Карманный источник питания на 12 вольт своими руками

Как сделать блок питания 12 В своими руками: пошаговая инструкция выполнения работ

Блоки питания различаются по конструкции, технических характеристикам и назначению

Блок питания является вторичным источником энергии для технических устройств, преобразующим напряжение питающей электрической сети в их рабочее напряжение.

Наиболее востребованными являются блоки питания, у которых первичное напряжение – это переменное напряжение бытовой электрической сети, равное 220 Вольт, а вторичное − преобразуемое в постоянное, равное 24/12/5/3,3 V. По принципу преобразования напряжения блоки питания (БП) подразделяются на два вида:

  • трансформаторные – когда преобразование осуществляется посредством понижающего трансформатора, они называются линейными;
  • импульсные – преобразование осуществляется благодаря наличию электронных компонентов, обеспечивающих преобразование напряжения, они называются инверторными.

Если в схеме БП предусмотрен стабилизатор выходного напряжения, то такое устройство называется стабилизированным блоком питания.

Блоки питания для светодиодных лент

Основными техническими характеристиками, определяющими возможность использования подобных технических устройств, являются:

  • электрическая мощность, измеряемая в Ваттах (Вт или В×А);
  • напряжение на входе и выходе, измеряемое в Вольтах (В);
  • выходной ток, измеряемый в Амперах (А);
  • коэффициент полезного действия – параметр полезный при использовании БП большой мощности, измеряется в %;
  • наличие элементов защиты внутренних электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания.

Блоки питания с вторичным напряжением в 12 Вольт импульсного типа используются для подключения к бытовой электрической сети:

  • персональных компьютеров различного типа – для зарядки их аккумуляторных батарей и работы непосредственно от сети;

Блок питания для ноутбука

  • для зарядки электронных гаджетов, в том числе сотовых телефонов и смартфонов, плееров и видеокамер, а также прочих устройств, имеющих в своей конструкции аккумуляторные батареи;
  • для зарядки ручного переносного электрического инструмента – шуруповёрт, болгарка и т.д.;
  • для подключения LED светотехнических приборов (светодиодные светильники и ленты);
  • для использования прочих устройств, предполагающих работу от сети постоянного тока с напряжением 12 В, – автомагнитола или автоприёмник в условиях дома или гаража.

Принципиальная схема и принцип работы блока питания зависит от вида устройства, и поэтому необходимо рассмотреть их отдельно:

Аналоговый вид БП имеет в своей схеме понижающий трансформатор, обеспечивающий величину вторичного напряжения в заданных величинах, и диодный мост, служащий для его выпрямления. Простейшая схема такого устройства выглядит следующим образом:

Принципиальная схема аналогового блока питания

Конденсаторы, установленные в схеме, обеспечивают сглаживание импульсов напряжения на выходе блока питания.

Инверторный вид БП работает за счёт электронных компонентов, входящих в схему устройства. Напряжение питающей сети подаётся на входной диодный мост, а его пики сглаживаются установленными конденсаторами. После этого сигнал преобразуется в прочих элементах схемы (транзисторы, микросхема, тиристоры и т.д.) и подаётся на импульсный трансформатор.

Трансформаторы данного вида изготавливаются на основе ферромагнетных материалов, поэтому имеют малые габаритные размеры, позволяющие минимизировать размеры БП. Напряжение, полученное после трансформации, подаётся к нагрузке (выходам блока питания). Такой тип БП называется схемой с гальванической развязкой.

Импульсный блок питания на интегральной микросхеме и с построечными резисторами

Существуют схемы БП без использования гальванического соединения. В этом случае входной сигнал сразу подаётся на фильтр нижних частот.

Мощность БП является одной из главных технических характеристик, определяющих возможность подключения к нему той или иной нагрузки. Мощность поэтому может быть рассчитана разными способами:

Для светодиодных лент.

В этом случае расчёт выполняется следующим образом:

  • за основу берётся мощность в 1 метра LED-ленты, указываемая производителем на упаковке;
  • определяется её длина;
  • эти значения перемножаются, и полученное выражение увеличивается на 30%.

Увеличение на 30% обеспечивает необходимый запас мощности блока питания. Этот расчёт можно выразить следующей формулой:

Pблока = Pуд × Lленты × Kзапаса, где:

Pблока – электрическая мощность блока питания;

Pуд − электрическая мощность 1 метра светодиодной ленты;

Lленты – длина ленты;

Kзапаса — коэффициент запаса мощности.

Внешний вид блоков питания персонального компьютера

Для персонального компьютера.

При необходимости определить мощность БП персонального компьютера следует знать мощности всех элементов устройств, входящих в его комплект. Это непростая задача, поэтому существуют специальные программы и онлайн-калькуляторы, служащие для выполнения такого расчёта. Вот некоторые из них:

  • OuterVision® – калькулятор, ссылка для скачивания: https://outervision.com/power-supply-calculator
  • Компания «Enermax», калькулятор питания − ссылка для скачивания: http://www.enermax.outervision.com/index.jsp
  • MSI – калькулятор источника питания, ссылка для скачивания: https://ru.msi.com/power-supply-calculator
  • KSA Power Supply Calculator WorkStation – ссылка для скачивания: http://ksa-soft.ru/soft/10-ksa-power-supply-calculator-workstation.html

Для зарядки электрического инструмента и электронных гаджетов.

Когда необходимо определить мощность БП для зарядки шуруповёрта, смартфона или иного электронного устройства, необходимо знать их электрическую мощность и учесть коэффициент запаса. Это можно отразить следующей формулой:

Pблока = Pустройства × Kзапаса

Универсальный адаптер питания 12 В

Для выпрямления переменного напряжения бытовой электрической сети в схемах блоков питания и прочих электронных устройств используют диоды, собираемые по мостовой схеме. Схематично полупроводниковый диод выглядит следующим образом.

