Postavte duální 15V napájecí zdroj pomocí modulů na polici za méně než 50 $: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Úvod:

Pokud jste fandové, kteří se zabývají zvukem, budete obeznámeni s napájecími zdroji se dvěma kolejnicemi. Většina zvukových desek s nízkým výkonem, jako jsou předzesilovače, vyžaduje kdekoli od +/- 5V do +/- 15V. Díky duálnímu napájecímu zdroji je to mnohem jednodušší při prototypování návrhů nebo při generálních opravách.

Tento napájecí zdroj lze snadno sestavit, protože obvykle využívá desek modulových polic, s výjimkou desky regulátoru, kterou si budete muset postavit sami. Existuje však důvod, ke kterému se později dostanu.

Použitá deska regulátoru se může pochlubit napětím od +/- 1,25 V do 37 V (v závislosti na vašem vstupním napětí). Potřebuji pouze +/- 15 V, takže vstupní napájení o několik voltů výše (kolem 19 V) je v pořádku. Regulátory napětí LM317 a LM337 mohou také odčerpat kolem 1,5 A ea (v závislosti na tom, o kolik napětí klesají), takže proudové hodnocení napájecího zdroje musí být také vyšší než toto. Proto jsem pro napájení vstupních napětí vybral dva napájecí zdroje pro notebook. Vystupují 19 V a kolem 3,4 A, což je více než dost na napájení desky regulátoru. Nemluvě o tom, že jsou levné jako čipy.

Také jsem chtěl lineární napájecí zdroj, protože obecně mají na výstupu menší stejnosměrné zvlnění (i když ne tak účinné jako plný spínaný napájecí zdroj). Použití vstupního napájecího zdroje ve spínacím režimu k poklesu napětí 240 VAC na 19 V je levné a efektivní. Jejich přepínání je také obecně nad zvukovým pásmem, takže neovlivňuje hluk napájecího zdroje vstupujícího do vašich testovacích kusů. Lineární regulátory odfiltrují většinu zbytkového DC zvlnění. Takže do značné míry získáte to nejlepší z obou světů.

Použité měřiče mohou měřit napětí a proud (0-100V a 0-10A), jsou dvoubarevné pro snadné čtení.

S několika úpravami můžete ze spousty dílů udělat velmi užitečný stolní napájecí zdroj.

Poznámka: Jedna věc, kterou tento napájecí zdroj nemá, a to je regulace konstantního proudu. Samotné regulátory LM317/337 mají nějakou nadproudovou ochranu, nicméně takto bych je příliš dlouho nespouštěl. Proto byl v tomto projektu umístěn přepínač zatížení. Pokud je to tedy import, můžete použít jinou desku regulátoru, aby vyhovovala vašim potřebám.

Krok 1: Slovo varování a obecné poznámky

240V zapojení a napájecí zdroje pro notebooky:

Jelikož tento projekt používá vysoké napětí (240 V), mohou být docela smrtící, pokud to špatně pochopíte. Pokud si nejste jisti, jak připojit vysokonapěťové součásti, nebo vám není příjemné pracovat na živém zařízení, navrhuji, abyste to nezkusili. Nepřijímám žádnou odpovědnost, pokud se zabijete. Nechci od tebe slyšet, když jsi zemřel, že Pete, zabil jsem se elektrickým proudem a teď jsem mrtvý - OK ??

Nyní, když to bylo řečeno, máte několik dalších možností:

1. Použijte napájecí zdroje notebooku v dodávané formě a použijte některé konektory stejnosměrného napájení na zadní straně krabice. Znamená to jen, že musíte připojit dva napájecí zdroje notebooku - ale je to mnohem bezpečnější volba. Budete však muset najít jiné řešení napájení LED měřičů, protože vyžadují také oddělené napájení.

2. Do pouzdra můžete namontovat spotřební materiál pro notebook a odpojit zástrčky 240 V a zapojit je přímo do zásuvky IEC na zadní straně. Budete však potřebovat větší pouzdro, než jaké jsem použil, a opět má živé připojení, takže stále není tak bezpečné.

Panelové měřiče LED + napájecí napětí:

Na trhu je několik typů LED měřičů. Všichni v podstatě dělají totéž, ale jejich spojení nejsou vždy stejná. Odchod z rozchodu drátu není vždy zaručen. Při objednávce zkuste získat jejich schéma zapojení. Obecně budou dva silné vodiče aktuálním bočníkovým měřičem. Další tři budou měřicí výkon (k napájení displeje, který je červený/černý) a žlutý vodič snímající napětí pro měření napětí.

U měřidel si všimnete, že mají společný uzemňovací bod nebo bod 0 V (černé vodiče jsou interně spojeny dohromady). Pro tento konkrétní projekt to není dobré. Proto jsou měřiče napájeny odděleně prostřednictvím dvou malých napájecích desek (240VAC až 12VDC modul). K napájení musíte použít také dvě desky, jinak budete při použití napájecího zdroje zkratovat výstupy. Jedním dalším zásadním důvodem je, že LED měřiče ke svému provozu vyžadují minimum nebo 4,5 V. Pokud tedy z desky regulátoru snížíte výkon na 1,25 V, měřiče se nezapnou.

Krok 2: Kusovník

To je to, co budete potřebovat. To vše můžete zakoupit na Ebay, Amazon nebo Aliexpress. Koupil jsem to všechno z Ebay

- Plastové pouzdro (použil jsem plastové pouzdro na nástroje) - 12-15 $

- 1x LM317/337 Regulator Kit Board - 10 $

- 2x 19V 3,42A napájecí zdroj pro notebook - 6,75 USD

- 2x 240VAC až 12VDC 450mA spínané transformátorové desky - 1,50 USD

- 2x panelové měřiče napětí/proud 0-100V/0-10A- 3,50 USD (levnější hromadně a dostupné v různých barvách)

- 2x 10K ohm víceotáčkové hrnce + knoflíky podle potřeby - 2 $ ea (můžete použít dodané hrnce, ale víceotáčkové se snadněji nastavují)

- Různé a obecný hardware: spínač 240 V AC (používal jsem jeden s LED diodou 12V DC), svorkovnice (6), zásuvka IEC, pojistky a držáky pojistek (3), malý vypínací úhel hliníku (2), odpojení (6), obecné délky drátu a smršťování - pravděpodobně dalších 5-10 $

Poznámka 1: Použité pojistky budou záviset na tom, jaký proud hodláte použít. Navrhoval bych 1-1,5A pro dvě desky regulátoru a 0,5A pro napájení 240V. Můžete jít níž, stejně tak nebudete čerpat 7A z obou zásob.

Poznámka 2: Jedná se o nejdražší část stavby. Pokud tedy najdete levnější nebo si budete chtít dát vlastní, ušetří vám to pár peněz.

Poznámka 3: K dispozici je několik značek víceotáčkových nebo přesných hrnců. Jeden odeslaný byl hrnec se značkou Bochen, který má k dispozici specifické knoflíky a nepoužívá standardní knoflíky pro hrubé rýhování. Nezáleží na tom, jaký typ používáte, ale pouze na tom, jak si můžete vybrat knoflíky.

Poznámka 4: Koupil jsem tyto napájecí zdroje pro notebooky, protože stály jen asi 6 $. Ušetřete zase pár babek, pokud se vám náhodou povaluje pár starých.

Krok 3: Schémata a schémata zapojení

První obrázek je původní schéma desky regulátoru akcií, včetně vstupních krytů a usměrňovače, pomocí transformátoru AC 12V-0V-12V k napájení desky (pro tento napájecí zdroj nepoužíváme)

Druhý obrázek je schéma zapojení všech jednotlivých desek k propojení

Třetí a čtvrtý obrázek jsou schémata zapojení pro panelové měřiče (použil jsem) ukazující různé konfigurace napájení a měření. V podstatě v tomto projektu používáme čtvrtý diagram.

Krok 4: Napájení notebooku

Proč napájecí zdroje pro notebooky 19V?

Důvodem je to, že deska regulátoru byla původně navržena tak, aby spouštěla duální 12 V střídavý transformátor (12V-0-12 V). Pokud se však podíváte na cenu jednoho z nich buď z ebay, nebo ve vašem místním obchodě s elektronikou - stojí kolem 30 USD. Dva spotřební materiály pro notebooky přicházejí na polovinu.

Pokud chcete z regulátorů vyšší napětí, použijte vyšší vstupní napájení. Pamatujte, že desky regulátoru budou vydávat +/- 37V, takže vstup může být o několik voltů vyšší. Nezapomeňte však, že čím vyšší je rozdíl napětí (vstup na výstup), tím více tepla produkují regulátory. Například: pokud je vstupní napětí 35 V a výstup 5 V, bude se vyvíjet velké množství tepla a možná budete potřebovat větší chladiče a/nebo ventilátor.

Příprava spotřebního materiálu na notebook

Pro svoji stavbu jsem vzal zásoby z jejich pouzder, protože jsem je potřeboval, aby se vešly do pouzdra na nástroje. Pokud budete pouze používat spotřební materiál pro notebooky a používat konektory DC, můžete tento krok přeskočit.

Co budete muset udělat, je rozbít plastové pouzdro. Použijte plochý šroubovák a opatrně páčte okraj, dokud se horní část neuvolní. Poté vyjměte sestavu desky plošných spojů.

Na druhé fotografii jsem vyvrtal kus úhlového hliníku a vyvrtal několik otvorů do boku zdroje (domnívám se, že jsem použil stávající otvory v dodávce). Dávejte pozor, abyste při tom nepoškodili žádné součásti. Také jsem vyvrtal několik dalších otvorů, abych k němu přišrouboval montážní sloupky a připevnil sestavu ke spodní části plastového pouzdra. Díky použití úhlu to bylo trochu robustnější než jen při použití montážních sloupků.

Dráty vycházející z desky vypadaly trochu lehce, takže jsem je změnil na těžší měřený drát. Odpojte staré dráty, vložte nové dráty přes horní část desky a připájejte je na místo na spodní straně desky (při zpětném pohledu jsem měl použít lehčí měřidlo, ale delší délky, protože bylo obtížné připojit tolik vodičů do stejných bodů).

Spotřební materiál pro notebooky má také LED napájení. Nejsou potřeba, ale můžete si je nechat, pokud chcete potvrzení, že každá dodávka efektivně funguje (zemřou, pokud je problém se zásobou nebo čerpanou částkou). Nechal jsem si je pro snazší hledání závad.

Poznámka: Měli byste používat stejný typ napájecího zdroje pro notebook. Důvodem je, že pokud jsou napětí trochu mimo, mohou mít tendenci do sebe ponořit proud a utéct a pak foukat. Obecně by neměl být problém, pokud používáte stejné zásoby. Pokud se však obáváte nebo chcete dodatečnou ochranu, můžete umístit několik výkonových diod (například IN4004 nebo IN5404) zpětně předpojatých přes výstupy každého zdroje (tedy katoda na kladný, anoda na záporný). Tím se zabrání tomu, aby každý zdroj snižoval jakýkoli proud z napětí, které je mírně vypnuté nebo pokud se jeden zdroj zapne před druhým.

Krok 5: Sestavení regulátoru LM317/337 a počáteční test

Deska regulátoru je dodávána ve formě sady, což znamená, že ji musíte pájet sami. Existuje několik dodavatelů, kteří je prodají předem sestavené za pár dolarů navíc. Někdy může odebrání součástí z těchto typů desek neúmyslně vytrhnout stopy. Některé součásti budete stejně muset odstranit, takže je stejně snadné je postavit na prvním místě bez nich.

První obrázek ukazuje hotovou desku (jak by měla vypadat, kdybyste ji měli na skladě). Druhá fotografie však ukazuje úpravy s odstraněnými krytkami vstupu a usměrňovačem. Místo toho jsem přidal odkazy, abych změnil vstupní svorkovnici tak, aby přijímala +/- 19V a nasměrovala ji na vstup regulátorů. Pokud chcete, můžete ponechat vstupní limity, ale nejsou nutné, protože zásoby notebooku jsou docela dobré.

Také si všimnete, že jsem vložil terminály pro LED kontrolku napájení a také hrnce, aby bylo v případě potřeby možné snadno odstranit desky.

Stačí tedy sestavit desku podle jejich pokynů, s výjimkou výše uvedených úprav.

Po dokončení jej připojte k funkčnímu napájecímu zdroji a ověřte výstup každého stupně regulátoru. Pamatujte, že pokud používáte k testování jediný vstupní zdroj, +/- vstup (na svorky +/0V) +/0V z desky regulátoru. +/- vstup (na svorky 0 V/-), 0 V/- mimo desku regulátoru. Ujistěte se, že můžete upravit výstupní napětí (poslední obrázek ukazuje externí testovací napájecí zdroj).

Krok 6: Příprava pouzdra

Změřte, jak mají vaše komponenty sedět na zadní straně předního a zadního panelu. Pamatujte, že to bude zepředu (tu chybu jsem udělal sám). Vlastně jsem chtěl zrcadlový obraz na předním panelu. Ale naštěstí jsem ještě neudělal zadní panel, takže jsem to jen přizpůsobil přední straně (nebo jsem to možná otočil o 180 stupňů).

Nejprve vyvrtejte otvory pomocí malých vrtáků. Poté zvětšete větším vrtákem. Pokud nemáte dostatečně velké vrtáky (jako já), můžete použít výstružník ke zvětšení otvorů (velmi šikovný nástroj).

