

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام وظيفة تميز نماذج إمداد الطاقة إلى نماذج منظمة (تبديل) وغير منظمة (مستقرة). الأول يشار إليه بالقدرة على تغيير جهد الخرج في النطاق من 3 إلى 12 فولت. وهذا هو، من تصميم أكثر تعقيداكلما زادت قدرات الوحدات ككل.

وشيء أخير. كتل محلية الصنعمصادر الطاقة ليست أجهزة آمنة تمامًا. لذا عند اختبارها، يوصى بالابتعاد مسافة معينة وفقط بعد ذلك توصيلها بشبكة 220 فولت. إذا قمت بحساب شيء ما بشكل غير دقيق، على سبيل المثال، اختر مكثفًا خاطئًا، فهناك احتمال كبير بأن ينفجر هذا العنصر ببساطة. إنه مملوء بالكهرباء، والذي سيتم رشه أثناء الانفجار على مسافة كبيرة. بالإضافة إلى ذلك، لا ينبغي إجراء عمليات استبدال أو لحام أثناء تشغيل مصدر الطاقة. يتجمع جهد كبير على المحول، فلا تلعب بالنار. يجب إجراء جميع التعديلات فقط مع إيقاف تشغيل الجهاز.

المنشورات ذات الصلة:

الموضوع: كيفية إنشاء مصدر طاقة بسيط وقابل للتعديل بسلاسة بيديك.

الشخص الذي لديه هواية أو شغف أو نشاط يسمح له بالاستمتاع أو الحصول على دخل إضافي بالكهرباء والإلكترونيات، يجب ببساطة أن يكون لديه مصدر طاقة مع التحكم في الجهد المتغير باستمرار! بعد كل شيء، العمل مع مختلف الكهربائية و معدات الكترونيةعليك أن تتعامل باستمرار مع تغذيتها، كما تعلم، ليست هي نفسها دائمًا. إن البحث المستمر عن مصادر الطاقة ذات الجهد المناسب ليس خيارًا أيضًا. بالضبط عند في هذه الحالةالأكثر عقلانية و القرار الصائبسيكون إنشاء مصدر طاقة بسيط (أو معقد، إذا كانت هناك حاجة خاصة لذلك) يتمتع بتنظيم سلس لجهد الإمداد. تظهر في الشكل دائرة بسيطة ولكن موثوقة، دعونا نلقي نظرة عليها.

تتكون دائرة مصدر الطاقة البسيط القابل للتعديل باستمرار من جزأين رئيسيين: مصدر الطاقة نفسه وجزء صغير دائرة الترانزستورمنظم الجهد المعلمي. يحتوي الجزء الأول على محول تنحي ومقوم (جسر الصمام الثنائي) ومكثف (مرشح التنعيم). بالنسبة للجزء الأكبر، تعتمد قوة مصدر الطاقة بالكامل على اختيار هذه الأجزاء. لكي لا نجعل مصدر الطاقة كبيرًا جدًا، سنقتصر على طاقة كهربائية تبلغ 30 واط. على الرغم من أن زيادة هذه الطاقة سيكون كافيًا لتغيير المحول والجسر وترانزستور الخرج، والتي لها قيم التيار والجهد المقابلة.

لذلك، نجد محولًا مصممًا لجهد دخل 220 فولت وجهد خرج 12-15 فولت، ويجب أن يحتوي الملف الثانوي على مقطع عرضي يوفر تيارًا مقننًا قدره 2-3 أمبير. بعد ذلك، نقوم بلحام جسر الصمام الثنائي، الذي يجب أن تكون عناصره مصممة لتيار لا يقل عن 5 أمبير (من الأفضل أن تأخذ بهامش صغير). ونقوم بلحام مكثف مرشح بسعة 1000 ميكروفاراد أو أكثر لمخرج الجسر. يجب أن تبدأ دائرة المثبت البارامتري القابل للتعديل باستمرار بعد تجميعها (اللحام) في العمل بشكل طبيعي على الفور، على الرغم من أنه إذا كنت ترغب في ضبط المعلمات الداخلية وضبطها بشكل دقيق، فيمكنك تغيير المكونات الإلكترونية الموجودة بنفسك، ووضعها هناك أكثر المناسبة في رأيك.

