Мощный выпрямитель на 12 вольт

Содержание

Простой выпрямитель на 12 вольт своими руками

Напрямую запитать от 220 вольт, разумеется, мы не можем, напряжение слишком высокое и ток переменный, а для питания электронных устройств почти всегда необходим постоянный ток и более низкое напряжение. Необходим так называемый сетевой адаптер.

Понизить напряжение мы можем с помощью трансформатора, о нем мы поговорим в одной из следующих статей, пока нам достаточно знать, что с помощью трансформатора мы можем понизить или повысить напряжение при переменном токе. Далее нам необходимо сделать из переменного тока постоянный, для этих целей и служит выпрямитель. Существуют три основных типа выпрямителей.

Как сделать блок питания на 12 вольт своими руками — примеры схем

Источник постоянного напряжения на 12 вольт – полезный прибор для дома, дачи или гаража. Такое устройство несложно сделать самостоятельно. Ниже приведена схема блока питания 12В для сборки своими руками, а также советы по расчету и выбору комплектующих.

Схематические решения, как из 220в получить напряжение 12в без трансформатора

Резистора

Вопрос-ответ

Очень часто пользователей световых электроприборов и СБТ интересует: «Как без трансформатора из 220 вольт получить 12в или другое низкое напряжение?». Обычно этим вопросом задаются владельцы электронной техники и аппаратуры, работающей от источников питания на понижающем сетевом трансформаторе. Это тем более актуально, поскольку весогабаритные показатели блока питания (БП) нередко превосходят аналогичные параметры запитываемого гаджета или стационарного устройства.

Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

Знакомые с автобазы маршрутных микроавтобусов попросили сделать зарядное устройство для зарядки аккумуляторов 12 В и 24 В. Поскольку пользоваться им будут абсолютно неподготовленные люди, решено сделать его устойчивой к ошибкам от далёких от электроники юзерам.

Просмотрев несколько разных схем с сайта 2Схемы обнаружилось, что бессмысленно делать какую-то автоматику и электронику. Выпрямитель должен просто давать правильное напряжение и, при необходимости, оптимальный ток. Что как раз нужно автомобильным аккумуляторам.

Импульсные стабилизаторы напряжения 12 вольт. Блог › Че ставить-то? Стабилизатор напряжения или тока? Мотаем на ус

Самодельный стабилизатор 12В

Автомобильный стабилизатор напряжения 12 Вольт используется для поддержания постоянного напряжения в цепи. В машинах их используют для подключения светодиодов, так как они чувствительны к изменения в электрической сети.

  • Предназначение стабилизатора напряжения
  • Как сделать регулятор на 12 Вольт
    • Сборка простейшего линейного стабилизатора своими руками
    • Схема выпрямителя с блоком питания 5 Ампер

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

    стабилизатор напряжения 12 вольтСамодельный стабилизатор 12В

    Автомобильный стабилизатор напряжения 12 Вольт используется для поддержания постоянного напряжения в цепи. В машинах их используют для подключения светодиодов, так как они чувствительны к изменения в электрической сети.

    • Предназначение стабилизатора напряжения
    • Как сделать регулятор на 12 Вольт
      • Сборка простейшего линейного стабилизатора своими руками
      • Схема выпрямителя с блоком питания 5 Ампер

      Плоскостные полупроводниковые диоды

      Наряду с хорошими проводниками и изоляторами существует очень много веществ, занимающих по проводимости промежуточное положение между двумя этими классами. Называют такие вещества полупроводниками. Сопротивление чистого полупроводника с ростом температуры уменьшается в отличие от металлов, сопротивление которых в этих условиях возрастает.

      Добавляя к чистому полупроводнику небольшое количество примеси, можно в значительной степени изменить его проводимость. Существует два класса таких примесей:

      Рисунок 1. Плоскостной диод: а. устройство диода; б. обозначение диода в электротехнических схемах; в. внешний вид плоскостных диодов различной мощности.

      1. Донорные — превращающие чистый материал в полупроводник n-типа, содержащий избыток свободных электронов. Проводимость такого типа называют электронной.
      2. Акцепторные — превращающие такой же материал в полупроводник p-типа, обладающий искусственно созданным недостатком свободных электронов. Проводимость такого полупроводника называют дырочной. «Дырка» — место, которое покинул электрон, ведет себя аналогично положительному заряду.

      Слой на границе полупроводников p- и n-типа (p-n переход) обладает односторонней проводимостью — хорошо проводит ток в одном (прямом) направлении и очень плохо в противоположном (обратном). Устройство плоскостного диода показано на рисунке 1а. Основа — пластинка из полупроводника (германий) с небольшим количеством донорной примеси (n-типа), на которую помещается кусочек индия, являющегося акцепторной примесью.

      После нагрева индий диффундирует в прилегающие области полупроводника, превращая их в полупроводник p-типа. На границе областей с двумя типами проводимости и возникает p-n переход. Вывод, соединенный с полупроводником p-типа, называют анодом получившегося диода, противоположный — его катодом. Изображение полупроводникового диода на принципиальных схемах приведено на рис. 1б, внешний вид плоскостных диодов различной мощности — на рис. 1в.