Устройство полупроводникового диода

Для устройства диодного моста используется 4 однотипных диода, которые соединяются определённым образом, приведённым на следующей схеме. Их технические характеристики должны соответствовать величине протекающего через них тока, а также величине допустимого обратного напряжения.

Схема соединения диодов по мостовой схеме

Для стабилизации напряжения в БП используются электролитические конденсаторы большой ёмкости и стабилитроны.

Конденсаторы сглаживают сигналы напряжения, которые имеют полусинусоидальную форму практически до прямой линии.

Чем больше ёмкость конденсатора, тем сигнал на выходе более правильной формы и стремится к прямой линии. Стабилитроны обеспечивают постоянство напряжения на выходе блока питания.

Существует большое количество различных схем блоков питания, имеющих различные технические характеристики и собранных на различных электронных компонентах. Ниже представлена схема импульсного БП с вторичным напряжением 12 Вольт.

Принципиальная схема импульсного блока питания

При самостоятельном изготовлении подобных устройств необходимо помнить, что для обеспечения заданной пульсации напряжения на выходе ёмкость конденсаторов должна приниматься из расчёта 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности. Электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не менее 350 В. Оптимальное соотношение мощности БП и технических характеристик электронных компонентов приведено в следующей таблице:

Блок питания Элементы схемы
Мощность, кВт Ток, А Ток диода, А Ёмкость конденсатора, мкФ
0,1 0,4 0,2 100
0,2 0,8 0,4 200
0,3 1,2 0,6 300
0,5 2 1 500
1 4 2 1 000
2 8 4 2 000
3 12 6 3 000
5 20 10 5 000

Работу по изготовлению БП можно разбить на несколько этапов: подготовительный, монтаж и проверка работоспособности. В данной статье рассмотрим изготовление блока питания по схеме, приведённой на рисунке № 10.

Подготовительный этап

В этот период рассчитывается мощность блока питания. Она должна быть достаточной для его использования с нагрузкой, планируемой к подключению. Выбирается вид и схема БП (см. рисунок № 10), после чего приобретаются необходимые комплектующие. В рассматриваемом случае это:

  • PTC термистор;
  • два конденсатора из расчёта 1 мкФ на 1 Вт мощности;
  • диодный мост (диоды должны соответствовать по напряжению и току);
  • драйвера − IR2152 (IR2153, IR2153D);
  • полевые транзисторы − IRF740, IRF840;
  • трансформатор (можно использовать б/у от ПК);
  • диоды, устанавливаемые на выходе, серии HER.

Монтаж блока питания

Пошаговая инструкция по изготовлению импульсного БП по выше приведённой схеме выглядит следующим образом:

Скриншот Выполняемая операция
Рисуется схема печатной платы (обозначена стрелкой).
Печатная плата изготавливается, для этого:

  • используется фольгированный диэлектрик;
  • составленный ранее рисунок переносится на заготовку платы;
  • выполняется протравка;
  • засверливаются отверстия, служащие креплением для элементов схемы.
Выполняется установка диодов и термистора.
Устанавливаются конденсаторы.
Устанавливаются драйвера.
Монтируются полевые транзисторы.При креплении к радиатору, используются специальные изоляционные прокладки и шайбы.
Устанавливается трансформатор.
Монтируются диоды «на выходе».
Все элементы, установленные на плате, пропаиваются.
Электрическая схема готова.
Изготавливается корпус.
Монтажная плата помещается в корпус и закрепляется в нём.

Проверка работоспособности

Когда БП собран, необходимо его проверить, для этого:

  • к выходу блока питания подключается нагрузка;
  • БП включается в электрическую сеть.

В случае если подключённая нагрузка работает нормально: LED-светильники излучают свет, гаджеты и инструмент заряжаются, а прочая техника работает – значит, монтаж выполнен успешно. Ещё один способ изготовления блока питания − это размещение всех элементов устройства на ДИН-рейке.

Дин-рейка – это металлическая профилированная полоса, предназначенная для крепления электрических приборов и элементов электрических схем.

При использовании ДИН-рейки отпадает потребность в изготовлении монтажной платы, однако конструкция получается более объёмная, т.к. соединение между элементами схемы приходится выполнять при помощи соединительных проводов.

Блок питания HTS-75-12-FA (12 V)

При изготовлении блока питания 12 В своими руками для подключения шуруповёрта к электрической сети необходимо учитывать следующие нюансы, связанные с его использованием:

  1. Напряжение на выходе должно быть 18–19 В, в противном случае мощность устройства значительно снизится.
  2. Электронные компоненты схемы БП должны соответствовать номинальному току работающего шуруповёрта.
  3. Размер собираемого блока должен быть таким, чтобы разместиться в корпусе демонтируемого аккумулятора (в случае изготовления встроенной конструкции).

В остальном этапы изготовления аналогичны, как и в случае отдельно размещаемого варианта исполнения БП.

Блоки питания продаются в магазинах бытовой электроники, офисной техники, а также в организациях, специализирующихся на их ремонте. Кроме этого, в интернете также есть предложения различных компаний, предлагающих к реализации БП различной направленности.

Блок питания DC-12V, 20.8А, 250 Вт в водонепроницаемом корпусе, степень защиты − IP67

Стоимость БП зависит от их технических характеристик и типа исполнения, определяющих возможность использования этого устройства. Чем выше мощность и степень защиты – тем больше цена. Она может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей. Наиболее дешёвые модели:

  • ARDV-05-12A (12V, 0,4A, 5W) – 200 рублей;
  • ARDV-12-12AW (12V, 1A, 12W) – 300 рублей;
  • ARDV-24-12A (12V, 2A, 24W) – 400 рублей.

Модели в следующем сегменте:

  • APS-100L-12BM (12V, 8.3A, 100W) – 800 рублей;
  • APS-150-12BM (12V, 12.5A, 150W) – 1 000 рублей;
  • APS-250-12BM (12V, 20.8A, 250W) – 1 400 рублей.

