Spínaný zdroj 12V 5A: obecné informace, schéma, postup výroby zařízení pro kutily

Spínaný zdroj je invertorový systém, ve kterém se střídavé napětí přeměňuje na stejnosměrné napětí a z něj se pak vytvářejí impulsy o zvýšené frekvenci. Takové zařízení je poměrně drahé a mohou si ho koupit pouze bohatí lidé. Všichni, kteří do této kategorie nepatří, se snaží vyrobit zařízení vlastníma rukama. K tomu budete potřebovat potřebné materiály a obvod spínaného zdroje 12 V 5A.

Obecná informace

Než si vyrobíte spínaný zdroj „udělej si sám“, musíte si podrobně prostudovat jeho konstrukční vlastnosti, princip fungování, výhody a nevýhody. Pomocí těchto informací můžete urychlit proces vytváření a také učinit zařízení lepším a odolnějším.

Komponenty

Nejčastěji se domácí spínací zdroj vyrábí podle standardního schématu s použitím některých důležitých prvků. Slouží k úpravě vstupního napětí při napájení LED lamp nebo jiných svítidel. Návrh bloku zahrnuje několik komponent:

1. Pulzní transformátor. Instaluje se mezi vstupní a výstupní část konstrukce a slouží k provádění procesu izolace pulzů.
2. PTC termistor. Tato část zařízení je vyrobena z různých polovodičů a má kladný teplotní koeficient. Používá se jako mechanismus ochrany klíčů.
3. Kondenzátor. Tento konstrukční prvek je navržen pro různé zatížení a funguje jako filtrační prvek (odstraňuje zbývající pulzní špičky).
4. Řidiči. S jejich pomocí je odpor vznikající v obvodu uhašen.
5. Tranzistory s efektem pole. Vybírají se na základě maximálního napětí a odporu. Při nízkých rychlostech těchto dvou parametrů se výrazně zvyšuje účinnost a během provozu se snižuje stupeň ohřevu.
6. Typický transformátor. Má standardní provedení a používá se pro snížení vysokého napětí.

Princip činnosti

Spínaný zdroj se vyznačuje jednoduchostí ovládání. Snadno ji pochopí nejen specialista, ale i začátečník se základními znalostmi v této oblasti. Z tohoto důvodu jsou zařízení považována za nejdostupnější a často se používají pro různé účely. Fungují následovně:

1. Vstupní střídavé napětí je převedeno na stejnosměrné.
2. Poté má podobu obdélníkového vysokofrekvenčního impulsu a je přiváděn do transformátoru.
3. Tam s pomocí negativní zpětné vazby probíhá proces stabilizace napětí.

Zpětnou vazbu lze vytvořit jedním ze dvou způsobů. Obojí vám umožní efektivně vykonávat přiřazené funkce a vyhnout se nepředvídaným situacím. Metody zpětné vazby:

1. Žádné oddělení (pomocí odporového děliče napětí).
2. Galvanicky oddělené (výstup vinutí transformátoru nebo optočlen).

Proces udržování výstupního napětí je podobný.

Výhody a nevýhody

Impulzní napájecí zdroj vyrobený vlastními silami má jako každé jiné zařízení několik výhod. Díky nim je design velmi oblíbený a často se používá v určité oblasti lidské činnosti. Mezi pozitivní aspekty napájení patří následující faktory:

1. Vysoký stabilizační faktor. Díky tomuto indikátoru jsou zajištěny podmínky napájení, které snižují negativní dopad na citlivé elektronické prvky zařízení.
2. Vysoká účinnost. Všechny moderní modely jsou vybaveny a vyladěny tak, aby minimalizovaly nežádoucí ztráty, což automaticky povede ke zvýšení účinnosti. V některých případech může toto číslo dosáhnout 98 %.
3. Náchylnost na náhlé přepětí. To je jedna z hlavních výhod konstrukce, která umožňuje zvýšit životnost elektronických prvků.
4. Frekvence příchozího proudu nemá prakticky žádný vliv na činnost vstupních částí konstrukce.
5. Možnost dálkového ovládání. Některé novější modely mají speciální funkci, která umožňuje ovládat zařízení na krátkou vzdálenost.
6. Nízká hmotnost a rozměry. Tyto parametry zjednodušují proces přepravy napájecího zdroje a zvyšují jeho oblibu mezi spotřebiteli.
7. Láce. Spínaný zdroj je mnohem levnější než lineární zdroj.

Navzdory velkému množství výhod má design také několik nevýhod. Je třeba s nimi počítat, protože zabrání poruchám a sníží riziko nekvalitního provozu zařízení. Mezi nevýhody patří následující:

1. Potíže se samočinným nastavením parametrů zařízení.
2. Silný impulsní hluk.
3. Nutnost doplnit obvod o kompenzátory účiníku.
4. Složitost provádění oprav a údržby.
5. Nízký stupeň spolehlivosti.

DIY výroba

Aby zařízení správně fungovalo a plnilo jemu přidělené funkce, je třeba dodržovat řadu pravidel. S jejich pomocí můžete dosáhnout požadovaného výsledku a snížit pravděpodobnost chyb.

Profesionální doporučení

Při výrobě spínaného zdroje je třeba vzít v úvahu nejen rady výrobců dílů, ale také doporučení odborníků. Pomohou začátečníkům vyhnout se většině jednoduchých chyb a dokončit práci v co nejkratším čase. Profesionální tipy:

1. Ve většině případů napájecí obvod nevyžaduje speciální filtry a zpětnou vazbu.
2. Z mnoha tranzistorů s efektem pole se doporučuje zakoupit díly typu IR. Dobře odolávají vysokým teplotám a nezhoršují se dlouhodobým působením tepla.
3. Pokud se v samostatně sestavené konstrukci tranzistory během provozu velmi zahřejí, je třeba nainstalovat další chladicí zařízení (ventilátor).

