Como fazer uma fonte de alimentação de bancada: 20 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Uma fonte de alimentação de bancada é um kit extremamente útil para os entusiastas de eletrônicos, mas pode ser cara quando comprada no mercado. Neste Instructable, vou mostrar a você como fazer uma fonte de alimentação de bancada de laboratório variável com um orçamento limitado. É um ótimo projeto DIY para iniciantes, bem como qualquer pessoa interessada em Eletrônica.

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Você pode encontrar todos os meus projetos em:

O principal objetivo do projeto é aprender como funciona uma fonte de alimentação linear. No início, para explicar o princípio de funcionamento de uma fonte de alimentação linear, peguei um exemplo de fonte de alimentação baseada em LM 317. Para fazer a fonte de alimentação final, Comprei um kit de fonte de alimentação da Banggood e o montei.

Esta é uma fonte de tensão estabilizada de alta qualidade com a qual a tensão pode ser regulada continuamente, e a faixa na qual regular a tensão é de 0-30V. Ele ainda contém um circuito de limite de corrente que pode controlar efetivamente a corrente de saída de 2mA a 3A com a capacidade de regular a corrente continuamente, e esse recurso exclusivo torna este dispositivo uma ferramenta indispensavelmente poderosa no laboratório de circuito.

Recurso:

Tensão de entrada: 24 V AC

Corrente de entrada: 3A máximo

Tensão de saída: 0 a 30 V ajustável contínuo

Corrente de saída: 2mA - 3A continuamente ajustável

Ondulação da tensão de saída: mínimo 0,01%

Etapa 1: Ferramentas e peças necessárias

Lista de peças:

1. Transformador redutor - 24V, 3A (Jaycar)

2. Kit de fonte de alimentação DIY (Banggood / Amazon)

3. Dissipador de calor e ventilador (Banggood)

4. Medidor de painel Volt-Amp (Amazon)

5. Botão do potenciômetro (Banggood)

6. Buck Converter (Amazon)

7. Porta USB (Amazon)

8. Binding Post Banana Plug (Amazon)

9. Soquete de alimentação IEC3 (Banggood)

10. Rocker Switch (Banggood)

11. LED verde (Amazon)

12. Suporte de LED (Banggod)

13. Tubo termorretrátil (Banggood)

14. Pés de borracha autoadesivos (Amazon)

15. Filamento de impressão 3D-PLA (GearBest)

Ferramentas / Máquina Usada

1. Impressora 3D - Creality CR-10 (Creality CR10S) ou Creality CR-10 Mini

2. Ferro de soldar (Amazon)

3. DSO- RIGOL (Amazon)

4. Pistola de cola (Amazon)

Etapa 2: Diagrama de bloco básico

Antes de iniciar o processo de fabricação, você deve conhecer os componentes básicos de uma fonte de alimentação linear.

Os principais elementos da fonte de alimentação linear são:

Transformador: O transformador altera a tensão CA da rede elétrica para um valor desejado. É usado para diminuir a tensão. Isso também serve para isolar a fonte de alimentação da entrada da rede elétrica para segurança.

Retificador: A saída de energia do transformador está em CA, isso precisa ser convertido em CC. O retificador de ponte converte CA em CC.

Capacitor / filtro de suavização de entrada: A tensão retificada do retificador é uma tensão CC pulsante com um conteúdo de ondulação muito alto. Mas isso não é o que queremos, queremos uma forma de onda DC livre de ondulação pura. O circuito do filtro é usado para suavizar as variações CA (ondulação) da tensão retificada. Capacitores de reservatório grandes são usados para isso.

Regulador linear: A tensão ou corrente de saída irá flutuar quando houver mudança na entrada da rede CA ou devido à mudança na corrente de carga na saída da fonte de alimentação. Este problema pode ser eliminado usando um regulador de tensão. Ele manterá a saída constante mesmo quando ocorrem mudanças na entrada ou quaisquer outras mudanças.