Наличие большого количества предложений на рынке вспомогательных устройств для бытовой техники и приборов позволяет выбрать блок питания в соответствии с предъявляемыми к нему требованиям. А наличие в свободном доступе различных схем, а также электронных компонентов позволяет изготовить БП своими руками даже начинающему любителю электроники, имеющему начальные навыки работы с паяльником.

Источник: https://tehno.guru/kompyuternaya-tehnika/komplektuyushhie/kak-sdelat-blok-pitaniya-12-v-svoimi-rukami/

Cамодельный блок питания на 12 вольт

Блок питания постоянного напряжения 12 вольт состоит из трех основных частей:

  • Понижающий трансформатор с обычного входного переменного напряжения 220 В. На его выходе будет такое же синусоидальное напряжение, только пониженное до примерно 16 вольт по холостому ходу – без нагрузки.
  • Выпрямитель в виде диодного моста. Он «срезает» нижние полусинусоиды и кладет их вверх, то есть получается напряжение, меняющееся от 0 до тех же 16 вольт, но в положительной области.
  • Электролитический конденсатор большой емкости, который сглаживает полусинусоиды напряжения, делая их приближающимися к прямой линии на уровне в 16 вольт. Это сглаживание тем лучше, чем больше емкость конденсатора.
Читайте также:  Arduino mega 2560 на базе микроконтроллера atmega2560 - arduino+

Самое простое, что нужно для получения постоянного напряжения, способного питать приборы, рассчитанные на 12 вольт – лампочки, светодиодные ленты и другое низковольтное оборудование.

Понижающий трансформатор можно взять из старого блока питания компьютера или просто купить в магазине, чтобы не заморачиваться с обмотками и перемотками. Однако чтобы выйти в конечном счете на искомые 12 вольт напряжения при работающей нагрузке, нужно взять трансформатор, понижающий вольт до 16.

Для моста можно взять четыре выпрямительных диода 1N4001, рассчитанных на нужный нам диапазон напряжений или аналогичные.

Конденсатор должен быть емкостью не менее 480 мкФ. Для хорошего качества выходного напряжения можно и больше, 1 000 мкФ или выше, но для питания осветительных приборов это совсем не обязательно. Диапазон рабочих напряжений конденсатора нужен, скажем, вольт до 25.

Компоновка прибора

Если мы хотим сделать приличный прибор, который не стыдно будет потом приделать в качестве постоянного блока питания, допустим, для цепочки светодиодов, нужно начать с трансформатора, платы для монтажа электронных компонентов и коробки, где все это будет закреплено и подключено.

При выборе коробки важно учесть, что электрические схемы при работе разогреваются. Поэтому коробку хорошо найти подходящую по размерам и с отверстиями для вентиляции. Можно купить в магазине или взять корпус от блока питания компьютера.

Последний вариант может оказаться громоздким, но в нем как упрощение можно оставить уже имеющийся трансформатор, даже вместе с вентилятором охлаждения.

На трансформаторе нас интересует низковольтная обмотка. Если она дает понижение напряжения с 220 В до 16 В – это идеальный случай. Если нет, придется ее перемотать. После перемотки и проверки напряжения на выходе трансформатора его можно закрепить на монтажной плате. И сразу продумать, как монтажная плата будет крепиться внутри коробки. У нее для этого имеются посадочные отверстия.

Дальнейшие действия по монтажу будут проходить на этой монтажной плате, значит, она должна быть достаточной по площади, длине и допускать возможную установку радиаторов на диоды, транзисторы или микросхему, которые должны еще поместиться в выбранную коробку.

Диодный мост собираем на монтажной плате, должен получиться такой ромбик из четырех диодов. Причем левая и правая пары состоят одинаково из диодов, подключенных последовательно, а обе пары параллельны друг другу. Один конец каждого диода маркирован полоской – это обозначен плюс.

Сначала паяем диоды в парах друг к другу. Последовательно – это значит плюс первого соединен с минусом второго. Свободные концы пары тоже получатся – плюс и минус. Параллельно соединить пары – значит спаять оба плюса пар и оба минуса. Вот теперь имеем выходные контакты моста – плюс и минус.

Или их можно назвать полюсами – верхним и нижним.

Остальные два полюса – левый и правый – используются как входные контакты, на них подается переменное напряжение с вторичной обмотки понижающего трансформатора. А на выходы моста диоды подадут пульсирующее знакопостоянное напряжение.

Если теперь подключить параллельно с выходом моста конденсатор, соблюдая полярность – к плюсу моста – плюс конденсатора, он напряжение начнет сглаживать, причем настолько хорошо, насколько велика у него емкость. 1 000 мкФ будет достаточно, и даже ставят 470 мкФ.

Внимание! Электролитический конденсатор – прибор небезопасный. При неверном подключении, при подаче на него напряжения вне рабочего диапазона или при большом перегреве он может взорваться. При этом разлетается по округе все его внутреннее содержимое – лохмотья корпуса, металлической фольги и брызги электролита. Что весьма опасно.

Ну вот и получился у нас самый простой (если не сказать, примитивный) блок питания для приборов напряжением 12 V DC, то есть постоянного тока.

Проблемы простого блока питания с нагрузкой

Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

  1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
  2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
  3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

На рисунке ниже представлено развитие предыдущей простой схемы включением на выходе микросхемы 12-вольтового стабилизатора LM7812.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

Это уже лучше, но максимальный ток в нагрузке такого блока стабилизированного питания по-прежнему не должен превышать 1 А.

Блок питания повышенной мощности

Более мощным блок питания можно сделать, добавив в схему несколько мощных каскадов на транзисторах Дарлингтона типа TIP2955. Один каскад даст прибавку нагрузочного тока в 5 А, шесть составных транзисторов, подключенных параллельно, обеспечат нагрузочный ток в 30 А.

