현재까지 펄스 전압 소스가 널리 보급되었습니다. 그들은 에너지 효율성, 무게 및 크기 면에서 기존 변압기 회로에 비해 상당한 이점이 있습니다. 5암페어 이상의 부하 전류에서는 부인할 수 없는 선호도가 있다고 믿어집니다. 그러나 그것들은 또한 단점도 가지고 있습니다. 예를 들어, RF 간섭이 공급 네트워크와 부하로 발생합니다.그리고 가정 조립의 주요 장애물은 회로의 복잡성과 권선 부품 제조를 위한 특별한 기술의 필요성입니다. 따라서 중급 가정의 주인은 네트워크 강압 변압기를 사용하여 일반적인 원리에 따라 전원 공급 장치를 제조하는 것이 좋습니다.

전압 소스는 어디에 사용됩니까?

가정에서 이러한 PSU의 범위는 넓습니다.

저전압 램프의 전원 공급 장치;
배터리 충전;
오디오 장치용 전원 공급 장치.

뿐만 아니라 12볼트의 일정한 전압을 필요로 하는 많은 다른 목적들.

변압기 전원 공급 장치의 계획

전원 공급 장치의 개략도.

220V 네트워크에서 작동하는 12V 전원 공급 회로는 다음 노드로 구성됩니다.

강압 변압기. 철, 1차 및 2차(여러 개일 수 있음) 권선으로 구성됩니다. 작동 원리에 대해 자세히 설명하지 않고 출력 전압은 1차(n1) 권선과 2차(n2) 권선의 권선 비율에 따라 달라진다는 점에 유의해야 합니다. 12볼트를 얻으려면 2차 권선이 1차 권선보다 220/12 = 18.3배 적은 권선을 포함해야 합니다.
정류기. 전파 회로(다이오드 브리지)의 형태로 가장 자주 수행됩니다. 교류 전압을 맥동으로 변환합니다. 전류는 같은 방향으로 두 번 부하를 통과합니다.
전파 정류기의 작동.
필터. 맥동 전압을 DC로 변환합니다. 전압이 가해지면 충전되고 일시 정지 중에 방전됩니다. 고용량 산화물 커패시터로 구성되며 병렬로 약 1μF 용량의 세라믹 커패시터가 종종 연결됩니다. 이 추가 요소의 필요성을 이해하려면 산화물 커패시터가 롤로 감긴 호일 스트립 형태로 배열된다는 점을 기억해야 합니다.이 롤에는 기생 인덕턴스가 있어 고주파 노이즈 필터링 품질이 크게 저하됩니다. 이를 위해 RF 펄스를 단락시키기 위한 추가 커패시터가 켜집니다.
산화물 및 추가 커패시터가 있는 필터의 등가 회로.
안정제. 누락될 수 있습니다. 간단하지만 효과적인 노드의 계획은 아래에 설명되어 있습니다.

다음 섹션에서는 12볼트 DC 소스의 각 요소를 선택하고 계산하는 방법에 대해 설명합니다.

변압기 선택

적합한 변압기를 얻는 방법에는 두 가지가 있습니다. 강압 블록을 자체 생산하고 공장에서 적합한 블록을 선택합니다. 어쨌든 다음 사항에 유의하십시오.

변압기의 강압 권선 출력에서 전압을 측정할 때 전압계는 유효 전압을 표시합니다(진폭보다 1.4배 작음).
부하가없는 필터 커패시터에서 정전압은 진폭과 거의 동일합니다 (커패시터의 전압이 1.4 배 "상승"한다고 말합니다).
안정기가 없으면 부하가 걸리면 커패시턴스의 전압이 전류에 따라 떨어집니다.
스태빌라이저가 작동하려면 출력 전압을 초과하는 특정 초과 입력 전압이 필요하며, 그 비율은 전원 공급 장치 전체의 효율성을 제한합니다.

마지막 두 지점에서 PSU의 정상 작동을 위해서는 변압기의 전압이 12V를 초과해야 합니다.

자동 권선 변압기

집에서 만든 전력 변압기의 전체 계산 및 제조는 복잡하고 시간이 많이 걸리며 도구와 기술이 필요합니다. 따라서 철에 적합한 블록을 선택하고 12V로 변경하는 단순화 된 경로가 고려됩니다.

기성품 변압기가 있지만 연결 다이어그램이 없으면 테스터로 권선 테스터를 호출해야합니다.저항이 가장 높은 권선이 주전원일 가능성이 높습니다. 나머지 권선을 제거해야 합니다.

다음으로 철세트 b의 두께와 중앙판의 폭을 측정하여 곱해야 합니다. 코어의 단면적은 S \u003d a * b (제곱 cm 단위)를 얻습니다. 변압기 P=의 전력을 결정합니다.. 다음으로 전압이 12볼트인 권선에서 제거할 수 있는 최대 전류(암페어)가 계산됩니다(I \u003d P / 12).

코어 영역 결정.

다음으로 n=50/S 공식을 사용하여 볼트당 권수를 계산합니다. 12볼트의 경우 구리 및 안정기의 손실에 대해 약 20%의 마진으로 12 * n 회전을 감아야 합니다. 그렇지 않은 경우 부하에서 전압 강하가 발생합니다. 그리고 마지막 단계는 2-3mA / sq. mm의 전류 밀도에 대한 그래프에 따라 권선의 단면을 선택하는 것입니다.

구리선 선택.

예를 들어 1차 권선이 220V이고 두께가 3.5cm인 철 세트와 중간 텅 너비가 2.5cm인 변압기가 있다고 가정하면 S = 2.5 * 3.5 = 8.75이고 변압기의 전력은 =3W(대략). 그런 다음 12볼트에서 가능한 최대 전류는 I=P/U=3/12=0.25A입니다. 권선의 경우 직경이 0.35..0.4 sq. mm인 와이어를 선택할 수 있습니다. 1 볼트의 경우 50 / 8.75 = 5.7 회전이 있으므로 12 * 5.7 = 33 회전을 감을 필요가 있습니다. 주식을 고려하면 - 약 40 턴.

완성된 변압기 선택

전류 및 전압에 적합한 2차 권선이 있는 기성품 변압기가 있으면 기성품을 선택할 수 있습니다. 예를 들어 CCI 시리즈에는 2차 권선 전압이 12V에 가까운 적합한 제품이 있습니다.

변신 로봇	2 차 권선의 결론 지정	전압, V	허용 전류, A
상공회의소48	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	13,8	0,27
CCI209	11-12, 13-15	11,5	0,0236
CCI216	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	11,5	0,072

이 솔루션의 장점은 최소 노동 집약도와 공장 실행의 신뢰성입니다. 빼기 - 변압기에 다른 권선이 포함되어 있으며 전체 전력도 부하에 대해 계산됩니다.따라서 무게와 크기면에서 이러한 변압기는 손실됩니다.

다이오드 선택 및 정류기 제작

정류기의 다이오드는 세 가지 매개변수에 따라 선택됩니다.

최대 허용 순방향 전압;
가장 높은 역 전압;
최대 작동 전류.

처음 두 매개변수에 따르면 사용 가능한 반도체 장치의 90%가 12볼트 회로에서 작동하기에 적합하며, 주로 최대 연속 전류에 의해 선택됩니다. 다이오드 케이스의 설계 및 정류기 제조 방법도 이 매개변수에 따라 달라집니다.

부하 전류가 1A를 초과하지 않으면 외국 및 국내 1암페어 다이오드를 사용할 수 있습니다.

1N4001-1N4007;
HER101-HER108;
KD258("액적");
KD212 및 기타.

더 낮은 전류(최대 0.3A)의 경우 KD105(KD106) 장치가 설계되었습니다. 나열된 모든 다이오드는 인쇄 회로 또는 회로 기판에 수직 및 수평으로 장착하거나 단순히 핀에 장착할 수 있습니다. 그들은 라디에이터가 필요하지 않습니다.

저전력 소자의 다이오드 브리지.

큰 작동 전류가 필요한 경우 다른 다이오드(KD213, KD202, KD203 등)를 사용해야 합니다. 이 장치는 방열판에서 작동하도록 설계되었으며 방열판이 없으면 최대 명판 전류의 10%를 넘지 않습니다. 따라서 기성품 방열판을 선택하거나 구리 또는 알루미늄으로 직접 만들어야합니다.

다이오드 브리지의 또 다른 디자인.

기성품 브리지 다이오드 어셈블리 KTS405, KVRS 등을 사용하는 것도 편리합니다. 조립할 필요가 없습니다. 해당 출력에 교류 전압을 적용하고 상수를 제거하는 것으로 충분합니다.

KVRS3510 조립.

커패시터 용량

커패시터의 커패시턴스는 부하와 허용되는 리플에 따라 달라집니다.용량을 정확하게 계산하기 위해 인터넷에서 찾을 수 있는 공식과 온라인 계산기가 있습니다. 연습을 위해 숫자에 집중할 수 있습니다.

낮은 부하 전류(수십 밀리암페어)에서 커패시턴스는 100..200uF이어야 합니다.
최대 500mA의 전류에서 470..560uF 커패시터가 필요합니다.
최대 1A - 1000..1500uF.

더 높은 전류의 경우 커패시턴스가 비례하여 증가합니다. 일반적인 접근 방식은 커패시터가 클수록 더 좋다는 것입니다. 크기와 비용에 의해서만 제한되어 용량을 어느 정도 늘릴 수 있습니다. 전압면에서 심각한 마진을 가진 커패시터를 취할 필요가 있습니다. 따라서 12볼트 정류기의 경우 16볼트보다 25볼트 소자를 사용하는 것이 좋습니다.

이러한 고려 사항은 불안정한 소스에 적용됩니다. 용량 안정 장치가 있는 PSU의 경우 몇 배까지 줄일 수 있습니다.

출력 전압 안정화

전원 공급 장치의 출력에 안정 장치가 항상 필요한 것은 아닙니다. 따라서 음향기기와 함께 전원장치를 사용하기 위해서는 출력전압이 안정적이어야 한다. 그리고 가열 요소가 부하 역할을 하는 경우 안정 장치는 분명히 중복됩니다. 을 위한 LED 스트립 전원 공급 장치 가장 복잡한 전원 공급 장치 모듈 없이도 할 수 있지만 반면에 안정적인 전압은 전원 서지 동안 광선 밝기의 독립성을 보장하고 LED 램프의 수명을 연장합니다.

안정기를 설치하기로 결정했다면 가장 쉬운 방법은 특수 LM7812 칩(KR142EN5A)에 조립하는 것입니다. 스위칭 회로는 간단하고 조정할 필요가 없습니다.

7812의 안정기.

이러한 안정기의 입력에는 15볼트에서 35볼트의 전압이 적용될 수 있습니다. 최소 0.33마이크로패럿 용량의 커패시터 C1이 입력에 설치되고 출력에 최소 0.1마이크로패럿이 설치되어야 합니다.필터 블록의 커패시터는 일반적으로 연결 와이어의 길이가 7cm를 초과하지 않는 경우 C1 역할을 하며 이 길이를 유지할 수 없는 경우 별도의 소자를 설치해야 합니다.

칩 7812는 과열 및 단락에 대한 보호 기능이 있습니다. 그러나 그녀는 입력의 극성 반전과 출력에 대한 외부 전압 공급을 좋아하지 않습니다. 이러한 상황에서 그녀의 수명은 초 단위로 계산됩니다.

중요한! 100mA 이상의 부하 전류의 경우 방열판에 통합 안정 장치를 설치해야 합니다!

안정기의 출력 전류 증가

위의 구성표를 사용하면 최대 1.5A의 전류로 안정기를 로드할 수 있습니다. 이것이 충분하지 않으면 추가 트랜지스터로 노드에 전원을 공급할 수 있습니다.

n-p-n 구조의 트랜지스터가 있는 회로

외부 트랜지스터 n-p-n.

이 회로는 개발자가 권장하며 칩 데이터시트에 포함되어 있습니다. 출력 전류는 방열판과 함께 제공되어야 하는 트랜지스터의 최대 컬렉터 전류를 초과해서는 안 됩니다.

P-n-p 트랜지스터 회로

n-p-n 구조의 반도체 3극관이 없는 경우 안정기는 p-n-p 반도체 3극관으로 부스트될 수 있습니다.

외부 트랜지스터 p-n-p.

저전력 실리콘 다이오드 VD는 7812의 출력 전압을 0.6V 증가시키고 트랜지스터의 이미터 접합에서 전압 강하를 보상합니다.

파라메트릭 안정기

어떤 이유로 통합 레귤레이터를 사용할 수 없는 경우 제너 다이오드에서 노드를 실행할 수 있습니다. 안정화 전압이 12V이고 적절한 부하 전류에 맞게 설계된 제너 다이오드를 선택해야 합니다. 일부 12볼트 국내 및 수입 제너 다이오드의 최고 전류가 표에 나와 있습니다.

제너 유형	D814G	D815D	KS620A	1N4742A	BZV55C12	1N5242B
부하 전류	5mA	0.5A	50mA	25mA	5mA	40mA
안정화 전압	12볼트

간단한 파라 메트릭 안정기의 계획.

저항 값은 다음 공식으로 계산됩니다.

R \u003d (Uin min-Ust) / (In max + Ist min), 여기서:

Uin min - 최소 입력 불안정 전압(최소 1.4 Ust이어야 함), 볼트;
Ust - 제너 다이오드의 안정화 전압(기준 값), 볼트;
최대 - 가장 높은 부하 전류;
Ist min - 최소 안정화 전류(기준 값).