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Etapa 3: transformador

Entrada de alta tensão CA indo para um transformador que geralmente diminui a alta tensão CA da rede elétrica para baixa tensão CA necessária para nossa aplicação. Para projetar a fonte de alimentação, a tensão secundária do transformador é selecionada considerando a tensão de saída da fonte de alimentação, perdas na ponte de diodo e no regulador linear. Uma forma de onda típica de transformador de 24 V é mostrada acima. Em geral, permitimos uma queda de cerca de 2 V - 3 V para a configuração da ponte retificadora. Portanto, a tensão secundária do transformador pode ser calculada conforme abaixo

Exemplo:

Suponha que queremos fazer uma fonte de alimentação com tensão de saída de 30V e 3A.

Antes da ponte retificadora, a tensão deve ser = 30 + 3 = 33V (pico)

Portanto, a tensão RMS = 33 / raiz quadrada (2) = 23,33 V

O transformador de tensão nominal mais próximo disponível no mercado é 24V. Portanto, a nossa classificação do transformador é 230V / 24V, 3A.

Nota: O cálculo acima é uma estimativa aproximada para comprar um transformador. Para um cálculo preciso, você deve considerar a queda de tensão entre os diodos, a queda de tensão do regulador, a ondulação da tensão e a eficiência do retificador também.

Etapa 4: retificador de ponte

A ponte retificadora converte uma tensão ou corrente alternada na quantidade de corrente contínua (DC) correspondente. A entrada para um retificador é CA, enquanto sua saída é CC pulsante unidirecional.

A queda de tensão em um diodo de uso geral é de cerca de 0,7 V e o diodo Schottky é de 0,4 V. A qualquer momento, dois dos diodos na ponte retificadora estão em operação. Mas, como o diodo conduz fortemente, ele pode efetivamente ser mais alto. Um bom valor seguro é o dobro do padrão ou 0,7 x 2 = 1,4 V.

A saída CC após a ponte retificadora é aproximadamente igual à tensão secundária multiplicada por 1,414 menos a queda de tensão nos dois diodos condutores.

Vdc = 24 x 1,414 - 2,8 = 31,13 V

Etapa 5: suavizando capacitor / filtro

A tensão retificada do retificador é uma tensão CC pulsante com um conteúdo de ondulação muito alto. As grandes ondulações que existem na saída tornam quase impossível o uso em qualquer aplicação de alimentação. Portanto, um filtro é usado. O filtro mais comum é usando um grande capacitor.

A forma de onda de saída resultante após o capacitor de suavização é mostrada acima.

Etapa 6: regulador

A tensão ou corrente de saída irá mudar ou flutuar quando houver mudança na entrada da rede CA ou devido à mudança na corrente de carga na saída da fonte de alimentação regulada ou devido a outros fatores como mudanças de temperatura. Este problema pode ser eliminado usando um regulador IC ou por um circuito adequado consistindo de poucos componentes. Um regulador manterá a saída constante mesmo quando ocorrerem alterações na entrada ou quaisquer outras alterações.

ICs como 78XX e 79XX são usados para obter valores fixos de tensões na saída. Onde, como ICs como LM 317, podemos ajustar a tensão de saída para um valor constante necessário. O LM317T é um regulador de tensão positiva de 3 terminais ajustável capaz de fornecer diferentes Saídas de tensão DC diferentes da fonte de alimentação de tensão fixa. O circuito do exemplo acima usa um IC regulador de tensão LM3 17. A saída retificada do retificador de ponte de onda completa é fornecida a um IC regulador LM317. Alterando o valor do potenciômetro usado neste circuito, a tensão de saída pode ser controlada facilmente.

Até agora eu expliquei como uma unidade de fonte de alimentação linear funciona. Nas etapas a seguir, explicarei a construção da fonte de alimentação de bancada montando um kit DIY.