El missatge detalla com dissenyar i construir un circuit senzill d’alimentació des del disseny bàsic fins a la font d’alimentació raonablement sofisticada amb funcions ampliades.
La font d'alimentació és indispensable
Tant si es tracta d’un noob electrònic com d’un enginyer expert, tots necessiten aquest equip indispensable anomenat alimentador.
Això es deu al fet que cap electrònica pot funcionar sense alimentació, per precisar una potència de baixa tensió de CC, i una font d'alimentació és un dispositiu específicament destinat a complir aquest propòsit.
Si aquest equipament és tan important, es fa imprescindible que tots els professionals del camp aprenguin tots els efectes d’aquest important membre de la família electrònica.
Comencem i aprenem a dissenyar un circuit d'alimentació, el més senzill primer, probablement per als noobs que trobarien aquesta informació extremadament útil.
A circuit d'alimentació bàsic requerirà fonamentalment tres components principals per proporcionar els resultats previstos.
Un transformador, un díode i un condensador. El transformador és el dispositiu que té dos conjunts de bobinats, un primari i l’altre secundari.
La xarxa elèctrica de 220v o 120v s’alimenta al bobinatge primari que es transfereix al bobinatge secundari per produir-hi una tensió induïda més baixa.
La baixa tensió reduïda disponible a la secundària del transformador s’utilitza per a l’aplicació prevista en circuits electrònics, però, abans que es pugui utilitzar aquesta tensió secundària, primer s’ha de rectificar, és a dir, la tensió s’ha de convertir en un CC de continuació.
Per exemple, si el secundari transfornmer té una classificació de 12 volts, els 12 volts adquirits del secundari del transformador seran de 12 volts alternatius AC, segons els cables corresponents.
El circuit electrònic mai no pot funcionar amb corrents alterns i, per tant, aquest voltatge s’ha de transformar en un corrent continu.
Un díode és un dispositiu que converteix eficaçment un corrent altern a corrent continu; hi ha tres configuracions mitjançant les quals es poden configurar els dissenys bàsics d’alimentació.
És possible que també vulgueu aprendre com dissenyar una font d'alimentació de banc
Utilitzant un únic díode:
La forma més bàsica i crua del disseny de la font d'alimentació és la que utilitza un únic díode i un condensador. Com que un únic díode rectificarà només un mig cicle del senyal de corrent altern, aquest tipus de configuració requereix un condensador de filtre de sortida gran per compensar la limitació anterior.
Un condensador de filtre s'assegura que després de la rectificació, a les seccions descendents o decreixents del patró de CC resultant, on la tensió tendeix a disminuir, aquestes seccions s'omplen i superen l'energia emmagatzemada a l'interior del condensador.
L'acció de compensació anterior feta per l'energia emmagatzemada en els condensadors ajuda a mantenir una sortida de CC lliure i neta que no sigui possible només pels díodes.
Per a un disseny d’alimentació amb un únic díode, l’enrotllament secundari del transformador només ha de tenir un únic enrotllament amb dos extrems.
Tanmateix, la configuració anterior no es pot considerar un disseny eficient de la font d'alimentació a causa de la seva rectificació de mitja ona crua i les seves capacitats de condicionament de sortida limitades.
Ús de dos díodes:
L’ús d’un parell de díodes per fer una font d’alimentació requereix un transformador que tingui un enrotllament secundari a rosca central. El diagrama mostra com es connecten els díodes al transformador.
Tot i que els dos díodes funcionen en tàndem i aborden les dues meitats del senyal de corrent altern i produeixen una rectificació d'ona completa, el mètode emprat no és eficient, ja que en qualsevol moment només s'utilitza la meitat del bobinat del transformador. Això es tradueix en una pobra saturació del nucli i un escalfament innecessari del transformador, cosa que fa que aquest tipus de configuració de la font d'alimentació sigui menys eficient i sigui un disseny normal.
Ús de quatre díodes:
És la millor forma de configuració de la font d'alimentació universalment acceptada pel que fa al procés de rectificació.
L’ús intel·ligent de quatre díodes fa que les coses siguin molt senzilles, només es necessita un únic bobinatge secundari, la saturació del nucli està perfectament optimitzada, donant lloc a una conversió eficient de CA a CC.
La figura mostra com es fa una font d’alimentació rectificada d’ona completa mitjançant quatre díodes i un condensador de filtre de valor relativament baix.
Aquest tipus de configuració de díodes es coneix popularment com la xarxa de ponts, és possible que vulgueu saber-ho com construir un rectificador pont .
