DIY Bench Power Supply Build: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:07

ฉันใช้แหล่งจ่ายไฟแบบเก่าซึ่งใช้ตัวควบคุมเชิงเส้นตรงมาหลายปีแล้ว แต่เอาต์พุตสูงสุด 15V-3A ประกอบกับจอแสดงผลอะนาล็อกที่ไม่ถูกต้องทำให้ฉันสร้างแหล่งจ่ายไฟของตัวเองเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้

ฉันได้พิจารณาอุปกรณ์จ่ายไฟอื่นๆ ที่ผู้คนสร้างขึ้นเพื่อเป็นแรงบันดาลใจ และตัดสินใจเกี่ยวกับข้อกำหนดพื้นฐานบางประการ:

- พลังมากกว่าอนาล็อกเก่าที่สามารถส่งมอบได้

- พัดลมระบายความร้อน (ถ้าจำเป็น)

-จอแสดงผลดิจิตอล

- รูปลักษณ์เพรียวบางและปลอดภัย (ไม่ใช่ว่าอะนาล็อกไม่ใช่ทั้งสองอย่าง….)

สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ รายการทั้งหมดมาจาก eBay หรือจากการข้ามนอกวิทยาลัยของฉัน (อย่างจริงจัง) ดังนั้นรายการวัสดุจึงค่อนข้างยากที่จะระบุ ฉันประเมินว่าฉันใช้จ่ายน้อยกว่า 12 ยูโรในชิ้นส่วน แต่จะสูงกว่านี้หากคุณไม่สามารถรับชิ้นส่วน (แหล่งพลังงาน) ได้ฟรี ซึ่งราคาจะขึ้นอยู่กับกำลังขับที่คุณต้องการเป็นอย่างมาก

โปรดทราบว่า 'ible นี้มุ่งเน้นไปที่การสร้างพาวเวอร์ซัพพลายของฉัน ดังนั้นไม่ใช่ทุกขั้นตอนที่อยู่ในรูปแบบฮาวทู แต่เป็นบทสรุปของขั้นตอนที่ดำเนินการ หากต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม ฉันยินดีที่จะช่วยเหลือแน่นอน เพียงแสดงความคิดเห็นที่นี่หรือในวิดีโอสาธิตบน youtube แล้วฉันจะตอบกลับโดยเร็วที่สุด:)

ขั้นตอนที่ 1: อุปกรณ์ไฟฟ้ากำลัง

แหล่งพลังงานที่ใช้คือ SMPS (Switch-Mode-Power-Supply) กระแสสูง (8A) ที่ให้เอาต์พุต 19V ซึ่งโชคดีที่ฉันได้รับฟรี แหล่งพลังงานที่คล้ายคลึงกันที่สามารถใช้ได้ ได้แก่ เครื่องชาร์จแล็ปท็อปหรือแม้แต่หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์เต็มรูปแบบ

เพื่อหยุดการดึงกระแสไฟเมื่อไม่ได้ใช้งาน การเชื่อมต่อแบบสดถูกขยายไปยังสวิตช์ที่แผงด้านหน้าของเคส และกลับไปที่ SMPS เนื่องจากตัวเรือนเป็นโลหะ ฉันจึงต่อหมุด Earth กับแผ่นฐานด้วยสกรู

เอาต์พุต DC ของ SMPS เชื่อมต่อกับตัวแปลง DCDC Buck แบบสเต็ปดาวน์ ซึ่งเอาต์พุตนั้นไปที่การเชื่อมต่อเชิงบวกและเชิงลบที่แผงด้านหน้าของเคส (ผ่านตัวต้านทาน shunt บนจอแสดงผลดิจิตอล)

จอแสดงผลดิจิตอลพร้อมกับตัวแปลงบั๊ก 5V (สำหรับพอร์ต USB) ใช้พลังงานจาก 19V SMPS เนื่องจากจะคงที่ไม่ว่าจะตั้งค่าแรงดันเอาต์พุตไว้ที่ใดก็ตาม

พัดลมคอมพิวเตอร์ 24V เชื่อมต่อกับ SMPS ผ่านวงจร MOSFET ซึ่งจำกัดกระแส (และความเร็ว) ของพัดลม หมายเหตุ: ไม่จำเป็นต้องใช้วงจรจำกัดกระแส และ MOSFET ทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานเท่านั้น มันถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อลดความเร็วของพัดลมและวงจรอื่น ๆ อีกมากมาย (แม้แต่วงจรที่ใช้ LM317) อาจทำงานได้ดีกว่าการใช้งานของฉัน แต่ฉันสามารถรวมไว้ได้ถ้ามีคนต้องการ

ขั้นตอนที่ 2: ควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการเดินสายจอแสดงผล

มิเตอร์แสดงผลดิจิตอลจะต้องต่อสายเป็นอนุกรมกับขั้วเอาท์พุตลบเพื่อตรวจจับกระแส และลวดอีกเส้นไปที่ขั้วเอาต์พุตบวกเพื่อวัดแรงดันเอาต์พุต ดังที่แสดงในภาพด้านบน

ในการปรับแรงดันเอาต์พุต หม้อทริมเมอร์ขนาด 50kOhm บนตัวแปลงบั๊ก 15A จะถูกแทนที่ด้วยโพเทนชิออมิเตอร์แบบเลี้ยวเดียวที่มีพิกัดใกล้เคียงกันซึ่งขยายไปยังเคสด้านหน้าด้วยสายแพ ด้านหนึ่งของโพเทนชิออมิเตอร์เชื่อมต่อกับโพเทนชิออมิเตอร์ 2kOhm ในความพยายามที่จะมีปุ่มปรับแรงดันไฟฟ้า "แบบละเอียด" แต่ตามที่กล่าวไว้ในภายหลัง วิธีนี้ไม่ค่อยได้ใช้

ข้อบกพร่องโดยธรรมชาติของการใช้ตัวแปลงบั๊กคือแรงดันเอาต์พุตถูกจำกัดให้น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตประมาณ 1V แต่ความต้านทานของโพเทนชิออมิเตอร์จะจับคู่กับแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด (ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด = 30V) ซึ่งหมายความว่าหากคุณจัดหาตัวแปลงบั๊กที่มีแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด โพเทนชิออมิเตอร์จะมีโซนตาย - โดยที่การหมุนปุ่มจะไม่เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า เพื่อเอาชนะสิ่งนี้ มีสองตัวเลือก:

1) ใช้ตัวแปลง Buck/Boost ที่รวมกันซึ่งจะเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเป็นอะไรก็ได้ที่ต้องการ ตัวเลือกนี้จะดีที่สุดสำหรับการมีช่วงแรงดันเอาต์พุตขนาดใหญ่ที่ไม่ขึ้นกับ (ไม่ถูกจำกัดโดย) แรงดันไฟฟ้าขาเข้า

2) เลือกโพเทนชิออมิเตอร์ที่มีความต้านทานที่ลดโซนเดดโซนให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ - นี่เป็นตัวเลือกที่ถูกที่สุดแต่จะลดเฉพาะโซนเดดโซน (ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความละเอียดตามผลลัพธ์) เพื่อให้แรงดันเอาต์พุตยังคงถูกจำกัดไว้ที่จำนวนหนึ่งภายใต้ แรงดันไฟฟ้าขาเข้า

ฉันใช้ตัวเลือก 2 เนื่องจากฉันมีตัวแปลงบั๊ก 15A อยู่แล้วและไม่ต้องการรอชิ้นส่วนเพิ่มเติมที่จะมาถึงจากประเทศจีน เนื่องจากความต้านทานของโพเทนชิออมิเตอร์ที่ต้องการนั้นไม่ได้อยู่ใกล้กับค่ามาตรฐาน ฉันจึงวางตัวต้านทานไว้ที่ขั้วด้านนอกของโพเทนชิออมิเตอร์ ซึ่งช่วยลดความต้านทานของค่าที่ต้องการได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ขั้นตอนที่ 3: คดี

ตอนนี้สำหรับส่วนที่สนุกและน่าเบื่อ - การทำคดี คุณสามารถใช้อะไรก็ได้ที่คุณต้องการสำหรับสิ่งนี้ ไม้ MDF พลาสติก โลหะ หรือ 3D พิมพ์ทั้งหมดหากคุณต้องการ ฉันเลือกใช้โลหะและพลาสติกเพราะฉันรู้สึกสบายกับวัสดุเหล่านี้มากที่สุดและดูดีเมื่ออยู่รวมกัน (ขออภัยสำหรับผู้ที่ชื่นชอบไม้)

ฉันมีวัสดุแผ่นสแตนเลสจำนวนมากดังนั้นฝาครอบหลักจึงทำด้วยสิ่งนี้ แผงด้านหน้าและด้านหลังทำจากพลาสติก (ด้านหน้าเป็นอะคริลิก ด้านหลังเป็นพลาสติกเหนียวๆ ไม่ทราบ) และแผ่นฐานทำจากแผ่นเหล็กจากชั้นวางทีวี

ฐานถูกตัดให้กว้างกว่าเล็กน้อยและยาวกว่า SMPS มาก และเจาะรูที่มุมทั้ง 4 ซึ่งเคยติดตั้งตัวรัดเคส SMPS (เนื่องจากครึ่งบนของเคสถูกถอดออกสำหรับสายไฟและกระจายความร้อนได้ดีขึ้น)

รูเหล่านี้ถูกต๊าปด้วยก๊อก M4 เพื่อให้สามารถใช้สกรูของเครื่องเพื่อยึด SMPS กับฐาน พร้อมกับเพลตมุมฉากที่เป็นสแตนเลสซึ่งใช้เชื่อมต่อฐานกับฝาครอบสแตนเลสและแผงด้านหลัง มีการเจาะรูที่คล้ายกันสองรูและเคาะเพื่อยึดแผงด้านหน้าให้เข้าที่ โดยครั้งนี้ใช้ชิ้นส่วนพลาสติกมุมฉาก (เนื่องจากจุดต่อสายไฟใกล้เคียง)

แผงด้านหน้าและด้านหลังถูกทำเครื่องหมายและเจาะตามความจำเป็น จากนั้นจึงตัดชิ้นส่วนและจัดวางด้วยมือ รวมถึงรูสี่เหลี่ยมสำหรับจอแสดงผล พอร์ต USB และการเชื่อมต่อสายไฟหลักที่ด้านหลัง

ฝาครอบหลักถูกทำเครื่องหมายบนแผ่น SS 0.8 มม. และตัดให้ได้ขนาดด้วยเครื่องเจียรมุม รวมถึงช่องด้านข้างสำหรับรับอากาศ รูสำหรับด้านข้างและด้านบนถูกทำเครื่องหมายและเจาะก่อนที่จะดัด แต่เนื่องจากฉันยังไม่มีเบรกโลหะแผ่น (แต่) การโค้งงอฉันจึงสามารถมีรัศมีที่รุนแรงได้ ขณะที่ฉันคำนวณหารัศมีที่เล็กกว่าสำหรับรูนั้น ฉันใช้ค้อนทุบขอบกับเหล็กทำมุมด้วยคีมคีบเพื่อให้ทุกอย่างเข้าแถวอย่างเหมาะสม ซึ่งจะแนะนำ "ตัวละคร" บางส่วนลงในชิ้นส่วนและทำให้แน่ใจว่าทุกคนรู้ว่ามันเป็นแบบสั่งทำ…

ทุกอย่างประกอบขึ้นด้วยสกรูเครื่อง M4 หรือกาวสำหรับชิ้นส่วนที่ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยน ฉันคิดว่ามันสำคัญที่จะสร้างสิ่งต่าง ๆ โดยคำนึงถึงความสามารถในการให้บริการ

ขั้นตอนที่ 4: ทบทวน

หลังจากประกอบ ทดสอบ และใช้งานเป็นเวลาหลายเดือน ฉันพบว่าโพเทนชิออมิเตอร์ 2K สำหรับฟังก์ชัน "ปรับละเอียด" มีเสียงดัง (วงจรเปิดเป็นครั้งคราวเมื่อหมุน) สิ่งนี้ไม่เป็นที่ยอมรับ เนื่องจากมันทำให้แรงดันเอาต์พุตกระโดดอย่างกะทันหัน ดังนั้นฉันจึงเปลี่ยนหม้อ 2k ไปที่ตำแหน่งต่ำสุด เพื่อไม่ให้รบกวนหม้อปรับหลัก โพเทนชิโอมิเตอร์คุณภาพสูงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับโครงการเช่นนี้

ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยคุณบางคนในขณะที่ 'ibles อื่น ๆ ช่วยฉัน นี่เป็นเพียงแนวทางหนึ่งในหลายๆ วิธี และฉันขอแนะนำให้ถามคำถามหากต้องการข้อมูลเพิ่มเติม ไม่ว่าจะที่นี่หรือในวิดีโอ YouTube ของฉัน ขอบคุณมากและทำได้ดีมากถ้าคุณทำได้ไกลขนาดนี้ ขอให้มีความสุข!