현재까지 펄스 전압 소스가 널리 퍼져 있습니다. 기존의 변압기 회로 이전에는 에너지 효율성과 대용량 표시기에서 상당한 이점이 있습니다. 5A 이상의 부하 전류에서는 부인할 수 없는 이점이 있다고 믿어집니다. 그러나 주 전원과 부하에 RF 간섭이 발생하는 것과 같은 단점도 있습니다. 그리고 가정 조립의 주요 장애물은 회로의 복잡성과 권선 부품을 만들기 위한 특별한 기술의 필요성입니다. 따라서 일반 가정 핸디맨이 주전원 강압 변압기를 사용하여 일반적인 원리로 전원 공급 장치를 만드는 것이 좋습니다.

전압 소스가 사용되는 곳

가정에서 이러한 PSU의 적용 범위는 넓습니다.

저전압 램프에 전원을 공급하는 것;
충전식 배터리 충전;
오디오 재생 장치용 전원 공급 장치.

뿐만 아니라 12볼트의 일정한 전압이 필요한 다른 많은 목적에도 사용됩니다.

변압기 전원 공급 장치의 다이어그램

전원 공급 장치의 개략도.

220V 네트워크에서 작동하는 12V 전원 공급 장치의 개략도는 다음 노드로 구성됩니다.

강압 변압기.. 그것은 철, 1 차 및 2 차 (여러 가지가있을 수 있음) 권선으로 구성됩니다. 작동 원리로 들어가지 않고 출력 전압은 1차 권선(n1)과 2차 권선(n2)의 비율에 따라 달라집니다. 12볼트를 얻으려면 2차 권선이 1차 권선보다 220/12=18.3배 적은 권선을 포함해야 합니다.
정류기. 대부분 2반기 회로(다이오드 브리지)의 형태로 만들어집니다. 교류 전압을 맥동 전압으로 변환합니다. 전류는 같은 방향으로 한 주기에 두 번 부하를 통과합니다.
반주기 정류기의 작동.
필터. 맥동 전압을 직류 전압으로 변환합니다. 전압이 인가되는 순간에 충전되고 일시 정지되면 방전됩니다. 고용량 산화물 커패시터와 병렬로 약 1μF 용량의 세라믹 커패시터가 포함되는 경우가 많습니다. 이 추가 요소의 필요성을 이해하려면 산화물 커패시터가 롤에 감긴 호일 스트립 형태로 배열되어 있음을 기억해야 합니다. 이 롤에는 기생 인덕턴스가 있어 고주파 노이즈 필터링 품질이 현저히 저하됩니다. 이를 위해 HF 펄스의 추가 단락 커패시터가 포함됩니다.
산화물 및 추가 커패시터가 있는 등가 필터 회로.
안정제. 존재하지 않을 수 있습니다. 간단하지만 효과적인 어셈블리의 계획은 아래에 설명되어 있습니다.

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

변압기 선택

적합한 변압기를 얻기 위해 두 가지 방법이 가능합니다. 강압 장치를 직접 만들거나 적절한 공장 조립 변압기를 선택하십시오. 두 경우 모두 염두에 두어야 합니다.

전압을 측정할 때 변압기의 강압 권선 출력에서 전압계는 유효 전압을 표시합니다(진폭 전압보다 1.4배 작음).
부하가없는 필터링 커패시터에서 DC 전압은 진폭 전압과 거의 같습니다 (커패시터 전압이 1.4 배로 "상승"한다고 함).
안정기가 없으면 부하에서 커패시터의 전압이 전류에 따라 처질 것입니다.
스태빌라이저 작동을 위해서는 출력 전압 이상의 입력 전압이 필요하며 그 비율은 전원 공급 장치 전체의 효율성을 제한합니다.

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

변압기의 독립 권선

수제 전력 변압기의 완전한 계산 및 제작은 복잡하고 시간이 많이 걸리며 도구와 기술이 필요합니다. 따라서 적절한 철 장치를 선택하고 12V로 변환하는 간단한 방법을 고려할 것입니다.

기성품 변압기가 있지만 연결 다이어그램이 없으면 테스터로 권선을 호출해야합니다. 저항이 가장 높은 권선이 주 권선일 가능성이 높습니다. 다른 권선은 제거해야 합니다.

다음으로 철세트 b의 두께와 중앙판의 폭을 측정하여 곱해야 합니다. 코어의 단면적 S=a*b(sq.cm)를 얻을 수 있습니다. 이것은 변압기 P=의 전력을 결정합니다.. 다음으로 전압이 12볼트인 권선에서 끌어낼 수 있는 최대 전류(암페어)가 계산됩니다. I=P/12.

핵심 영역의 결정.

그런 다음 볼트당 권수는 공식 n=50/S에 따라 계산됩니다.12볼트의 경우 구리 및 안정 장치의 손실을 위해 약 20% 예비로 12*n 회전을 감아야 합니다. 그리고 안정기가 없으면 부하에서 전압 강하가 발생합니다. 그리고 마지막 단계는 2-3 ma/sq.mm의 전류 밀도에 대한 차트에 따라 권선의 단면을 선택하는 것입니다.

구리선 선택.

예를 들어 두께가 3.5cm이고 중간 혀 너비가 2.5cm인 220V 1차 권선이 있는 변압기가 있습니다. 따라서 S=2.5*3.5=8.75 및 변압기 전력 =3W(대략). 그런 다음 12볼트에서 가능한 최대 전류 I=P/U=3/12=0.25A입니다. 권선의 경우 직경이 0,35...0,4 sq.mm인 와이어를 선택할 수 있습니다. 1볼트의 경우 50/8,75=5,7 회전이 있으므로 12*5,7=33 회전을 감아야 합니다. 예비로 - 약 40 턴.

완성된 변압기의 선택

전류 및 전압에 적합한 2차 권선이 있는 기성품 변압기가 있는 경우 기성품 변압기를 선택할 수 있습니다. 예를 들어 TPP 시리즈에는 2차 전압이 12볼트에 가까운 적합한 제품이 있습니다.

변신 로봇	2차 권선 출력의 지정	전압, V	허용 전류, А
TPP48	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	13,8	0,27
TPP209	11-12, 13-15	11,5	0,0236
TPP216	11-12, 13-14, 15-16, 17-18	11,5	0,072

이 솔루션의 장점은 공장 설계의 최소 노동 강도와 신뢰성입니다. 빼기 - 변압기에는 다른 권선이 포함되어 있으며 전체 전력은 부하에 대해 계산됩니다. 따라서 이러한 변압기는 무게와 치수면에서 손실됩니다.

다이오드 선택 및 정류기 만들기

정류기의 다이오드는 세 가지 매개변수에 따라 선택됩니다.

최고 허용 순방향 전압;
가장 높은 역전압;
가장 높은 작동 전류.

처음 두 매개변수에 따르면 사용 가능한 반도체 장치의 90%가 12볼트 회로에서 작동하기에 적합하며 최대 연속 허용 전류에 따라 주로 선택됩니다. 이 매개변수는 다이오드 본체의 설계와 정류기 제조 방식도 결정합니다.

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

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

장치 KD105(KD106)는 더 작은 전류(최대 0.3A)용으로 설계되었습니다. 나열된 모든 다이오드는 PCB 또는 장착 플레이트에 수직 또는 수평으로 장착하거나 핀에만 장착할 수 있습니다. 그들은 라디에이터가 필요하지 않습니다.

저전력 소자의 다이오드 브리지.

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

또 다른 다이오드 브리지 디자인.

기성품 브리지 다이오드 어셈블리 KTs405, KVRS 또는 이와 유사한 것을 사용하는 것도 편리합니다. 조립할 필요 없이 해당 핀에 AC 전압을 연결하고 DC 전압을 제거하기만 하면 됩니다.

KVRS3510 어셈블리.

커패시터 용량

커패시터 용량은 부하와 허용되는 리플에 따라 다릅니다. 커패시턴스를 정확하게 계산하기 위해 인터넷에서 찾을 수 있는 공식과 온라인 계산기가 있습니다. 연습을 위해 숫자로 갈 수 있습니다.

작은 부하 전류(수십 밀리암페어)의 경우 커패시턴스는 100...200μF여야 합니다.
최대 500mA의 전류에서 470...560uF 커패시터가 필요합니다.
최대 1A - 1000...1500uF.

더 높은 전류의 경우 커패시턴스는 비례하여 증가합니다. 일반적인 접근 방식은 커패시터가 클수록 더 좋다는 것입니다. 크기와 비용에 의해서만 제한되므로 용량을 제한 없이 늘릴 수 있습니다. 전압면에서 심각한 예비가있는 커패시터를 사용할 필요가 있습니다. 예를 들어 12볼트 정류기의 경우 16볼트보다 25볼트 소자를 사용하는 것이 좋습니다.

이 추론은 안정화되지 않은 소스에 대해 사실입니다. 레귤레이터가 있는 PSU가 있는 경우 커패시턴스를 여러 번 줄일 수 있습니다.

출력 전압 안정화

전원 공급 장치의 출력을 항상 조절할 필요는 없습니다. 예를 들어 오디오 장비와 함께 PSU를 사용하려면 출력에 안정적인 전압이 있어야 합니다. 그러나 히터가 부하로 사용되는 경우 안정 장치는 분명히 필요하지 않습니다. 을 위한 LED 스트립 PSU의 가장 복잡한 모듈 없이는 할 수 있지만 반면에 안정적인 전압은 네트워크의 변동에서 밝기의 독립성을 보장하고 LED 조명의 수명을 연장합니다.

레귤레이터를 설치하기로 결정했다면 전문 LM7812 칩(KR142EN5A)에 조립하는 것이 가장 쉽다. 회로가 간단하고 조정이 필요하지 않습니다.

7812의 안정기.

이러한 레귤레이터의 입력에 15 ~ 35V의 전압을 공급할 수 있습니다. 용량이 0.33μF 이상이고 출력에 0.1μF 이상인 커패시터 C1을 설치해야 합니다. C1은 일반적으로 연결 와이어의 길이가 7cm를 초과하지 않는 경우 필터 장치의 커패시터 역할을 합니다. 이러한 길이를 유지할 수 없는 경우 별도의 요소를 설치해야 합니다.

7812 칩은 과열 및 단락에 대한 보호 기능이 있습니다. 그러나 입력의 극성 반전과 출력의 외부 전압이 마음에 들지 않습니다. 이러한 상황에서 수명은 초 단위로 계산됩니다.

중요한! 100mA 이상의 부하 전류의 경우 방열판에 레귤레이터를 설치해야 합니다!

레귤레이터의 출력 전류 증가

주어진 구성표를 사용하면 최대 1.5A의 전류로 AVR을 로드할 수 있습니다. 이것이 충분하지 않으면 추가 트랜지스터로 노드를 재충전할 수 있습니다.

n-p-n 트랜지스터가 있는 구성표

외부 n-p-n 트랜지스터.

이 회로는 설계자가 권장하며 칩 데이터시트에 포함되어 있습니다. 출력 전류는 방열판이 장착되어야 하는 트랜지스터의 최대 콜렉터 전류를 초과해서는 안 됩니다.

p-n-p 트랜지스터가 있는 회로

n-n-p 구조의 반도체 3극관이 누락된 경우 p-n-p 구조의 반도체 3극관으로 안정기를 재충전할 수 있습니다.

외부 p-n-p 트랜지스터.

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

파라메트릭 레귤레이터

어떤 이유로 통합 레귤레이터를 사용할 수 없는 경우 레귤레이터에서 노드를 만들 수 있습니다. 안정화 전압이 12V이고 해당 부하 전류에 맞게 설계된 레귤레이터를 선택해야 합니다. 일부 12V 국내 및 수입 레귤레이터의 최대 전류는 아래 표에 나와 있습니다.

안정화된 다이오드 유형	D814G	D815D	KS620A	1N4742A	BZV55C12	1N5242B
부하 전류	5mA	0,5 А	50mA	25mA	5mA	40mA
안정화 전압	12볼트

간단한 파라메트릭 안정기의 개략도.

저항의 정격은 다음 공식으로 계산됩니다.

R=(최소 단위-최소 단위)/(최대+최소 단위 단위), 여기서:

Uin min - 최소 입력 불안정 전압(1,4 Ust 이상이어야 함), 볼트;
Ust - 레귤레이터의 안정화 전압(기준 값), 볼트;
최대 - 최대 부하 전류에서;
Ist min - 최소 안정화 전류(기준 값).

원하는 전압에 대한 안정기가 없으면 직렬로 2개로 구성할 수 있다. 총 전압은 12볼트여야 합니다(예: 5.6볼트의 D815A와 6.8볼트의 D815B는 12.4볼트를 제공합니다).

중요한! "안정화 전류를 증가시키기 위해" 안정화 장치(동일한 유형일지라도)를 병렬로 연결하는 것은 허용되지 않습니다!

Stabilitron은 병렬로 연결되지 않습니다.

외부 트랜지스터를 연결하여 동일한 방식으로 파라메트릭 AVR을 재충전할 수 있습니다.

전원 안정기의 계획.

파워 트랜지스터용 방열판을 제공해야 합니다. 이 경우 공급 전압은 안정기의 Ust보다 0.6V 낮습니다. 필요한 경우 실리콘 다이오드(또는 다이오드 체인)를 포함하여 출력 전압을 상향 조정할 수 있습니다.체인의 각 요소는 U out을 약 0.6V만큼 증가시킵니다.

고정자와 다이오드가 있는 조정기의 개략도.

출력 전압 조절

전원 공급 장치의 전압을 0에서 조정해야 하는 경우 가변 저항이 추가된 매개변수 조정기가 가장 좋은 방식입니다.

부드러운 전압 제어.

트랜지스터 베이스와 공통 와이어 사이의 1k 옴 저항은 전위차계 슬라이더 회로가 파손되는 경우 3극관이 고장나는 것을 방지합니다. 가변 저항의 손잡이를 돌리면 트랜지스터 베이스의 전압이 약 0.6볼트의 지연으로 0에서 Ust 안정기로 변경됩니다. 전위차계의 사용으로 인해 노드의 매개변수가 더 나빠질 것이라는 점을 염두에 두어야 합니다. 움직이는 접점(좋은 품질의 접점이라도)이 있으면 필연적으로 트랜지스터 기본 전압의 안정성이 저하됩니다.

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에너지 절약 램프에서 전원 공급 장치를 만드는 방법

78XX 시리즈 통합 조정기로 회로의 0~12V 조정을 달성하는 것은 훨씬 더 어렵습니다. 5~12볼트의 충분한 조정 범위가 있는 경우 7805 칩을 사용하여 전위차계 회로에 연결할 수 있습니다. 안정기는 약 7볼트여야 합니다(다이오드가 있거나 없는 KC168, KC175 등). 전위차계 슬라이더의 아래쪽 위치에서 GND 핀은 공통 와이어에 연결되고 출력은 5볼트가 됩니다. 슬라이더가 상단 핀으로 이동하면 슬라이더의 전압이 안정기의 Ust까지 상승하고 미세 회로의 안정화 전압에 추가됩니다.

5볼트에서 12볼트까지 부드럽게 조절됩니다.

LM317 칩을 사용할 수 있습니다. 또한 3개의 핀이 있으며 조절 소스를 생성하도록 특별히 설계되었습니다. 그러나 이 레귤레이터는 1.25볼트에서 시작하는 더 낮은 전압 임계값을 갖습니다. 인터넷에는 규제가 없는 많은 LM317 회로가 있지만 이러한 회로의 90% 이상이 작동하지 않습니다.

표준 LM317 회로.

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장치 레이아웃

모든 부품이 선택되거나 부품이 무엇인지에 대한 명확한 아이디어가 있으면 회로 조립을 시작할 수 있습니다. 장치의 미래 하우징이 무엇인지 이해하는 것도 중요합니다. 기성품을 픽업 할 수 있으며 재료와 기술이 있으면 직접 만들 수 있습니다.

인클로저 내부의 노드 레이아웃에 대한 특별한 규칙은 없습니다. 그러나 다이어그램과 같이 전선으로 직렬로 연결되고 가능한 한 최단 거리로 노드를 배열하는 것이 바람직합니다. 출력 단자는 전원 케이블의 반대쪽에 배치하는 것이 가장 좋습니다. 전원 스위치와 퓨즈는 장치 뒷면에 배치하는 것이 좋습니다. 인클로저 사이의 공간을 합리적으로 사용하기 위해 일부 노드는 수직으로 장착할 수 있지만 다이오드 브리지는 수평으로 고정하는 것이 좋습니다. 수직으로 설치하면 하부 다이오드에서 나오는 뜨거운 공기의 대류가 상부 소자 주위를 흐르고 추가로 가열됩니다.