Как сделать из зарядного устройства блок питания на 12 вольт своими руками
Детали
- Стабилитрон 12 В.
- Конденсатор 470 мкФ 25 В.
Принципиальная схема и принцип работы
Принципиальная схема и принцип работы зависит от вида устройства, и поэтому необходимо рассмотреть их отдельно:
Аналоговый вид БП имеет в своей схеме понижающий трансформатор, обеспечивающий величину вторичного напряжения в заданных величинах, и диодный мост, служащий для его выпрямления. Простейшая схема такого устройства выглядит следующим образом:
Принципиальная схема аналогового блока питания
Конденсаторы, установленные в схеме, обеспечивают сглаживание импульсов напряжения на выходе блока питания.
Инверторный вид БП работает за счёт электронных компонентов, входящих в схему устройства. Напряжение питающей сети подаётся на входной диодный мост, а его пики сглаживаются установленными конденсаторами. После этого сигнал преобразуется в прочих элементах схемы (транзисторы, микросхема, тиристоры и т.д.) и подаётся на импульсный трансформатор.
Трансформаторы данного вида изготавливаются на основе ферромагнетных материалов, поэтому имеют малые габаритные размеры, позволяющие минимизировать размеры БП. Напряжение, полученное после трансформации, подаётся к нагрузке (выходам блока питания). Такой тип БП называется схемой с гальванической развязкой.
Импульсный блок питания на интегральной микросхеме и с построечными резисторами
Существуют схемы БП без использования гальванического соединения. В этом случае входной сигнал сразу подаётся на фильтр нижних частот.
Основные этапы изготовления импульсного блока питания 12 В своими руками
Работу по изготовлению БП можно разбить на несколько этапов: подготовительный, монтаж и проверка работоспособности. В данной статье рассмотрим изготовление блока питания по схеме, приведённой на рисунке № 10.
Стабилизация напряжения
Для стабилизации напряжения в БП используются электролитические конденсаторы большой ёмкости и стабилитроны. Конденсаторы сглаживают сигналы напряжения, которые имеют полусинусоидальную форму практически до прямой линии. Чем больше ёмкость конденсатора, тем сигнал на выходе более правильной формы и стремится к прямой линии. Стабилитроны обеспечивают постоянство напряжения на выходе блока питания.
Повышаем напряжение импульсного источника своими руками
Вскрываем корпус. Находим стабилитрон. Он всегда расположен в низковольтной части блока.
Также рядом расположен фильтрующий конденсатор.
Предварительно можно включить блок в сеть и проверить, но конечно это лучше сделать заранее, пока крышка закрыта.
Выпаиваем стабилитрон и конденсатор.
Вместо них впаиваем новые. Самое главное не ошибиться с полярностью.
Как все будет готово, можно проверять.
Получились немного завышенные значения. Можно попробовать подобрать стабилитрон на более низкое напряжение, но для этого блока и так сойдет. Так как там, где он будет использоваться, превышение на 1-2 Вольта совсем не критично.
Процесс изготовления блока питания
В первую очередь «вооружаемся» подходящей отверткой. Нам необходимо будет разобрать зарядное устройство для телефона.
После того как выкрутили винтики, аккуратно разбираем пластиковый корпус и извлекаем из него плату с радиодеталями.
Из всех установленных на плате элементов нас интересует конкретно только одна деталь — интегральная микросхема регулируемого стабилизатора напряжения. В нашем случае это микросхема с маркировкой TL 431.
В принципе, это довольно распространенная микросхема, поэтому она встречается во многих зарядниках.
Обратите внимание : напряжение на выходе микросхемы TL 431 определяется по формуле, приведенной на картинке ниже, и находится в диапазоне от 2,5 до 36 V.
Путем изменения величины отношения резисторов R5 и R6 , можно регулировать напряжение на выходе всего блока питания.
Чтобы сделать из зарядного устройства регулируемый блок питания, для начала необходимо установить вместо постоянного резистора R5 переменный резистор на 100 кОм. Путем изменения его сопротивления можно будет регулировать напряжение на выходе блока питания.
Выпаиваем резистор R5. С обратной стороны платы вместо выводов удаленного резистора необходимо припаять два провода.