Tots els dissenys de fonts d’alimentació anteriors proporcionen sortides amb regulació ordinària i, per tant, no es poden considerar perfectes, ja que no proporcionen sortides de CC ideals i, per tant, no són desitjables per a molts circuits electrònics sofisticats. A més, aquestes configuracions no inclouen funcions de control de tensió i corrent variables.
No obstant això, les funcions anteriors es poden integrar simplement als dissenys anteriors, més aviat amb la configuració de l'última font d'alimentació d'ona completa mitjançant la introducció d'un únic CI i alguns components passius.
Utilitzant l’IC LM317 o LM338:
L'IC LM 317 és un dispositiu molt versàtil que normalment s'incorpora amb fonts d'alimentació per obtenir sortides de corrent i tensió ben regulades i variables. Uns quants circuits d’exemple d’alimentació que utilitzen aquest CI
Com que l'IC anterior només pot admetre un màxim d'1,5 amperes, per a sortides de corrent més grans es pot utilitzar un altre dispositiu similar però amb qualificacions més altes. L'IC LM 338 funciona exactament igual que l'LM 317, però és capaç de manejar fins a 5 amperes de corrent. A continuació es mostra un disseny senzill.
Per obtenir nivells de tensió fixos, es poden utilitzar circuits integrats de la sèrie 78XX amb els circuits de font d'alimentació explicats anteriorment. El Els CI 78XX s’expliquen de manera exhaustiva per a la vostra referència
Avui en dia fonts d'alimentació SMPS sense transformador s'estan convertint en els favorits entre els usuaris, a causa de la seva alta eficiència i alta potència que ofereixen funcions a mides increïblement compactes.
Tot i que la creació d’un circuit d’alimentació SMPS a casa segurament no és per als novells en el camp, els enginyers i entusiastes amb coneixements exhaustius sobre el tema poden construir aquests circuits a casa.
També podeu aprendre sobre una mica ordenat disseny d'alimentació en mode commutador.
Hi ha algunes altres formes de fonts d’alimentació que fins i tot els nous aficionats a l’electrònica poden construir i que no requereixen transformadors. Tot i que són molt barats i fàcils de construir, aquest tipus de circuits d’alimentació no poden suportar corrents pesats i normalment es limiten a 200 mA més o menys.
Disseny de font d'alimentació sense transformador
Es presenten dos conceptes sobre el tipus de circuits de subministrament elèctric menys transformadors anteriors:
Mitjançant l’ús de condensadors d’alta tensió,
Mitjançant l’ús d’IC Hi-End i FET
Comentaris d'un dels lectors dedicats d'aquest bloc
Benvolgut Swagatam Majumdar,
Vull fer una font d'alimentació per a un microcontrolador i els seus components dependents ...
Vull obtenir una sortida estable de + 5V i + 3.3V fora de la psu, no estic segur de l’amplitud, però crec que hauria de ser suficient un total de 5A, també hi haurà ratolí de 5V i teclat de 5V i 3 x SN74HC595 IC també i 2 x 512 KB SRAM ... Per tant, realment no sé l'amp-edat per apuntar ....
Suposo que 5Amp són suficients? .... La meva pregunta principal és quin TRANSFORMADOR utilitzar i quins DIODES utilitzar? He escollit El transformador després de llegir en algun lloc en línia que el rectificador de pont provoca una caiguda de voltatge d’1,4 V en general i al vostre bloc que apareix a sobre, indiqueu que el recitfier del pont farà que augmenti la tensió? ...
Així que no estic segur (de tota manera no estic segur de ser nou en electrònica) ..... El PRIMER transformador que vaig triar va ser aquest. Avisa’m quin és el MILLOR per a les meves necessitats i quins DIODES també he d’utilitzar ... M’agradaria utilitzar la PSU per a una placa molt similar a aquesta ....
Si us plau, ajudeu-me i guieu-me la millor manera de fer una alimentació MAINS 220 / 240V adequada que em doni STABLE 5V i 3.3V per utilitzar amb el meu disseny. Gràcies per endavant.
Com obtenir una constant de 5V i 3V del circuit d'alimentació
Hola, ho podeu aconseguir simplement mitjançant un IC 7805 per obtenir el 5V i afegint un parell de díodes 1N4007 a aquest 5V per obtenir aproximadament 3,3V.
Els 5 amperes semblen massa alts i no crec que necessiteu aquest corrent molt elevat tret que també utilitzeu aquest subministrament amb una etapa de controlador extern que porti càrregues més altes, com ara un LED d’alt watt o un motor, etc.