원하는 전압에 대한 제너 다이오드가 없으면 직렬로 연결된 두 개를 구성할 수 있습니다. 이 경우 총 전압은 12V여야 합니다(예: 5.6V의 D815A와 6.8V의 D815B는 12.4V를 제공함).

중요한! "안정화 전류를 높이기 위해"제너 다이오드(같은 유형이라도)를 병렬로 연결하는 것은 불가능합니다!

제너 다이오드는 병렬로 연결되지 않습니다.

외부 트랜지스터를 켜서 같은 방식으로 매개변수 안정기의 전원을 켤 수 있습니다.

강력한 안정제의 계획.

강력한 트랜지스터를 위해서는 라디에이터가 제공되어야 합니다. 이 경우 공급 전압은 제너 다이오드의 Ust보다 0.6V 낮습니다. 필요한 경우 실리콘 다이오드(또는 다이오드 체인)를 켜서 출력 전압을 위쪽으로 조정할 수 있습니다. 체인의 각 요소는 Vout을 약 0.6V 증가시킵니다.

제너 다이오드와 다이오드가 있는 안정기 회로.

출력 전압 조정

전원 공급 장치의 전압을 0에서 조정해야 하는 경우 최적의 회로는 가변 저항이 추가된 매개변수 안정기입니다.

부드러운 전압 조절.

트랜지스터 베이스와 공통 와이어 사이에 연결된 1kΩ 저항은 전위차계 엔진 회로가 파손되는 경우 3극관이 고장나는 것을 방지합니다.가변 저항의 손잡이를 돌리면 트랜지스터 베이스의 전압이 0에서 제너 다이오드의 Ust로 약 0.6볼트의 지연으로 변경됩니다. 전위차계의 사용으로 인해 노드의 매개변수가 더 나빠질 것이라는 점을 고려해야 합니다. 이동 접점(좋은 품질일지라도)이 있으면 필연적으로 트랜지스터 베이스의 전압 안정성이 감소합니다.

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에너지 절약 램프에서 전원 공급 장치를 만드는 방법

78XX 시리즈 통합 레귤레이터로 0 ~ 12V 레귤레이션을 달성하는 것은 훨씬 더 어렵습니다. 5~12V의 조정 범위가 충분하면 7805 칩을 사용하고 전위차계 회로에 따라 켤 수 있습니다. 제너 다이오드는 약 7볼트의 전압이어야 합니다(다이오드가 있거나 없는 KS168, KS175 등). 전위차계 슬라이더의 아래쪽 위치에서 GND 핀은 공통 와이어에 연결되고 출력은 5볼트가 됩니다. 엔진이 상위 출력으로 이동하면 엔진의 전압이 제너 다이오드의 Ust까지 증가하고 미세 회로의 안정화 전압과 합산됩니다.

5~12볼트의 부드러운 조절.

LM317 칩을 사용할 수 있습니다. 또한 3개의 터미널이 있으며 규제 소스를 생성하도록 특별히 설계되었습니다. 그러나 이 안정기는 1.25볼트에서 시작하는 더 낮은 전압 임계값을 갖습니다. LM317의 인터넷에는 0에서 조정되는 많은 회로가 있지만 이러한 회로의 90% 이상이 작동하지 않습니다.

표준 LM317 배선도.

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악기 레이아웃

모든 노드가 선택되거나 노드가 무엇인지에 대한 명확한 아이디어가 있으면 장치 레이아웃을 진행할 수 있습니다. 장치의 미래 사례가 어떨지 이해하는 것도 중요합니다.기성품을 선택할 수 있으며 재료와 기술이 있으면 직접 할 수 있습니다.

케이스 내부의 노드 레이아웃에 대한 특별한 규칙은 없습니다. 그러나 다이어그램과 같이 최단 거리를 따라 직렬로 도체로 연결되도록 노드를 배열하는 것이 바람직합니다. 출력 단자는 전원 케이블 반대쪽에 가장 잘 배치됩니다. 기기 뒷면에 전원 스위치와 퓨즈를 고정하는 것이 좋습니다. 케이스 간 공간을 합리적으로 사용하기 위해 일부 노드는 수직으로 설치할 수 있지만 다이오드 브리지는 수평으로 고정하는 것이 좋습니다. 수직으로 장착하면 하부 다이오드에서 나오는 뜨거운 공기의 대류가 상부 소자 주위를 흐르고 추가로 가열됩니다.