К проводам припаиваем переменный резистор: красный провод к левому выводу, а черный провод — к центральному.
Советуем к прочтению: Простейшие в 220 вольт без драйвера (самое простое питание светодиода от сети напряжением 220В)
На следующем этапе надо будет заменить заводские конденсаторы.
Они имеют номинал 470 мкФ, но рассчитаны на максимальное напряжение 10 V. Вместо них мы устанавливаем конденсаторы такого же номинала, но рассчитанные уже на максимальное напряжение 35 V.
Самодельный регулируемый блок питания готов.
Устанавливаем плату обратно в корпус зарядного устройства. Дополнительно в нем нужно будет высверлить отверстие для ручки переменного резистора и устанавливаем барашек с наружной стороны.
Если у вас без дела завалялось сломанное зарядное устройство от сотового телефона, то из него можно сделать одну небольшую, но нужную самоделку. Это простой преобразователь напряжения с постоянного 1,5 Вольта до переменных 220 Вольт. Схема по истине элементарная и содержит всего 3 детали.
Блок питания для шуруповерта своими руками
Стандартное зарядное устройство использует трехканальную микросхему. На ней, в зависимости от вольтажа, размещается различное количество транзисторов, например, в заряднике на 12 вольт ставится 4 транзистора.
Чтобы снижать негативные воздействия тактовой частоты, в блоках устанавливаются конденсаторы. Они бывают импульсного или переходного типа. Чтобы минимизировать последствия от перегрузок электрической сети, в зарядных устройствах применяются тиристоры.
Стандартная схема зарядки шуруповерта
Это важно: в различных моделях устанавливается не только разное количество транзисторов – они существенно отличаются по своей емкости.
Блок питания для шуруповерта из энергосберегающей лампы
Для того чтобы сделать ИБП из энергосберегающей лампы, необходимо содержащийся в каждой лампе электронный дроссель немного изменить, поставив перемычку, и после подключить к импульсному трансформатору и выпрямителю.
Для источников питания небольшой мощности (от 3.7 в до 20 ватт), можно обойтись без трансформатора. Для этого необходимо просто добавить несколько витков полупроводника на магнитопровод располагающегося в балласте лампы дросселя, если там будет место для этого. Обмотку можно делать прямо поверх заводской. Для этого лучше использовать провод с изоляцией из фторопласта.
Диоды для блока питания
Для выпрямления переменного напряжения бытовой электрической сети в схемах блоков питания и прочих электронных устройств используют диоды, собираемые по мостовой схеме. Схематично полупроводниковый диод выглядит следующим образом.
Устройство полупроводникового диода
Для устройства диодного моста используется 4 однотипных диода, которые соединяются определённым образом, приведённым на следующей схеме. Их технические характеристики должны соответствовать величине протекающего через них тока, а также величине допустимого обратного напряжения.
Схема соединения диодов по мостовой схеме
Импульсный блок питания для шуруповерта своими руками
Для импульсного блока подбирается подходящая микросхема, и сборка осуществляется в следующей последовательности:
• Диодные мосты и термистор ставятся на входе.
• Устанавливаются два конденсатора.
• Для синхронизации работы затворов полевых транзисторов применяются драйвера.
• При установке транзисторов фланцы не закорачивают. С помощью изоляционных шайб и прокладок они крепятся к радиатору.
• На выходе устанавливаются диоды.
Подготовительный этап
В этот период рассчитывается мощность. Она должна быть достаточной для его использования с нагрузкой, планируемой к подключению. Выбирается вид и схема БП (см. рисунок № 10), после чего приобретаются необходимые комплектующие. В рассматриваемом случае это:
- PTC термистор;
- два конденсатора из расчёта 1 мкФ на 1 Вт мощности;
- диодный мост (диоды должны соответствовать по напряжению и току);
- драйвера − IR2152 (IR2153, IR2153D);
- полевые транзисторы − IRF740, IRF840;
- трансформатор (можно использовать б/у от ПК);
- диоды, устанавливаемые на выходе, серии HER.
Выпрямитель для шуруповерта своими руками
Выпрямитель необходим для преобразования переменного тока в постоянный. Он функционирует за счет полупроводниковых диодов, которые играют роль преобразователей. Чтобы проанализировать работу устройства, применяют осциллограф.
Главным в изготовлении выпрямителя является правильный выбор диодов. Для использования в блоке питания подойдут элементы с показателями обратного тока до 10 ампер. Количество диодов равно 4, и их следует устанавливать по мостовому типу. Если применять схему на одном полупроводнике, полезное действие блока снижается вдвое.
Это важно: запрещено работать с электрическими элементами, находящимися под напряжением. Перед тем как совершать какие-либо манипуляции, нужно убедиться, что прибор отключен от сети.
Сетевой блок для питания шуруповерта
Для того чтобы своими руками запитать шуруповерт от бытовой электросети, вам потребуются вышедший из строя аккумулятор, зарядное устройство от него, многожильный провод, изолента, припой, паяльник и кислота.
В первую очередь нужно припаять к контактам зарядника электропровод со штепсельной вилкой. Поскольку в блоке используются латунные клеммы, а в проводе медные жилы, чтобы их спаять, следует использовать в качестве соединителя кислоту. От качества этого соединения напрямую зависит функционирование всего устройства.
На втором этапе работа ведется с вышедшим из строя аккумулятором инструмента. Следует разобрать батарею и удалить из нее внутренние части. При этой операции нужно пользоваться средствами личной защиты, а внутреннее наполнение рекомендуется не выбрасывать в бытовой мусор, а утилизировать в безопасном для людей месте.
На заключительном этапе необходимо провода зарядного устройства спаять с выводами аккумулятора, которые располагаются во внутренней части корпуса.
При самодельном изготовлении блока питания для шуруповерта необходимо тщательно соблюдать технику безопасности при работе с электричеством. Перед началом работы нужно тщательно взвесить все за и против (сколько на это потребуется времени, какова будет стоимость материалов и запчастей), иногда будет проще и дешевле отнести зарядник в специализированную мастерскую или приобрести новый блок.
У каждого дома наверняка валяется не один блок питания (зарядка) от различных моделей сотовых телефонов. Все они имеют выходное напряжение 5 В. Естественно, применить такой источник в хозяйстве можно, то порой столько целей нет, сколько есть в наличии таких источников с одинаковым напряжением. А можно ли как-то изменить напряжение этого блока? Тогда было бы больше возможностей его использовать.
На самом деле сделать это довольно просто, так как все зарядки от телефонов плюс-минус имеют одинаковую схему.
Смотрите видео
Регулируемый блок питания — полезная и нужная вещь для каждого электронщика.
В сегодняшней статье мы расскажем, как смастерить его своими руками из обычного зарядного устройства для телефона.
Сделать такое устройство в домашних условиях можно в течение 10—15 минут. Причем это под силу даже новичку!
- зарядное устройство с USB-разъемом (технические характеристики — 5 V и 2 А);
- переменный резистор на 100 кОм;
- 2 конденсатора номиналом 470 мкФ.
Обратите внимание: максимально допустимое рабочее напряжение используемых конденсаторов должно быть в пределах 35 V.
Изготовление мини преобразователя напряжения
Нюансы изготовления блока питания для шуруповёрта
При изготовлении блока питания 12 В своими руками для подключения шуруповёрта к электрической сети необходимо учитывать следующие нюансы, связанные с его использованием:
- Напряжение на выходе должно быть 18–19 В, в противном случае мощность устройства значительно снизится.
- Электронные компоненты схемы БП должны соответствовать номинальному току работающего шуруповёрта.
- Размер собираемого блока должен быть таким, чтобы разместиться в корпусе демонтируемого аккумулятора (в случае изготовления встроенной конструкции).
В остальном этапы изготовления аналогичны, как и в случае отдельно размещаемого варианта исполнения БП.
Где купить и сколько стоит блок питания 12 V
Они продаются в магазинах бытовой электроники, офисной техники, а также в организациях, специализирующихся на их ремонте. Кроме этого, в интернете также есть предложения различных компаний, предлагающих к реализации БП различной направленности.
