Изградете двойно 15V захранване, използвайки модули извън рафта за под $ 50: 10 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Въведение:

Ако сте любител, който се занимава с аудио, ще бъдете запознати с двурелсовите захранвания. Повечето аудио платки с ниска мощност, като предварително усилватели, изискват от +/- 5V до +/- 15V. Наличието на захранване с двойно напрежение го прави много по -лесно при прототипиране на проекти или просто при общи ремонти.

Това захранване е лесно за сглобяване, тъй като обикновено използва модулни платки от рафта, с изключение на платката за регулатор, която ще трябва да изградите сами. Зад това обаче има причина, на която ще дойда по -късно.

Използваната платка на регулатора може да се похвали с напрежения от +/- 1.25V до 37V (в зависимост от вашето входно напрежение). Имам нужда само от +/- 15V, така че входното захранване няколко волта над това (около 19V) е добре. Регулаторите на напрежение LM317 и LM337 също могат да изпомпват около 1.5A ea (в зависимост от това колко напрежение спадат), така че текущият рейтинг на входното захранване също трябва да бъде по -висок от този. Ето защо избрах два захранващи устройства за лаптоп за захранване на входните напрежения. Те извеждат 19V и около 3.4A, което е повече от достатъчно за захранване на платката на регулатора. Да не говорим, че са евтини като чипове.

Исках също линейно захранване, тъй като те обикновено имат по-малко постоянни вълни на изхода (макар и не толкова ефективни, колкото пълно захранване в режим на превключване). Използването на захранване с превключващ режим за понижаване на 240VAC до 19V е евтино и ефективно. Тяхното превключване също обикновено е над аудио лентата, така че не влияе на шума от захранването, влизащ във вашите тестови парчета. Линейните регулатори ще филтрират по -голямата част от остатъчната DC вълна. Така че вие получавате най -доброто от двата свята.

Използваните измервателни уреди могат да измерват напрежение и ток (0-100V и 0-10A), са двуцветни за лесно отчитане.

С няколко модификации можете да превърнете куп части в много полезно настолно захранване.

Забележка: Едно нещо, което няма това захранване, а това е постоянен ток, регулиращ контрол. Самите регулатори LM317/337 имат известна защита от претоварване, но не бих ги пуснал твърде дълго по този начин. Ето защо превключвателят на товара е поставен в този проект. Така че, ако това е внос, можете да използвате различен регулаторен борд, който да отговаря на вашите нужди.

Стъпка 1: Предупреждение и общи бележки

240V окабеляване и захранвания за лаптопи:

Тъй като този проект използва високи напрежения (240V), те могат да бъдат доста смъртоносни, ако се объркате. Ако не сте сигурни как да свържете компоненти с високо напрежение или не ви е удобно да работите на оборудване под напрежение, моето предложение би било да не опитвате това. Не поемам отговорност, ако се самоубиете. Не искам да чувам от теб, след като умря, казвайки Пит, ударих се с ток и сега съм мъртъв - ОК ??

Като се има предвид това, имате няколко други възможности:

1. Просто използвайте захранванията на лаптопа в предоставената им форма и използвайте някои конектори за DC захранване на гърба на кутията. Това просто означава, че трябва да включите два захранващи устройства за лаптоп - но това е много по -безопасен вариант. Ще трябва обаче да намерите друго решение за захранване на LED измервателните уреди, тъй като те изискват и отделни консумативи.

2. Можете да монтирате консумативите за лаптоп в кутията и просто да отрежете щепселите на 240V и да ги свържете директно към гнездо IEC на гърба. Въпреки това, ще ви трябва по -голям калъф от това, което използвах и отново, той има връзки на живо, така че все още не е толкова безопасно.

LED панелни измерватели + захранващи напрежения:

На пазара има няколко вида LED измервателни уреди. Всички те по същество правят едно и също нещо, но връзките им не винаги са едни и същи. Излизането от проводника не винаги е гарантирано. Когато поръчвате, опитайте да вземете тяхната електрическа схема. Обикновено двата дебели проводника ще бъдат текущият шунтов метър. Останалите три ще бъдат измервателна мощност (за захранване на дисплея, който е червен/черен) и жълт проводник за измерване на напрежението за измерване на напрежението.

Това, което ще забележите с измервателните уреди, е, че те имат обща земя или 0V точка (черните проводници са свързани вътрешно заедно). За този конкретен проект това не е добре. Ето защо измервателните уреди се захранват отделно чрез две малки захранващи платки (модулна платка от 240VAC до 12VDC). Също така трябва да използвате две платки за захранване, в противен случай ще късите изходи, когато използвате захранването. Друга съществена причина е, че LED измервателните уреди изискват минимум или 4.5V за работа. Така че, ако намалите изхода си до 1,25 V от платката на регулатора, измервателните уреди няма да се включат.

Стъпка 2: Сметка на материалите

Това е, което ще ви трябва. Можете да закупите всичко това от Ebay, Amazon или Aliexpress. Купих всичко от Ebay

- Пластмасов калъф (използвал съм пластмасов калъф за инструменти) - 12-15 долара

- 1x LM317/337 платка за регулатор - $ 10

- 2x 19V 3.42A захранващи устройства за лаптоп - $ 6.75 ea

- 2x 240VAC до 12VDC 450mA превключващи трансформаторни платки в превключващ режим - 1,50 $ ea

- 2 броя измерватели на напрежение/ток 0-100V/0-10A- $ 3,50 ea (по-евтино в насипно състояние и налично в различни цветове)

- 2х 10K ома многозавъртащи саксии + копчета, които отговарят - 2 $ ea (можете да използвате предоставените тенджери, но многооборотни са по -лесни за настройка)

- Различен и общ хардуер: 240VAC превключвател (използвах такъв с 12VDC LED светлина), свързващи клемни стълбове (6), гнездо IEC, предпазители и държачи за предпазители (3), малък отрязък от алуминиев ъгъл (2), стойки (6), общи дължини на тел и термосвиване - вероятно още 5-10 долара

Забележка 1: Предпазителите, които да използвате, ще зависят от това колко ток възнамерявате да използвате. Бих предложил 1-1.5A за двете платки на регулатора и 0.5A за захранването 240V. Можете да се спуснете и по -ниско, тъй като няма да черпите 7A и от двете доставки.

Забележка 2: Най -скъпата част от конструкцията е случаят. Така че, ако можете да намерите по -евтин или искате да превъртите свой собствен, това ще ви спести няколко долара.

Забележка 3: Налични са няколко марки саксии с много обороти или прецизност. Изпратеният е пот с марка Bochen, който има налични специфични копчета и не използва стандартни груби дръжки. Няма особено значение кой тип използвате, а само че можете да получите подходящи копчета.

Забележка 4: Купих тези захранвания за лаптоп, тъй като те бяха само около $ 6ea. Спестете няколко долара отново, ако случайно имате няколко стари.

Стъпка 3: Схеми и електрически схеми

Първото изображение е оригиналната схема на платка за регулатор на запасите, с включени входни капачки и токоизправител, използващ трансформатор AC 12V-0V-12V за захранване на платката (за това захранване не използваме)

Второто изображение е електрическата схема за свързване на всички отделни платки

Третото и Четвъртото изображение са електрически схеми за свързване на панелните измервателни уреди (използвах ги), показващи различни конфигурации за захранване и измерване. По същество в този проект използваме четвъртата диаграма.

Стъпка 4: Захранване на лаптоп

Защо 19V захранвания за лаптопи?

Причината за това е, че регулаторната платка първоначално е проектирана да работи от двоен 12V AC трансформатор (12V-0-12V). Ако обаче погледнете цената на един от тях или от ebay, или в местния магазин за електроника - те са около 30 $ AU. Две консумативи за лаптоп идват наполовина.

Ако искате по -високо напрежение от регулаторите, просто използвайте по -високо входно захранване. Не забравяйте, че регулаторните платки ще извеждат +/- 37V, така че входът може да бъде няколко волта над това. Само не забравяйте обаче, че колкото по -висок е диференциалът на напрежението (вход към изход), толкова повече топлина се произвежда от регулаторите. Например: ако входното напрежение е 35V и изходното е 5V, ще се развие много топлина и може да се нуждаете от по -големи радиатори и/или вентилатор.

Подготовка на консумативите за лаптоп

За моята конструкция извадих консумативите от кутиите им, тъй като имах нужда от тях, за да се поберат в кутията за инструменти. Ако просто ще използвате консумативите за лаптоп както са и използвате DC конектори, можете да пропуснете тази стъпка.

Това, което трябва да направите, е да счупите пластмасовия корпус. Използвайте плоска отвертка и внимателно издърпайте ръба, докато горната част се отлепи. След това свалете монтажната платка.

На втората снимка пробих парче ъглов алуминий и пробих няколко дупки отстрани на захранването (вярвам, че използвах съществуващите отвори в захранването). Внимавайте да не повредите никакви компоненти, докато правите това. Също така съм пробил няколко допълнителни дупки, за да завинтвам монтажни стълбове към него и да прикрепя монтажа към дъното на пластмасовия корпус. Използването на ъгъла го направи малко по -здрав, отколкото просто използването на монтажни стойки.

Проводниците, излизащи от платката, изглеждаха малко леки, затова ги смених на по -тежки проводници. Разпаявайте старите проводници, поставете новите проводници през горната част на платката и ги запоявайте на място в долната част на дъската (в заден план трябваше да използвам по-лек габарит, но по-дълги дължини, тъй като беше трудно да се свържат толкова много проводници до същите точки).

Консумативите за лаптоп също имат светодиод за захранване. Те не са необходими, но можете да ги задържите, ако искате потвърждение, че всяка доставка работи ефективно (те ще изчезнат, ако има проблем с доставката или теглената сума). Държах ги за по -лесно намиране на грешки.

Забележка: Трябва да използвате същия тип захранване за лаптоп. Причината е, че ако напреженията са малко по -малко, те могат да бъдат склонни да потънат ток в себе си и да избягат, а след това да издухат. Като цяло не би трябвало да е проблем, ако използвате същите консумативи. Ако обаче се притеснявате или искате допълнителна защита, бихте могли да поставите няколко диода за захранване (като IN4004 или IN5404), обърнати на изхода на всяко захранване (катод като положителен, анод към отрицателен). Това ще спре всяко захранване да потъне всеки ток от леко изключените напрежения или ако едното захранване се включи преди другото.

Стъпка 5: Изграждане на регулатор LM317/337 и първоначален тест

Регулаторната платка се предлага в комплект, което означава, че трябва да я запоите сами. Има няколко доставчици, които ще ги продават предварително сглобени за няколко допълнителни долара. Понякога премахването на компоненти от тези видове дъски може случайно да откъсне следи. Така или иначе ще трябва да премахнете някои компоненти, така че е също толкова лесно да ги изградите на първо място без тях.

Първата снимка показва завършена дъска (така би трябвало да изглежда, ако сте я направили налична). Втората снимка обаче показва модификациите с премахнати входни капачки и токоизправител. Вместо това добавих връзки, за да променя входния клемен блок, за да приеме +/- 19V и да го насоча към входа на регулаторите. Можете да запазите капачките за въвеждане, ако искате, но те не са необходими, тъй като консумативите за лаптоп са доста добри.

Ще забележите също, че съм поставил терминали за LED светлината за захранване, а също и саксиите, само за да улесня премахването на дъските, ако е необходимо.

Така че просто сглобете дъската, както е в техните инструкции, с изключение на горните модификации.

След като приключите, свържете го към работещо захранване и проверете изхода на всеки етап на регулатора. Не забравяйте, че ако използвате един вход за захранване за тестване, +/- вход (на +/0V клемите) +/0V извън платката на регулатора. +/- вход (на клеми 0V/-), 0V/- извън платката на регулатора. Уверете се, че можете да регулирате изходното напрежение (последната снимка показва външно тестово захранване).

Стъпка 6: Подготовка на делото

Измерете как искате вашите компоненти да седят на гърба на предния и задния панел. Не забравяйте, че ще бъде отпред (аз самият направих тази грешка). Всъщност исках огледален образ на предния панел. Но за щастие още не бях направил задния панел, затова просто го направих подходящ за предната част (или може би просто го завъртях около 180 градуса).

Пробийте първо дупки с помощта на малки свредла. След това увеличете с по -голямо свредло. Ако нямате достатъчно големи свредла (както имам аз), можете да използвате разгъвачка, за да увеличите отворите (много удобен инструмент).