الآن سأخبرك عن تشغيل دائرة إمداد الطاقة المتغيرة باستمرار. المحول - مهمته هي التحويل طاقة كهربائية، أي هو أنابيب الجهدويتم تخفيض 220 فولت إلى 12 فولت المطلوبة. لاحظ أنه لا يزال لدينا تيار متردد، على الرغم من انخفاض سعته. جسر الدايود هو المسؤول عن تحويل جميع الذبذبات إلى نصف دورة واحدة، أي أن قيمة التيار بعد الجسر تتغير فقط من صفر إلى 12 فولت، دون تغيير قطبه. لكن التيار الموجي غير مناسب لجميع حالات تشغيل المعدات الكهربائية، فهو ضروري للعديد من الأجهزة العاصمة.، مما يسمح بحد أدنى من التقلبات. للقيام بذلك، تحتاج إلى مكثف، والذي يخفف من ارتفاع الجهد.

دائرة المنظم هي حدودية، أي أنه يتم إنشاء جهد مرجعي معين في الدائرة، والذي يتم من خلاله إنشاء قيم الخرج الضرورية عن طريق تقسيم الجهد وتضخيم التيار المعلمات الكهربائية. من خرج الجسر، الذي تم بالفعل تنعيم الزيادات فيه (بواسطة مكثف مرشح)، يتم توفير الجهد إلى دائرة مثبت حدودي، يتكون من المقاوم R1 وثنائي زينر VD2. هنا يتم تقسيم الجهد، ويتم تشكيل قيمة ثابتة معينة مع انحرافات صغيرة على الصمام الثنائي زينر. إذا تغير الجهد بسبب ظروف خارجية، فستكون هذه التغييرات ملحوظة فقط على R1.

بالتوازي مع صمام ثنائي الزينر الذي يتكون عليه الجهد المرجعي قيمة ثابتة، يتم تشغيل المقاوم المتغير R2، والذي، في الواقع، يغير جهد الخرج بسلاسة على مصدر الطاقة القابل للتعديل لدينا. عندما نلفها، نحصل على قيمة معينة الجهد المستمر، والتي يتم تقسيمها أيضًا بين وصلات الباعث الأساسي للترانزستورات المتصلة وفقًا لدائرة متابع الباعث. وكما تعلمون، فإن التبديل على هذه الدائرة يجبر الترانزستورات على العمل في وضع تضخيم التيار فقط، في حين يبقى الجهد كما كان دون تغيير. أي أن التوتر قد زال من مقاومة متغيرةيتم نقله إلى الخرج من خلال الترانزستورات التي تقلله فقط بمقدار تشبعها (حوالي من 0.4 إلى 0.7 فولت).

ببساطة، قمنا بضبط المقاوم المتغير على 5 فولت، وتم نقله عبر الترانزستورات إلى الخرج (مطروحًا منه حوالي 1.2 فولت استقر على وصلات ترانزستور الباعث الأساسي)، وبسبب تضخيم التيار، حصلنا على زيادة في انقطاع التيار الكهربائي عن التيار الرئيسي، والذي يتوفر عند مخرج جسر الصمام الثنائي. الترانزستورات هنا هي نوع من الصنابير الكهربائية، والتي نتحكم فيها عن طريق تغيير الجهد عند تقاطعات الباعث الأساسي. كلما زاد الجهد الذي نطبقه عليها من المقاوم المتغير، كلما فتحت الترانزستورات (ستنخفض مقاومتها الداخلية) وكلما زاد الطاقة الكهربائيةسيتم نقلها إلى إخراج مصدر إمداد الطاقة المنظم.

يتكون مصدر الطاقة DC 12 فولت من ثلاثة أجزاء رئيسية:

• محول تنحي من جهد تيار متردد تقليدي يبلغ 220 فولت. عند خرجه، سيكون هناك نفس الجهد الجيبي، ويتم تقليله إلى حوالي 16 فولت فقط عاطل- بدون تحميل.
• المعدل في شكل جسر ديود. إنه "يقطع" موجات نصف الجيب السفلية ويضعها في مكانها، أي أن الجهد الناتج يختلف من 0 إلى نفس 16 فولت، ولكن في المنطقة الإيجابية.
• مكثف كهربائيا سعة كبيرة، الذي يعمل على تنعيم موجات نصف الجيب، مما يجعلها تقترب من خط مستقيم عند 16 فولت. وهذا التجانس أفضل كلما زادت سعة المكثف.

أبسط شيء تحتاجه للحصول على جهد ثابت قادر على تشغيل الأجهزة المصممة لـ 12 فولت - المصابيح الكهربائية، الشرائط التي تقودهاوغيرها من المعدات ذات الجهد المنخفض.

يمكن أخذ المحول المتنحي من مصدر طاقة قديم للكمبيوتر أو شراؤه ببساطة من متجر حتى لا يزعجك اللفات واللف. ومع ذلك، من أجل الوصول في النهاية إلى الجهد المطلوب وهو 12 فولت مع حمل عمل، عليك أن تأخذ محولًا يخفض الجهد إلى 16 فولت.

بالنسبة للجسر، يمكنك أن تأخذ أربعة ثنائيات مقوم 1N4001، مصممة لنطاق الجهد الذي نحتاجه أو ما شابه ذلك.

يجب أن تكون سعة المكثف 480 ميكروفاراد على الأقل. ل جودة جيدةيمكن أن يكون جهد الخرج أعلى، 1000 ميكروفاراد أو أعلى، ولكن بالنسبة لإمدادات الطاقة تركيبات الإضاءةهذا ليس ضروريا على الإطلاق. هناك حاجة إلى نطاق جهد التشغيل للمكثف، على سبيل المثال، يصل إلى 25 فولت.

تخطيط الجهاز

إذا أردنا صنع جهاز لائق، فلن نخجل من إرفاقه لاحقًا كتلة دائمةمصدر الطاقة، على سبيل المثال، بالنسبة لسلسلة من مصابيح LED، عليك أن تبدأ بمحول ولوحة لتركيب المكونات الإلكترونية وصندوق حيث سيتم إصلاح كل هذا وتوصيله. عند اختيار مربع، فمن المهم أن تأخذ في الاعتبار ذلك الدوائر الكهربائيةالاحماء أثناء العملية. لذلك من الجيد العثور على صندوق مناسب الحجم وبه فتحات للتهوية. يمكنك شرائه من متجر أو أخذ علبة من مصدر طاقة للكمبيوتر. قد يكون الخيار الأخير مرهقًا، ولكن كتبسيط يمكنك ترك المحول الموجود فيه، حتى مع مروحة التبريد.

على المحول نحن مهتمون باللف ذو الجهد المنخفض. أما إذا خفض الجهد من 220 فولت إلى 16 فولت فهذه حالة مثالية. إذا لم يكن الأمر كذلك، فسيتعين عليك إرجاعه. بعد إعادة اللف وفحص الجهد عند خرج المحول، يمكن تركيبه على لوحة الدائرة. وفكر على الفور في كيفية توصيل لوحة الدائرة الكهربائية داخل الصندوق. لديها ثقوب متزايدة لهذا الغرض.

ستتم خطوات التثبيت الإضافية على لوحة التثبيت هذه، مما يعني أنها يجب أن تكون كافية من حيث المساحة والطول وتسمح بالتركيب المحتمل للمشعات على الثنائيات أو الترانزستورات أو الدائرة الدقيقة، والتي يجب أن تظل مناسبة للصندوق المحدد.

نقوم بتجميع جسر الصمام الثنائي على لوحة الدائرة، يجب أن تحصل على مثل هذا الماس المكون من أربعة صمامات ثنائية. علاوة على ذلك، يتكون الزوجان الأيسر والأيمن بالتساوي من صمامات ثنائية متصلة على التوالي، وكلا الزوجين متوازيان مع بعضهما البعض. يتم تمييز أحد طرفي كل صمام ثنائي بشريط - يشار إلى ذلك بعلامة زائد. أولاً نقوم بلحام الثنائيات في أزواج مع بعضها البعض. في السلسلة - هذا يعني أن موجب الأول متصل بناقص الثاني. ستظهر أيضًا الأطراف الحرة للزوج - زائد وناقص. إن توصيل الأزواج بالتوازي يعني لحام إيجابيات الأزواج وكلا السلبيات. الآن لدينا جهات اتصال الإخراج للجسر - زائد وناقص. أو يمكن تسميتهم بالأعمدة - العلوية والسفلية.

يتم استخدام القطبين المتبقيين - اليسار واليمين - كجهات اتصال للإدخال؛ AC الجهدمن اللف الثانوي للمحول التنحي. وسوف توفر الثنائيات جهدًا نابضًا ذو إشارة ثابتة لمخرجات الجسر.

إذا قمت الآن بتوصيل مكثف بالتوازي مع خرج الجسر، ومراقبة القطبية - إلى زائد الجسر - بالإضافة إلى المكثف، فسيبدأ في تلطيف الجهد، وكذلك سعته كبيرة. سيكون 1000 فائق التوهج كافيًا، ويمكن استخدام 470 فائق التوهج أيضًا.

