Създайте свой собствен 5v, 1a регулируем smps, използвайки мъртъв компютър ATX захранване

A S вещица М ода P цвете S упоменава (ДЗПО) е неразделна част от всяко електронно дизайн. Той се използва за преобразуване на мрежово напрежение с високо напрежение в DC с ниско напрежение и го прави, като първо преобразува мрежовия AC в високо напрежение DC, след което превключва DC с високо напрежение, за да генерира желаното напрежение. Вече направихме няколко SMPS вериги по-рано, като тази 5V 2A SMPS верига и 12V 1A TNY268 SMPS верига. Дори създадохме собствен SMPS трансформатор, който може да се използва в нашите SMPS проекти заедно с драйвера IC.

Може да не го забележите, но повечето домакински продукти като мобилно зарядно устройство, зарядно за лаптоп, Wi-Fi рутери изискват захранване с превключващ режим за работа и повечето от тях са 5V. Така че, имайки предвид това, в тази статия ще ви покажем как можете да изградите 5V, 1A SMPS верига, като ремонтирате части от старо захранващо PC ATX захранване.

Внимание: Работата с електрическа мрежа се нуждае от предварителни умения и надзор. Не отваряйте стара SMPS или не опитвайте да създавате нова без опит. Внимавайте около заредените кондензатори и жиците под напрежение. Предупредени сте, действайте внимателно и потърсете експертни указания, където е необходимо.

Съображения за проектиране на 5V 1A захранване

Преди да продължим по-нататък, нека изясним някои от основните съображения за дизайн и защитни характеристики.

Защо трябва да изградите SMPS верига от компютърно захранване?

За мен е евтино, след това отново евтино е много скъпа дума, буквално безплатно. Може да попитате как така? Просто говорете с местните магазини за компютърни услуги, те ще ви го дадат безплатно, поне такъв беше случаят при мен. Също така, попитайте приятелите си дали нямат някой от тези счупени.

Изграждането / осигуряването на трансформатора за веригата е най-важната част от всеки SMPS дизайн, но този метод напълно избягва тази стъпка, като спасява трансформатора, а също така идва с много добро учебно изживяване, ако сте електронен наркоман като мен. Моето ATX захранване след възстановяване на необходимите части е показано по-долу.

С този дизайн можете да добавите потенциометър и да променяте малко изходното напрежение. това може да е полезно в някои случаи и най-интересното при веригата е, че е направена с много общи части, така че ако нещо избухне, намирането и подмяната им е много лесна задача.

SMPS веригите функционират различно при различни условия, ако изграждате тази верига, знаейки действителната характеристика вход-изход, може да ви помогне да отстраните грешките на веригата, ако откриете някакъв проблем с нея.

Входен волтаж:

Тъй като входното напрежение на стандартното PC захранване е 220V, нашата спасена верига също работи на това напрежение. Но с моята настояща настройка на масата, ще се опитам да управлявам веригата и с входно напрежение 85V.

Изходно напрежение:

Изходното напрежение на веригата е 5V с 1A ток, което означава, че тази схема може да се справи с мощност от 5W. Тази схема работи в режим на постоянно напрежение, така че изходното напрежение трябва да остане почти същото, независимо от тока на натоварване.

Изходна пулсация:

Трансформаторът в тази схема е направен от професионален производител, така че можем да очакваме ниска пулсация. След изграждането му в пунктирана дъска, можем да очакваме малко по-вълнение от обикновено.

Защитни характеристики:

Като цяло има много SMPS дизайн на защитни схеми, но нашата схема е направена от стар компютър за захранване, така че можем да добавяме или изваждаме защитни функции според изискванията на нашето окончателно приложение. Можете също така да проверите следните защитни вериги, които изграждаме по-рано.

• Верига за защита от пренапрежение
• Верига за защита от обратна полярност
• Защита на късо съединение
• Задействайте токова защита

Ще използвам тази схема за захранване на моите IoT проекти. Затова реших да отида с функция за минимална защита, която е стопяем резистор на входа и схема за защита от пренапрежение в изходната секция.