Així que estic segur que el vostre requisit es pot complir fàcilment mitjançant els procediments esmentats anteriorment.
per alimentar MCU mitjançant el procediment anterior es pot utilitzar un trafo de 0-9V o 0-12V amb un corrent de 1amp, els díodes podrien ser 1N4007 x 4nos
Els díodes cauran 1,4 V quan l'entrada és de corrent continu, però quan es tracta d'un corrent altern com d'un trafo, la sortida augmentarà en un factor d'1,21.
assegureu-vos d'utilitzar un tap de 2200uF / 25V després del pont per a la filtració
Espero que la informació us il·lumini i us respongui.
La imatge superior mostra com obtenir 5V i 3,3V constants d'un circuit d'alimentació determinat.
Com obtenir una tensió variable de 9 V des de l'IC 7805
Normalment, l’IC 7805 es considera un dispositiu regulador de voltatge fix de 5 V. Tanmateix, amb una solució bàsica, el CI es podria convertir en un circuit regulador variable de 5 V a 9 V, tal com es mostra més amunt.
Aquí podem veure que s’afegeix un preajust de 500 ohm amb el pin central de terra de l’IC, que permet a l’IC produir un valor de sortida elevat de fins a 9 V, amb un corrent de 850 mA. El preajust es podria ajustar o obtenir sortides en el rang de 5 V a 9 V.
Realització d’un circuit regulador de 12V fix
En el diagrama anterior podem veure com es podria utilitzar un regulador IC normal de 7805 per crear una sortida regulada fixa de 5V.
En cas que volguéssiu obtenir una font d’alimentació regulada de 12V fixa, es podria aplicar la mateixa configuració per obtenir els resultats necessaris, tal com es mostra a continuació:
Alimentació regulada de 12V, 5V
Ara suposem que teníeu aplicacions de circuits que necessitaven un subministrament doble en el rang de subministraments fixos de 12V i també de 5V fixos.
Per a aquestes aplicacions, el disseny comentat anteriorment es podria modificar simplement utilitzant un 7812 IC i, posteriorment, un 7805 IC per obtenir la sortida d'alimentació regulada necessària de 12V i 5V, tal com s'indica a continuació:
Disseny d'una font d'alimentació dual simple
En moltes de les aplicacions del circuit, especialment en aquelles que fan servir amplificadors operatius, es fa obligatòria una font d'alimentació dual per habilitar els subministraments +/- i de terra al circuit.
Dissenyant un senzill doble alimentació en realitat, només es tracta d’una font d’alimentació de l’aixeta central i d’un rectificador de pont juntament amb un parell de condensadors de filtre d’alt valor, com es mostra a continuació:
No obstant això, per aconseguir una font d'alimentació doble regulada amb el nivell desitjat de tensió dual a la sortida és una cosa que normalment requereix un disseny complex utilitzant costosos CI .
El disseny següent mostra com de forma senzilla i discreta es podria configurar una font d'alimentació dual mitjançant uns quants BJT i algunes resistències.
Aquí Q1 i Q3 estan configurats com a seguidors d'emissors transistors de pas , que decideixen la quantitat de corrent que es permet passar per les respectives sortides +/-. Aquí, té al voltant de 2 amperes
La tensió de sortida a través dels rails de subministrament dual corresponents està determinada pels transistors Q2 i Q4 juntament amb la seva xarxa divisòria resistiva base.
Els nivells de tensió de sortida es podrien ajustar i ajustar adequadament ajustant els valors dels divisors de potencial formats per les resistències R2, R3 i R5, R6.
Disseny d'una font d'alimentació LM317 amb resistències fixes
A continuació es demostra un subministrament de tensió / corrent extremadament senzill basat en LM317T, que es podria utilitzar per carregar cèl·lules de níquel-cadmi o en qualsevol moment en què sigui necessària una font d’alimentació pràctica.
És una aventura senzilla per al nouvingut i s’utilitza amb un adaptador de xarxa endollable que proporciona un corrent continu no regulat. sortida. IC1 és en realitat un regulador ajustable tipus LM317T.
El commutador rotatiu S1 tria el paràmetre (corrent constant o tensió constant) juntament amb el valor de corrent o tensió. La tensió regulada es pot obtenir a SK3 i el corrent és a SK4.
Tingueu en compte que s’incorpora un paràmetre ajustable (posició 12) que permet adaptar una tensió variable a través del potenciòmetre VR1.
Els valors de la resistència s'han de fabricar a partir dels valors fixos obtinguts més propers, posicionats en sèrie segons sigui necessari.
La resistència R6 està classificada en 1W i R7 en 2W, tot i que la resta podria ser de 0,25W. El regulador de tensió IC1 317 s'ha d'instal·lar en algun dissipador de calor la mida del qual estigui determinat per les tensions i corrents d'entrada i sortida necessaris.
Anterior: Circuits d’aplicació IC LM338 Següent: Com fer un circuit d'optimitzador de temporitzador d'incubadora