انتباه!المكثف الإلكتروليتي هو جهاز غير آمن. إذا تم توصيله بشكل غير صحيح، أو إذا تم تطبيق جهد كهربائي عليه خارج نطاق التشغيل، أو إذا كان ساخنًا جدًا، فقد ينفجر. في الوقت نفسه، تتناثر جميع محتوياتها الداخلية في جميع أنحاء المنطقة - تمزق العلبة والرقائق المعدنية وبقع المنحل بالكهرباء. وهو أمر خطير للغاية.

حسنًا ، لدينا هنا أبسط مصدر طاقة (إن لم يكن بدائيًا) للأجهزة ذات الجهد 12 فولت تيار مستمر، أي التيار المباشر.

مشاكل مع مصدر طاقة بسيط مع الحمل

المقاومة المرسومة على الرسم البياني تعادل الحمل. يجب أن يكون الحمل بحيث لا يتجاوز التيار الذي يزوده بجهد مطبق 12 فولت 1 أ. يمكنك حساب قوة الحمل والمقاومة باستخدام الصيغ.

من أين تأتي المقاومة R = 12 أوم، والقدرة P = 12 واط؟ هذا يعني أنه إذا كانت الطاقة أكثر من 12 واط والمقاومة أقل من 12 أوم، فستبدأ دائرتنا في العمل مع الحمل الزائد، وسوف تصبح ساخنة للغاية وسوف تحترق بسرعة. هناك عدة طرق لحل المشكلة:

1. قم بتثبيت جهد الخرج بحيث عندما تتغير مقاومة الحمل، لا يتجاوز التيار الحد الأقصى للقيمة المسموح بها أو عندما تكون هناك زيادات مفاجئة في التيار في شبكة التحميل - على سبيل المثال، عند تشغيل بعض الأجهزة - تكون قيم الذروة الحالية قطع إلى القيمة الاسمية. تحدث مثل هذه الظواهر عندما يقوم مصدر الطاقة بتشغيل الأجهزة الإلكترونية الراديوية - أجهزة الراديو وما إلى ذلك.
2. استخدم دوائر حماية خاصة من شأنها إيقاف تشغيل مصدر الطاقة في حالة تجاوز تيار الحمل.
3. استخدم مصادر طاقة أكثر قوة أو مصادر طاقة ذات احتياطيات طاقة أكبر.

يوضح الشكل أدناه تطور الدائرة البسيطة السابقة من خلال تضمين مثبت LM7812 بجهد 12 فولت عند خرج الدائرة الدقيقة.

هذا أفضل بالفعل، لكن الحد الأقصى لتيار الحمل لوحدة إمداد الطاقة المستقرة هذه يجب ألا يتجاوز 1 أ.

مصدر طاقة عالي الطاقة

يمكن جعل مصدر الطاقة أكثر قوة عن طريق إضافة عدة مراحل قوية باستخدام ترانزستورات دارلينجتون TIP2955 إلى الدائرة. ستوفر مرحلة واحدة زيادة في تيار الحمل بمقدار 5 أ، وستوفر ستة ترانزستورات مركبة متصلة بالتوازي تيار حمل قدره 30 أ.

تتطلب الدائرة التي تحتوي على هذا النوع من خرج الطاقة تبريدًا مناسبًا. يجب تزويد الترانزستورات بمشتتات حرارية. قد تحتاج أيضًا إلى مروحة تبريد إضافية. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك حماية نفسك بالصمامات (غير موضحة في الرسم التخطيطي).

يوضح الشكل اتصال ترانزستور دارلينجتون المركب، مما يجعل من الممكن زيادة تيار الخرج إلى 5 أمبير. يمكنك زيادتها بشكل أكبر من خلال ربط الشلالات الجديدة بالتوازي مع الشلالات المحددة.

انتباه!واحدة من الكوارث الرئيسية في الدوائر الكهربائيةمفاجئ دائرة مقصورةتحت الحمل. في هذه الحالة، كقاعدة عامة، ينشأ تيار من القوة العملاقة، الذي يحرق كل شيء في طريقه. في هذه الحالة، من الصعب التوصل إلى مصدر طاقة قوي يمكنه تحمل ذلك. ثم يتم استخدام دوائر الحماية، بدءاً من الصمامات إلى دوائر معقدةمع الاغلاق التلقائيعلى الدوائر المتكاملة.