Блок питания DC-12V, 20.8А, 250 Вт в водонепроницаемом корпусе, степень защиты − IP67
Стоимость БП зависит от их технических характеристик и типа исполнения, определяющих возможность использования этого устройства. Чем выше мощность и степень защиты – тем больше цена. Она может составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч рублей. Наиболее дешёвые модели:
- ARDV-05-12A (12V, 0,4A, 5W) – 200 рублей;
- ARDV-12-12AW (12V, 1A, 12W) – 300 рублей;
- ARDV-24-12A (12V, 2A, 24W) – 400 рублей.
Модели в следующем сегменте:
- APS-100L-12BM (12V, 8.3A, 100W) – 800 рублей;
- APS-150-12BM (12V, 12.5A, 150W) – 1 000 рублей;
- APS-250-12BM (12V, 20.8A, 250W) – 1 400 рублей.
Наличие большого количества предложений на рынке вспомогательных устройств для бытовой техники и приборов позволяет выбрать блок питания в соответствии с предъявляемыми к нему требованиям. А наличие в свободном доступе различных схем, а также электронных компонентов позволяет изготовить БП своими руками даже начинающему любителю электроники, имеющему начальные навыки работы с паяльником.
Чтобы самостоятельно сделать блок питания для вашего инструмента, нужно обладать определенными навыками и умениями в области электрики. Если ваш уровень знаний в этой сфере находится на начальном уровне, во избежание потери времени и получения травм электрическим током, лучшим решением будет заказать в магазине новый блок или отнести вышедший из строя в ремонтную мастерскую.
Смотрите видео
Схема преобразователя
Как уже говорилось - схема наипростейшая. Прежде чем ее собирать нужно тестером «прозвонить» трансформатор и узнать сопротивление каждой обмотки. Всего их должно быть три. Естественно, сопротивление обмоток вашего трансформатора может немного отличаться - это не страшно. А вот если расхождения кардинальные, то такой экземпляр может не подойти.
Собираем преобразователь по схеме.
В схеме используется транзистор «2SD882», его можно заменить любым низкочастотным «p-n-p» структуры средней мощности. Или на отечественный аналог КТ815, КТ817.
Все собирается навесным монтажем без платы за 5 минут. Припаиваем провода от патрона лампочки и от батарейки.
Устройство работает сразу при включении и в настройке не нуждается. Если генерация не началась при первом включении, поменяйте местами контакты одной из низковольтовых обмоток.
В роли нагрузки использована светодиодная лампа на 220 В и мощностью 3 Вт.
Частота работы преобразователя порядка 25 кГц.
Если запитать схему от 3 Вольт, то яркость лампы увеличится и она точно будет светить на полную мощность.
В роли нагрузки можно подключить другое зарядное устройство и заряжать мобильный телефон от батареек.
Блок питания для шуруповерта из электронного трансформатора
Чтобы приспособить трансформатор под зарядное устройство вашего инструмента, его нужно доработать. Для этого нужно подключить конденсатор на выходе выпрямительного моста. Емкость определяется следующим образом – 1 мкФ на 1 Вт. Напряжение конденсатора должно быть не меньше 400 В. В разрыв одного сетевого кабеля нужно установить терморезистор, чтобы ограничить пусковой ток.
Диодный мост устанавливается для выпрямления напряжения частотой 30 кГц. Для нормального функционирования устройства требуется обеспечить плавный пуск. С этим отлично справляется дроссель Л1.
Трансформаторный блок для питания шуруповерта
Трансформаторными источниками питания называются такие приборы, в которых располагается понижающий входное напряжение трансформатор. Помимо него, в таких блоках установлен диодный выпрямитель и конденсатор фильтра.
Конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения. По сути, трансформатор выдает напряжение того же вида, что и в сети 220 вольт, а точнее, синусоидальной. При работе от бесперебойных источников его форма может быть совсем несинусоидальной. Форма выпрямленного напряжения непостоянна во времени, поэтому необходима установка элемента, поддерживающего выходное напряжение постоянной величины, что выполняется на сглаживающем конденсаторе.
Плюсы трансформаторных блоков:
• Простота и надежность.
• Составные элементы легко найти в продаже.
• Отсутствие частей, создающих радиоволновые помехи.
