Настольный блок питания необходимый инструмент на рабочем столе каждого любителя электроники. Но такие устройства не дешевы. В этой статье мастер расскажет нам, как сделать блок питания с ограниченным бюджетом.
Блок питания работает на модуле понижающего преобразователя DC-DC XL4015. Этот модуль может обеспечивать регулируемое выходное напряжение от 1,25 В до 32 В и ток от 0 мА до 5 А.
Блок питания можно использовать для следующих целей:
1. Регулируемый источник питания
2. Зарядное устройство.
3. Светодиодный драйвер постоянного тока
4. Контроллер солнечного зарядного устройства.
Спецификация:
1. Диапазон входного напряжения: 5-36 В постоянного тока
2. Диапазон выходного напряжения: 1,25-32 В постоянного тока
3. Выходной ток: 0-5А Выходная мощность: 75 Вт
4. Пульсация на выходе: 50 мВ (макс.)
5. Встроенная защита от перегрева и короткого замыкания.
Инструменты и материалы:
-Понижающий преобразователь XL4015;
-Цифровой измеритель напряжения и тока;
-Потенциометр 10 К — 2 шт;
-Клеммный соединитель — 2 шт;
-Разъем питания постоянного тока;
-Переключатель;
-Держатель предохранителя;
-Предохранители;
-Термоусадка;
-Провода;
-Радиатор;
-Источник питания 12-30 В постоянного тока;
-Паяльные принадлежности;
-Кусачки;
-3D-принтер;
-Фен;
Шаг первый: схема и принцип работы
В основе схемы лежит понижающий преобразователь постоянного тока XL4015. Схему можно разделить на следующие части:
1. Вход:
Вход постоянного тока на XL4015 подается через разъем постоянного тока. Предохранитель включен последовательно между гнездом постоянного тока и входной клеммой модуля XL4015 (IN +). Предохранитель используется для защиты цепи от случайного короткого замыкания.
2. Выход:
Выходная клемма модуля XL4015 подключается к двум внешним клеммам через переключатель. К внешним клеммам подключаются нагрузка. Переключатель используется для того, чтобы можно было регулировать значение напряжения и тока, не отключая нагрузку.
3. Дисплей:
Светодиодный дисплей вольт-амперметра используется для отображения выходного напряжения и тока. Это очень полезная функция, потому что можно видеть значения напряжения и тока во время регулировки. Переключатель в цепи нужен для отключения дисплея после регулировки.
4. Внешний потенциометр:
Два потенциометра с сопротивлением 10 кОм используются вместо встроенного подстроечного резистора для точной регулировки напряжения и тока.
Schematic_XL4015 Lab Power Supply_2020-12-11_00-20-46.pdf
Шаг второй: корпус
Сначала мастер спроектировал и напечатал на 3D-принтере детали корпуса и ручки потенциометра.
Затем напечатал детали. При печати использовал оранжевую и серую нити PLA 1,75 мм.
Настройки печати:
1. Скорость печати: 60 мм/с
2. Высота слоя: 0,2 мм (0,3 также подойдет)
3. Плотность заполнения: 25%
4. Температура экструдера: 200°C
5. Температура кровати: 65 °C
После печати передней и задней панелей прорисовал текст и символы перманентным маркером. Передняя часть ручки потенциометра окрашена в синий цвет акрилом.
Файлы для печати корпуса можно скачать здесь на вкладке «Thing Files».
Шаг третий: монтаж
Перед сборкой устройства подготавливает детали.
Припаивает красно-черный провод (20AWG) к разъему постоянного тока. Затем изолирует место пайки термоусадочной трубкой.
Припаивает красный провод к одной клемме держателя предохранителя.
Припаивает провода к переключателям и клеммам.
Дальше нужно установить на плату новые потенциометры.
Демонтирует два штатных потенциометра с модуля понижающего преобразователя XL4015. Припаивает по три провода к каждому из двух потенциометров. Вторые концы проводов припаивает к клеммным площадкам на плате, где были демонтированные резисторы.
Собирает все согласно схемы и устанавливает детали в предназначенные им места.
Чтобы отвести тепло, выделяемое микросхемой XL4015, прикрепите к ней небольшой радиатор 8,5 х 8,5 мм.
Шаг четвертый: сборка
После того, как схема будет правильно смонтирована можно собрать устройство. Прикручивает модуль XL4015 к дну коробки с помощью 4 коротких болтов M2.
Кронштейны крепления и потенциометры крепятся на лицевой панели. Разъем постоянного тока и держатели предохранителей крепятся к задней панели.
Стенки корпуса устанавливаются в пазы основания. Для фиксации используется клей.
После сборки корпуса необходимо установить предохранитель нужного номинала в держатель предохранителя.
Номинал предохранителя должен быть в 1,56 раза больше максимального номинального тока. Для тока 5А мастер устанавливает предохранитель на 8А.
Шаг пятый: использование источника питания
В качестве источника переменного тока
Подключите выход блока питания к входному разъему постоянного тока. Мастер использовал адаптер 230V AC — 24V DC / 3A.
Затем подключите нагрузку к клемме, соблюдая полярность. (Красный — положительный, черный — отрицательный).
Отрегулируйте потенциометром выходное напряжение.
Включите выходной выключатель, а затем медленно увеличивайте ток, пока он не достигнет желаемого значения.
В качестве нагрузки мастер подключил двигатель постоянного тока.
В качестве зарядного устройства
Перед использованием этой функции нужно знать напряжение и текущее значение заряда аккумулятора.
Пример: зарядка аккумулятора 18650 3,7 В / 2600 мАч. Напряжение холостого хода составляет 4,2 В, а максимальный ток зарядки — 2600 мА (1С).
Устанавливаем аккумулятор 18650 в держатель. Подключаем к выходным клеммам устройства.
Регулируем потенциометром напряжение. Затем регулируем ток зарядки.
В качестве контроллера заряда солнечной батареи
Подключите выход солнечной панели к входу постоянного тока на задней панели. Подключаем аккумулятор к устройству. Регулируем выходное напряжение, затем ток зарядки.
Пример: зарядка свинцово-кислотного аккумулятора 12 В / 7 Ач. Напряжение холостого хода составляет 13,5 В, а зарядный ток — 700 мА.
В качестве драйвера светодиода постоянного тока
Подключите светодиод к выходу устройства соблюдая полярность.
Отрегулируйте напряжение так, чтобы выходное напряжение достигло рабочего напряжения светодиода.
Включите выходной переключатель, затем отрегулируйте ток, пока он не достигнет желаемого значения.
Пример: подключение светодиода мощностью 1 Вт, рабочее напряжение — 3,2 В и ток: 350 мА.
Все готов.
После некоторого времени тестирования устройства мастер пришел к выводу, что в целом блок питания очень удобен, но есть некоторые недоработки.
Во-первых, желательно установить в устройство вентилятор.
Во-вторых, значения напряжения и тока на дисплеи отображаются не всегда корректно.
Весь процесс сборки такого блока питания можно посмотреть на видео.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Подборки: БП 3D принтер 18650
Источник: