Alimentatore switching 12V 5A: informazioni generali, diagramma, processo di fabbricazione del dispositivo fai-da-te

Un alimentatore a commutazione è un sistema di inverter in cui una tensione alternata viene convertita in tensione continua e da essa si formano impulsi di frequenza maggiore. Un dispositivo del genere è piuttosto costoso e solo le persone benestanti possono acquistarlo. Tutti coloro che non appartengono a questa categoria cercano di realizzare un dispositivo con le proprie mani. Per fare ciò, avrai bisogno dei materiali necessari e di un circuito di un alimentatore switching da 12 V 5 A.

Informazione Generale

Prima di realizzare un alimentatore switching fai-da-te, è necessario studiarne in dettaglio le caratteristiche di progettazione, il principio di funzionamento, i vantaggi e gli svantaggi. Con l'aiuto di queste informazioni, puoi accelerare il processo di creazione e rendere il dispositivo migliore e più durevole.

Componenti

Molto spesso, un alimentatore switching fatto in casa viene realizzato secondo uno schema standard utilizzando alcuni elementi importanti. Viene utilizzato per regolare la tensione di ingresso quando si alimentano lampade a LED o altri apparecchi di illuminazione. Il design del blocco include diversi componenti:

1. Trasformatore di impulsi. È installato tra le parti di ingresso e uscita della struttura e serve per eseguire il processo di isolamento degli impulsi.
2. Termistore PTC. Questa parte del dispositivo è costituita da una varietà di semiconduttori e ha un coefficiente di temperatura positivo. Viene utilizzato come meccanismo di protezione delle chiavi.
3. Condensatore. Questo elemento strutturale è progettato per carichi diversi e funge da elemento filtrante (rimuove i picchi di impulso rimanenti).
4. Autisti. Con il loro aiuto, la resistenza che sorge nel circuito si spegne.
5. Transistor ad effetto di campo. Sono selezionati in base alla tensione e alla resistenza massime. A basse velocità di questi due parametri, l'efficienza aumenta in modo significativo e il grado di riscaldamento diminuisce durante il funzionamento.
6. Tipico trasformatore. Ha un design standard e viene utilizzato per la riduzione dell'alta tensione.

Principio di funzionamento

L'alimentatore switching si distingue per la sua semplicità di funzionamento. Può essere facilmente compreso non solo da uno specialista, ma anche da un principiante con conoscenze di base in questo settore. Per questo motivo, i dispositivi sono considerati i più convenienti e vengono spesso utilizzati per vari scopi. Funzionano come segue:

1. La tensione di ingresso CA viene convertita in CC.
2. Quindi assume la forma di un impulso rettangolare ad alta frequenza e viene alimentato al trasformatore.
3. Lì, con l'aiuto del feedback negativo, avviene il processo di stabilizzazione della tensione.

Il feedback può essere creato in due modi. Entrambi consentono di svolgere le funzioni assegnate in modo efficiente ed evitare il verificarsi di situazioni impreviste. Metodi di feedback:

1. Nessun disaccoppiamento (usando un partitore di tensione del resistore).
2. Galvanicamente isolato (uscita avvolgimento trasformatore o optoaccoppiatore).

Il processo di mantenimento della tensione di uscita è simile.

Vantaggi e svantaggi

Un'unità di alimentazione a impulsi autocostruita, come qualsiasi altro dispositivo, presenta numerosi vantaggi. Grazie a loro, il design è molto popolare ed è spesso utilizzato in un particolare campo dell'attività umana. Gli aspetti positivi dell'alimentazione includono i seguenti fattori:

1. Elevato fattore di stabilizzazione. Grazie a questo indicatore, vengono fornite condizioni di alimentazione che riducono l'impatto negativo sugli elementi elettronici sensibili del dispositivo.
2. Alta efficienza. Tutti i modelli moderni sono equipaggiati e messi a punto per ridurre al minimo le perdite indesiderate, il che porterà automaticamente ad un aumento dell'efficienza. In alcuni casi, questa cifra può raggiungere il 98%.
3. Suscettibilità a improvvisi sbalzi di tensione. Questo è uno dei principali vantaggi del design, che consente di aumentare la durata degli elementi elettronici.
4. La frequenza della corrente in ingresso non ha praticamente alcun effetto sul funzionamento delle parti di ingresso della struttura.
5. Possibilità di controllo remoto. Alcuni modelli più recenti hanno una funzione speciale che consente di controllare il dispositivo da una breve distanza.
6. Peso leggero e dimensioni. Questi parametri semplificano il processo di trasporto dell'alimentatore e ne aumentano la popolarità tra i consumatori.
7. Economicità. Un alimentatore switching è molto più economico di un alimentatore lineare.

Nonostante il gran numero di vantaggi, il design presenta anche diversi svantaggi. Devono essere presi in considerazione, poiché eviteranno malfunzionamenti e ridurranno il rischio di un funzionamento di scarsa qualità del dispositivo. Tra gli svantaggi ci sono i seguenti:

1. Difficoltà nell'autoregolare i parametri del dispositivo.
2. Forte rumore impulsivo.
3. La necessità di integrare il circuito con rifasatori.
4. La complessità dell'esecuzione di lavori di riparazione e manutenzione.
5. Basso grado di affidabilità.

Fai da te

Affinché il dispositivo funzioni correttamente e svolga le funzioni ad esso assegnate, è necessario seguire una serie di regole. Con il loro aiuto, puoi ottenere il risultato desiderato e ridurre la probabilità di errori.

Raccomandazioni professionali

Durante la produzione di un alimentatore switching, si dovrebbe prendere in considerazione non solo i consigli dei produttori di parti, ma anche le raccomandazioni degli specialisti. Aiuteranno i principianti a evitare la maggior parte dei semplici errori e a portare a termine il lavoro nel più breve tempo possibile. Suggerimenti professionali:

1. Nella maggior parte dei casi, il circuito di alimentazione non richiede filtri e feedback speciali.
2. Dei molti transistor ad effetto di campo, si consiglia di acquistare parti del tipo IR. Resistono bene alle alte temperature e non si deteriorano in caso di esposizione prolungata al calore.
3. Se, in una struttura autoassemblata, i transistor diventano molto caldi durante il funzionamento, è necessario installare un dispositivo di raffreddamento aggiuntivo (ventola).

Materiali e strumenti necessari

Prima di procedere con la fabbricazione del dispositivo, è necessario preparare tutti i materiali e gli strumenti necessari. Grazie a questo, sarà possibile non distrarsi durante il lavoro per trovare questo o quell'oggetto. Nel processo di creazione di un dispositivo avrai bisogno:

• qualsiasi termistore PTC;
• condensatori con una capacità di almeno 220 μF;
• assemblaggio diodi;
• transistor ad effetto di campo con buona resistenza (IRF840, IRF740);
• driver IR2153D, IR2153, IR2152;
• trasformatore (è possibile utilizzare un dispositivo rimosso dalle vecchie unità del sistema informatico);
• diodi della famiglia HER.

Oltre alle parti costitutive della struttura, è necessario preparare vari strumenti. Con il loro aiuto, verrà eseguito l'assemblaggio del dispositivo, quindi devono essere di alta qualità e comodi da usare.

Strumenti richiesti:

• pinze;
• cacciaviti di diverse dimensioni;
• pinzette;
• attrezzature per saldatura;
• materiali di consumo per saldatura.

Processo di costruzione

Dopo che tutte le attività preparatorie sono state completate, puoi iniziare ad assemblare il dispositivo da solo. Lo schema degli alimentatori a commutazione è redatto in anticipo. Questo lavoro può essere svolto in modo indipendente o con l'aiuto di uno specialista.

La prima opzione è molto più economica, ma richiede che il master abbia conoscenze nel campo dell'elettronica e molto tempo.