      Предназначение стабилизатора напряжения

      Светодиоды нельзя подключать напрямую в электросеть автомобиля. Для них нужно использовать драйверы. Они предохраняют от перепадов тока в электросети, перегрева, неисправности компонентов.

      Для светодиодов достаточно напряжения 12 В, поэтому стабилизаторы собирают таким образом, чтобы на выходе было именно такое значение. В результате все работает стабильно и не выходит из строя.

      Существует несколько схем и конструкций регуляторов напряжения 12 Вольт своими руками. Вы должны выбрать тот, который подойдет вашему автомобилю и обеспечит безопасную работу.

      Какие бывают виды стабилизаторов напряжения?

      стабилизатор напряжения 12 вольт

      Различают такие типы:

      1. Феррорезонансные. К их достоинствам относят высокую точность стабилизации и скорость регулирования. Но они создают довольно много шума, и качество их работы зависит от величины нагрузки. Благодаря тому, что они по стоимости равны источникам бесперебойного питания (или даже дороже их), то широкого распространения не получили.
      2. Электромеханические. Это автотрансформаторы, которые имеют функцию ручного регулирования выходного напряжения. Недостатком данного устройства является необходимость постоянно следить за показателями прибора и при отклонениях выставлять вручную необходимое значение. Хотя сейчас наибольшей популярностью пользуются экземпляры, которые всё делают автоматически благодаря электродвигателю с редуктором. В качестве преимуществ приводят хорошую точность стабилизации в 2-3%. Но из-за инерционности двигателя мы имеем низкую скорость регулирования и увеличение уровня шума. При этом резкое увеличение сетевого напряжения часто приводит к кратковременному отключению нагрузки.
      3. Электронные. Обеспечивают качественную стабилизацию. Строятся на основании автоматического переключения секций используемого трансформатора благодаря силовым ключам (в качестве которым могут выступать тиристоры, симисторы и реле). Они обладают быстродействием, широким диапазоном входного напряжения, хорошим показателем КПД и точностью стабилизации.

      Простейший выпрямитель

      Рисунок 2. Характеристики тока в различных схемах.

      Ток, протекающий в обычной осветительной сети, является переменным. Его величина и направление меняются 50 раз в течение одной секунды. График зависимости его напряжения от времени показан на рис. 2а. Красным цветом показаны положительные полупериоды, синим — отрицательные.

      Поскольку величина тока изменяется от нуля до максимального (амплитудного) значения, вводится понятие действующего значения тока и напряжения. Например, в осветительной сети действующее значение напряжения 220 В — во включенном в эту сеть нагревательном приборе за одинаковые промежутки времени выделяется столько же тепла, сколько в том же устройстве, в цепи постоянного тока напряжением 220 В.

      Но на самом деле напряжение в сети меняется за 0,02 с следующим образом:

      • первую четверть этого времени (периода) — увеличивается от 0 до 311 В;
      • вторую четверть периода — уменьшается от 311 В до 0;
      • третью четверть периода — уменьшается от 0 до 311 В;
      • последнюю четверть периода — возрастает от 311 В до 0.

      В этом случае 311 В — амплитуда напряжения Uо. Амплитудное и действующее (U) напряжения связаны между собой формулой:

      Рисунок 3. Диодный мост.

      При включении в цепь переменного тока последовательно соединенных диода (VD) и нагрузки (рис. 2б), ток через нее протекает только во время положительных полупериодов (рис. 2в). Происходит это благодаря односторонней проводимости диода. Называется такой выпрямитель однополупериодным — одну половину периода ток в цепи есть, во время второй — отсутствует.

      Ток, протекающий через нагрузку в таком выпрямителе, не постоянный, а пульсирующий. Превратить его практически в постоянный можно, включив параллельно нагрузке конденсатор фильтра Cф достаточно большой емкости. В течение первой четверти периода конденсатор заряжается до амплитудного значения, а в промежутках между пульсациями разряжается на нагрузку. Напряжение становится почти постоянным. Эффект сглаживания тем сильнее, чем больше емкость конденсатора.

      Проблемы простого блока питания с нагрузкой

      Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

      Формулы мощности нагрузки и сопротивления

      Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

      1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
      2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
      3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

      Технические требования к конденсатору

      Для бестрансформаторного БП подойдет конденсатор, рассчитанный на амплитудное (или большее) значение переменного напряжения. Если действующее значение напряжения равно 220 В, то амплитудное рассчитывается по формуле 220 * = 311 В (номинальное 400 В). Конденсаторы лучше выбрать плёночные, оптимально подходят емкостные элементы серии К73-17.

      Как действует зарядное устройство

      Нажмите кнопку СТАРТ, чтобы подать напряжение на трансформатор. Это приводит в действие реле Pk, которое соединит контакты, подключенные параллельно кнопке START. Цепь зафиксируется и проводит до тех пор, пока на катушке реле есть напряжение.

      Реле действует как “защита от дурака”, такая как случайное замыкание и постоянная перегрузка выпрямителя. Короткое замыкание или большой ток вызывают падение напряжения и реле размыкается, отключая источник питания трансформатор и защищая выпрямитель от повреждения.

      Далее тут есть переключатель напряжения в сочетании со светодиодами, которые информируют о текущем напряжении на выходе. Можно было соединить две обмотки параллельно и тогда выходной ток был бы больше, но в наличии был переключатель только однополюсный. Конечно вы можете сделать такую модификацию либо использовать другой трансформатор и получать разные напряжения, например 6 В и 12 В. Нужно только впаять другое реле и светодиоды.

      Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

      Выходные напряжения 14 В и 28 В. Ток – 3,5 А или чуть выше. Понадобилось всего 5 часов, чтобы собрать и запустить его (с перерывом на обед). Передняя панель напечатана на белой клейкой бумаге для струйной печати.

      Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

      Аккумулятор должен заряжаться током 1/10 от его емкости, то есть 45 Ач – 4,5 А. Что подразумевает полное время зарядки 10 часов. Полная разрядка кислотной батареи окажет большое влияние на ее работу.

      Конечно ошибкой является отсутствие предохранителя на выходе выпрямителя, который защитил бы АКБ в случае пробоя моста. Кроме того, сетевой предохранитель следует обязательно размещать на обмотке.

      Что касается отсутствия регулирования тока. Вероятно оно и не нужно при такой текущей эффективности. Максимальный ток составляет 3,5 А, то есть можете легко зарядить авто аккумулятор 36 Ач и выше. Перегрузка тоже не угроза, потому что напряжение низкое и ток будет падать с ростом напряжения. Естественно заряжая аккумулятор не забывайте, что он подключен (автомата тут нет).

      Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

      Понятно что в идеале зарядный ток должен быть установлен на уровне 10% емкости аккумулятора (например 100 Ач – это 10 A зарядный ток или 50 Ач – это зарядный ток 5 А), после этого зарядное напряжение не должно превышать 13,8 В во время обычной зарядки, а на ускоренном третьем напряжении 15 В должен быть автоматический выключатель зарядки, когда зарядный ток достигает небольшого значения на конечной стадии зарядки и зависит от емкости аккумулятора и его температуры, ну и должно быть защищено от короткого замыкания и перегрузки, но это всё уже из области совсем других ЗУ.

      Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

      Если трансформатор на напряжение 20 В, то будет ток намного больше, чем 10 А, а если 10 В, ток, вероятно, вообще не будет течь. Для зарядки батареи обычно достаточно 5 А. Помните еще одну вещь: чем больше ток, который заряжаете АКБ, тем быстрее придётся заменить его новым!

      Бестрансформаторное электропитание: возможные схематические решения

      Микросхема линейного стабилизатора

      Можно своими руками собрать простой драйвер (источник стабилизированного тока) на недорогой (0,3 $) микросхеме линейного стабилизатора LM317АMDT. На вход преобразователя DС-AC подается напряжение сети 220 В, 50 Гц.

      Стабилизированное напряжение 12 В получается на ИМС с минимальным набором элементов в обвязке (в самом простом варианте используется только R1 и R2). Подбирая номинал резисторов, можно регулировать ток в нагрузке, при суммарном токе светодиодов до 0,3 А микросхема отлично работает без радиатора. Ниже приведена типовая схема устройства на микросхеме LM317:

      Зарядное устройство

      Самым бюджетным вариантом, безусловно, считается использование зарядного устройства (ЗУ) от сотового телефона. Плата зарядника имеет совсем небольшие габариты и подойдет для питания 12 В гаджета с мощностью ≤ P ном. блока питания. Необходимо только заменить в ней однополупериодный выпрямитель на выпрямитель с удвоенным напряжением (добавляется по одному диоду и конденсатору). После модернизации получаем искомые 12 вольт с током 0.5А и полноценной развязкой от сети.

      В качестве альтернативы, не требующей вмешательства в конструкцию, можно к выходу ЗУ через переходник подключается повышающий DС-DС преобразователь напряжения (например, 2-х амперный, размером 30мм х 17мм х 14мм, стоимостью 1$) с USB-разъемом. Требуется только выставить подстроечным резистором требуемое напряжение 12 В и подключить преобразователь к гаджету или стационарному электроприемному устройству.

      Двухполупериодный выпрямитель, мостовая схема

      Схема двухполупериодный выпрямитель мостовая схема

      И наконец, рассмотрим схему мостового выпрямителя, самую распространенную схему, по которой сделана большая часть всех выпущенных трансформаторных блоков питания. Сейчас объясню принцип работы диодного моста:

      Диодный мост рисунок

      Ток у нас на выходе с трансформатора переменный, а переменный ток, как известно, в течение периода дважды меняет свое направление. Говоря другими словам, конечно же упрощенно, при переменном токе с частотой 50 герц, ток у нас 100 раз в секунду меняет свое направление. То есть сначала он течет от вывода диодного моста под цифрой один, ко второму, потом в течение другой полуволны он течет от вывода под номером два к первому.

      Объяснение работы диодного моста

      Рассмотрим, что происходит с диодным мостом при подаче напряжения, мы видим, на рисунке обозначен красным путь тока, напрямую пройти к выводу диодного моста соединенного с переменным током не позволит диод, который получается у нас включенный в обратном включении, а в обратном включении, как мы помним, диоды не пропускают ток. Току остается только один путь (выделено на рисунке синим), через нагрузку и через диод уйти в провод соединенный с выводом переменного тока. Когда у нас ток меняет свое направление, то вступает в действие вторая часть диодного моста, которая действует аналогично той, что описал выше. В итоге у нас получается на выходе такой же график напряжения, как и у двухполупериодного выпрямителя со средней точкой:

      График мостого выпрямителя

      При сборке выпрямителя нужно учитывать полярность на выходе диодного моста, если мы подключим электролитический конденсатор неправильно, то рискуем испортить конденсатор и можно считать, что повезло, если этим все ограничится. Поэтому при сборке диодного моста важно помнить одно правило, плюс на выходе с моста всегда будет в точке соединения 2 катодов диодов, а минус в точке соединения анодов. Встречается и такое обозначение на схемах диодного моста:

      Еще одно изображение диодного моста

      Диодный мост можно собрать как из отдельных диодов, так и взять специальную сборку из 4 диодов, уже соединенных по мостовой схеме, и имеющий 4 вывода. В таком случае остается только подать переменный ток, идущий обычно с вторичной обмотки трансформатора на два вывода моста, а с оставшихся двух выводов снимать плюс и минус. Обычно на самой детали бывает обозначено, где какой вывод у моста. Так выглядит импортный диодный мост:

      Фото импортного диодного моста

      На фото далее изображен отечественный диодный мост КЦ405.

      Фото диодный мост кц405

      Блок питания со стабилизатором на микросхеме

      На рисунке ниже представлено развитие предыдущей простой схемы включением на выходе микросхемы 12-вольтового стабилизатора LM7812.

      Блок питания со стабилизатором на микросхеме

      Блок питания со стабилизатором на микросхеме

      Это уже лучше, но максимальный ток в нагрузке такого блока стабилизированного питания по-прежнему не должен превышать 1 А.

      Схема защиты зарядного

      Самая простая система защиты может быть выполнена на нескольких радиоэлементах. Реле с контактным током, превышающим зарядный ток (например 16 А) – катушка на 5-9 В постоянного тока. Диод – 1 А, резистор Р – в 5 раз больше, чем сопротивление катушки реле. Конденсатор С – например 220 мкФ 25 В. Конечно у схемы есть недостаток – после отсоединения аккумулятора реле продолжает работать, пока не отключится электропитание.

      Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

      Можно использовать два решения. Сначала установите дополнительный выпрямительный диод в направлении противоположном «стабилитрону» в цепи катушки реле. Второе решение состоит в том, чтобы поставить выпрямительный диод в противоположном направлении вместо «стабилитрона», а светодиод также обратно плюс резистор и использовать его как знак обратного подключения батареи.

      Выпрямитель для зарядки аккумуляторов 12/24 В

      Также советую использовать диоды Шотки, например, от блока питания компьютера. Эти диоды выделяют меньше тепла чем обычные. Дальнейшее снижение потерь мощности в выпрямителе может быть достигнуто с помощью трансформатора с симметричной (двойной) вторичной обмоткой. Трансформатор тут на 50 Вт, нельзя ожидать от него многого, но он всё-же делает свою работу уже долгое время.

      НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

      Проще-блок питания от ноутбука, в плюсовой разрыв, лампочка на 50-100вт от автомобиля,через 30 минут автомобиль заводится!

      Полная чушь! 14 вольт до мостика. А после мостика сколько будет? 12? Для зарядки аккумулятора 12 вольт – надо 15.5 вольта. иметь на выходе. А 24 в – нужно 30 вольт. В идеале ток не должен быть 10% от ёмкости аккумулятора. 10 %-это максимальный ток заряда, какой придурок будет заряжать максимальным током? 3 ампера при достаточно! Зарядное напряжение не должно превышать 13.8 вольта-это тоже отсебятина какая-то. напряжение на борту должно быть 13.8-14.2 вольта. А не регулируемый ток-это полный дебилизм!

      Стабилизатор напряжения для светодиодов

      Существует несколько вариантов, как сделать стабилизатор для светодиодов авто своими руками. Вы можете выбрать способы с простой сборкой, с доступными запчастями или наиболее надежные.

      Идеальный вариант – вы потратили не очень много времени, а устройство работает долгие годы.

      Сборка мощного интегрального регулятора

      Чтобы сделать стабилизатор напряжения на 12 Вольт своими руками, вам понадобится:

      • Конденсаторы 330 мкф и 100 мкф 16 В;
      • Микросхема L7812;
      • Диод Шоттки;
      • Термоусадка и провода.

      • Фейсбук
      • Гугл+
      • ЖЖ
      • Blogger
      1. У регулятора укоротите один выход и припаяйте к нему диод и конденсаторы.
      2. Припаяйте провода с термоусадкой на них. После диода соедините провод с плюсом питания.
      3. Еще один выход соедините с LED-лентой.
      4. Центральный выход соедините с минусом питания. LED-ленту тоже соедините с минусовым проводом блока питания.

      Схема регулируемого стабилизатора на транзисторах

      Данная схема позволяет сделать регулируемый стабилизатор на 12 Вольт. Он рассчитан на ток 1 Ампер. Предусмотрена защита тока на транзисторе VT3. Он открывается, если ток превысит значение 1,2 Ампера.

      Если ваш ток больше 1 Ампера, модифицировать схему можно, поменяв транзисторы VT1 и VT2 на более мощные.

      • Фейсбук
      • Гугл+
      • ЖЖ
      • Blogger

      Импульсный регулятор

      Стабилизация осуществляется за счет чередования импульсов и пауз. Эти устройства более надежны, чем линейные. Они могут преобразовывать напряжение по заранее заданным параметрам. Импульсный стабилизатор для светодиодов на 12 Вольт может быть понижающим или повышающим. Это регулирование происходит благодаря разным схемам. Его устанавливают не только на светодиоды, но и на другие электроприборы в автомобиле.

      Стабилизатор 12В на L7812Стабилизатор 12В на микросхеме lm317Стабилизатор на микросхеме ld1084

      Как сделать 12В стабилизатор

      Простые, но при этом достаточно эффективные, надежные и долговечные стабилизирующие устройства можно сделать самостоятельно, используя при этом простые стабилитроны и специальные небольшие микросхемы типа LM317, LD1084, L7812, КРЕН (КР142ЕН8Б).

      Стабилизатор на LM317

      Процесс сборки такого стабилизирующего напряжение устройства состоит из следующих этапов:

      1. К среднему выходному контакту микросхемы припаивается 130 Ом сопротивление.
      2. К входному правому контакту припаивается проводник, подающий нестабилизированное напряжение от источника питания.
      3. Левый регулировочный контакт припаивается ко второй ножке резистора, установленного на выходе микросхемы.

      Процесс пайки такого стабилизатора занимает не более 10 минут и с учетом недорогой микросхемы не требует больших капиталовложений. При помощи подобного устройства запитывают светодиодные фонари, ленты.

      Микросхема LD1084

      Сборка устройства для стабилизации напряжения автомобильной бортовой сети с использованием микросхемы LD1084 производится следующим образом:

      1. К входному контакту микросхемы припаивается проводник с плюсовым напряжением от диодного моста.
      2. К регулировочному контакту припаивается эмиттер биполярного транзистора, базу которого через два резистора номиналом 1 кОм питает ток ближнего и дальнего света фар.
      3. К контакту выхода припаивается два резистора (один — обычный на 120 Ом, а второй — подстроечный, на 4,7кОм) и электролитический конденсатор на 10 мкФ.

      Для сглаживания пульсации тока после диодного моста устанавливается еще один электролитический конденсатор емкостью 10 мкф.

      Стабилизатор на диодах и плате L7812

      Простой интегральный выравниватель на диоде Шоттки и двух конденсаторах собирают следующим образом:

      1. К входному контакту микросхемы припаивается: диод типа 1N4007, анод которого при помощи провода соединяется с плюсом источника питания, плюсовая обкладка мощного 16-ти вольтного электролитического конденсатора емкостью 330 мкФ.
      2. К правому выходному контакту припаивается нагрузка и ножка плюсовой обкладки 16-ти вольтного электролитического конденсатора на 100 мкФ.
      3. К среднему регулировочному контакту припаивается минус, идущий от батареи, и провод от минусовых обкладок конденсаторов.

      От такого простого устройства можно запитывать мощные ленты из светодиодов и магнитолу.

      Самый простой стабилизатор — плата КРЕН

      Схема стабилизатор напряжения на 12 вольт на основе платы крен (КР142ЕН8Б) включает в себя следующие компоненты:

      • Припаянный к входному контакту выпрямляющий диод типа 1N4007.
      • Микросхему КР142ЕН8Б либо KIA7812A.
      • Два провода, припаянные к выходному и регулировочному контакту микросхемы и соединенные с нагрузкой и минусом источника питания.

      Конструкция на плате КРЕН является самой простой и быстрой в сборке. При этом эффективность и область применения у нее такая же, как и у других самодельных аналогов.

      Схема трансформаторного БП

      Как сделать блок питания на 12 вольт своими руками — примеры схем

      Схема блока питания на 12 вольт, работающего от сети 220 В, состоит из следующих узлов:

      1. Понижающий трансформатор. Состоит из железа, первичной и вторичной (их может быть несколько) обмоток. Не вдаваясь глубоко в принцип действия, надо отметить, что выходное напряжение зависит от соотношения витков первичной (n1) и вторичной (n2) обмоток. Для получения 12 вольт надо, чтобы вторичная обмотка содержала в 220/12=18,3 раза меньше витков, чем первичная.
      2. Выпрямитель. Чаще всего выполняется в виде двухполупериодной схемы (диодного моста). Преобразует переменное напряжение в пульсирующее. Ток за период дважды проходит через нагрузку в одном направлении.

      Как сделать блок питания на 12 вольт своими руками — примеры схем

      Как сделать блок питания на 12 вольт своими руками — примеры схем

      В последующих разделах рассмотрен порядок выбора и расчета каждого элемента источника постоянного напряжения на 12 вольт.

      Трехфазные выпрямители

      Существуют и трехфазные трансформаторы. Обычным однофазным диодным мостом с такого трансформатора не получится на выходе постоянный ток. Конечно, если нагрузка небольшая можно подключиться к одной фазе и к нулевому проводу трансформатора, но экономичным такое решение не назовешь.