Область применения
Блоки питания с вторичным напряжением в 12 Вольт импульсного типа используются для подключения к бытовой электрической сети:
- персональных компьютеров различного типа – для зарядки их аккумуляторных батарей и работы непосредственно от сети;
- для зарядки электронных гаджетов, в том числе сотовых телефонов и смартфонов, плееров и видеокамер, а также прочих устройств, имеющих в своей конструкции аккумуляторные батареи;
- для зарядки ручного переносного электрического инструмента – шуруповёрт, болгарка и т.д.;
- для подключения LED светотехнических приборов (светодиодные светильники и ленты);
- для использования прочих устройств, предполагающих работу от сети постоянного тока с напряжением 12 В и до 5 ампер, – автомагнитола или автоприёмник в условиях дома или гаража.
Виды блоков питания, их основные технические характеристики
Блок питания является вторичным источником энергии для технических устройств, преобразующим напряжение питающей электрической сети в их рабочее напряжение.
Наиболее востребованными являются блоки питания, у которых первичное напряжение – это переменное напряжение бытовой электрической сети, равное 220 Вольт, а вторичное − преобразуемое в постоянное, равное 24/12/5/3,3 V. По принципу преобразования напряжения блоки питания (БП) подразделяются на два вида:
- трансформаторные – когда преобразование осуществляется посредством понижающего трансформатора, они называются линейными;
- импульсные – преобразование осуществляется благодаря наличию электронных компонентов, обеспечивающих преобразование напряжения, они называются инверторными.
Если в схеме БП предусмотрен стабилизатор выходного напряжения, то такое устройство называется стабилизированным блоком питания.
Основными техническими характеристиками, определяющими возможность использования подобных технических устройств, являются:
- электрическая мощность, измеряемая в Ваттах (Вт или В×А);
- напряжение на входе и выходе, измеряемое в Вольтах (В);
- выходной ток, измеряемый в Амперах (А);
- коэффициент полезного действия – параметр полезный при использовании БП большой мощности, измеряется в %;
- наличие элементов защиты внутренних электрических цепей от перегрузок и токов короткого замыкания.
Проверка работоспособности
Когда БП собран, необходимо его проверить, для этого:
- к выходу блока питания подключается нагрузка;
- БП включается в электрическую сеть.
В случае если подключённая нагрузка работает нормально: LED-светильники излучают свет, гаджеты и инструмент заряжаются, а прочая техника работает – значит, монтаж выполнен успешно. Ещё один способ изготовления блока питания − это размещение всех элементов устройства на ДИН-рейке.
Дин-рейка – это металлическая профилированная полоса, предназначенная для крепления электрических приборов и элементов электрических схем.
При использовании ДИН-рейки отпадает потребность в изготовлении монтажной платы, однако конструкция получается более объёмная, т.к. соединение между элементами схемы приходится выполнять при помощи соединительных проводов.
Расчёт мощности блока питания на 12 V
Мощность БП является одной из главных технических характеристик, определяющих возможность подключения к нему той или иной нагрузки. Мощность поэтому может быть рассчитана разными способами:
Для светодиодных лент.
В этом случае расчёт выполняется следующим образом:
- за основу берётся мощность в 1 метра LED-ленты, указываемая производителем на упаковке;
- определяется её длина;
- эти значения перемножаются, и полученное выражение увеличивается на 30%.
Увеличение на 30% обеспечивает необходимый запас мощности. Этот расчёт можно выразить следующей формулой:
P блока = P уд × L ленты × K запаса , где:
P блока – электрическая мощность блока питания;
P уд − электрическая мощность 1 метра светодиодной ленты;
L ленты – длина ленты;
K запаса - коэффициент запаса мощности.
Для персонального компьютера.
При необходимости определить мощность БП персонального компьютера следует знать мощности всех элементов устройств, входящих в его комплект. Это непростая задача, поэтому существуют специальные программы и онлайн-калькуляторы, служащие для выполнения такого расчёта. Вот некоторые из них:
Для зарядки электрического инструмента и электронных гаджетов.
Когда необходимо определить мощность БП для зарядки шуруповёрта, смартфона или иного электронного устройства, необходимо знать их электрическую мощность и учесть коэффициент запаса. Это можно отразить следующей формулой:
P блока = P устройства × K запаса
Импульсный блок питания 12 V своими руками - схема
Существует большое количество различных схем блоков питания, имеющих различные технические характеристики и собранных на различных электронных компонентах. Ниже представлена схема импульсного БП с вторичным напряжением 12 Вольт.
