Как сделать простой блок питания на 12 вольт из трансформатора, выпрямителя, конденсатора. _v

Блок питания 12В 5А

Эта схема мощного блока питания на 12 вольт вырабатывает ток нагрузки до 5 ампер. В схеме блока питания применен трех выводной интегральный стабилизатор LM338.

Краткая характеристика Lm338:

Uвход: от 3 до 35 В.
Uвыход: от 1,2 до 32 В.
Iвых.: 5 А (max)
Рабочая температура: от 0 до 125 гр. C

Блок питания 12В 5А на интегральной микросхеме LM338

Напряжение от сети поступает к понижающему трансформатору через плавкий предохранитель FU1 на 7А. Варистор V1 на 240 вольт, используется для защиты схемы блока питания от выбросов напряжения в электросети. Трансформатор Tр1 понижающий с напряжение на вторичной обмотке не ниже 15 вольт с током нагрузки не менее 5 ампер.

Пониженное напряжение с вторичной обмотки поступает на диодный мост, состоящий из четырех выпрямительных диодов VD1-VD4. На выходе диодного моста установлен электролитический конденсатор С1 предназначенный для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Диоды VD5 и VD6 используются в качестве устройств защиты для предотвращения разряда конденсаторов C2 и C3 от незначительного тока утечки в регуляторе LM338. Конденсатор С4 используется для фильтрации высокочастотной составляющей блока питания.

Для нормальной работы блока питания на 12В, стабилизатор напряжения LM338 необходимо установить на радиатор. Вместо выпрямительных диодов VD1-VD4 можно использовать выпрямительную сборку на ток не менее 5 ампер, например, KBU810.

Блок питания на 12 вольт на стабилизаторе 7812

Следующая схема мощного блока питания на 12 вольт и 5 ампер нагрузки построена на интегральном линейном стабилизаторе напряжения 7812. Поскольку допустимый максимальный ток нагрузки данного стабилизатора ограничивается 1,5 ампер, в схему блока питания добавлен силовой транзистор VT1. Этот транзистор известен как обходной внешний транзистор.

Если ток нагрузки будет менее 600 мА, то он будет протекать через стабилизатор 7812. Если ток превысит 600 мА, то на резисторе R1 будет напряжение более 0,6 вольта, в результате чего силовой транзистор VT1 начинает проводить через себя дополнительный ток к нагрузке. Резистор R2 ограничивает чрезмерный базовый ток.

Силовой транзистор в данной схеме необходимо разместить на хорошем радиаторе. Минимальное входное напряжение должно быть на несколько вольт выше, чем напряжение на выходе регулятора. Резистор R1 должен быть рассчитан на 7 Вт. Резистор R2 может иметь мощность 0,5 Вт.

Паяльник на 12 вольт

В предыдущих материалах мы рассматривали исключительно паяльники на 220 В, а сегодня пришло время обзора низковольтного.

Согласно руководству по эксплуатации производителя S-Line, мини электропаяльник ZD-20A с напряжением питания 12 вольт и мощностью 8 ватт предназначен для монтажной пайки оловянно – свинцовыми припоями элементов радиоэлектронной аппаратуры. Для питания следует применять переменное напряжение.

Класс защиты второй, рабочая температура паяльного жала 250–400 градусов, время разогрева 3–5 минут. Во избежание перегрева рекомендуется через каждые 3-4 часа работы отключать его на 15-20 минут для охлаждения. И наконец, во избежание летального исхода всякий ремонт производить в специализированной мастерской.

Давно уже посматривал в сторону этого паяльника. Ещё в прошлом году собирая блок питания, нашёл место на лицевой панели для установки разъёма RCA, по простому «тюльпана», для его подключения. И вот, в прошедшие выходные, решив, что «смотрины» затянулись, пошёл и купил. Заплатил 140 рублей.

Сразу скажу, что упаковка с паяльником симпатичная — приятно взять в руки. Из внутреннего содержимого это собственно сам паяльник и инструкция по эксплуатации. Инструкция сделана одна сразу на весь ассортимент выпускаемых фирмой паяльников.

Паяльник имеет длину в 156 мм, наибольший диаметр составляет 16 мм, длина наконечника жала 12 мм, диаметр 0,5 мм. На пластмассовую ручку, в месте хвата пальцами, дополнительно одет кожух из материала низкой теплопроводности. Кабель подачи питания состоит из двух самостоятельных проводов в общей полихлорвиниловой оболочке.

В руке паяльник удобно держать между большим и указательным пальцами, поддерживая снизу средним, как авторучку. Он и весит как гелиевая авторучка.

Интересовавшее меня сопротивление спирали нагревательного элемента оказалось 104 Ом.

После подключения к блоку питания и установки напряжения в 12 вольт, стал известен более интересный параметр – токопотребление, которое составило 480 мА. Теперь можно узнать истинную мощность данного конкретного паяльника:

P = U x I , Р = 12 В х 0,48 А = 5,76 Вт

Теперь не будет лишним узнать до скольких градусов вообще и за сколько минут сможет нагреться жало паяльника.

В течении трёх минут нагрев жала осуществлялся довольно интенсивно и без труда достиг отметки в 240 градусов.

А вот дальше, в течении последующей минуты, его температура с трудом увеличилась только на 7 градусов. Рассудил это так:

рекомендовано было переменное напряжение
для пайки смд компонентов этого будет вполне достаточно, скажу даже, что больше и не нужно
если нужно, то стоит чуть поднять напряжение питания, будет и 270 и 300 градусов.

Установил на провода паяльника штекер и попытался «познакомиться поближе» с нагревательным элементом. Незамысловатое (двойной «прикус» кусачками) крепление нагревательного элемента внутри кожуха однозначно огорчило.

Далее вскрытие продолжать не стал. Единственным выявленным недостатком является способ крепления нагревательного элемента, который затруднит разборку паяльника в случае необходимости его ремонта или производства доработки.

Паяльник занял своё рабочее место. Есть платка запаянная стандартным по размерам паяльником, аккуратно это сделать тогда не получилось, достал и опробовал на ней работу паяльника – мини.

Видео

Сценарий «кино» незамысловатый, главное тут другое: сразу видно, что этот паяльник здесь к месту, везде жало наконечника «подлезет», обзор компонента не заслонит, не перегреет его, с места не сдвинет.

В прилагаемом архиве инструкция на паяльники серии ZD/ TLW, WD. В общем покупкой доволен, даже появилось настроение допаять показанную плату металлодетектора «Эльдорадо».

Ранее хотел сделать низковольтный паяльник самостоятельно, но правильно сделал, что купил и Вам этого желаю, Babay.

Форум по паяльникам

Инструменты радиолюбителя

Блок питания 12В 5А на интегральной микросхеме LM338

Напряжение от сети поступает к понижающему трансформатору через плавкий предохранитель FU1 на 7А. V1 на 240 вольт, используется для защиты схемы блока питания от выбросов напряжения в электросети. Трансформатор Tр1 понижающий с напряжение на вторичной обмотке не ниже 15 вольт с током нагрузки не менее 5 ампер.

Климатические условия

Большинство рыночных стабилизатором рассчитаны на работу при температуре от 5 до 35 градусов тепла по Цельсию. Относительная влажность воздуха должна быть в пределах 35-90%. В атмосфере должны отсутствовать водяные брызги, пыль и тому подобное. Если это не предоставляется возможным, используют специальные корпуса. Хотя по отношению к температуре необходимо сказать, что самые передовые образцы могут выдерживать диапазон с -40 до +40 градусов, что смотрится весьма недурно в наших погодных условиях. Но благодаря нагреву самой машины можно использовать и самые распространённые модели, хотя в случае с ними могут быть определённые проблемы с быстрым запуском (возможно, перед активацией придётся подождать).

Советы по эксплуатации сетевого шуруповерта

Эксперты рекомендуют следовать определенным правилам всем, кто решился на реконструкцию шуруповерта и конструирование блока питания 12В для шуруповерта своими руками. Инструкция по модернизации инструмента включает такие советы:

Сетевой шуруповерт можно эксплуатировать сколько угодно и не беспокоиться о том, что батарея разрядится. Однако такому инструменту необходим отдых. Потому делайте пятиминутные перерывы во избежание перегрева или перегрузки инструмента.
Работая с шуруповертом, не забывайте крепить провод в области локтя. Так эксплуатировать прибор будет удобнее, а шнур не будет мешать при ввинчивании шурупов.
Проводите систематическую очистку блока питания шуруповерта от скоплений пыли и грязевых отложений.
Новый аккумулятор предусмотрен заземлением.
Не применяйте для подключения к сети больше одного удлинителя.
Такой прибор не рекомендуется для использования в высотных работах (от двух метров).

Придерживаясь вышеописанных рекомендаций, вы сможете эксплуатировать шуруповерт дольше и продлить его рабочее состояние, надолго отложив покупку нового инструмента.

Теперь вы знаете, какой блок питания нужен для шуруповерта 12В, и какие материалы использовать для того, чтобы сделать такую конструкцию самостоятельно в домашних условиях. Нет необходимости заменять старый шуруповерт на новый. Радикальное решение стоит принимать, только если агрегат полностью вышел из строя, а «сдохший» аккумулятор — не проблема для умельца. Достаточно лишь иметь понятие о радиотехнике и вооружиться паяльником. Тогда и справиться с поставленной задачей будет проще.

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.

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!

Зарубежные интегральные стабилизаторы

Известная линейка 78ХХ компенсационных стабилизационных устройств положительного напряжения была успешно создана специалистами фирмы Texas Instruments. Данные стабилизаторы обеспечены защитой по токам КЗ, от превышения рабочего температурного режима кристалла, а также от перехода рабочей точки за границы допустимого для безопасности работы режима.

Помимо стабилизаторов фиксированного напряжения, за рубежом также производятся регулируемые модификации интегральных стабилизационных устройств. Яркими представителями таких устройств считается линейка микросхем «317». Подаваемое на выход напряжение у этих микросхем определяет делитель на двух резисторах.

Стабилизатор напряжения LM7805, LM7809, LM7812

Вы наверное замечали, что величина напряжения в розетке не равна 220 В, а изменяется в некоторых пределах. Особенно это ощутимо при подключении мощной нагрузки. Если не применять специальных мер, то оно и на выходе блока питания будет изменяться в пропорциональном диапазоне. Однако такие колебания крайне не желательны, а иногда и недопустимы для многих электронных элементов. Поэтому напряжение после конденсаторного фильтра подлежит обязательной стабилизации. В зависимости от параметров питаемого устройства применяются два варианта стабилизации. В первом случае используются стабилитрон, а во втором – интегральный стабилизатор напряжения. Рассмотрим применение последнего.

В радиолюбительской практике широкое применение получили стабилизаторы напряжения серии LM78xx и LM79xx. Две буквы указывают на производителя. Поэтому вместо LM могут быть и другие буквы, например CM. Маркировка состоит из четырех цифр. Первые две – 78 или 79 означают соответственно положительно или отрицательное напряжение. Две последние цифры, в данном случае вместо них два икса: хх, обозначают величину выходного U. Например, если на позиции двух иксов будет 12, то данный стабилизатор выдает 12 В; 08 – 8 В и т.д.

Для примера расшифруем следующие маркировки:

LM7805 → 5 В, положительное напряжение

LM7912 → 12 В, отрицательное U

Интегральные стабилизаторы имеют три вывода: вход, общий и выход; рассчитаны на ток 1А.

Если выходное U значительно превышает входное и при этом потребляется предельный ток 1 А, то стабилизатор сильно нагревается, поэтому его следует устанавливать на радиатор. Конструкция корпуса предусматривает такую возможность.

Если ток нагрузки гораздо ниже предельного, то можно и не устанавливать радиатор.

Безопасность бестрансформаторных БП

Обе электросхемы имеют свои ограничения: они лишены какой-либо изоляции и защиты от сетевого напряжения, что является серьезной проблемой для безопасности. Но благодаря незначительным изменениям, можно адаптировать обе представленные схемы для реального использования и обеспечить соблюдение минимальных стандартов безопасности. Модификации включают:

Добавление предохранителя для защиты от чрезмерного входного тока;
Добавление варистора для защиты от переходных процессов;
Резистор R2 (R3) подключен параллельно C1 (C3) для улучшения электромагнитной устойчивости;
Разделение R1 на два резистора R1 и R2 для обеспечения лучшей защиты от скачков напряжения и предотвращения электрических дуг для резистивной цепи.

Для небольших нагрузок можно снизить напряжение с 220 В переменного тока до нескольких вольт (например 5, 9, 12 или 24), используя только токоограничивающий резистор, как показано на принципиальной схеме. КПД такой схемы чрезвычайно низок (1%), поскольку большая часть энергии теряется в виде тепла через резистор R1. Этот компонент действительно должен проделать большую работу чтобы снизить напряжение с 220 В до 12 В.

В этом примере этот линейный элемент рассеивает в среднем 22 Вт. Следовательно, он должен быть рассчитан не менее чем на 50 Вт. Его мощность рассеяния можно определить по формуле:

Переходные напряжения (за одну секунду) со значениями используемых компонентов показаны на графиках.

График верхний показывает, сколько времени требуется чтобы выходное напряжение достигло 12 В. Это время зависит от постоянной времени схемы, определяемой конденсатором C1. Тут время зарядки конденсатора следующее:

C1 = 100 мкФ, T = 25 мс
C1 = 470 мкФ, T = 130 мс
C1 = 1000 мкФ, T = 290 мс
C1 = 4700 мкФ, T = 1,4 сек
C1 = 10000 мкФ, T = 3 сек

При постоянном сопротивлении нагрузки пульсации выходного напряжения зависят от емкости конденсатора С1. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсации выходного напряжения. При использовании указанных выше конденсаторов уровень пульсаций, измеренный как размах напряжения сигнала, выглядит следующим образом:

C1 = 100 мкФ, пульсации = 1,2 Vpp
C1 = 470 мкФ, пульсации = 261,7 mVpp
C1 = 1000 мкФ, пульсации = 121,5 mVpp
C1 = 4700 мкФ, пульсации = 25,3 mVpp
C1 = 10 000 мкФ, пульсации = 11,9 mVpp

Но что более важно чем пульсация, на рисунке видно что выходное напряжение от источника питания не достигает желаемого напряжения 12 В, а только около 11,3 В

Оказывается даже без нагрузки при подключении выходное напряжение всегда ниже 12 В. Это падение напряжения вызвано диодом D2. Помещенный в это место диод Шоттки мог бы уменьшить его, но не до нуля.

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.

Корпус блока питанияКорпус блока питания

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.

Низковольтная обмоткаМонтажная плата

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

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.

Схема диодного моста

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.

Как повысить силу тока в зарядном устройстве?

В процессе пользования зарядными устройствами можно заметить, что ЗУ для планшета, телефона или ноутбука имеют ряд отличий. Кроме того, может различаться и скорость, с которой происходит заряд девайсов.

Здесь многое зависит от того, используется оригинальное или неоригинальное устройство.

Чтобы измерить ток, который поступает к планшету или телефону от зарядного устройства, можно использовать не только амперметр, но и приложение Ampere.

С помощью софта удается выяснить скорость заряда и разрядки АКБ, а также его состояние. Приложением можно пользоваться бесплатно. Единственным недостатком является реклама (в платной версии ее нет).

Главной проблемой зарядки аккумуляторов является небольшой ток ЗУ, из-за чего время набора емкости слишком большое. На практике ток, протекающий в цепи, напрямую зависит от мощности зарядного устройства, а также других параметров — длины кабеля, его толщины и сопротивления.

С помощью приложения Ampere можно увидеть, при какой силе тока производится заряд девайса, а также проверить, может ли изделие заряжаться с большей скоростью.

Для использования возможностей приложения достаточно скачать его, установить и запустить.

После этого телефон, планшет или другое устройство подключается к зарядному устройству

Вот и все — остается обратить внимание на параметры тока и напряжения

Кроме того, вам будет доступна информация о типе батареи, уровне U, состоянии АКБ, а также температурном режиме. Также можно увидеть максимальные и минимальные I, имеющие место в период цикла.

Если в распоряжении имеется несколько ЗУ, можно запустить программу и пробовать делать зарядку каждым из них. По результатам тестирования проще сделать выбор ЗУ, обеспечивающего максимальный ток. Чем выше будет этот параметр, тем быстрее зарядится девайс.

Измерение силы тока — не единственное, на что способно приложение Ampere. С его помощью можно проверить, сколько потребляется I в режиме ожидания или при включении различных игр (приложений).

Например, после отключения яркости дисплея, деактивации GPS или передачи данных легко заметить снижение нагрузки. На этом фоне проще сделать вывод, какие опции в большей степени разряжают аккумулятор.

Что еще стоит отметить? Все производители рекомендуют заряжать девайсы «родными» ЗУ, выдающими определенный ток.

Но в процессе эксплуатации бывают ситуации, когда приходится заряжать телефон или планшет другими зарядными, имеющими большую мощность. В итоге скорость зарядки может оказаться выше. Но не всегда.

Мало, кто знает, но некоторые производители ограничивают предельный ток, который может принимать АКБ устройства.

Например, устройство Самсунг Гэлекси Альфа поставляется вместе с зарядным на ток 1,35 Ампер.

При подключении 2-амперного ЗУ ничего не меняется — скорость зарядки осталась той же. Это объясняется ограничением, которое установлено производителем. Аналогичный тест был произведен и с рядом других телефонов, что только подтвердило догадку.

С учетом сказанного выше можно сделать вывод, что «неродные» ЗУ вряд ли причинят вред аккумулятору, но иногда могут помочь в более быстрой зарядке.

Рассмотрим еще одну ситуацию. При зарядке девайса через USB-разъем АКБ набирает емкость медленнее, чем если заряжать устройство от обычного ЗУ.

Это объясняется ограничением силы тока, которую способен отдавать USB порт (не больше 0,5 Ампер для USB 2.0). В случае применения USB3.0 сила тока возрастает до уровня 0,9 Ампер.

Кроме того, существует специальная утилита, позволяющая «тройке» пропускать через себя больший I.

Для устройств типа Apple программа называется ASUS Ai Charger, а для других устройств — ASUS USB Charger Plus.

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.