Така че, за да обобщим, AC мрежовото напрежение за нашето захранване ще бъде 220V AC, изходното напрежение ще бъде 5V DC с 1A максимален изходен ток. Ще се опитаме да направим изходното напрежение на пулсации възможно най-ниско и имаме входящ стопяем резистор с изходна верига за защита от пренапрежение.

Необходими компоненти за 5V 1A SMPS верига

Sl.No	Части	Тип	Количество	Част в схематично
1	4.7R	Резистор	1	R1
2	39R	Резистор	1	R10
3	56R, 1W	Резистор	1	R9
4	100R	Резистор	2	R7, R6
5	220R	Резистор	1	R5
6	100 000	Резистор	1	R2
7	560K, 1W	Резистор	2	R3, R4
8	1N4007	Диод	4	D2, D3, D4, D5
9	UF4007	Диод	1	D6
10	1N5819	Диод	1	D1
11.	1N4148	Диод	1	D7
12	103,50V	Кондензатор		С4
13	102, 1KV	Кондензатор	2	С3
14.	10uF, 400V	Кондензатор	1	С1
15	100uF, 16V	Кондензатор	1	С6
16.	470uF	Кондензатор	2	С7, С8
17	222pF, 50V	Кондензатор	1	С5
18.	3.3uH, 2.66A	Индуктор	1	L2
19.	2SC945	Транзистор	1	Т1
20.	C5353	Транзистор	1	Q1
21.	PC817	Оптрон	1	OK1
22.	TL431CLP	Препратка към напрежението	1	VR1
23.	10K	Подстригване на пота	1	R11
24	Винтова клема	5 мм	2	S1, S2
25	1N5908	Диод	1	D9
26	Трансформатор	От компютърно захранване	1	TR1

5V 1A SMPS електрическа схема

Изображението по-долу показва схемите на 5V 1A SMPS захранване, което ще изградим в този урок.

Изградих схемата на макет и изглеждаше така, когато беше завършена.

Нека разберем веригата, като я разделим на много функционални блокове и нека разберем всеки блок.

Топимият резистор:

Първо, имаме R1, който служи за две цели. Първо, той действа като стопяем резистор. Второ, той действа като резистор, ограничаващ тока.

Мостовият токоизправител и филтърът:

След това имаме 1N4007 диоди, D2, D3, D4, D5, четири от които образуват мостовия токоизправител, заедно с 10uF филтриращ кондензатор за преобразуване на AC в DC.

Моля, обърнете внимание, че съм премахнал PI филтъра, защото няма да използвам това захранване, освен зареждане на батерия. Ако възнамерявате да използвате по друг начин, EMI филтър е задължителен, винаги можете да го извадите от същия захранване. Ако не сте сигурни какво е PI филтър или как работи, можете да разгледате свързаната статия. Можете също така да проверите други проекти за намаляване на EMI в SMPS верига, които обсъдихме по-рано.

Стартовите резистори:

R3 и R4 образуват стартовите резистори, когато захранването е приложено, стартовите резистори са отговорни за захранването на основата на първичния превключващ транзистор, повече за резистора ще обсъдя по-късно в статията .

Скоба за ограничаване на напрежението на колектора:

За да ограничите колекторното напрежение на първичния превключващ транзистор Q1 C3, R2 и D6 образуват затягаща верига и това е много добър пример за използване на snubber мрежа за намаляване на върховото напрежение при изключване и за овлажняване на звъненето. В повечето случаи може да се използва много проста техника за проектиране, за да се определят подходящи стойности за компонентите на snubber (Rs и Cs). В случаите, когато е необходим по-оптимален дизайн, се използва малко по-сложна процедура.

Първичен и спомагателен превключващ транзистор:

Транзистор Q1, C5353 е основният превключващ транзистор, а T1 е спомагателният превключващ транзистор във веригата. C4 и R5 образуват първичния генератор, който генерира основния превключващ сигнал.

Обратна връзка и контролна верига:

В OK1 PC817 оптрон заедно с позоваване напрежение VR1 и диод 4148 форми за обратна връзка и управляваща схема други резистор представя в тази част действа само като делител на напрежение, ток ограничаване резистор и кондензатор филтър. Освен това, добавих потенциометъра R11 за подрязване на напрежението според изискванията.

Трансформатор, изходен токоизправител и филтър:

Трансформаторът Т1 е направен от феромагнитен материал, който не само преобразува променливотоковото напрежение с високо напрежение в променливотоково напрежение с ниско напрежение, но също така осигурява галванична изолация. Има 4 намотки в трансформатора T1 Pin 1, 2 и 3 е вторичната намотка, Pin 4, 5 е спомагателната намотка, щифт № 6 и 7 е основната намотка.

Диодите D1 и D9 са токоизправителните диоди за веригата. Кондензатор C8 е отговорен за филтрирането на 12V, а кондензаторът C6 и C7 заедно с L2 образуват PI филтъра за изходната секция.

Верига за защита от пренапрежение:

Може да се добави допълнителна схема за защита от пренапрежение, за да се защити устройството ви за приложение, за да се повреди, това е много проста схема, състояща се от предпазител и ценеров диод, както можете да го видите по-горе. Ако възникне състояние на пренапрежение, ценеровият диод ще се взриви, като по този начин взривяване на предпазителя за бързо изгаряне с него.

5V-1A SMPS верига работи

Сега, това е изчистено, нека разберем как работи веригата. Когато захранването се прилага към веригата, мрежовият променлив ток се коригира и филтрира от изправителните диоди и кондензатор. След това двата стартови резистора R3, R4 ограничават тока до основата на транзистора, затова първичният транзистор се включва леко, сега малко ток протича през първичната намотка на трансформатора, който е щифтове 6 и 7 на транзистора.

Това малко количество ток захранва спомагателната намотка, тази спомагателна намотка започва да зарежда 103pF кондензатор C4 през 220 ома резистор R5. Отново напрежението от спомагателната страна е свързано към колектора на оптрона с изправителен диод 1N4148, това напрежение излиза от излъчвателя на оптрона и се разделя с делител на напрежението. Сега C5 кондензаторът 222PF започва да се зарежда Когато този кондензатор се зареди до определено ниво, помощният транзистор T1 се включва и първичният транзистор се изключва, а кондензаторът C5 се разрежда

И цикълът започва да се повтаря още веднъж, като по този начин се генерира превключващ сигнал. След като процесът на превключване започне, напрежението се индуцира във вторичната част на трансформатора от вторичната верига за обратна връзка се прави с помощта на VR1 референтното напрежение Tl431, чрез регулиране на еталонното напрежение, можем да настроим времето за включване и изключване на спомагателния транзистор, като по този начин можем да контролираме изходното напрежение.

Изграждане на SMPS верига

За тази демонстрация схемата е конструирана в пунктирана дъска с помощта на схемата; Моля, обърнете внимание, че тествам схемата на моя пейка за демонстрация, така че не включих много функции за защита като защита от пренапрежение и защита от късо съединение. Ако използвате това за захранване на нещо друго, препоръчително е да включите защитните и филтърните вериги.

Горната настройка на теста беше използвана за тестване на веригата, изходното напрежение на захранването беше регулирано на 5.1V с помощта на потенциометъра и това е 1A захранване, за да може да изтегли 1A ток при пиково състояние

Както можете да видите на горното изображение, за тестване с товара използвах някои резистори като товар, който консумира около 1.157A от нашата SMPS верига при 5V. Пълното тестово видео може да бъде намерено в края на тази статия.

Подобрения в дизайна на веригата на SMPS 5V-1A

Има доста неща, които могат да бъдат подобрени в тази схема, като на входа може да се добави EMI филтър, за да се подобри EMI реакцията на тази схема. Тогава може да се добави изходна защита от претоварване и късо съединение, за да се подобри цялостната производителност на веригата. Също така може да се добави защита от пренапрежение и пренапрежение на входа, за да се предпази от пренапрежение на входа. И накрая, ако веригата е конструирана в платка за печатни платки, EMI реакцията може да бъде значително подобрена.

Надявам се, че сте разбрали урока и сте се научили как да изграждате своите SMPS вериги. Ако имате въпроси, оставете ги в раздела за коментари по-долу или използвайте форумите ни за повече въпроси.