Принципиальная схема импульсного блока питания
При самостоятельном изготовлении подобных устройств необходимо помнить, что для обеспечения заданной пульсации напряжения на выходе ёмкость конденсаторов должна приниматься из расчёта 1 мкФ на 1 Вт выходной мощности. Электролитические конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не менее 350 В. Оптимальное соотношение мощности БП и технических характеристик электронных компонентов приведено в следующей таблице:
Блок питания | Элементы схемы | ||
Мощность, кВт | Ток, А | Ток диода, А | Ёмкость конденсатора, мкФ |
0,1 | 0,4 | 0,2 | 100 |
0,2 | 0,8 | 0,4 | 200 |
0,3 | 1,2 | 0,6 | 300 |
0,5 | 2 | 1 | 500 |
1 | 4 | 2 | 1 000 |
2 | 8 | 4 | 2 000 |
3 | 12 | 6 | 3 000 |
5 | 20 | 10 | 5 000 |
Блок питания для шуруповерта
Все современные шуруповерты работают от аккумулятора. Чтобы он всегда оставался в заряженном состоянии, требуется блок питания. Зарядные устройства разных производителей могут существенно различаться. Во-первых, блоки комплектуются разными элементами, а во-вторых, их вольтаж бывает 12, 14 или 18 вольт.
В зарядных устройствах на 12 В используются транзисторы емкостью до 4,4 пФ, проводимость при этом находится на уровне 9 мк. Для нивелирования показателей тактовой частоты используются конденсоры. В зарядниках, использующих такое напряжение, чаще всего устанавливаются полевые резисторы.
Схема блока питания 12 В
В блоках на 14 В уже применены 5 транзисторов и импульсные конденсаторы. Используется микросхема преобразования тока четырехканального типа. Емкость резистора не превышает 6,3 пФ.
Схема зарядного устройства 14 В
В зарядниках 18 В используются только транзисторы переходного типа. Для нормализации максимальной частоты установлен сеточный триггер. Проводимость тока находится в районе 5,4 мк. На микросхеме находятся 3 конденсатора. Вместе с диодным мостом располагается тетрод. В некоторых моделях используются хроматические резисторы. Иногда применяются дипольные транзисторы.
Схема зарядного устройства 18 В
Как изменить напряжение блока?
Выходное напряжение можно не только уменьшить, но у увеличь в пределах 3-15 В. И в крации сначала расскажу как. На плате каждого импульсного источника питания, преимущественно в центре, расположен трансформатор. Визуально он делит высоковольтную часть блока и низковольтную. Эти части гальванически развязаны, но имеют обратную связь через оптрон. На низковольтной части платы в цепи оптрона стоит стабилитрон, который как раз и отвечает за уровень выходного напряжения.
Если вам нужно понизить напряжение до 3 В, достаточно просто заменить стабилитрон и пользоваться, а вот если повысить, то тогда потребуется заменить выходной фильтрующий конденсатор на другой с более высоким напряжением.
Я думаю, концепция внесения изменений вам понятна. Перейдем к делу.
Блок питания для шуруповерта из зарядного устройства
Один из самых дешевых способов сделать блок питания – это использовать обычное зарядное устройство для смартфона. В каждом доме сейчас их два или более, а если у вас нет лишнего, можно приобрести за 50–100 рублей.
Так выглядят внутренности зарядки от смартфона
Переделка зарядки производится в следующей последовательности:
• С помощью эмалированного проводника маленького диаметра нужно добавить один виток обмотки. После этого включаем зарядку и подключаем к аккумулятору шуруповерта. Посредством осциллографа замеряем амплитуду импульсов и определяем напряжение, создаваемое одним витком дополнительной обмотки.
• Выпаиваем разъем USB, снимаем тестовый виток и доматываем нужное количество витков до получения необходимого напряжения. Новая обмотка припаивается к заводской последовательно.
• Меняем штатный конденсатор и стабилитрон на новые, соответствующие требуемому напряжению.
Монтаж блока питания
Пошаговая инструкция по изготовлению импульсного БП по выше приведённой схеме выглядит следующим образом:
Печатная плата изготавливается, для этого:
Читайте также: