בנה משלך 5V, 1a סמפס מתכוונן באמצעות ספק כוח atx של מחשב מת

S מכשפה M אודה P ower S upply (SMPS) הוא חלק חיוני של כל תכנון אלקטרוני. הוא משמש להמרת זרם זרם מתח גבוה לזרם מתח נמוך, והוא עושה זאת על ידי המרה ראשונה של זרם החשמל לזרם מתח גבוה, ואז החלפת מתח המתח הגבוה ליצירת המתח הרצוי. כבר יצרנו כמה מעגלי SMPS מוקדם יותר, כמו מעגל SMPS 5V 2A ומעגל SMPS 12V 1A TNY268. אפילו בנינו שנאי SMPS משלנו שיוכלו לשמש בעיצובי ה- SMPS שלנו יחד עם IC הנהג.

אתה אולי לא שם לב לזה, אבל רוב המוצרים הביתיים כמו מטען נייד, מטען למחשב נייד, נתבי Wi-Fi, דורשים ספק כוח למיתוג להפעלה, ורובם הם 5V. אז עם זאת בחשבון, במאמר זה נראה לכם כיצד תוכלו לבנות מעגל SMPS 5V, 1A על ידי חילוץ חלקים מאספקת חשמל ATX ישנה לזרוק.

אזהרה: עבודה עם רשת החשמל זקוקה לכישורים ופיקוח מוקדמים. אל תפתח SMPS ישן או נסה לבנות חדש ללא ניסיון. היזהר סביב קבלים טעונים וחוטים חיים. הוזהרת, המשך בזהירות וקח הנחיות מומחים בכל מקום שנדרש.

שיקולי עיצוב עבור ספק כוח 5V 1A

לפני שנמשיך הלאה, בואו ננקה חלק מהתמונות הבסיסיות של שיקולי התכנון וההגנה.

מדוע כדאי לבנות מעגל SMPS מאספקת חשמל למחשב?

מבחינתי זה זול, ואז שוב זול זו מילה יקרה מאוד, היא ממש בחינם. אתה יכול לשאול איך כן? רק שוחח עם חנויות שירותי המחשבים המקומיות שלך, הם יתנו לך את זה בחינם, לפחות זה היה המקרה מבחינתי. כמו כן, שאל את החברים שלך אם יש להם שבורים מכל אלה.

בנייה / רכישה של השנאי למעגל הוא החלק החשוב ביותר בכל תכנון SMPS, אך שיטה זו נמנעת לחלוטין מצעד זה על ידי הצלת השנאי, כמו כן היא מגיעה עם חווית למידה טובה מאוד אם אתה נרקומן אלקטרוני כמוני. ספק הכוח של ATX לאחר חילוץ החלקים הנדרשים מוצג להלן.

בעזרת תכנון זה תוכלו להוסיף פוטנציומטר ולשנות מעט את מתח המוצא. זה עשוי להיות שימושי במקרים מסוימים והדבר המעניין ביותר במעגל הוא שהוא עשוי עם חלקים כלליים מאוד, כך שאם משהו מתפוצץ למצוא ולהחליף אותם זו משימה מאוד קלה.

מעגלי SMPS מתפקדים בצורה שונה בתנאים שונים, אם אתה בונה מעגל זה בידיעה שמאפיין הכניסה-פלט בפועל יכול לעזור לך לבצע ניפוי באגים במעגל אם אתה מוצא בעיה כלשהי עם זה.

מתח נכנס:

מכיוון שמתח הכניסה של ה- PSU הסטנדרטי למחשב הוא 220V, המעגל המחושל שלנו פועל גם הוא על אותו מתח. אך עם הגדרת הטבלה הנוכחית שלי, אנסה להפעיל את המעגל גם במתח כניסה של 85 וולט.

מתח יציאה:

מתח המוצא של המעגל הוא 5V עם דירוג זרם 1A, כלומר מעגל זה יכול להתמודד עם הספק של 5W. מעגל זה פועל במצב מתח קבוע, כך שמתח המוצא צריך להישאר די זהה ללא קשר לזרם העומס.

אדווה פלט:

השנאי במעגל זה מיוצר על ידי יצרן מקצועי כדי שנוכל לצפות לאדווה נמוכה. מאז בנייתו בלוח מנוקד, אנו יכולים לצפות לאפל יותר מהרגיל.

תכונות הגנה:

באופן כללי, יש הרבה מעגלי הגנה על סמני SMPS, אך המעגל שלנו עשוי ממחשב PSU ישן, כך שנוכל להוסיף או לחסר תכונות הגנה בהתאם לדרישת היישום הסופי שלנו. אתה יכול גם לבדוק את מעגלי ההגנה הבאים שאנו בונים קודם.

• מעגל הגנה על מתח
• מעגל הגנה על קוטביות הפוכה
• מעגל הגנה על מעגל קצר
• הגנה על זרם הזרם

אני הולך להשתמש במעגל זה כדי להניע את פרויקטי ה- IoT שלי. אז החלטתי ללכת עם תכונת הגנה מינימלית שהיא נגד היתוך בכניסה, ומעגל הגנה על מתח יתר בקטע הפלט.

לכן, לסיכום, מתח הרשת החשמלי עבור אספקת החשמל שלנו יהיה 220 וולט AC, מתח המוצא יהיה 5V DC עם 1A של זרם המוצא המרבי. ננסה להפוך את מתח אדווה המוצא לנמוך ככל האפשר ויש לנו נגן קלוע עם קלט עם מעגל הגנה על מתח יתר.

רכיבים נדרשים למעגל SMPS 5V 1A

לא	חלקים	סוּג	כַּמוּת	חלק בסכמטי
1	4.7R	נַגָד	1	R1
2	39R	נַגָד	1	R10
3	56R, 1W	נַגָד	1	R9
4	100R	נַגָד	2	R7, R6
5	220R	נַגָד	1	R5
6	100K	נַגָד	1	R2
7	560K, 1W	נַגָד	2	R3, R4
8	1N4007	דיודה	4	D2, D3, D4, D5
9	UF4007	דיודה	1	D6
10	1N5819	דיודה	1	D1
11	1N4148	דיודה	1	D7
12	103,50 וולט	קַבָּל		C4
13	102, 1KV	קַבָּל	2	C3
14	10uF, 400V	קַבָּל	1	C1
15	100uF, 16V	קַבָּל	1	C6
16	470uF	קַבָּל	2	C7, C8
17	222pF, 50V	קַבָּל	1	C5
18	3.3uH, 2.66A	מַשׁרָן	1	L2
19	2SC945	טרָנזִיסטוֹר	1	T1
20	C5353	טרָנזִיסטוֹר	1	שאלה 1
21	PC817	מצמד אופטי	1	בסדר 1
22	TL431CLP	הפניה למתח	1	VR1
23	10K	סיר לקצץ	1	R11
24	מסוף בורג	5 מ"מ	2	S1, S2
25	1N5908	דיודה	1	D9
26	שַׁנַאי	ממחשב PSU	1	TR1

תרשים מעגלים 5V 1A SMPS

התמונה למטה מציגה את התרשימים של ספק כוח 5V 1A SMPS שנבנה במדריך זה.

בניתי את המעגל על ​​קרש לחם וזה נראה ככה כשהושלם.

בואו נבין את המעגל על ​​ידי פירוק לבלוקים פונקציונליים רבים ובואו נבין כל בלוק.

הנגד הפיוזי:

ראשית, יש לנו R1 המשרת שתי מטרות. ראשית, הוא פועל כנגד היתוך. שנית, הוא פועל כנגד מגביל זרם.

מיישר הגשר והמסנן:

לאחר מכן, יש לנו דיודות 1N4007, D2, D3, D4, D5, ארבע מהן יוצרות את מיישר הגשר, יחד עם קבלים פילטר של 10uF להמיר AC ל DC.

שים לב שהסרתי את מסנן ה- PI מכיוון שאני לא הולך להשתמש בספק הכוח הזה מלבד טעינת סוללה, אם אתה מתכוון להשתמש בדרך אחרת, מסנן EMI הוא חייב, אתה תמיד יכול לשלוף אותו מאותו דבר. ספק כוח. אם אינך בטוח מהו מסנן PI או כיצד הוא עובד, תוכל לבדוק את המאמר המקושר. אתה יכול גם לבדוק עיצובים אחרים כדי להפחית את EMI במעגל SMPS עליו דנו קודם.

נגדי ההפעלה:

R3 ו- R4 יוצרים את נגדי ההפעלה, כאשר מפעילים את הכוח, נגדי ההפעלה אחראים להפעלת הבסיס של הטרנזיסטור המיתוג העיקרי, אני אדון עוד בנושא הנגד בהמשך המאמר .

מהדק הגבלת מתח אספן:

כדי להגביל את מתח הקולט של טרנזיסטור המיתוג העיקרי Q1 C3, R2 ו- D6 יוצרים מעגל מהדק, וזו דוגמה טובה מאוד לשימוש ברשת סנבר כדי להפחית את מתח השיא בכיבוי וכדי להרטיב את הצלצול. ברוב המקרים ניתן להשתמש בטכניקת תכנון פשוטה מאוד לקביעת ערכים מתאימים לרכיבי הסנובור (Rs ו- Cs). במקרים בהם יש צורך בתכנון אופטימלי יותר, משתמשים בהליך מורכב מעט יותר.

טרנזיסטור מיתוג עזר וראשוני:

טרנזיסטור Q1, C5353 הוא הטרנזיסטור העיקרי למיתוג ו- T1 הוא טרנזיסטור המיתוג העזר במעגל. C4 ו- R5 מהווים את המתנד הראשי שיוצר את אות המיתוג הראשי.

מעגל משוב ובקרה:

OK1 optocoupler PC817 יחד עם התייחסות מתח VR1 ואת הדיודה 4148 טפסי המשוב והבקרה Circuit מתנות נגד שניות בחלק זה פועל רק בתור מחלק מתח, נגד הגבלה נוכחית, קבלים מסננים. מלבד זאת, הוספתי את פוטנציומטר R11 כדי לקצץ את המתח בהתאם לדרישה.

שנאי, מיישר פלט ומסנן:

השנאי T1 עשוי מחומר פרומגנטי, שלא רק ממיר את המתח הגבוה לזרם מתח נמוך, אלא גם מספק בידוד גלווני. ישנם 4 בפיתולים של השנאי T1 פין 1, 2, ו 3 הם משני מתפתלת, פין לא 4, 5 הוא עזרה מתפתלת, הסיכה לא 6 ו 7 הוא ראשוני מתפתל.

דיודות D1 ו- D9 הן דיודות המיישר למעגל. הקבל C8 אחראי על סינון ה- 12V, והקבל C6 & C7 יחד עם L2 מהווים את פילטר ה- PI עבור קטע הפלט.

מעגל הגנה על מתח:

ניתן להוסיף מעגל הגנה נוסף על מתח יתר כדי להגן על מכשיר היישום שלך מפני פגמים, זהו מעגל פשוט מאוד המורכב מנתיך ומדיודת הזנר כפי שאתה יכול לראות אותו לעיל אם מתרחש מצב מתח יתר, דיודת הזנר תפוצץ, וכך מפוצץ את נשרף נתיך המהיר עם זה.

5V-1A SMPS מעגל עובד

עכשיו, זה נוקה, בואו נבין איך המעגל עובד, כאשר החשמל מוחל על המעגל, זרם החשמל מתוקן ומסונן על ידי הדיודות והתקנים המתקנים. לאחר מכן, שני נגדי ההפעלה R3, R4 מגבילים את הזרם לבסיס הטרנזיסטור, לכן הטרנזיסטור הראשוני מסתדר מעט, כעת זרם קטן זורם דרך סלילה ראשונית של השנאי שהוא סיכה 6 ו -7 של הטרנזיסטור..

כמות זרם קטנה זו ממריצה את סלילת העזר, סלילה עזר זו מתחילה לטעון את הקבל 103pF C4 דרך הנגד 220 אוהם R5. שוב המתח בצד העזר מחובר לקולט המצמד האופטי עם דיודת תיקון 1N4148, מתח זה יוצא מהפולט של המצמד האופטי ומתחלק עם מחלק מתח. עכשיו C5 קבל 222PF מתחיל להיטען כאשר קבל זה טעון לרמה מסוימת, הטרנזיסטור העזר T1 נדלק והטרנזיסטור הראשוני נכבה, והקבל C5 משתחרר

והמחזור מתחיל לחזור שוב, וכך נוצר אות מיתוג. ברגע שמתחיל תהליך המיתוג, המתח נגרם בצירוף השנאי מהמעגל המשני נעשה מעגל משוב בעזרת VR1 הפניית המתח Tl431, על ידי התאמת מתח הייחוס, אנו יכולים לכוון את ההפעלה וכיבוי הזמן של טרנזיסטור העזר, וכך אנו יכולים לשלוט על מתח המוצא.

בניית מעגל ה- SMPS

לצורך הדגמה זו, המעגל בנוי בלוח מנוקד בעזרת הסכימה; שים לב שאני בודק את המעגל על ​​הספסל שלי לצורך הדגמה ולכן לא כללתי הרבה תכונות הגנה כמו הגנה על מתח יתר והגנה על קצר. אם אתה משתמש בזה להפעלת משהו אחר, מומלץ לאותם מעגלי הגנה וסינון.

התקנת הבדיקה שלעיל שימשה לבדיקת המעגל, מתח המוצא של ספק הכוח הותאם ל- 5.1V באמצעות הפוטנציומטר וזה ספק כוח 1A כך שהוא יכול למשוך זרם 1A במצב שיא.

כפי שניתן לראות בתמונה לעיל, לצורך בדיקה עם העומס, השתמשתי בכמה נגדים כעל עומס שצרך כ- 1.157A ממעגל ה- SMPS שלנו ב -5 וולט. סרטון הבדיקה השלם נמצא בתחתית מאמר זה.

שיפורים בעיצוב מעגלים SMV 5V-1A

יש לא מעט דברים שניתן לשפר במעגל זה כמו שניתן להוסיף פילט EMI בכניסה כדי לשפר את תגובת EMI של מעגל זה. אז ניתן להוסיף הגנה על זרם יתר וקצר חשמלי על מנת לשפר את הביצועים הכוללים של המעגל. כמו כן, ניתן להוסיף מתח יתר של קלט והגנת נחשול כדי להגן עליו מפני נחשול קלט. ולבסוף, אם המעגל בנוי בלוח PCB, ניתן לשפר את תגובת ה- EMI באופן דרסטי.

מקווה שהבנתם את ההדרכה ולמדתם כיצד לבנות את מעגלי ה- SMPS שלכם. אם יש לך שאלות, השאיר אותן בסעיף ההערות למטה או השתמש בפורומים שלנו לשאלות נוספות.