Potřebné materiály a nástroje

Než budete pokračovat ve výrobě zařízení, musíte připravit všechny potřebné materiály a nástroje. Díky tomu bude možné nenechat se během práce rozptylovat, abyste našli tu nebo onu věc. V procesu vytváření zařízení budete potřebovat:

• jakýkoli PTC termistor;
• kondenzátory s kapacitou nejméně 220 μF;
• sestava diod;
• tranzistory s efektem pole s dobrou odolností (IRF840, IRF740);
• ovladače IR2153D, IR2153, IR2152;
• transformátor (můžete použít zařízení odstraněné ze starých jednotek počítačového systému);
• diody z rodiny HER.

Kromě základních částí konstrukce je nutné připravit různé nástroje. S jejich pomocí bude provedena montáž zařízení, takže musí být vysoce kvalitní a pohodlné k použití.

Požadované nástroje:

• kleště;
• šroubováky různých velikostí;
• pinzeta;
• pájecí zařízení;
• spotřební materiál pro pájení.

Proces sestavení

Po dokončení všech přípravných činností můžete začít s montáží zařízení sami. Schéma spínání zdrojů je vypracováno předem. Tato práce může být provedena samostatně nebo s pomocí specialisty.

První možnost je mnohem levnější, ale vyžaduje, aby mistr měl znalosti v oblasti elektroniky a spoustu času.

Návod krok za krokem:

1. Nejprve je na vstupu instalován a bezpečně upevněn PTC termistor.
2. Pak design doplňují diodové můstky.
3. V další fázi jsou namontovány budiče používané k ovládání činnosti hradel tranzistorů s efektem pole.
4. Tranzistory s efektem pole jsou připojeny bez zkrácení přírub.
5. Poté se provede upevnění k radiátoru. Tato práce musí být provedena pomocí izolačních těsnění a speciálních podložek.
6. Transformátory se montují se zkratovanými svorkami.
7. Diody jsou umístěny na výstupu.

Testování zařízení

Chcete-li zkontrolovat funkčnost sestaveného pulzního zdroje energie, musíte provést několik jednoduchých kroků. Pomohou identifikovat různé problémy a chyby vzniklé během procesu montáže. Postup:

1. Provádí se první krátkodobé připojení zařízení k obvodu.
2. Pokud je vše provedeno správně, měla by se rozsvítit kontrolka, která signalizuje napájení zařízení.
3. Poté nechte napájecí zdroj několik minut v provozuschopném stavu.
4. Po této době je nutné zařízení vypnout a zkontrolovat teplotu všech jeho částí. Zahřívání jednoho nebo více prvků bude indikovat chybu v procesu montáže.
5. Při druhém spuštění se určí hodnota napětí. Tuto operaci lze provést pomocí speciálního testeru.
6. Provozní napájecí zdroj je ponechán přibližně 1 hodinu.
7. Po uplynutí stanovené doby se prvky zkontrolují na stupeň ohřevu.
8. Pokud se žádný z článků nezahřeje, jsou všechny po vypnutí zkontrolovány na vysoký proud.

Bezpečnostní inženýrství

Při provozu impulsní jednotky je nutné dodržovat jednoduchá bezpečnostní pravidla. Pomohou předejít zraněním různé závažnosti a sníží pravděpodobnost mimořádné události. Základní opatření:

1. Opravy nebo údržbu by měly být prováděny pouze tehdy, když je jednotka odpojena od sítě. To pomůže vyhnout se úrazu elektrickým proudem a všem problémům s ním spojeným.
2. Výkonové kondenzátory mohou zůstat pod napětím po dlouhou dobu i po vypnutí jednotky. Z tohoto důvodu je zakázáno provádět jakékoli akce se zařízením bezprostředně po jeho vypnutí.
3. V blízkosti provozní jednotky je zakázáno skladovat hořlavé předměty a hořlavé materiály. Malá jiskra se může vznítit a způsobit mnoho problémů.
4. Nedoporučuje se opravovat konstrukci, pokud jsou vedle ní uzemněná zařízení.
5. Neskladujte a nepoužívejte zařízení ve vlhkém prostředí, mohlo by dojít ke zkratu.
6. Mistr pracující s pulzním zdrojem energie musí stát na speciální podložce z dielektrického materiálu. Toto jednoduché opatření výrazně sníží riziko úrazu elektrickým proudem.
7. Neopravujte zařízení, když stojíte na podlaze z cementu nebo jiného vodivého materiálu.
8. Nedoporučuje se nechávat funkční domácí jednotku bez dozoru.
9. Při prvním zapnutí samostatně vyrobené jednotky musíte pečlivě zkontrolovat bezpečnost všech konstrukčních prvků.
10. Je důležité zabránit vniknutí vody nebo jiných kapalin na elektrické části zařízení.
11. Preventivní a opravná opatření by měla být prováděna pomocí speciálního ochranného oděvu (rukávy, rukavice) a nástrojů s izolovanými rukojeťmi.
12. Uložte své domácí zařízení mimo dosah dětí a domácích zvířat.
13. V případě jakékoli nehody nebo nepředvídané situace musíte zařízení okamžitě vypnout. Teprve poté můžete hledat příčinu poruchy a odstranit ji.

Pulzní zdroj energie je užitečné a nezbytné zařízení, které si můžete nejen koupit hotové, ale také vyrobit vlastními rukama. Druhá možnost je oblíbenější, protože vám umožňuje získat vysoce kvalitní zařízení s minimálními finančními a časovými náklady.

Dodržováním odborných rad a bezpečnostních pravidel můžete výrazně snížit riziko zranění a předejít nehodám.