Eenvoudige stroomvoorzieningscircuits ontwerpen

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





De post beschrijft hoe een eenvoudig stroomvoorzieningscircuit moet worden ontworpen en gebouwd, vanaf het basisontwerp tot de redelijk geavanceerde stroomvoorziening met uitgebreide functies.

Stroomvoorziening is onmisbaar

Of het nu een elektronische noob is of een deskundige ingenieur, ze hebben allemaal dit onmisbare apparaat nodig, de voedingseenheid genaamd.



Dit komt omdat geen enkele elektronica zonder stroom kan werken, om precies te zijn een laagspanning gelijkstroom, en een voedingseenheid is een apparaat dat specifiek bedoeld is om dit doel te vervullen.

Als deze apparatuur zo belangrijk is, wordt het voor iedereen in het veld noodzakelijk om alle details van dit belangrijke lid van de elektronische familie te leren.



Laten we beginnen en leren hoe we een stroomvoorzieningscircuit kunnen ontwerpen, de eenvoudigste eerst, waarschijnlijk voor de noobs die deze informatie buitengewoon nuttig zouden vinden.
NAAR basisvoedingscircuit vereist fundamenteel drie hoofdcomponenten om de beoogde resultaten te bereiken.
Een transformator, een diode en een condensator. De transformator is het apparaat dat twee sets wikkelingen heeft, de ene primaire en de andere is de secundaire.

Netvoeding 220v of 120v wordt naar de primaire wikkeling gevoerd die naar de secundaire wikkeling wordt overgebracht om daar een lagere geïnduceerde spanning te produceren.

De lage verlaagde spanning die beschikbaar is aan de secundaire zijde van de transformator wordt gebruikt voor de beoogde toepassing in elektronische schakelingen, maar voordat deze secundaire spanning kan worden gebruikt, moet deze eerst worden gelijkgericht, wat betekent dat de spanning eerst in een gelijkstroom moet worden omgezet.

Als de secundaire transformator bijvoorbeeld een nominale spanning van 12 volt heeft, dan is de 12 volt die van de secundaire transformator wordt verkregen een 12 volt wisselstroom tussen de relevante draden.

Elektronisch circuit kan nooit werken met wisselstroom en daarom moet deze spanning worden omgezet in een gelijkstroom.

Een diode is een apparaat dat effectief een wisselstroom naar gelijkstroom omzet, er zijn drie configuraties waarmee basisvoedingsontwerpen kunnen worden geconfigureerd.


Misschien wilt u ook leren hoe je een tafelvoeding ontwerpt


Met een enkele diode:

De meest elementaire en grove vorm van het ontwerp van de stroomvoorziening is degene die een enkele diode en een condensator gebruikt. Aangezien een enkele diode slechts een halve cyclus van het wisselspanningssignaal gelijkricht, vereist dit type configuratie een grote uitgangsfiltercondensator om de bovenstaande beperking te compenseren.

Een filtercondensator zorgt ervoor dat na gelijkrichting, op de dalende of dalende secties van het resulterende DC-patroon, waar de spanning de neiging heeft om te dalen, deze secties worden gevuld en bedekt met de opgeslagen energie in de condensator.

De bovenstaande compensatie die wordt uitgevoerd door de opgeslagen energie van de condensatoren, helpt om een ​​schone en rimpelvrije DC-output te behouden die niet alleen mogelijk zou zijn door de diodes alleen.

Voor een voedingsontwerp met een enkele diode hoeft de secundaire wikkeling van de transformator slechts een enkele wikkeling met twee uiteinden te hebben.

De bovenstaande configuratie kan echter niet worden beschouwd als een efficiënt ontwerp van de stroomvoorziening vanwege zijn ruwe halfgolf-gelijkrichting en beperkte outputconditioneringsmogelijkheden.