Транзисторы Дарлингтона типа TIP2955

Схема, обладающая такой выходной мощностью, требует соответствующего охлаждения. Транзисторы должны быть обеспечены радиаторами. Возможно, понадобится и дополнительный вентилятор охлаждения. Кроме того, можно защититься еще плавкими предохранителями (на схеме не показано).

На рисунке показано подключение одного составного транзистора Дарлингтона, дающего возможность увеличения выходного тока до 5 ампер. Можно увеличивать и дальше, подключая новые каскады параллельно с указанным.

Подключение одного составного транзистора Дарлингтона

Внимание! Одним из главных бедствий в электрических цепях является внезапное короткое замыкание в нагрузке.

При этом, как правило, возникает ток гигантской силы, который сжигает все на своем пути. В этом случае сложно придумать такой мощный блок питания, который способен это выдержать.

Тогда применяют схемы защиты, начиная от плавких предохранителей и кончая сложными схемами с автоматическим отключением на интегральных микросхемах.

Источник: https://LampaGid.ru/elektrika/komponenty/blok-pitaniya-12v

Простой блок питания

Речь в данной статье пойдет о том, как же своими еще корявыми, не приспособленными под паяльник ручонками собрать самый простой блок питания.

Схема и описание

Как-то недавно мне в интернете попалась одна схема очень простого блока питания с возможностью регулировки напряжения. Регулировать напряжение можно было от 1 Вольта и до 36 Вольт, в зависимости от выходного напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Внимание!

Внимательно посмотрите на LM317T в самой схеме! Третья нога (3) микросхемы цепляется с конденсатором С1, то есть третяя нога является ВХОДОМ, а вторая нога (2) цепляется с конденсатором С2 и резистором на 200 Ом и является ВЫХОДОМ.

С помощью трансформатора из сетевого напряжения 220 Вольт мы получаем 25 Вольт, не более. Меньше можно, больше нет. Потом все это дело выпрямляем диодным мостом и сглаживаем пульсации с помощью конденсатора С1.

Все это подробно описано в статье как получить из переменного напряжения постоянное.  И вот наш самый главный козырь в блоке питания — это высокостабильный регулятор напряжения микросхема LM317T.

На момент написания статьи цена этой микросхемы была в районе 14 руб. Даже дешевле, чем буханка белого хлеба.

Описание микросхемы

LM317T является регулятором напряжения. Если трансформатор  будет выдавать до 27-28 Вольт на вторичной обмотке, то мы спокойно можем регулировать напряжение от 1,2 и до 37 Вольт, но я бы не стал подымать планку более 25 вольт на выходе трансформатора.

Микросхема  может быть исполнена в корпусе ТО-220:

или  в корпусе D2 Pack

Она может пропускать через себя максимальную силу тока в 1,5 Ампер, что вполне достаточно для питания ваших  электронных безделушек без просадки напряжения.

То есть мы можем выдать напряжение в 36 Вольт при силе тока в  нагрузку до 1,5 Ампера, и при этом наша микросхема все равно будет выдавать также 36 Вольт — это, конечно же, в идеале.

В действительности просядут доли вольта, что не очень то и критично. При большом токе в нагрузке целесообразней поставить эту микросхему на радиатор.

Для того, чтобы собрать схему, нам также понадобится переменный резистор на 6,8 Килоом, можно даже и на 10 Килоом, а также постоянный резистор на 200 Ом, желательно от 1 Ватта. Ну и на выходе ставим конденсатор  в 100 мкФ. Абсолютно простая схемка!

Сборка в железе

Раньше у меня был очень плохой блок питания еще на транзисторах. Я подумал, почему бы его не переделать? Вот и результат 😉

Здесь мы видим импортный диодный мост GBU606. Он рассчитан на ток до 6 Ампер, что с лихвой хватает нашему блоку питания, так как он будет выдавать максимум 1,5 Ампера в нагрузку. LM-ку я поставил на радиатор с помощью пасты КПТ-8 для улучшения теплообмена. Ну а все остальное, думаю, вам знакомо.

А вот и допотопный трансформатор, который выдает мне напряжение 12 Вольт на вторичной обмотке.

Все это аккуратно упаковываем в корпус и выводим провода.

Ну как вам ? 😉

Минимальное напряжение у меня получилось 1,25 Вольт, а максимальное — 15 Вольт.

Ставлю любое напряжение, в данном случае самые распространенные 12 Вольт и 5 Вольт

Все работает на ура!

Очень удобен этот блок питания для регулировки оборотов минидрели, которая используется для сверления плат.

Аналоги на Алиэкспресс

Кстати, на Али можно найти сразу готовый набор этого блока без трансформатора.

Ссылка на этот кит-набор здесь.

Лень собирать? Можно взять готовый 5 Амперный меньше чем за 2$:

Посмотреть можно по этой ссылке.

Если 5 Ампер мало, то можете посмотреть 8 Амперный. Его вполне хватит даже самому прожженному электронщику:

Читайте также:  Ардуино почтовый ящик: отправляем e-mail, когда положили письмо

Вот ссылка.

Также неплохо было бы доработать этот блок питания ампервольтметром

который также можно купить на Али здесь.

С трансформатором и корпусом уже будет подороже:

Вот так он будет выглядеть при сборке

Глянуть его можно по этой ссылке. Может быть найдете подешевле.

А лучше вообще не заморачиваться и взять готовый лабораторный мощный блок питания со всеми прибамбасами:

Выбирайте на ваш вкус и цвет!

Источник: https://www.ruselectronic.com/prostoj-blok-pitanija/

Блок питания на 12 вольт — подбор и расчет необходимой мощности. Обзор лучших моделей + инструкция как сделать своими руками

В настоящее время подпитывающие блочные системы – это основная часть приборов освещения. Именно 12-вольтовое подпитывающее устройство позволяет сэкономить электрическую энергию. Сделать прибор несложно. В нашей статье мы попытаемся ответить на вопрос, как сделать блок питания своими руками.

Типы блоков питания

Принято разделять подпитывающие системы на несколько типов. В первую группу входят вторичные источники электропитания, которых большое количество. Во вторую – трансформаторного или сетевого. Третья группа включает импульсные источники. Каждый из блоков питания имеет свои характеристики, свои положительные и отрицательные стороны.

Основная часть приборов освещения – система подпитки. Именно 12-вольтовое подпитывающее устройство позволяет сэкономить электрическую энергию. Сделать прибор несложно. В нашей статье мы попытаемся ответить на вопрос, как сделать блок питания своими руками.

Самым распространённым является подпитывающая система второго типа, которую и будем сегодня собирать.

Составляющие части устройства

Собираемый нами сегодня механизм состоит из трёх частей:

  • понижающего трансформатора, являющегося наиболее важной и неотъемлемой частью;
  • конденсатора, с помощью которого стабилизируется текущее напряжение до оптимальных показаний;
  • диодов, которые необходимы для сборки диодного моста своими руками.

Каждая из частей очень важна. Если в какой-либо из них допустить ошибку при сборке, то это приведёт к тому, что неправильно будет работать собранный агрегат и подключённый к системе бытовой электрический прибор. А также собранный аппарат может вообще не включиться. Рассмотрим каждый из компонентов механизма более подробно.

Выбор трансформатора

Преобразующее напряжение приспособление является одним из главных трансформаторных компонентов. Здесь переменное 220-вольтовое напряжение преобразуется в подобное себе, но немного с пониженной амплитудой.

Обычный понижающий прибор, необходимый для уменьшения вольтажа с привычного 220-вольтового до 12-вольтового, можно использовать в качестве машины трансформаторного типа.

Оптимально брать для прибора конденсатор 470 мкФ ёмкости с 25-вольтовым напряжением. Почему это будет оптимальным вариантом? Это связано с тем, что, когда напряжение выходит из агрегата, то оно становится выше стандартного с вольтажем в 12В. Когда механизм начинает работать, то напряжение возвращается к стандартным показателям (12 В).

Как изготовить выпрямитель

Устройство, работающее на полупроводниковых диодах, называется выпрямителем, который является одним из важных элементов схемы блока питания. С помощью выпрямителя преобразовываются значения переменного тока, приближают к его постоянным показателям.

Не представляет никакого труда собрать своими руками блок питания на 12 вольт. Прежде всего следует усвоить, что конденсатор имеет два выхода: один из них положительный, другой отрицательный.

Как же понять, где находится какой? Если диод имеет положительное значение, то на нём есть специальная полоска, если нет полоски, то значит, диод имеет отрицательное значение. Диодокомпоненты соединяются последовательно:

Подобным образом проходит соединение 2-х других диодов (приспособление с минусом необходимо подключить к диоду с положительным значением). Соединение парных конструкций между собой, при этом необходимо попарно подсоединить диоды (отрицательный с отрицательным показателем, а положительный с положительным).

Важно проследить, чтобы подключение было правильным, иначе это приведёт к проблемам в работе механизма.

После создания диодного мостика с 4 соединительными точками:

  • двумя с плюс-минус схемой;
  • одной плюс-плюсовой;
  • одной минус-минусовой – можно приступать к сборке механизма. Важно при этом проверить качество контакта между диодными системами.

Сборка фильтрационных блоков

Перед тем, как подключить блок питания 12 вольт, рекомендуется установить специальные фильтры, которые помогут работе подключённых к устройству бытовых приборов.

Чтобы подпитывалась бытовая техника, обычно применяется LC-цепочка. Там, где выходит из устройства выпрямитель со  значением плюс, необходимо подключение дросселя.

Через него должно осуществляться прохождение электрического тока.

Соединение второго вывода идёт к общему электрическому проводу со значением минус. Электролитический конденсатор способствует стабилизации электрического тока. Как же это происходит? Этот вопрос мы рассмотрим немного подробнее.

Как стабилизировать напряжение на выходе

Чтобы стабилизировать выходное напряжение, можно воспользоваться стабилитроном, имеющим силу 12-вольтового показателя. Даже если установить более мощные стабилизаторы, то на выходе получаются те же 12 Вольт.

Куда же уходит оставшееся количество? Остальная часть переходит в тепловую энергию, поэтому этот компонент принято монтировать на поверхность радиатора.

Процесс регулирования

Обычно принято использовать регулируемые блоки питания. Необходимо при установке стабилизатора смонтировать специальный провод, к которому следует подключить переменный резистор.

Регулятор позволяет стабилизировать показатели тока до оптимальных значений, предотвращает перегорание механизма. Для усиления безопасности собранного агрегата можно устанавливать электронный вольтметр на выходе из системы, который поможет отслеживать показатели текущего в системе напряжения.

Собрать блок питания на 12 Вольт не представляет сложности даже человеку с минимальными знаниями в области сборки каких-либо устройств. Для этого можно воспользоваться пошаговой инструкцией с фото на каждом из этапов. Имея необходимые детали и пошаговую инструкцию, можно собрать любой механизм.

При подключении к электроприборам необходимо проконсультироваться с мастером-электриком, который просмотрит правильность сборки, что предотвратит проблемы с работой приспособления.

Фото блоков питания на 12 вольт

Источник: http://electrikmaster.ru/blok-pitaniya-na-12-volt/

Импульсный блок питания 12В 5А: общие сведения, схема, процесс изготовления устройства своими руками

Импульсный блок питания — это инверторная система, в которой переменное напряжение преобразовывается в постоянное, а затем из него формируются импульсы повышенной частоты.

Такой прибор стоит довольно дорого и купить его могут только обеспеченные люди. Все те, кто не относится к этой категории, стараются изготовить устройство своими руками.

Для этого понадобятся необходимые материалы и схема импульсного блока питания 12 В 5А.

Перед тем как сделать импульсный блок питания своими руками, необходимо подробно изучить его конструктивные особенности, принцип действия, достоинства и недостатки. С помощью этой информации можно ускорить процесс создания, а также сделать устройство более качественным и долговечным.

Составные части

Чаще всего самодельный импульсный блок питания изготавливается по стандартной схеме с использованием некоторых важных элементов. Он применяется для корректировки входного напряжения при питании светодиодных ламп или других осветительных приборов. Конструкция блока включает в себя несколько составляющих:

  1. Импульсный трансформатор. Он устанавливается между входной и выходной частью конструкции и служит для проведения процесса выделения импульса.
  2. РТС термистор. Эта деталь устройства изготавливается из разнообразных полупроводников и имеет положительный коэффициент температуры. Применяется в качестве защитного механизма ключа.
  3. Конденсатор. Этот элемент конструкции рассчитывается на разную нагрузку и выполняет роль фильтрующего элемента (снимает оставшиеся пики импульсов).
  4. Драйвера. С их помощью проводится гашение сопротивления, возникающего в цепи.
  5. Полевые транзисторы. Они выбираются исходя из максимального напряжения и сопротивления. При низких показателях этих двух параметров значительно увеличивается коэффициент полезного действия, и снижается степень нагрева в процессе работы.
  6. Типовой трансформатор. Он имеет стандартную конструкцию и применяется для понижения высокого напряжения.

Принцип работы

Импульсный источник питания отличается простотой своей работы. В ней без труда сможет разобраться не только специалист, но и новичок, имеющий элементарные знания в этой области. Из-за этого устройства считаются наиболее доступными и часто используются для достижения различных целей. Работают они следующим образом:

  1. Переменное входное напряжение преобразовывается в постоянное.
  2. Затем оно принимает вид прямоугольного импульса высокой частоты и подаётся на трансформатор.
  3. Там при помощи отрицательной обратной связи происходит процесс стабилизации напряжения.

Обратная связь может быть создана одним из двух способов. Оба они позволяют качественно выполнить возложенные функции и избежать появления непредвиденных ситуаций. Способы организации обратной связи:

  1. Без создания развязки (применяется резисторный делитель напряжения).
  2. С гальванической развязкой (выход обмотки трансформатора или оптрон).

Преимущества и недостатки

Созданный своими руками импульсный БП, как и любое другое устройство, имеет несколько достоинств. Благодаря им конструкция пользуется большой популярностью и часто применяется в той или иной сфере деятельности человека. К положительным сторонам источника питания относятся следующие факторы:

  1. Высокий коэффициент стабилизации. Благодаря этому показателю обеспечиваются условия питания, снижающие негативное воздействие на чувствительные электронные элементы устройства.
  2. Высокий КПД. Все современные модели оснащаются и настраиваются так, чтобы максимально снизить нежелательные потери, что автоматически приведёт к повышению коэффициента полезного действия. В некоторых случаях этот показатель может достигать 98%.
  3. Восприимчивость к резким перепадам напряжения в электросети. Это одно из главных достоинств конструкции, которое позволяет увеличить срок работы электронных элементов.
  4. Частота входящего тока практически не влияет на работу входных деталей конструкции.
  5. Возможность дистанционного управления. В некоторых новых моделях предусмотрена специальная функция, которая позволяет управлять прибором с небольшого расстояния.
  6. Малый вес и размеры. Эти параметры позволяют упростить процесс транспортировки блока питания и увеличить его популярность среди потребителей.
  7. Дешевизна. Импульсный источник питания стоит намного дешевле линейного.

Несмотря на большое количество преимуществ, у конструкции есть и несколько недостатков. Их обязательно нужно учитывать, так как они позволят избежать неисправностей и снизят риск некачественной работы устройства. Среди недостатков выделяются такие:

  1. Наличие трудностей при самостоятельной регулировке параметров прибора.
  2. Сильные импульсные помехи.
  3. Необходимость дополнения цепи компенсаторами коэффициента мощности.
  4. Сложность проведения ремонтных и профилактических работ.
  5. Низкая степень надёжности.

Изготовление своими руками

Для того чтобы устройство правильно работало и выполняло возложенные на него функции, необходимо соблюсти ряд правил. С их помощью можно добиться нужного результата и снизить вероятность возникновения ошибок.

Рекомендации профессионалов

Во время изготовления импульсного источника питания следует брать во внимание не только советы производителей деталей, но и рекомендации специалистов. Они помогут новичкам избежать большинства простых ошибок и выполнить работу за максимально короткий промежуток времени. Советы профессионалов:

  1. В большинстве случаев схема блока питания не требует наличия специальных фильтров и организации обратной связи.
  2. Из множества полевых транзисторов рекомендуется покупать детали типа IR. Они хорошо выдерживают повышенные температуры и не разрушаются под длительным воздействием тепла.
  3. Если в собранной своими руками конструкции транзисторы будут сильно нагреваться в процессе работы, то следует установить дополнительное охлаждающее устройство (вентилятор).

Необходимые материалы и инструменты

Перед тем как приступить к изготовлению устройства, нужно подготовить все необходимые материалы и инструменты. Благодаря этому можно будет не отвлекаться во время работы, чтобы найти тот или иной предмет. В процессе создания прибора понадобятся:

  • любой РТС термистор;
  • конденсаторы ёмкостью не менее 220 мкФ;
  • диодная сборка;
  • полевые транзисторы с хорошим сопротивлением (IRF840, IRF740);
  • драйвера IR2153D, IR2153, IR2152;
  • трансформатор (можно использовать устройство, снятое со старых системных блоков компьютера);
  • диоды из семейства HER.
Читайте также:  Цифровые часы atmega328: создание своими руками

Необходимые инструменты:

  • плоскогубцы;
  • отвёртки разного размера;
  • пинцет;
  • паяльное оборудование;
  • расходные материалы для пайки.

Процесс сборки

После того как все подготовительные мероприятия были завершены, можно приступать к сборке устройства своими руками. Схема импульсных источников питания составляется заранее. Эту работу можно выполнять самостоятельно или с помощью специалиста.

Пошаговая инструкция:

  1. Первым делом на входе устанавливается РТС термистор и надёжно фиксируется.
  2. Затем конструкция дополняется диодными мостами.
  3. На следующем этапе монтируются драйвера, используемые для управления работой затворов полевых транзисторов.
  4. Полевые транзисторы крепятся без укорачивания фланцев.
  5. После этого проводится крепление к радиатору. Эту работу нужно выполнять с применением изоляционных прокладок и специальных шайб.
  6. Трансформаторы монтируются с закороченными выводами.
  7. На выходе ставятся диоды.

Тестирование устройства

Для того чтобы проверить собранный импульсный источник энергии на работоспособность, необходимо выполнить несколько простых действий. Они помогут выявить различные проблемы и ошибки, допущенные в процессе сборки. Порядок действий:

  1. Выполняется первое кратковременное включение устройства в цепь.
  2. Если всё правильно сделано, то должна загореться лампочка, сигнализирующая о подаче питания к прибору.
  3. Затем следует оставить блок питания в рабочем состоянии на несколько минут.
  4. По истечении этого времени необходимо отключить устройство и проверить температуру всех его деталей. Нагрев одного или нескольких элементов будет свидетельствовать о допущенной ошибке в процессе сборки.
  5. При втором пуске определяется величина напряжения. Выполнить эту операцию можно при помощи специального тестера.
  6. Работающий блок питания оставляется примерно на 1 час.
  7. По прошествии указанного промежутка времени элементы проверяются на степень нагрева.
  8. Если ни один из элементов не стал горячим, то все они проверяются на наличие высокого тока после отключения питания.

Техника безопасности

Во время эксплуатации импульсного блока необходимо придерживаться простых правил безопасности. Они помогут избежать травм разной степени тяжести и снизить вероятность возникновения аварийной ситуации. Основные меры предосторожности:

  1. Ремонтные или профилактические работы следует выполнять только при отключении блока от электросети. Это поможет избежать удара током и всех проблем, связанных с ним.
  2. Силовые конденсаторы способны долго оставаться под напряжением даже после отключения блока. Из-за этого запрещается выполнять какие-либо действия с прибором сразу же после его выключения.
  3. Запрещено хранить около работающей установки легковоспламеняющиеся предметы и горючие материалы. Из-за небольшой искры может произойти возгорание, которое повлечёт за собой множество проблем.
  4. Не рекомендуется проводить ремонт конструкции, если рядом с ней есть заземлённые устройства.
  5. Не следует хранить и использовать прибор во влажном помещении, так как это может привести в короткому замыканию.
  6. Мастер, работающий с импульсным источником энергии, должен стоять на специальном коврике из диэлектрического материала. Эта простая мера поможет значительно снизить риск поражения током.
  7. Запрещается ремонтировать устройство, стоя на полу из цемента или любого другого токопроводящего материала.
  8. Не рекомендуется оставлять без присмотра работающий самодельный блок.
  9. При первом включении сделанного своими руками блока необходимо тщательно проверить все элементы конструкции на предмет безопасности.
  10. Важно избегать попадания воды или каких-либо других жидкостей на составные части устройства, работающие от электроэнергии.
  11. Профилактические и ремонтные мероприятия следует выполнять с использованием специальной защитной одежды (нарукавников, перчаток) и инструментов с изолированными ручками.
  12. Хранить самодельное устройство следует в недоступном для детей и домашних животных месте.
  13. При возникновении какой-либо аварии или непредвиденной ситуации необходимо сразу же обесточить оборудование. Только после этого можно искать причину поломки и устранять её.

Импульсный источник энергии — это полезное и нужное устройство, которое можно не только купить в готовом виде, но и изготовить своими руками. Второй вариант более популярный, так как он позволяет получить качественный прибор с минимальными финансовыми и временными затратами.

Источник: https://220v.guru/samodelki/ustroystvo-shema-i-princip-raboty-impulsnogo-bloka-pitaniya-12v-5a.html

Источники питания 24 и 12 Вольт

Источником питания называется электрооборудование, применяемое для воспроизведения электрической энергии либо преобразование ее основных характеристик.

Источник питания 12в 10а зачастую используется в бытовых условиях. Он позволяет заряжать аккумуляторные батареи, обеспечивать работу приборов освещения, быть элементом источника бесперебойного питания компьютера. Качество питаемого источника влияет на качество его работы или на саму работу устройства.

Принцип действия

Чтобы понять принцип работы источника питания, необходимо рассмотреть структурную схему (рис.1). Она состоит из:

Рис. 1 Источник питания 12 вольт

  • Выпрямителя сетевого (СВ). Производит трансформацию переменного тока в постоянный. Таким образом он обеспечивает сглаживание импульсов напряжений.
  • Преобразователя высокочастотного (ВЧП).

    Его основная задача – преобразование напряжения постоянного в переменное. При этом:

    • образуется прямоугольная форма импульсов;
    • можно достичь необходимой амплитуды сигнала.
  • Элемент для выпрямления напряжения (ВН). Выполняет сглаживание величины напряжения.

    В некоторых разновидностях схем данный блок отсутствует, тем самым давая возможность поступать электрическому току на элемент сглаживания, соединенный нагрузочным фрагментом цепи.

  • Системный блок управления (СУ).

     При правильном сборе такой схемы для источника питания на 12V, можно получить достаточно высокий коэффициент полезного действия, около 80-95%.

Принципиальные схемы

Для выбора схемы нужно выбрать базовые элементы, на которых она будет основана:

  1. преобразователь высокочастотный;
  2. элемент выпрямления напряжения.

Высокочастотный трансформатор – элемент цепи, где задействуется трансформатор (рис. 2)

Рис. 2 Схема высокочастотного трансформатора

Такая схема является одной из самых простых, но при этом имеет некие недостатки:

  1. необходимо увеличивать амплитуду импульсов для получения большой мощности тока;
  2. использование трансформатора крупных размеров, так как в основе лежит частная петля магнитного гистерезиса.

Из вышеупомянутых недостатков, схема применима зачастую у маломощных приборов.

Выпрямители напряжения

Такие элементы подразделяются на 3 вида (рис. 3):

Рис. 3 Разновидности схем выпрямителей напряжения

  1. Однополупериодная. Одна и самых простых схем, используемых малое количество полупроводников. К ее несовершенствам относится высокий импульс величины напряжения на выходе.
  2. С нулевой точкой.

    Имеет устройство с высоким коэффициентом выпрямления. Минусом данной схемы можно назвать – сетевой трансформатор, создающий большие габаритные размеры.

  3. Мостовая схема. Аналогична с пунктом 2, за исключением отсутствия трансформаторного преобразователя.

    Вместо него задействуется фильтр емкостный. Но данный элемент имеет на выходе очень большой импульс тока.

Рассмотрев разновидности рабочих схем источников, стоит отметить, что устройства каждой схемы будут гарантированно работать корректно при правильном выборе и подключении всех элементов цепи.

Разновидности

Блок питания из энергосберегающих ламп

Питаемые источники (ИП) делятся на два больших вида:

  • ИП первичные. Основная их задача заключается в преобразовании многих видов энергии в электрическую. Примеры где используются такие датчики:
    • гидроэлектростанции (трансформация энергии воды в электрическую);
    • аккумуляторные батареи;
    • приспособления топливные (в электроэнергию преобразуется химическая энергия);
    • установки, работающие на дизельном топливе (в данном случае происходит изменение химической энергии в механическую, затем – в электрическую энергию);
  • ИП вторичные. Сами не являются устройствами для генерирования энергии, а лишь преобразуют поступающие сигналы, при этом обеспечивают заданные параметры, частоты, напряжения, импульсов напряжения. К таким устройствам можно отнести:
    • ИБП (источники бесперебойного питания);
    • приборы стабилизации напряжения;
    • выпрямители;
    • устройства изменения напряжения.

Базовые задачи питаемых источников:

  1. трансформация сигнала напряжения;
  2. передача мощности поступающего сигнала;
  3. протекция согласно тока и напряжения;
  4. управление всеми параметрами устройства;
  5. обеспечение стабильности напряжения.

Главная характеристика источника питания – мощность. В системе СИ величина мощности измеряется в Ваттах (Вт / W). Мощность прямо пропорциональна токовым значениям и обратно пропорциональна напряжению. Для наглядности формула мощности имеет вид – Вт = В х А. Где «В» – вольт (единица напряжения), «А» – ампер (единица силы тока).

Если питаемый блок работает с величиной напряжения – 12 В и значением постоянного тока – 10А, то мощность согласно вышеупомянутой формулы будет 120 Вт. И также можно произвести обратные расчеты. Если мощность питаемого блока 60 Вт, то в таком случае мы имеем следующие параметры тока и напряжения – 12 вольт 5 ампер.

В системах видеонаблюдения могут использоваться автономный источник питания 12В, также возможен источник питания 24В. В качестве приспособлений для питания камер, могут применяться блоки питания различных величин мощности.

Выбор источника питания

Вольт-СПБ (Санкт-Петербург)

Выбрать необходимый источник питания можно по двум критериям:

Согласно схемы изменения напряжения

Такая разновидность выбора источника, в свою очередь, делится на две разновидности:

  1. при помощи схемы трансформации;
  2. при помощи схемы импульсной.

Длительное время на рынке электронных устройств широко были популярны источники трансформаторного вида. Они имеют простую конструкцию, не затратный и быстрый ремонт. Но при этом их габариты могут быть достаточно крупными.

Вес только одного трансформаторного элемента может составлять базовый вес всего устройства. Такого рода прибор работает, используя промышленную частоту 50 – 60 Гц при напряжении 220 – 240 V.

На выходе воспроизводятся сигналы повышенной частоты, которые потом изменяются через выпрямительные схемы, а также схемы фильтрации.

Очень выгодно использовать портативные источники питания, поскольку они имеет намного меньшие габаритные размеры, но при этом обладают более сложной принципиальной схемой. Их ремонт также намного затратнее по сравнению с трансформаторными, и плюс ко всему такие приборы могут выступать высокочастотными помехами.

Согласно области применения

Такие устройства применяются в:

  1. адаптерах сетевых;
  2. металлических корпусах блоков питания;
  3. на печатной плате.

Блок питания для бытового использования имеет источник с напряжением 5 В и величиной тока 1,5 А. БП с металлическими корпусами имеют отличия:

  1. используют значительные величины токов;
  2. имеют вентиляцию и надежный металлический корпус;
  3. малые конструктивные размеры;
  4. постоянное выходное напряжение;
  5. постоянный максимальный ток.

Для обеспечения электрической энергией огромного числа светодиодных элементов напряжением 24 V, может подойти источник питания, с параметрами 12 Вольт, 20 – 30 Ампер в металлическом корпусе.

Стоимость блоков питания может зависеть от их конструктивных особенностей: принципиальной схемы, стабильностью работы, отсутствие помех. Зачастую блоки с импульсными помехами применяются в ИП, трансформирующие постоянное напряжение сети в регулируемое.

На рынках электронной техники представлены блоки двух видов:

  • многоканальные;
  • одноканалные.

Большинство разновидностей имеют выход с постоянным напряжением и вывод регулируемый.

Полученная информация позволит не только подобрать нужный источник питания по всем заданным параметрам, но также выбрать необходимые детали и произвести сбор всей конструкции самостоятельно.

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/istochniki-pitaniya-24-i-12-volt.html

Ссылка на основную публикацию