След като всички отвори бъдат пробити, извадете изрезите за панелите на измервателните уреди и ги напилете достатъчно, за да пасват глюкомера и гнездото на IEC.

Също така добавих някои етикети отпред (използвайки листове с букви). Можете да ги получите онлайн или да отпечатате свои собствени на чиста хартия за принтер. След това просто напръсках някакъв защитен лак отгоре.

Стъпка 7: Монтиране на хардуера

След като предният и задният панел са имали време да изсъхнат, монтирайте целия хардуер на предния и задния панел.

Двата захранвания за лаптоп могат да се монтират в долната част на кутията. Не забравяйте да оставите място за контакта, предпазителя и проводниците на IEC, за да преминат към превключвателя отпред. Като алтернатива можете да монтирате превключвател на гърба, ако предпочитате.

Монтирайте платката на регулатора.

Не на последно място, тъй като захранващите устройства 240V/12V за панелите на измервателните уреди нямат къде да бъдат монтирани на винт, аз използвах силиконов блок, за да ги задържа на място. Просто се уверете, че сте добавили първо входни и изходни проводници!

Стъпка 8: Окабеляване на всичко

Започнете, като окабелите 240V окабеляването от щепсела IEC към превключвателя, а също и държача на входния предпазител. След това свържете всички 240V окабелявания към двата захранващи устройства за лаптоп и двуметрови платки. Поставете предпазител и на този етап вероятно е добра идея да проверите кабелите и захранването, само за да се уверите, че всички напрежения, излизащи от захранването на лаптопа, са правилни (трябва да са 19V всяко)

Свържете саксиите и светодиода към контролите на предния панел от платката на регулатора. Използвал съм 2-пинови гнезда и щифтове, за да улесня разглобяването на платката на регулатора.

Сега свържете изходите на консумативите за лаптоп и ги свържете към входа на регулаторната платка. Можете също да свържете захранването към измервателните уреди. Не забравяйте, че положителното на едно захранване отива към отрицателното на другото, за да създаде виртуална нулева точка на напрежение. Отново включете захранването и се уверете, че напреженията са според очакванията - трябва да имате 38V между входните напрежения, +/- 19V между 0V на входовете и известно номинално напрежение на изхода на регулаторната платка (в зависимост от това къде е поставен казанът).

Свържете изхода на платката на регулатора към изходните предпазители и превключвателя на товара. Свържете токовите линии на измервателния уред (съгласно електрическата схема) и след това линиите за измерване на напрежението от измервателния уред. Поставете предпазители и отново, тествайте и вижте дали измервателните уреди отчитат напрежение. Стискам палци, не сте позволили на вълшебния дим да избяга!

Забележка: Измервателните уреди са може би най -трудното за стартиране. Само не забравяйте, че текущата част на измервателните уреди тече от положителна към отрицателна. Същото ще се случи и с отрицателното напрежение - то тече от 0v до отрицателно напрежение!

Стъпка 9: Тестване и калибриране

След като се уверите, че димът не изтича, свържете надежден измервателен уред и проверете изходното напрежение както на положителния, така и на отрицателния изход. Най -вероятно ще откриете, че LED измервателните уреди са леко извадени (както на снимките 2 + 4). Тъй като тези измервателни уреди могат да бъдат леко навън в двата края на спектъра, калибрирайте ги до напрежението, което обикновено ще използвате най -много или в средата на диапазон от напрежения. Например, ако използвате 12V много, калибрирайте ги до 12V. Ако редовно преминавате между 5V и 15V, калибрирайте при 10V.

Ако имате два мултицета, можете да направите настройките на напрежението и тока заедно. В противен случай свържете номинален товар към изхода, регулирайте напрежението, след това изключете глюкомера и го поставете последователно с захранването и сменете мултицетния проводник (ако вашият измервателен уред има отделни клеми за напрежение и ток) за измерване на тока.

На гърба на измервателните уреди на LED панела ще има два малки тапицерии за регулиране на напрежението (v-adj) и тока (i-adj) (вижте снимка първа). Като цяло е добра идея да зареждате изхода с резистор при калибриране, тъй като изходното напрежение може да се измести малко при зареждане.

Затова регулирайте v-adj, докато напрежението прочете същото като измервателния уред. Тримерите са малко чувствителни и един малък завой може да мине там, където искате. Просто упорствайте, докато стане правилно

За текущата настройка бих препоръчал да използвате голям терморезистор за калибриране (снимка 6). Просто се уверете, че това не е по -ниско от това, което предлагането може да изведе. Всяка страна на платката на регулатора може да захранва 1.5A. Калибрирането му при около 1А трябва да е достатъчно.

Използвайки ома закон V = IxR - така (V/I = R) 15V/1A = 15ohms. 15 ома резистори са малко трудни за намиране, така че 2x 8 ома резистори последователно ще дадат 16 ома. Измерете резисторите - двата, които имам, са с мярка 8.3 и 8.1 ома = общо 16.4 ома.

И така, включете отново числата (V/R = I) 15V/16.4ohms = 0.914634A - това е числото, към което ще калибрираме. Трябва да откриете, че глюкомерът трябва да показва това, както и двойна проверка на вашия глюкомер.

Вие също ще трябва да изчислите мощността, вложена в резисторите, тъй като не искате те да се пържат! И така, законът на ома отново P = VxI - 15Vx0.91463 = 13.72W. Уверете се, че всеки от вашите резистори е по -голям от тази стойност - 25W е добре. Използвал съм няколко 100W, които са златни (вижте снимка 6). Можете да ги вземете от ebay за около 8 долара за двама.

За да измерите тока извън захранването, ще трябва да поставите глюкомера си последователно с захранването и резисторите на натоварване. Няма значение дали измервателният уред е първи или резисторите, просто се уверете, че токът, протичащ през измервателния уред, е положителен към отрицателен (така че положителните и 0V клеми - положителни/отрицателни на клемите за ток на мултицет). Отрицателната страна на захранването трябва да бъде измерена от 0V до отрицателна, като положителната стойност на измервателния уред е към 0V и отрицателната на измервателния уред ще бъде отрицателна на захранването. Ако това просто ви е объркало - погледнете последната снимка.

След като се свържете, трябва да видите както напрежение, така и ток на измервателя на предния панел. Регулирайте текущия съд на гърба на панелния измервателен уред, докато той отчете същото като вашия мултицет. Ако имате два метра, трябва да имате един за измерване на тока (последователно) и един за измерване на напрежението (паралелно).

Сега можете да тръгнете.

Стъпка 10: Заключителни мисли

Въпреки че всичко се побираше в калъфа, можех да си поиграя малко с вътрешното оформление и може би да преместя гнездото на IEC, за да позволя на двата консуматива за лаптоп да стоят на 90 градуса до мястото, където са в момента. Оформлението също трябваше да бъде огледално, тъй като обикновено обичам всичко да върви отляво надясно. Включих скица на това, което потенциално трябваше да направя.

Използвах 7.5A 240VAC окабеляване от захранващ кабел (защото точно това имах около). Тъй като това е толкова затворено пространство, вероятно трябваше да използвам по -лек проводник 240V, тъй като проектът не извлича много ток.

Също така не забелязах, че един от винтовете на корпуса е преминал направо през мястото, където е бил превключвателят на 240V. В ретроспекция трябваше леко да преместя превключвателя и вероятно трябваше да инсталирам държача на предпазителя 240V на предния панел, за да избегна ненужното окабеляване. С малко разбъркване вероятно бих могъл да сложа и държачите на изходните предпазители на предния панел, но предният панел вече беше доста претъпкан.

В края на деня той захранва +/- 15V, който ми е необходим, лесен за настройка, надежден е и използва лесно достъпни части.

Бъдещи проекти

Имам и друго двойно захранване 0-30V/3A в процес на работа, въпреки че това може да завърши като два отделни захранвания (отново в зависимост от разстоянието). Този има постоянни текущи функции. Купих тези дъски по едно и също време, тъй като не можех да реша коя от тях искам, така че взех и двете!

Ще има и майка на всички захранвания - двойно захранване с ниско/високо напрежение, използващо по две регулаторни платки на всяка страна (4). Той ще превключи от нисък диапазон 0-30V към висок диапазон 30-90V и 5A! Това ще се използва за тестване на платки за усилване на мощност с двойно напрежение. Отново може да завърши като два отделни захранвания в зависимост от разстоянието.