Jakmile jsou všechny otvory vyvrtány, vysuňte výřezy pro panely měřiče a zapilujte tak, aby měřič a zásuvka IEC pasovaly.

Také jsem přidal několik štítků na přední stranu (pomocí listů). Můžete je získat online, nebo si můžete vytisknout vlastní na čistý papír do tiskárny. Pak jsem jen nastříkal vrchní část ochranným lakem.

Krok 7: Montáž hardwaru

Jakmile přední a zadní panely uschnou, namontujte veškerý hardware na přední a zadní panely.

Dva napájecí zdroje pro notebook lze namontovat na spodní část pouzdra. Nezapomeňte ponechat prostor, aby zásuvka, pojistka a vodiče IEC vedly ke spínači vpředu. Případně můžete na zadní stranu namontovat přepínač, pokud dáváte přednost.

Namontujte desku regulátoru.

V neposlední řadě, protože napájecí zdroje 240V/12V pro panely měřičů nemají kam je připevnit šroubem, použil jsem na jejich místo blob křemíku. Jen se ujistěte, že jste nejprve přidali vstupní a výstupní vodiče!

Krok 8: Zapojení všeho

Začněte zapojením kabeláže 240 V z konektoru IEC do spínače a také do držáku vstupní pojistky. Poté připojte veškerou kabeláž 240 V ke dvěma napájecím zdrojům pro notebook a dvěma měřicím deskám. Vložte pojistku a v této fázi je pravděpodobně vhodné zkontrolovat zapojení a napájení, abyste se ujistili, že všechna napětí vycházející ze spotřebního materiálu notebooku jsou správná (každé by mělo být 19 V)

Připojte hrnce a LED k ovládacím prvkům na předním panelu z desky regulátoru. Použil jsem 2kolíkové zásuvky a kolíky, abych usnadnil demontáž na desce regulátoru.

Nyní připojte výstupy napájecích zdrojů pro notebook a připojte je ke vstupu desky regulátoru. K měřičům můžete také připojit napájení. Pamatujte, že klad jednoho zdroje jde do záporu druhého a vytváří virtuální bod nulového napětí. Znovu zapněte a ujistěte se, že napětí je podle očekávání - mezi vstupními napětími byste měli mít 38 V, na vstupech +/- 19 V mezi 0 V a určité nominální napětí na výstupu desky regulátoru (v závislosti na tom, kde je hrnec nastaven).

Připojte výstup desky regulátoru k výstupním pojistkám a spínači zátěže. Připojte proudová vedení měřiče (podle schématu zapojení) a potom vedení snímající napětí z měřiče. Vložte některé pojistky a znovu vyzkoušejte, zda měřiče odečítají napětí. Držíme palce, nenechali jste kouzelný kouř uniknout!

Poznámka: Měřiče jsou pravděpodobně nejtěžší na běh. Jen si pamatujte, že současná část měřidel probíhá od kladného k zápornému. Totéž se stane s negativním napětím - proudí z 0v na záporné napětí!

Krok 9: Testování a kalibrace nastavení

Jakmile ověříte, že kouř neuniká, připojte spolehlivý měřič a zkontrolujte výstupní napětí na kladném i záporném výstupu. S největší pravděpodobností zjistíte, že LED měřiče jsou mírně mimo (jako na fotografiích 2 + 4). Vzhledem k tomu, že tyto měřiče mohou být na obou koncích spektra mírně mimo, kalibrujte je na napětí, které budete obecně používat nejvíce, nebo uprostřed rozsahu napětí. Pokud například hodně používáte 12V, zkalibrujte je na 12V. Pokud pravidelně přecházíte mezi 5 V a 15 V, proveďte kalibraci na 10 V.

Pokud máte dva multimetry, můžete provádět úpravy napětí a proudu společně. V opačném případě připojte k výstupu jmenovité zatížení, upravte napětí, poté odpojte měřicí přístroj a zapojte jej do série s napájecím zdrojem a vyměňte kabel multimetru (pokud má váš měřič oddělené napěťové a proudové svorky) pro měření proudu.

Na zadní straně LED panelových měřičů budou dva malé ozdobné hrnce pro nastavení napětí (v-adj) a proudu (i-adj) (viz foto jedna). Obecně je dobré při kalibraci načíst výstup odporem, protože výstupní napětí se může při zatížení trochu pohybovat.

Upravte v-adj, dokud napětí nebude stejné jako u měřiče. Zastřihovače jsou trochu citlivé a malá zatáčka může projet kolem, kde ji chcete. Jen vydržte, dokud to nebude správné

Pro aktuální úpravu bych doporučil použít ke kalibraci velký tepelně potopený odpor (foto 6). Jen se ujistěte, že není nižší než to, co může nabídka poskytnout. Každá strana desky regulátoru může dodávat 1,5 A. Kalibrace kolem 1A by měla být dostačující.

Pomocí ohmového zákona V = IxR - tak (V/I = R) 15V/1A = 15ohmů. 15 ohmové odpory jsou trochu těžké, takže 2x 8 ohmové odpory v sérii dávají 16 ohmů. Změřte odpory - dva, které mám, měří 8,3 a 8,1 ohmů = celkem 16,4 ohmů.

Připojte tedy čísla znovu (V/R = I) 15V/16,4 ohmů = 0,914634A - to je číslo, na které budeme kalibrovat. Měli byste zjistit, že by to měl zobrazovat měřič, stejně jako dvojitá kontrola vašeho měřiče.

Budete také muset vypočítat výkon vložený do rezistorů, protože je nechcete smažit! Takže opět ohmový zákon P = VxI - 15Vx0,91463 = 13,72W. Ujistěte se, že jsou vaše odpory větší než tato hodnota - 25W je dobré. Použil jsem pár 100 W, což je zlato (viz foto 6). Můžete je získat z ebay asi za 8 $ pro dva.

Chcete -li měřit proud mimo napájení, budete muset zapojit měřič do série s napájecím zdrojem a zátěžovými odpory. Nezáleží na tom, zda je měřič první nebo odpory, jen se ujistěte, že proud protékající měřidlem je kladný až záporný (takže kladné a 0V svorky - kladné/záporné na proudových svorkách multimetru). Záporná strana zdroje by měla být měřena od 0 V do záporné, přičemž kladné napětí měřicího přístroje bude 0 V a záporné napětí měřicího přístroje bude záporné na napájecím zdroji. Pokud vás to jen zmátlo - podívejte se na poslední fotografii.

Po připojení byste na měřiči na předním panelu měli vidět napětí i proud. Upravte aktuální hrnec na zadní straně panelového měřiče tak, aby měřil stejně jako váš multimetr. Pokud máte dva měřiče, jeden měří proud (sériově) a jeden měří napětí (paralelně).

Nyní můžete vyrazit.

Krok 10: Závěrečné myšlenky

I když se vše vešlo do pouzdra, mohl jsem si trochu pohrát s vnitřním rozložením a možná přesunout zásuvku IEC, aby dva notebookové zdroje mohly sedět o 90 stupňů tam, kde jsou v současné době. Rozložení mělo být také zrcadleno, protože obecně mám rád, když jde všechno zleva doprava. Přiložil jsem náčrt toho, co jsem potenciálně měl udělat.

Použil jsem kabeláž 7,5 A 240 V AC ze síťového kabelu (protože to je to, co jsem položil). Vzhledem k tomu, že se jedná o tak omezený prostor, pravděpodobně jsem měl použít lehčí kabel 240 V, protože projekt nevybírá mnoho proudu.

Také jsem si nevšiml, že jeden ze šroubů skříně prošel přímo tam, kde byl spínač 240V. Zpětně jsem měl přepínač mírně přesunout a pravděpodobně bych měl také nainstalovat držák pojistek 240 V na předním panelu, abych se vyhnul zbytečné kabeláži. S trochou míchání jsem pravděpodobně mohl dát držáky výstupních pojistek také na přední panel, ale přední panel už byl docela přeplněný.

Na konci dne dodává +/- 15 V, které požaduji, snadno se nastavuje, je spolehlivý a používá snadno dostupné díly.

Budoucí projekty

Mám také další duální napájecí zdroj 0-30V/3A, i když to může skončit jako dva samostatné napájecí zdroje (opět v závislosti na rozteči). Tenhle má funkce konstantního proudu. Koupil jsem tyto desky současně, protože jsem se nemohl rozhodnout, který z nich chci, takže jsem dostal oba!

Bude zde také matka všech napájecích zdrojů - duální nízkonapěťové/vysokonapěťové napájení pomocí dvou desek regulátoru na každé straně (4). Přepne z nízkého rozsahu 0-30V na vysoký rozsah 30-90V a 5A! To bude použito pro testování desek zesilovačů se dvěma napětími. Opět to může skončit jako dva samostatné napájecí zdroje v závislosti na rozteči.