Istruzioni passo passo:

1. Innanzitutto, un termistore PTC è installato all'ingresso e fissato in modo sicuro.
2. Quindi il design è completato da ponti a diodi.
3. Nella fase successiva, vengono montati i driver utilizzati per controllare il funzionamento delle porte dei transistor ad effetto di campo.
4. I transistor ad effetto di campo sono collegati senza accorciare le flange.
5. Successivamente, viene eseguito il fissaggio al radiatore. Questo lavoro deve essere eseguito utilizzando guarnizioni isolanti e rondelle speciali.
6. I trasformatori sono montati con terminali cortocircuitati.
7. I diodi sono posizionati all'uscita.

Testare il dispositivo

Per verificare l'operatività della fonte di alimentazione pulsata assemblata, è necessario eseguire alcuni semplici passaggi. Aiuteranno a identificare vari problemi ed errori commessi durante il processo di assemblaggio. Procedura:

1. Viene eseguita la prima connessione a breve termine del dispositivo al circuito.
2. Se tutto è stato eseguito correttamente, la spia dovrebbe accendersi, segnalando l'alimentazione al dispositivo.
3. Lasciare quindi l'alimentatore funzionante per alcuni minuti.
4. Trascorso questo tempo, è necessario spegnere il dispositivo e controllare la temperatura di tutte le sue parti. Il riscaldamento di uno o più elementi indicherà un errore nel processo di assemblaggio.
5. Al secondo avvio viene determinato il valore della tensione. Questa operazione può essere eseguita utilizzando un tester speciale.
6. Un alimentatore funzionante viene lasciato per circa 1 ora.
7. Dopo un determinato periodo di tempo, gli elementi vengono controllati per il grado di riscaldamento.
8. Se nessuna delle celle si surriscalda, vengono tutte controllate per l'alta corrente dopo lo spegnimento.

Ingegneria della sicurezza

Durante il funzionamento dell'unità di impulso, è necessario rispettare semplici regole di sicurezza. Aiuteranno a evitare lesioni di varia gravità e a ridurre la probabilità di un'emergenza. Precauzioni di base:

1. Gli interventi di riparazione o manutenzione devono essere eseguiti solo quando l'unità è scollegata dalla rete. Ciò contribuirà ad evitare scosse elettriche e tutti i problemi ad esse associati.
2. I condensatori di alimentazione possono rimanere sotto tensione per lungo tempo anche dopo lo spegnimento dell'unità. Per questo motivo, è vietato eseguire qualsiasi azione con il dispositivo immediatamente dopo averlo spento.
3. È vietato depositare oggetti infiammabili e materiali combustibili in prossimità dell'unità operativa. Una piccola scintilla può accendersi e causare molti problemi.
4. Non è consigliabile riparare la struttura se accanto ad essa sono presenti dispositivi collegati a terra.
5. Non conservare e utilizzare il dispositivo in un ambiente umido, poiché ciò potrebbe causare un cortocircuito.
6. Un master che lavora con una fonte di energia pulsata deve stare su uno speciale tappetino in materiale dielettrico. Questa semplice misura ridurrà notevolmente il rischio di scosse elettriche.
7. Non riparare il dispositivo stando in piedi su un pavimento di cemento o altro materiale conduttivo.
8. Non è consigliabile lasciare incustodita un'unità casalinga funzionante.
9. Quando accendi per la prima volta un'unità fatta da te, devi controllare attentamente tutti gli elementi strutturali per sicurezza.
10. È importante evitare l'ingresso di acqua o altri liquidi sulle parti elettriche del dispositivo.
11. Le misure preventive e di riparazione devono essere eseguite utilizzando indumenti protettivi speciali (maniche, guanti) e strumenti con impugnature isolate.
12. Conserva il tuo dispositivo fatto in casa fuori dalla portata di bambini e animali domestici.
13. In caso di incidente o situazione imprevista, è necessario togliere immediatamente tensione all'apparecchiatura. Solo allora puoi cercare la causa del guasto ed eliminarla.

Una fonte di energia pulsata è un dispositivo utile e necessario che puoi non solo acquistare già pronto, ma anche creare le tue mani. La seconda opzione è più popolare, poiché consente di ottenere un dispositivo di alta qualità con costi finanziari e temporali minimi.

Seguendo la consulenza professionale e le regole di sicurezza, è possibile ridurre significativamente il rischio di lesioni ed evitare incidenti.