Twee diodes gebruiken:

Het gebruik van een paar diodes voor het maken van een voeding vereist een transformator met een secundaire wikkeling in het midden. Het diagram laat zien hoe de diodes zijn aangesloten op de transformator.

Hoewel de twee diodes in tandem werken en beide helften van het wisselspanningssignaal aanpakken en een dubbelzijdige gelijkrichting produceren, is de toegepaste methode niet efficiënt, omdat op elk moment slechts een halve wikkeling van de transformator wordt gebruikt. Dit resulteert in een slechte kernverzadiging en onnodige verwarming van de transformator, waardoor dit type voedingsconfiguratie minder efficiënt en een gewoon ontwerp is.

Met behulp van vier diodes:

Het is de beste en universeel aanvaarde vorm van voedingsconfiguratie voor zover het het herstelproces betreft.

Het slimme gebruik van vier diodes maakt het heel eenvoudig, slechts een enkele secundaire wikkeling is voldoende, de kernverzadiging is perfect geoptimaliseerd wat resulteert in een efficiënte AC naar DC conversie.

De afbeelding laat zien hoe een dubbelfasige gelijkgerichte voeding wordt gemaakt met behulp van vier diodes en een relatief lage filtercondensator.

Dit type diodeconfiguratie staat in de volksmond bekend als het brugnetwerk, misschien wilt u het weten hoe je een bruggelijkrichter construeert ​

Alle bovenstaande voedingsontwerpen bieden uitgangen met normale regeling en kunnen daarom niet als perfect worden beschouwd, deze leveren geen ideale DC-uitgangen en zijn daarom niet wenselijk voor veel geavanceerde elektronische circuits. Bovendien bevatten deze configuraties geen variabele spannings- en stroomregelfuncties.

De bovenstaande kenmerken kunnen echter eenvoudig worden geïntegreerd in de bovenstaande ontwerpen, eerder met de laatste configuratie van de volledige golfvoeding door de introductie van een enkele IC en een paar andere passieve componenten.

Met behulp van de IC LM317 of LM338:

De IC LM 317 is een zeer veelzijdig apparaat dat normaal gesproken is voorzien van voedingen voor het verkrijgen van goed geregelde en variabele spannings- / stroomuitgangen. Een paar voedingsvoorbeeldcircuits die dit IC gebruiken

Aangezien het bovenstaande IC maximaal 1,5 ampère kan ondersteunen, kan voor grotere stroomuitgangen een ander soortgelijk apparaat maar met hogere nominale waarden worden gebruikt. De IC LM 338 werkt precies zoals de LM 317, maar kan tot 5 ampère stroom verwerken. Hieronder ziet u een eenvoudig ontwerp.

Voor het verkrijgen van vaste spanningsniveaus kunnen IC's uit de 78XX-serie worden gebruikt met de hierboven toegelichte voedingscircuits. De 78XX IC's worden uitgebreid uitgelegd voor uw referentie

Vandaag de dag transformatorloze SMPS-voedingen worden de favorieten onder de gebruikers, vanwege hun hoge efficiëntie, krachtige functies bij verbazingwekkend compacte afmetingen.
Hoewel het thuis bouwen van een SMPS-voedingscircuit zeker niet voor de nieuwelingen in het veld is, kunnen ingenieurs en enthousiastelingen met uitgebreide kennis over het onderwerp dergelijke circuits thuis bouwen.

Je kunt ook iets leren over een nette kleine switch mode voeding ontwerp.

Er zijn een paar andere vormen van voedingen die zelfs door de nieuwe elektronische hobbyisten kunnen worden gebouwd en die geen transformatoren nodig hebben. Hoewel ze erg goedkoop en gemakkelijk te bouwen zijn, kunnen dit soort voedingscircuits geen zware stroom ondersteunen en zijn ze normaal gesproken beperkt tot ongeveer 200 mA.

