Comment faire une alimentation de banc : 20 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Une alimentation de banc est un kit extrêmement pratique à avoir pour les amateurs d'électronique, mais elles peuvent être chères lorsqu'elles sont achetées sur le marché. Dans ce Instructable, je vais vous montrer comment faire une alimentation de banc de laboratoire variable avec un budget limité. C'est un excellent projet de bricolage pour les débutants ainsi que pour toute personne intéressée par l'électronique.

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L'objectif principal du projet est d'apprendre comment fonctionne une alimentation linéaire. Au début, pour expliquer le principe de fonctionnement d'une alimentation linéaire, j'ai pris un exemple d'alimentation à base de LM 317. Pour faire l'alimentation finale, j'ai acheté un kit d'alimentation chez Banggood et je l'ai assemblé.

Il s'agit d'une alimentation en tension stabilisée de haute qualité avec laquelle la tension peut être régulée en continu, et la plage dans laquelle réguler la tension est de 0 à 30 V. Il contient même un circuit de limitation de courant qui peut contrôler efficacement le courant de sortie de 2 mA à 3 A avec la possibilité de réguler le courant en continu, et cette caractéristique unique fait de cet appareil un outil extrêmement puissant dans le laboratoire de circuits.

Caractéristique:

Tension d'entrée: 24 V CA

Courant d'entrée: 3A maximum

Tension de sortie: 0 à 30V réglable en continu

Courant de sortie: 2mA - 3A réglable en continu

Ondulation de la tension de sortie: au moins 0,01 %

Étape 1: Outils et pièces requis

Liste des pièces:

1. Transformateur abaisseur - 24V, 3A (Jaycar)

2. Kit d'alimentation bricolage (Banggood / Amazon)

3. Dissipateur de chaleur et ventilateur (Banggood)

4. Compteur de panneau volt-amp (Amazon)

5. Bouton de potentiomètre (Banggood)

6. Convertisseur de dollars (Amazon)

7. Port USB (Amazon)

8. Binding Post Banane Plug (Amazon)

9. Prise de courant IEC3 (Banggood)

10. Interrupteur à bascule (Banggood)

11. LED verte (Amazon)

12. Support LED (Banggod)

13. Tube thermorétractable (Banggood)

14. Pieds en caoutchouc auto-adhésifs (Amazon)

15. Filament d'impression 3D-PLA (GearBest)

Outils/Machine utilisée

1. Imprimante 3D - Creality CR-10 (Creality CR10S) ou Creality CR-10 Mini

2. Fer à souder (Amazon)

3. DSO-RIGOL (Amazon)

4. Pistolet à colle (Amazon)

Étape 2: Schéma fonctionnel de base

Avant de vous lancer dans le processus de fabrication, vous devez connaître les composants de base d'une alimentation linéaire.

Les principaux éléments de l'alimentation linéaire sont:

Transformateur: Le transformateur modifie la tension secteur CA à une valeur souhaitée. Il est utilisé pour abaisser la tension. Cela sert également à isoler l'alimentation de l'entrée secteur pour des raisons de sécurité.

Redresseur: La puissance de sortie du transformateur est en courant alternatif, elle doit être convertie en courant continu. Le redresseur en pont convertit le courant alternatif en courant continu.

Condensateur/filtre de lissage d'entrée: La tension redressée du redresseur est une tension continue pulsée ayant un contenu d'ondulation très élevé. Mais ce n'est pas ce que nous voulons, nous voulons une forme d'onde CC sans ondulation pure. Le circuit de filtrage est utilisé pour lisser les variations CA (ondulation) de la tension redressée. De gros condensateurs à réservoir sont utilisés pour cela.

Régulateur linéaire: la tension ou le courant de sortie fluctuera en cas de changement dans l'entrée du secteur ou en raison d'un changement de courant de charge à la sortie de l'alimentation. Ce problème peut être éliminé en utilisant un régulateur de tension. Il maintiendra la sortie constante même lorsque des changements à l'entrée ou tout autre changement se produisent.

Charge: Charge de l'application

Étape 3: Transformateur

Entrée haute tension CA entrant dans un transformateur qui abaisse généralement la haute tension CA du secteur au CA basse tension requis pour notre application. Pour la conception de l'alimentation, la tension secondaire du transformateur est sélectionnée en tenant compte de la tension de sortie de l'alimentation, pertes dans le pont de diodes et le régulateur linéaire. Une forme d'onde typique du transformateur 24 V est illustrée ci-dessus. En général, nous autorisons une chute d'environ 2 V - 3 V pour la configuration du pont redresseur. Ainsi, la tension secondaire du transformateur peut être calculée comme ci-dessous.

Exemple:

Supposons que nous voulions faire une alimentation avec une tension de sortie de 30V et 3A.

Avant le pont redresseur la tension doit être = 30 + 3 = 33V (crête)

Donc la tension RMS = 33 / racine carrée (2) = 23,33 V

Le transformateur de tension nominale le plus proche disponible sur le marché est de 24V. Notre transformateur est donc de 230V/24V, 3A.

Remarque: le calcul ci-dessus est une estimation approximative pour acheter un transformateur. Pour un calcul précis, vous devez également tenir compte de la chute de tension aux diodes, de la chute de tension du régulateur, de la tension d'ondulation et de l'efficacité du redresseur.

Étape 4: pont redresseur

Le pont redresseur convertit une tension ou un courant alternatif en une quantité de courant continu (CC) correspondante. L'entrée d'un redresseur est en courant alternatif tandis que sa sortie est en courant continu pulsé unidirectionnel.

La chute de tension à travers une diode à usage général est d'environ 0,7 V et la diode Schottky est de 0,4 V. A tout instant, deux des diodes du pont redresseur sont en fonctionnement. Mais comme la diode conduit fortement, elle peut effectivement être plus élevée. Une bonne valeur sûre est le double de la norme ou 0,7 x 2 = 1,4 V.

La sortie CC après le pont redresseur est approximativement égale à la tension secondaire multipliée par 1,414 moins la chute de tension aux bornes des deux diodes conductrices.

Vcc = 24 x 1,414 - 2,8 = 31,13 V

Étape 5: Lissage Condensateur / Filtre

La tension redressée du redresseur est une tension continue pulsée ayant une teneur en ondulation très élevée. Les grandes ondulations qui existent dans la sortie le rendent presque impossible à utiliser dans n'importe quelle application d'alimentation. Par conséquent, un filtre est utilisé. Le filtre le plus courant consiste à utiliser un grand condensateur.

La forme d'onde de sortie résultante après le condensateur de lissage est illustrée ci-dessus.

Étape 6: Régulateur

La tension ou le courant de sortie changera ou fluctuera en cas de changement dans l'entrée du secteur ou en raison d'un changement de courant de charge à la sortie de l'alimentation régulée ou en raison d'autres facteurs tels que des changements de température. Ce problème peut être éliminé en utilisant un circuit intégré régulateur ou par un circuit approprié composé de quelques composants. Un régulateur maintiendra la sortie constante même lorsque des changements à l'entrée ou tout autre changement se produisent.

Les circuits intégrés comme 78XX et 79XX sont utilisés pour obtenir des valeurs fixes de tensions à la sortie. Là où, comme des circuits intégrés comme le LM 317, nous pouvons ajuster la tension de sortie à une valeur constante requise. Le LM317T est un régulateur de tension positive réglable à 3 bornes capable de fournir différents Sorties de tension continue autres que l'alimentation à tension fixe. L'exemple de circuit ci-dessus utilise un circuit intégré régulateur de tension LM3 17. La sortie redressée du pont redresseur pleine onde est acheminée vers un circuit intégré régulateur LM317. En changeant la valeur du potentiomètre utilisé dans ce circuit, la tension de sortie peut être contrôlée facilement.

Jusqu'à présent, j'ai expliqué le fonctionnement d'une unité d'alimentation linéaire. Dans les étapes suivantes, j'expliquerai la construction d'une alimentation de banc en assemblant un kit de bricolage.