Designa enkla strömförsörjningskretsar

Inlägget beskriver hur man utformar och bygger en enkel strömförsörjningskrets direkt från grundkonstruktionen till den ganska sofistikerade strömförsörjningen med utökade funktioner.

Strömförsörjning är oumbärlig

Oavsett om det är en elektronisk noob eller en expertingenjör, alla kräver denna oumbärliga utrustning som kallas strömförsörjningsenheten.

Detta beror på att ingen elektronik kan gå utan ström, för att vara exakt en lågspännings likström, och en strömförsörjningsenhet är en anordning som är speciellt avsedd för att uppfylla detta syfte.

Om den här utrustningen är så viktig blir det absolut nödvändigt för alla i fältet att lära sig alla nitty-gritties hos denna viktiga medlem av den elektroniska familjen.

Låt oss börja och lära oss att utforma en strömförsörjningskrets, den enklaste först, förmodligen för de noobs som skulle tycka att den här informationen var extremt användbar.
TILL grundläggande strömförsörjningskrets i grunden kommer att kräva tre huvudkomponenter för att ge de avsedda resultaten.
En transformator, en diod och en kondensator. Transformatorn är enheten som har två uppsättningar lindningar, en primär och den andra är sekundär.

Elnät 220v eller 120v matas till primärlindningen som överförs till sekundärlindningen för att producera en lägre inducerad spänning där.

Den låga nedstämda spänningen som är tillgänglig vid transformatorns sekundär används för den avsedda applikationen i elektroniska kretsar, men innan denna sekundära spänning kan användas måste den först åtgärdas, vilket innebär att spänningen måste göras till en DC först.

Till exempel om transfornmerns sekundärvärde är 12 volt, så kommer de förvärvade 12 volt från transformatorns sekundärvärde att vara en 12 volt växelström över de relevanta ledningarna.

Elektronisk krets kan aldrig fungera med växelström och därför bör denna spänning omvandlas till en likström.

En diod är en enhet som effektivt omvandlar en växelström till likström, det finns tre konfigurationer genom vilka grundläggande strömförsörjningsdesign kan konfigureras.

Du kanske också vill lära dig hur man utformar en strömförsörjning för bänkar

Med en enda diod:

Den mest grundläggande och råa formen av strömförsörjningsdesign är den som använder en enda diod och en kondensator. Eftersom en enda diod endast kommer att korrigera en halv cykel av växelströmssignalen, kräver denna typ av konfiguration en stor utgångsfilterkondensator för att kompensera ovanstående begränsning.

En filterkondensator ser till att efter korrigering, vid de fallande eller minskande sektionerna av det resulterande likströmsmönstret, där spänningen tenderar att doppa, fylls dessa sektioner och toppas av den lagrade energin inuti kondensatorn.

Ovanstående kompensationsåtgärd utförd av kondensatorns lagrade energi hjälper till att upprätthålla en ren och krusningsfri likström som inte skulle vara möjlig bara av dioderna ensamma.

För en enda diodströmförsörjningsdesign behöver transformatorns sekundärlindning bara ha en enda lindning med två ändar.

Ovanstående konfiguration kan emellertid inte betraktas som en effektiv strömförsörjningsdesign på grund av dess råa halvvågslikriktning och begränsade kapacitetsutnyttjande.

Använda två dioder:

För att använda ett par dioder för att skapa en strömförsörjning krävs en transformator med en sekundärlindning i mitten. Diagrammet visar hur dioderna är anslutna till transformatorn.

Även om de två dioderna fungerar i tandem och tacklar båda halvorna av växelströmssignalen och alstrar en fullvågslikriktning, är den använda metoden inte effektiv, eftersom det i varje ögonblick endast används en halvlindning av transformatorn. Detta resulterar i dålig kärnmättnad och onödig uppvärmning av transformatorn, vilket gör denna typ av strömförsörjningskonfiguration mindre effektiv och en vanlig design.

Använda fyra dioder:

Det är den bästa och allmänt accepterade formen av strömförsörjningskonfiguration när det gäller korrigeringsprocessen.

Den smarta användningen av fyra dioder gör det väldigt enkelt, bara en enda sekundärlindning är allt som krävs, kärnmättnaden är perfekt optimerad vilket resulterar i en effektiv växelström till likströmskonvertering.

Figuren visar hur en fullvågslikriktad strömförsörjning tillverkas med fyra dioder och en filterkondensator med relativt lågt värde.

Denna typ av diodkonfiguration är populärt känd som bryggnätverket, kanske du vill veta hur man bygger en brygglikriktare .

Alla ovanstående strömförsörjningskonstruktioner ger utgångar med vanlig reglering och kan därför inte betraktas som perfekta, dessa ger inte idealiska DC-utgångar och är därför inte önskvärda för många sofistikerade elektroniska kretsar. Dessutom inkluderar dessa konfigurationer inte variabla spännings- och strömstyrningsfunktioner.

Ovanstående funktioner kan emellertid helt enkelt integreras i ovanstående konstruktioner, snarare med den sista fullvågskraftkonfigurationen genom införandet av en enda IC och några andra passiva komponenter.

Använda IC LM317 eller LM338:

IC LM 317 är en mycket mångsidig enhet som normalt ingår i nätaggregat för att få väl reglerade och variabla spännings- / strömutgångar. Några strömförsörjningsexempelkretsar som använder denna IC

Eftersom ovanstående IC endast kan stödja maximalt 1,5 ampere kan en större liknande enhet användas för större strömutgångar men med högre betyg. IC LM 338 fungerar precis som LM 317 men kan hantera upp till 5 ampere ström. En enkel design visas nedan.

För att erhålla fasta spänningsnivåer kan IC-serier i 78XX-serien användas med ovan beskrivna strömförsörjningskretsar. De 78XX IC: er förklaras utförligt för din referens

Nu för tiden transformatorlösa SMPS-strömförsörjningar håller på att bli favoriter bland användarna på grund av deras höga effektivitet och höga effekt som levererar funktioner i otroligt kompakta storlekar.
Även om att bygga en SMPS-strömförsörjningskrets hemma är det säkert inte för nybörjare inom området, kan ingenjörer och entusiaster med omfattande kunskap om ämnet gå att bygga sådana kretsar hemma.

Du kan också lära dig lite snyggt brytarläge strömförsörjning design.

Det finns några andra former av strömförsörjning som snarare kan byggas av även de nya elektroniska hobbyisterna och som inte kräver transformatorer. Även om det är mycket billigt och enkelt att bygga, kan dessa typer av strömförsörjningskretsar inte stödja tung ström och är normalt begränsade till 200 mA eller så.

Transformerless Power Supply Design

Två koncept för ovanstående transformator mindre typ av strömförsörjningskretsar diskuteras i följande par inlägg:

Genom att använda högspänningskondensatorer,

Genom att använda Hi-End IC och FET

Feedback från en av de dedikerade läsarna i den här bloggen

Kära Swagatam Majumdar,

Jag vill skapa en psu för en mikrokontroller och dess beroende komponenter ...

Jag vill få en stabil + 5V ut och + 3.3V ut från PSU, jag är inte säker på förstärkaren men jag tycker att en 5A-total borde räcka, det kommer också att finnas 5V mus och 5V tangentbord och 3 x SN74HC595 IC: er och 2 x 512Kb SRAM ... Så jag vet inte förstärkaren att sikta på ....

Jag antar att 5Amp räcker? .... Min viktigaste fråga är vilken TRANSFORMATOR som ska användas och vilka DIODER som ska användas? Jag har valt transformatorn efter att ha läst någonstans online att brygglikriktaren orsakar en VOLT DROP på 1.4V i allmänhet och i din blogg ovan anger du att bryggkontrollen kommer att få spänningen att öka? ...

SÅ jag är osäker (jag är ändå osäker på att vara ny inom elektronik) ..... Den FÖRSTA transformatorn jag valde var den här. Vänligen meddela mig vilken som är BÄST för mina behov och vilka DIODER att använda också .... Jag skulle vilja använda PSU: n för ett kort som liknar det här ....

Hjälp och vägled mig det bästa sättet att skapa en lämplig MAINS 220 / 240V PSU som ger mig STABIL 5V och 3.3V för användning med min design. Tack på förhand.

Hur får jag konstant 5V och 3V från strömförsörjningskretsen

Hej, du kan uppnå det helt enkelt genom en 7805 IC för att få 5V och genom att lägga till ett par 1N4007-dioder till denna 5V för att få cirka 3,3V.

5 amp ser för högt ut och jag tror inte att du skulle behöva så mycket ström om du inte också använder den här strömförsörjningen med ett externt drivsteg som bär högre belastningar som en hög watt LED eller en motor etc.

Så jag är säker på att ditt krav enkelt kan uppfyllas genom ovanstående procedurer.

för att driva MCU genom ovanstående procedur kan du använda en 0-9V eller en 0-12V trafo med 1ampström, dioder kan vara 1N4007 x 4nos

Dioderna kommer att släppa 1,4 V när ingången är likström men när den är en växelström som från en trafo kommer utgången att höjas med faktorn 1,21.

Se till att du använder en 2200uF / 25V kåpa efter bron för filtrering

Jag hoppas att informationen kommer att upplysa dig och svara på dina frågor.

Bilden ovan visar hur man får 5V och 3,3V konstant från en given strömförsörjningskrets.

Hur får man 9 V-variabel spänning från IC 7805

Normalt anses IC 7805 vara en fast 5 V-spänningsregulator. Men med en grundläggande lösning kunde IC förvandlas till en 5 V till 9 V variabel regulatorkrets, som visas ovan.

Här kan vi se att en förinställning på 500 ohm läggs till med IC: ns centrala jordstift, vilket gör att IC: n kan producera ett upphöjt utgångsvärde upp till 9 V, med en ström på 850 mA. Förinställningen kan justeras för att få utgångar i området 5 V till 9 V.

Skapa en fast 12V-regulatorkrets

I ovanstående diagram kan vi se hur en vanlig 7805 regulator IC kan användas för att skapa en fast 5V reglerad utgång.

Om du vill uppnå en fast 12V-reglerad strömförsörjning kan samma konfiguration tillämpas för att få de önskade resultaten, som visas nedan:

12V, 5V reglerad strömförsörjning

Antag nu att du hade kretsapplikationer som behövde en dubbel matning i intervallet 12V fasta och även 5V fasta reglerade leveranser.

För sådana tillämpningar kan den ovan diskuterade designen enkelt modifieras med hjälp av en 7812 IC och därefter en 7805 IC för att få samman den erforderliga 12V och 5V reglerade strömförsörjningsutgången, såsom anges nedan:

Designa en enkel dubbel strömförsörjning

I många av kretsapplikationerna, särskilt de som använder op-förstärkare, blir en dubbel strömförsörjning obligatorisk för att möjliggöra +/- och jordförsörjning till kretsen.

Designa en enkel dubbel strömförsörjning involverar faktiskt bara en mittkraftsströmförsörjning och en brygglikriktare tillsammans med ett par högvärdiga filterkondensatorer som visas nedan:

För att uppnå en reglerad dubbel strömförsörjning med önskad nivå av dubbel spänning vid utgången är det emellertid något som normalt kräver en komplex design använder kostsamma IC: er .

Följande design visar hur enkelt och diskret en dubbel strömförsörjning kan konfigureras med några BJT och några motstånd.

Här är Q1 och Q3 riggade som emitterföljare passera transistorer , som bestämmer mängden ström som får passera över respektive +/- utgångar. Här är det cirka 2 ampere

Utgångsspänningen över de relevanta dubbla matningsskenorna bestäms av transistorerna Q2 och Q4 tillsammans med deras basresistiva delningsnätverk.

Utgångsspänningsnivåerna kan justeras och justeras på lämpligt sätt genom att justera värdena för de potentiella delarna som bildas av motstånden R2, R3 och R5, R6.

Designa en LM317 strömförsörjning med fasta motstånd

En extremt enkel LM317T-baserad spännings- / strömförsörjning, som kan användas för laddning av nickel-kadmiumceller eller när som helst en praktisk strömförsörjning är nödvändig, visas nedan.

Det är en okomplicerad satsning för nybörjaren att konstruera och är tänkt att användas med en plug-in nätadapter som ger en oreglerad likström. produktion. IC1 är faktiskt en justerbar regulator typ LM317T.

Vredet S1 väljer inställningen (konstant ström eller konstant spänning) tillsammans med ström- eller spänningsvärdet. Den reglerade spänningen kan erhållas vid SK3 och strömmen är i SK4.

Observera att en justerbar inställning (position 12) ingår som gör det möjligt att anpassa en variabel spänning genom potentiometer VR1.

Motståndsvärdena måste tillverkas från de närmast erhållna fasta värdena, placerade i serie efter behov.

Motstånd R6 är märkt till 1W och R7 vid 2W även om den återstående kan vara 0,25W. Spänningsregulatorn IC1 317 måste installeras på någon kylfläns vars storlek bestäms av ingångs- och utgångsspänningar och strömmar som krävs.