Ontwerp zonder transformator

Twee concepten van het bovenstaande transformatorloze type voedingscircuits worden besproken in de volgende paar berichten:

Door gebruik te maken van hoogspanningscondensatoren,

Door Hi-End IC's en FET te gebruiken

Feedback van een van de toegewijde lezers van deze blog

Beste Swagatam Majumdar,

Ik wil een voeding maken voor een microcontroller en zijn afhankelijke componenten ...

Ik wil een stabiele + 5V uit en + 3.3V uit de voeding halen, ik ben niet zeker van de versterker-leeftijd, maar ik denk dat een totaal van 5A voldoende zou moeten zijn, er komt ook een 5V muis en een 5V toetsenbord en 3 x SN74HC595 IC's ook en 2 x 512Kb SRAM ... Dus ik weet echt niet naar welke versterker ik moet streven ...

Ik denk dat 5Amp genoeg is? .... Mijn belangrijkste vraag is welke TRANSFORMATOR ik moet gebruiken en welke DIODES moet ik gebruiken? Ik heb voor De transformator gekozen nadat ik ergens online had gelezen dat de bruggelijkrichter een VOLT DROP van 1,4V in het algemeen veroorzaakt en in je blog hierboven vermeld je dat de brugrecitfier ervoor zorgt dat de spanning omhoog gaat? ...

DUS ik weet het niet zeker (ik ben er sowieso niet zeker van dat ik nieuw ben in elektronica) ..... De EERSTE transformator die ik koos, was deze. Geef me alsjeblieft aan welke het BESTE is voor mijn behoeften en welke DIODES ik ook moet gebruiken ... Ik zou de PSU willen gebruiken voor een bord dat erg op dit lijkt ...

Help en leid me alstublieft de beste manier om een ​​geschikte MAINS 220 / 240V PSU te maken die me STABIEL 5V en 3.3V geeft voor gebruik met mijn ontwerp. Bij voorbaat dank.

Hoe u een constante 5V en 3V krijgt van het voedingscircuit

Hallo, je kunt dat eenvoudig bereiken via een 7805 IC om de 5V te krijgen en door een paar 1N4007-diodes aan deze 5V toe te voegen voor ongeveer 3,3V.

5 amp lijkt te hoog en ik denk niet dat je zoveel hoge stroom nodig hebt, tenzij je deze voeding ook gebruikt met een externe drivetrap die hogere belastingen draagt, zoals een LED met een hoog wattage of een motor enz.

Dus ik ben er zeker van dat aan uw vereiste gemakkelijk kan worden voldaan via de bovengenoemde procedures.

voor het voeden van de MCU via de bovenstaande procedure kunt u een 0-9V of een 0-12V trafo gebruiken met 1amp stroom, diodes kunnen 1N4007 x 4nos zijn

De diodes zullen 1,4V dalen als de input een DC is, maar als het een AC is zoals van een trafo, dan wordt de output verhoogd met een factor 1,21.

zorg ervoor dat je een 2200uF / 25V dop gebruikt na de brug voor de filtratie

Ik hoop dat de informatie je zal verlichten en je vragen zal beantwoorden.

De afbeelding hierboven laat zien hoe je een constante 5V en 3,3V krijgt van een bepaald voedingscircuit.

9 V variabele spanning verkrijgen van IC 7805

Normaal gesproken wordt de IC 7805 beschouwd als een vaste 5 V spanningsregelaar. Met een eenvoudige oplossing kan de IC echter worden omgezet in een 5 V tot 9 V variabel regulatorcircuit, zoals hierboven weergegeven.

Hier kunnen we zien dat een voorinstelling van 500 ohm wordt toegevoegd met de centrale aardingspin van het IC, waardoor het IC een verhoogde uitgangswaarde tot 9 V kan produceren met een stroom van 850 mA. De preset kan worden aangepast om uitgangen te krijgen in het bereik van 5 V tot 9 V.

Een vast 12 V-regelcircuit maken

In het bovenstaande diagram kunnen we zien hoe een gewone 7805-regulator-IC kan worden gebruikt voor het creëren van een vaste 5V gereguleerde output.

Als u een vaste 12 V gereguleerde voeding wilt bereiken, kan dezelfde configuratie worden toegepast om de vereiste resultaten te krijgen, zoals hieronder weergegeven:

12V gereguleerde voedingsschakeling met behulp van LM7812 IC

12V, 5V gereguleerde voeding

Stel nu dat u circuittoepassingen had waarvoor een dubbele voeding nodig was in het bereik van vaste 12 V en ook vaste gereguleerde 5 V.

Voor dergelijke toepassingen kan het hierboven besproken ontwerp eenvoudig worden gewijzigd door een 7812 IC en vervolgens een 7805 IC te gebruiken om de vereiste 12 V en 5 V gereguleerde voedingsuitgang bij elkaar te krijgen, zoals hieronder aangegeven:

12, 5V geregelde voedingscircuit met behulp van IC 7812 en IC 7805

Een eenvoudige dubbele voeding ontwerpen

In veel van de circuittoepassingen, vooral die met opamps, wordt een dubbele voeding verplicht om de +/- en aardingstoevoer naar het circuit mogelijk te maken.

Ontwerpen van een eenvoudig dubbele voeding eigenlijk gaat het om een ​​voeding met een middenaftakking en een bruggelijkrichter, samen met een paar hoogwaardige filtercondensatoren, zoals hieronder weergegeven:

Het bereiken van een gereguleerde dubbele voeding met het gewenste niveau van dubbele spanning aan de uitgang is echter iets dat normaal gesproken een complex ontwerp vereist met behulp van dure IC's

Het volgende ontwerp laat zien hoe eenvoudig en discreet een dubbele voeding kan worden geconfigureerd met een paar BJT's en een paar weerstanden.

Hier zijn Q1 en Q3 opgetuigd als zendervolger pass transistors , die de hoeveelheid stroom bepalen die over de respectievelijke +/- uitgangen mag gaan. Hier is het ongeveer 2 ampère

De uitgangsspanning over de relevante dubbele voedingsrails wordt bepaald door de transistoren Q2 en Q4 samen met hun basisweerstandsverdelernetwerk.

De uitgangsspanningsniveaus kunnen op de juiste manier worden aangepast en aangepast door de waarden van de potentiaalverdelers aan te passen die worden gevormd door de weerstanden R2, R3 en R5, R6.

Een LM317-voeding met vaste weerstanden ontwerpen

Een uiterst eenvoudige LM317T-gebaseerde spanning / stroomtoevoer, die kan worden gebruikt voor het opladen van nikkel-cadmiumcellen of wanneer een praktische voeding nodig is, wordt hieronder gedemonstreerd.

Het is een ongecompliceerde onderneming voor de nieuweling om te bouwen, en is bedoeld om te worden gebruikt met een plug-in netadapter die een ongereguleerde gelijkstroom levert. output. IC1 is eigenlijk een instelbare regelaar type LM317T.

De draaischakelaar S1 kiest de instelling (constante stroom of constante spanning) samen met de stroom- of spanningswaarde. De geregelde spanning kan worden verkregen op SK3 en de stroom is in SK4.

Merk op dat er een verstelbare instelling (positie 12) is ingebouwd waarmee een variabele spanning kan worden aangepast via potentiometer VR1.

De weerstandswaarden moeten worden vervaardigd uit de dichtst verkrijgbare vaste waarden, indien nodig in serie geplaatst.

Weerstand R6 heeft een vermogen van 1W en R7 van 2W, hoewel de resterende 0,25W kan zijn. Spanningsregelaar IC1 317 moet worden geïnstalleerd op een koellichaam waarvan de grootte wordt bepaald door de ingangs- en uitgangsspanningen en stromen die nodig zijn.




Vorige: IC LM338-toepassingscircuits Volgende: Hoe maak je een Incubator Timer Optimizer Circuit