      Фото трехфазного трансформатора

      Для трехфазного тока существуют специальные схемы выпрямителей, две таких схемы приведены на рисунках ниже. Первая, известная как схема Миткевича, имеет низкий коэффициент габаритной мощности трансформатора. Эта схема применяется при небольших мощностях нагрузки.

      Вторая схема, известная как Схема Ларионова, нашла широкое применение в электротехнике, так как имеет лучшие технико-экономические показатели по сравнению со схемой Миткевича.

      Схема Ларионова может использоваться как "звезда-Ларионов” и "треугольник-Ларионов”. Вид подключения зависит от схемы подключения трансформатора, либо генератора, с выходом которого соединен этот выпрямитель. Автор статьи – AKV.

      Делаем простой выпрямитель тока на 12 вольт, для заряда аккумуляторов авто. Всё началось с того, что привезли мне на роботу нерабочий блок питания на 22В и 110В. Решил из него сделать зарядное устройство для своей машины для аккумулятора. Аккумулятор естественно на 12В. Сначала разобрал блок питания и посмотрел что там есть внутри. Как оказалось, кроме трансформатора ничего и не было. Не работал БП из-за того, что один провод на подачу электроэнергии просто каким-то образом отвалился. Все же прибор советских времен и со временем поизносился. Корпус и все провода решил выкинуть и смастерить все заново.

      Достал из прибора трансформатор. Там было две вторичные обмотки. Одна была на 22В, вторая — 110В. Но этот вольтаж мне не подходил для зарядки аккумулятора.

      Разобрал трансформатор, достал все пластины, размотал вторичную обмотку на 22 В. Намотал новым, более толстым, проводом новую обмотку на 12В. Она содержала наполовину меньше витков чем прежняя, но так как сечение провода увеличил, заполнило окно полностью. Все аккуратно собрал и проверил. На выходе оказалось 13.4В. Это отлично подходило для АКБ.

      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

      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 ДарлингтонаПодключение 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.

      Как правильно рассчитать число витков

      При перемотке вторичной катушки, нужно знать, какому напряжению соответствует виток. Если перематывать первичную обмотку не планируется, нет нужды рассчитывать ни сечение провода, ни его свойства. Проблема с первичной обмоткой заключается в большом количестве витков тонкой проволоки, из которой он состоит.

      Для расчета вторичной обмотки, делают 10 витков и подключают трансформатор в сеть. Измеряют напряжение на выводах, после чего делят его на 10, после чего 12 делится на полученное число. Результат и будет необходимым количеством витков, причем рекомендуется увеличить его на 10% для компенсации падения напряжения.

      Для чего может использоваться напряжение 12 или 24 вольт в быту

      В бытовых условиях зачастую используются источники электропитания низкого напряжения. От напряжения 12 или 24В постоянного тока DС запитываются переносные/стационарные электротехнические и электронные устройства, а также некоторые осветительные приборы:

      • аккумуляторные электродрели, шуруповерты и электропилы;
      • стационарные насосы для полива огородов;
      • аудио-видеотехника и радиоэлектронная аппаратура;
      • системы видеонаблюдения и сигнализации;
      • батареечные радиоприемники и плееры;
      • ноутбуки (нетбуки) и планшеты;
      • галогенные и LED-лампы, светодиодные ленты;
      • портативные ультрафиолетовые облучатели и портативное медицинское оборудование;
      • паяльные станции и электропаяльники;
      • зарядные устройства мобильных телефонов и повербанков;
      • слаботочные сети электропитания в местах с повышенной влажностью и системы ландшафтного освещения;
      • детские игрушки, елочные гирлянды, помпы аквариумов;
      • различные самодельные радиоэлектронные устройства, в том числе на популярной платформе Arduino.

      Большинство устройств работает от батареек и Li-ion аккумуляторов, но использование товарных позиций не всегда оправдано с точки зрения эксплуатационных затрат. Заряжать аккумуляторные батареи можно 300–1500 раз, но гальванические элементы с большой энергоемкостью и низким током саморазряда стоят дорого. Заметно дешевле обойдется приобретение батареек, особенно солевых и щелочных, но такие элементы придётся часто менять. Тем более, что для обеспечения подающего напряжения 12 В понадобится 8 последовательно соединенных пальчиковых батареек (типа АА или ААА) или 1,5-вольтовых «таблеток» в корпусе типа 27А.

      Поэтому в местах с доступом к бытовой сети 220 В 50 Гц для питания электроприемников с амперажом больше 0,1 А рациональнее использовать блок питания.

      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).

      Самостоятельная намотка трансформатора

      Полный расчет и изготовление самодельного силового трансформатора сложны, трудоемки, требуют инструментов и навыков. Поэтому будет рассмотрен упрощенный путь – подбор подходящего по железу блока и переделка его на 12 В.

      Если есть готовый трансформатор, но нет схемы его подключения, надо вызвонить тестером его обмотки. Обмотка с самым большим сопротивлением скорее всего будет сетевой. Остальные обмотки надо удалить.

      Далее надо измерить толщину набора железа b и ширину центральной пластины a и перемножить их. Получится площадь сечения сердечника S=a*b (в кв.см.). Она определяет мощность трансформатора P=Как сделать блок питания на 12 вольт своими руками — примеры схем. Дальше вычисляется максимальный ток в амперах, который можно снять с обмотки с напряжением 12 вольт: I=P/12.

      Определение площади сердечника.

      Дальше вычисляется число витков на вольт по формуле n=50/S. Для 12 вольт надо намотать 12*n витков с запасом около 20% на потери в меди и на стабилизаторе. А если его нет, то на падение напряжения под нагрузкой. И последним шагом выбирается сечение провода намотки по графику для плотности тока 2-3 ма/кв.мм.

      Выбор медного провода.

      Например, имеется трансформатор с первичной обмоткой на 220 В с набором железа толщиной 3,5 см и шириной среднего язычка 2,5 см. Значит, S=2,5*3,5=8,75 и мощность трансформатора Как сделать блок питания на 12 вольт своими руками — примеры схем=3 Вт (приблизительно). Тогда максимально возможный ток при 12 вольтах I=P/U=3/12=0,25 А. Для намотки можно выбрать провод диаметром 0,35..0,4 кв.мм. На 1 вольт приходится 50/8,75=5,7 витков, надо намотать 12*5,7=33 витка. С учетом запаса – около 40 витков.

      Как выбрать трансформатор

      Первый элемент – это преобразователь напряжения. Трансформатор способствует преобразованию переменного напряжения 220 Вольт в такое же по амплитуде, только со значением, намного меньше. По крайней мере, вам нужно меньшее значение. Для мощных блоков питания за основу можно взять трансформатор типа ТС-270. У него высокая мощность, даже имеются 4 обмотки, которые выдают по 6,3 Вольт каждая. Они использовались для питания накала радиоламп. Без особого труда из него можно сделать блок питания 12 Вольт 12 Ампер, который сможет даже АКБ автомобиля заряжать.

      Но если вас полностью не устраивают его обмотки, то можно вторичные все убрать, оставить только сетевую. И провести намотку провода. Проблема в том, как посчитать необходимое количество витков. Для этого можно воспользоваться простой схемой вычисления – посчитайте, сколько витков содержит вторичная обмотка, которая выдает 6,3 Вольт. Теперь просто разделите 6,3 на число витков. И вы получите величину напряжения, которое можно снять с одного витка провода. Осталось только высчитать, сколько нужно намотать витков, чтобы на выходе получить 12,5-13 Вольт. Будет даже лучше, если на выходе окажется на 1-2 Вольт напряжение выше требуемого.

      Основные элементы и принцип действия блоков питания

      Главной частью является понижающий трансформатор, причем при отсутствии его с необходимыми параметрами, то вторичная обмотка перематывается вручную и получается необходимое выходное напряжение. Посредством трансформатора происходит уменьшение напряжения сети 220 вольт до 12, идущих дальше к потребителю.

      Принципиальной разницы между штатными устройствами и с перемотанной вторичной обмоткой нет, главное – правильно рассчитать сечение провода и количество его витков на обмотке.

      Далее ток идет на выпрямитель. Состоит из полупроводников, например, диодов. Диодный мост, в разных схемах, может состоять из одного, двух или четырех диодов. После выпрямителя ток поступает на конденсатор, также в схеме для выдачи стабильного напряжения желательно включение стабилитрона с соответствующими характеристиками.

      Подбор готового трансформатора

      Если есть готовый трансформатор с подходящей по току и напряжению вторичной обмоткой, можно попробовать подобрать готовый. Например, в серии ТПП есть подходящие изделия с напряжением вторичных обмоток, близким к 12 вольтам.

      Трансформатор Обозначение выводов вторичной обмотки Напряжение, В Допустимый ток, А
      ТПП48 11-12, 13-14, 15-16, 17-18 13,8 0,27
      ТПП209 11-12, 13-15 11,5 0,0236
      ТПП216 11-12, 13-14, 15-16, 17-18 11,5 0,072

      Плюс этого решения – минимальная трудоемкость и надежность заводского исполнения. Минус – трансформатор содержит и другие обмотки, габаритная мощность рассчитана и на их нагрузку. Поэтому в массогабаритных показателях такой трансформатор будет проигрывать.

      Печатная плата для блока питания

      Изготавливается из фольгированного текстолита, для чего производят обработку металла соляной кислотой либо аккумуляторным электролитом.

      Работы проводятся в резиновых перчатках с соблюдением мер предосторожности. Металл промывают содовым раствором и наносят изображение печатной платы. Существуют специальные компьютерные программы для создания таких изображений.

      Протравливают плату, опуская ее в раствор хлорного железа, либо смеси медного купороса с солью.


      Как работает реле контроля напряжения: принцип работы защиты и нюансы подключения реле контроля для дома или квартиры

      Что такое импульсное реле: принцип работы, виды, описание устройств и схемы подключения. 155 фото реле импульсного типа и видео инструкция по монтажу

      Фотореле для уличного освещения — критерии выбора, советы по подключению и размещению устройства (135 фото)

      Изготовление выпрямителя

      Что такое выпрямитель и для чего он нужен? Это устройство на полупроводниковых диодах, которое является преобразователем. С его помощью переменный ток превращается в постоянный. Для анализа работы выпрямительного каскада нагляднее использовать осциллограф. Если на перед диодами вы увидите синусоиду, то после них окажется практически ровная линия. Но мелкие куски от синусоиды все равно останутся. От них избавитесь после.

      К выбору диодов стоит отнестись с максимальной серьезностью. Если блок питания на 12 Вольт будет использоваться в качестве зарядчика аккумулятора, то потребуется использовать элементы, у которых величина обратного тока до 10 Ампер. Если же намерены осуществлять питание слаботочных потребителей, то вполне достаточно окажется мостовой сборки. Вот тут стоит остановиться. Предпочтение стоит отдавать схеме выпрямителя, собранного по типу мост – из четырех диодов. Если применить на одном полупроводнике (однополупериодная схема), то КПД блока питания уменьшается практически вдвое.

      Трансформатор

      Состоит трансформатор из сердечника, изготовленного из ферромагнетика, а также первичной и вторичной обмоток. На первичную обмотку приходит 220 вольт, а со вторичной, в данном случае, снимается 12, идущие на выпрямитель. Сердечники в данном типе блоков питания по большей части изготавливают Ш-образной и U-образной формы.

      Расположение обмоток допускается как одна на другой на общей катушке, так и по отдельности. К примеру, у U-образного сердечника пара катушек, на каждую из которых намотано по половине обмоток. Выводы при подсоединении трансформатора подключают последовательно.

      Детали для самостоятельного создания устройства

      Один только прибор монтировать не рекомендуется. Для обеспечения устойчивости и эффективности его работы понадобятся различные компоненты. Если говорить о самом устройстве и его применении, то стабилизатор напряжения 12 вольт в авто, как правило, используется для работы с подсветкой. Он позволяет избавиться от моргания и позволяет сделать свечение равномерным. Для этого нам понадобятся:

      1. Конденсаторы SMD ёмкостью на 0,1 и 0,33 микрофарад.
      2. Стабилизатор напряжения (12 вольт, 1,5 А).
      3. Радиатор для охлаждения;
      4. Предохранитель на 1,6 А;
      5. Крепления для проводов платы;
      6. По желанию можно взять ещё 2 электролитических конденсатора на 220 мкФ и припаять их на вход и выход стабилизатора.

      Стоимость данного устройства составит максимум несколько сотен рублей (в зависимости от того, где все необходимые детали будут покупаться).

      Емкость конденсатора

      Емкость конденсатора зависит от нагрузки и от пульсаций, которые она допускает. Для точного расчета емкости существуют формулы и онлайн-калькуляторы, которые можно найти в интернете. Для практики можно ориентироваться на цифры:

      • при малых токах нагрузки (десятки миллиампер) емкость должна быть 100..200 мкФ;
      • при токах до 500 мА нужен конденсатор 470..560 мкФ;
      • до 1 А – 1000..1500 мкФ.

      Для больших токов емкость увеличивается пропорционально. Общий же подход – чем больше конденсатор, тем лучше. Увеличивать его емкость можно до любых пределов, ограничиваясь лишь габаритами и стоимостью. По напряжению надо брать конденсатор с серьезным запасом. Так, для 12-вольтового выпрямителя лучше взять элемент на 25 вольт, чем на 16.

      Эти рассуждения верны для нестабилизированных источников. Для БП со стабилизатором емкости можно уменьшать в разы.

      Монтаж элементов

      По окончании протравливания, плату ополаскивают, снимают с дорожек защиту и обезжиривают. Очень тонким сверлом сверлятся отверстия в плате под элементы. Затем элементы вставляют в отверстия и подпаивают к дорожкам, после чего дорожки лудят с помощью олова.

      Выпрямитель

      В трансформаторном блоке питания используется обычно мостовой выпрямитель с одним, двумя или четырьмя диодами.

      Используем мостовую схему выпрямления

      Использование мостового выпрямителя показано на данной схеме:

      Использование мостового выпрямителя

      Как работает

      Принцип работы у выпрямителя мостового типа следующий: во время течения в полупериоде, электрический ток идет через два диода, которые включены в прямом направлении. Это позволяет конденсатору получать напряжение с пульсацией в два раза большей частотой от питания.

      Выше представлена схема как использовать выпрямитель мостового типа в конструкции. Чтобы понять, как работает выпрямитель с постоянным и переменным напряжением мостового типа можно использовать для ознакомления данную схему:

      как работает выпрямитель с постоянным и переменным напряжением мостового типа

      Треугольники на схеме – это диоды, которые позволяют работать мостовому выпрямителю.

      Как спаять

      Для спайки мостового выпрямителя следует использовать следующую схему:

      спайка мостового выпрямителя

      Как стабилизировать напряжение на выходе

      Чтобы стабилизировать выходное напряжение, можно воспользоваться стабилитроном, имеющим силу 12-вольтового показателя. Даже если установить более мощные стабилизаторы, то на выходе получаются те же 12 Вольт.

      Куда же уходит оставшееся количество? Остальная часть переходит в тепловую энергию, поэтому этот компонент принято монтировать на поверхность радиатора.


      Подключение дифавтомата — схемы, правила монтажа и особенности установки своими руками. Пошаговая инструкция начинающего электрика!

      Реле времени: как подключить своими руками? Для чего используется и обзор уровней автоматизации. Виды, маркировка и принцип работы устройства

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий