CATU DAYA DIY PADA DIODA ZENER DAN TRANSISTOR

Send

Catu daya yang stabil yang dipertimbangkan di bawah ini adalah salah satu perangkat pertama yang dirakit oleh ham pemula. Ini adalah perangkat yang sangat sederhana namun sangat bermanfaat. Untuk perakitannya, komponen yang mahal tidak diperlukan, yang cukup mudah diambil untuk pemula, tergantung pada karakteristik yang diperlukan dari catu daya.
Materi ini juga akan berguna bagi mereka yang ingin memahami secara lebih rinci tujuan dan perhitungan komponen radio yang paling sederhana. Secara khusus, Anda akan belajar secara rinci tentang komponen-komponen catu daya seperti:

transformator daya;
jembatan dioda;
kapasitor penghalus;
dioda zener;
resistor untuk dioda zener;
transistor
resistor beban;
LED dan resistor untuk itu.

Juga dalam artikel itu dijelaskan secara rinci bagaimana memilih komponen radio untuk catu daya Anda dan apa yang harus dilakukan jika tidak ada peringkat yang diperlukan. Pengembangan papan sirkuit cetak akan ditampilkan dengan jelas dan nuansa operasi ini akan terungkap. Beberapa kata dikatakan secara khusus tentang memeriksa komponen radio sebelum menyolder, serta tentang merakit perangkat dan mengujinya.

Rangkaian catu daya stabil yang tipikal

Ada banyak skema berbagai catu daya dengan stabilisasi tegangan saat ini. Tetapi salah satu konfigurasi paling sederhana, yang harus dimulai oleh seorang pemula, dibangun hanya pada dua komponen utama - dioda zener dan transistor yang kuat. Tentu saja, ada detail lain di sirkuit, tetapi mereka tambahan.

Merupakan kebiasaan untuk membongkar sirkuit dalam elektronika ke arah arus yang mengalir melaluinya. Dalam catu daya dengan stabilisasi tegangan, semuanya dimulai dengan transformator (TR1). Ia melakukan beberapa fungsi sekaligus. Pertama, transformator menurunkan tegangan listrik. Kedua, memastikan operasi sirkuit. Ketiga, ini memberi daya pada perangkat yang terhubung ke unit.
Diode bridge (BR1) - dirancang untuk memperbaiki tegangan listrik yang berkurang. Dengan kata lain, tegangan bolak-balik memasukinya, dan output sudah konstan. Baik catu daya itu sendiri maupun perangkat yang akan terhubung tidak akan berfungsi tanpa jembatan dioda.
Kapasitor elektrolitik smoothing (C1) diperlukan untuk menghilangkan riak yang ada dalam jaringan rumah tangga. Dalam praktiknya, mereka menciptakan interferensi yang mempengaruhi pengoperasian peralatan listrik. Jika misalnya kita mengambil penguat suara bertenaga dari catu daya tanpa kapasitor smoothing, maka riak-riak ini akan jelas terdengar di kolom dalam bentuk suara asing. Perangkat lain dapat menyebabkan gangguan, kegagalan fungsi, dan masalah lainnya.
Zener diode (D1) adalah komponen catu daya yang menstabilkan level tegangan. Faktanya adalah bahwa transformator akan menghasilkan 12 V yang diinginkan (misalnya) hanya ketika stopkontak tepat 230 V. Namun, dalam praktiknya kondisi seperti itu tidak ada. Tegangan bisa melorot dan meningkat. Trafo yang sama akan memberikan pada output. Karena sifat-sifatnya, dioda zener menyamakan tegangan rendah terlepas dari lonjakan dalam jaringan. Agar komponen ini berfungsi dengan benar, diperlukan resistor pembatas arus (R1). Tentang itu lebih detail di bawah ini.
Transistor (Q1) - diperlukan untuk memperkuat arus. Faktanya adalah bahwa dioda zener tidak dapat melewati sendiri semua arus yang dikonsumsi oleh perangkat. Selain itu, ini akan berfungsi dengan benar hanya dalam rentang tertentu, misalnya, dari 5 hingga 20 mA. Untuk memberi daya pada perangkat apa pun, ini sejujurnya tidak cukup. Transistor yang kuat mengatasi masalah ini, pembukaan dan penutupannya dikendalikan oleh dioda zener.
Smoothing Capacitor (C2) - dirancang untuk hal yang sama dengan C1 di atas. Sirkuit catu daya stabil yang distabilkan juga mencakup resistor beban (R2). Ini diperlukan agar sirkuit tetap beroperasi ketika tidak ada yang terhubung ke terminal output.
Komponen lain mungkin ada dalam skema tersebut. Ini adalah sekering yang ditempatkan di depan transformator, dan LED yang menandakan unit dihidupkan, dan kapasitor smoothing tambahan, dan transistor penguat lainnya, dan sakelar. Semuanya menyulitkan sirkuit, namun, meningkatkan fungsionalitas perangkat.

Perhitungan dan pemilihan komponen radio untuk catu daya paling sederhana

Trafo dipilih berdasarkan dua kriteria utama - tegangan belitan sekunder dan daya. Ada parameter lain, tetapi dalam materi mereka tidak terlalu penting. Jika Anda membutuhkan catu daya, katakanlah, pada 12 V, maka transformator harus dipilih sehingga dapat dilepas sedikit lebih banyak dari belitan sekundernya. Dengan kekuatan yang sama - kami mengambil margin yang kecil.
Parameter utama jembatan dioda adalah arus maksimum yang dapat dilewatinya. Perlu berfokus pada karakteristik ini sejak awal. Mari kita lihat beberapa contoh. Unit ini akan digunakan untuk memberi daya pada perangkat yang mengkonsumsi arus 1 A. Ini berarti bahwa jembatan dioda perlu diambil sekitar 1,5 A. Misalkan Anda berencana untuk menyalakan perangkat 12 volt dengan daya 30 watt. Ini berarti bahwa konsumsi saat ini akan menjadi sekitar 2,5 A. Oleh karena itu, jembatan dioda harus setidaknya 3 A. Karakteristik lainnya (tegangan maksimum, dll.) Dapat diabaikan dalam rangkaian sederhana.

Selain itu, perlu dikatakan bahwa jembatan dioda tidak dapat diambil siap, tetapi kumpulkan dari empat dioda. Dalam hal ini, masing-masing dari mereka harus dinilai untuk arus yang melewati sirkuit.
Untuk menghitung kapasitas kapasitor smoothing, formula yang agak rumit digunakan, yang dalam hal ini tidak berguna. Biasanya, kapasitansi 1000-2200 μF diambil, dan ini akan cukup untuk catu daya sederhana. Anda dapat mengambil kapasitor dan lebih banyak lagi, tetapi ini akan secara signifikan meningkatkan biaya produk. Parameter penting lainnya adalah tegangan maksimum. Menurutnya, kapasitor dipilih tergantung pada tegangan apa yang akan hadir di sirkuit.
Harus diingat bahwa dalam interval antara jembatan dioda dan dioda zener setelah menyalakan kapasitor penghalus, tegangan akan sekitar 30% lebih tinggi daripada di terminal transformator. Yaitu, jika Anda membuat catu daya 12 V, dan trafo memberikan dengan margin 15 V, maka di bagian ini, karena kapasitor perataan, itu akan menjadi sekitar 19,5 V. Dengan demikian, itu harus dirancang untuk tegangan ini (peringkat standar terdekat) 25 V).
Kapasitor smoothing kedua dalam rangkaian (C2) biasanya diambil dengan kapasitansi kecil - dari 100 hingga 470 mikrofarad. Tegangan pada bagian rangkaian ini akan sudah distabilkan, misalnya, ke level 12 V. Oleh karena itu, kapasitor harus dirancang untuk ini (nilai standar terdekat adalah 16 V).
Dan bagaimana jika kapasitor dari peringkat yang diperlukan tidak tersedia, dan Anda enggan pergi ke toko (atau tidak ada keinginan untuk membelinya)? Dalam hal ini, sangat mungkin untuk menggunakan koneksi paralel dari beberapa kapasitor dengan kapasitas lebih rendah. Perlu dicatat bahwa tegangan operasi maksimum dengan koneksi seperti itu tidak akan dijumlahkan!
Dioda zener dipilih tergantung pada voltase apa yang perlu kita dapatkan pada output dari catu daya. Jika tidak ada peringkat yang sesuai, maka beberapa bagian dapat dihubungkan secara seri. Tegangan yang stabil, dalam hal ini, akan ditambahkan. Sebagai contoh, ambil situasi ketika kita perlu mendapatkan 12 V, dan hanya ada dua dioda zener pada 6 V. Tersedia dengan menghubungkannya secara seri, kita mendapatkan tegangan yang diinginkan. Perlu dicatat bahwa untuk mendapatkan nilai nominal rata-rata, koneksi paralel dua dioda zener tidak akan berfungsi.
Dimungkinkan untuk memilih resistor pembatas arus untuk dioda zener seakurat mungkin hanya secara eksperimen. Untuk melakukan ini, resistor sekitar 1 kOhm dimasukkan dalam sirkuit yang sudah bekerja (misalnya, pada papan tempat memotong roti), dan sebuah ammeter dan variabel resistor ditempatkan di antara sirkuit dan dioda zener. Setelah menyalakan sirkuit, perlu memutar pegangan resistor variabel sampai arus stabilisasi terukur yang diperlukan mengalir melalui bagian sirkuit (ditunjukkan dalam karakteristik dioda zener).
Transistor yang memperkuat dipilih berdasarkan dua kriteria utama. Pertama, untuk rangkaian yang dipertimbangkan, itu harus berupa struktur n-p-n. Kedua, dalam karakteristik transistor yang ada, Anda perlu melihat arus kolektor maksimum. Itu harus sedikit lebih besar dari arus maksimum yang dirancang catu daya rakitan.
Resistor beban dalam skema tipikal diambil dengan nilai nominal 1 kOhm hingga 10 kOhm. Perlawanan yang lebih kecil tidak boleh diambil, karena dalam kasus ketika catu daya tidak dimuat, terlalu banyak arus akan mengalir melalui resistor ini dan itu akan terbakar.

Desain dan pembuatan papan sirkuit cetak

Sekarang, pertimbangkan secara singkat contoh yang baik dari pengembangan dan perakitan catu daya yang stabil sendiri. Pertama-tama, perlu untuk menemukan semua komponen yang ada di sirkuit. Jika tidak ada kapasitor, resistor, atau dioda zener dari peringkat yang diperlukan, kami keluar dari situasi dengan cara yang dijelaskan di atas.

Selanjutnya, Anda perlu merancang dan membuat papan sirkuit tercetak untuk perangkat kami. Untuk pemula, yang terbaik adalah menggunakan perangkat lunak sederhana dan, yang paling penting, gratis, misalnya, Sprint Layout.
Kami menempatkan di papan virtual semua komponen sesuai dengan skema yang dipilih. Kami mengoptimalkan lokasi mereka, menyesuaikan tergantung pada detail spesifik apa yang tersedia. Pada tahap ini, direkomendasikan untuk memeriksa ulang dimensi sebenarnya dari komponen dan membandingkannya dengan yang ditambahkan ke skema yang dikembangkan. Berikan perhatian khusus pada polaritas kapasitor elektrolit, lokasi terminal transistor, dioda zener dan jembatan dioda.
Jika Anda pergi untuk menambahkan sinyal LED ke catu daya, maka itu dapat dimasukkan dalam sirkuit baik sebelum dioda zener dan setelah (lebih disukai). Untuk memilih resistor yang membatasi arus untuk itu, perlu untuk melakukan perhitungan berikut. Kurangi penurunan tegangan pada LED dari tegangan pada bagian sirkuit dan bagi hasilnya dengan nilai arus catu daya. Sebuah contoh Di area yang kami rencanakan untuk menghubungkan LED sinyal, ada yang stabil 12 V. Penurunan tegangan untuk LED standar adalah sekitar 3 V, dan arus suplai nominal adalah 20 mA (0,02 A). Kami mendapatkan bahwa hambatan resistor pembatas arus adalah R = 450 Ohm.

Inspeksi Komponen dan Perakitan Catu Daya

Setelah mengembangkan papan di program, transfer ke fiberglass, etsa, tempel rel dan hapus fluks berlebih.

Setelah itu, kami memasang komponen radio. Perlu dikatakan di sini bahwa tidak berlebihan untuk segera mengecek kinerja mereka, terutama jika mereka bukan orang baru. Bagaimana dan apa yang harus diperiksa?
Gulungan transformator diperiksa dengan ohmmeter. Di mana ada lebih banyak perlawanan, ada belitan utama. Selanjutnya, Anda perlu menghubungkannya ke jaringan dan memastikan bahwa itu memberikan tegangan yang diperlukan berkurang. Saat mengukurnya, berhati-hatilah. Perhatikan juga bahwa tegangan keluaran adalah variabel, oleh karena itu mode yang sesuai diaktifkan pada voltmeter.
Resistor diperiksa dengan ohmmeter. Dioda zener harus "berdering" hanya dalam satu arah. Kami memeriksa jembatan dioda sesuai dengan skema. Dioda yang dibangun di dalamnya harus mengalirkan arus hanya dalam satu arah. Untuk memeriksa kapasitor, Anda akan memerlukan perangkat khusus untuk mengukur kapasitansi listrik. Dalam transistor dari struktur n-p-n, arus harus mengalir dari basis ke emitor dan ke kolektor. Di arah lain, seharusnya tidak mengalir.
Yang terbaik adalah mulai merakit dengan bagian-bagian kecil - resistor, dioda zener, LED. Kemudian kapasitor disolder, jembatan dioda.
Perhatikan proses pemasangan transistor yang kuat. Jika Anda mencampur kesimpulannya, skema tersebut tidak akan berfungsi. Selain itu, komponen ini akan dipanaskan dengan cukup kuat di bawah beban, karena harus dipasang pada radiator.
Yang terakhir dipasang adalah bagian terbesar - trafo. Selanjutnya, pada kesimpulan belitan primernya, steker jaringan dengan kawat disolder. Pada output dari catu daya, kabel juga disediakan.

Tetap hanya memeriksa ulang pemasangan yang benar dari semua komponen, membasuh residu fluks dan menghidupkan catu daya. Jika semuanya dilakukan dengan benar, maka LED akan menyala, dan pada output multimeter akan menunjukkan tegangan yang diinginkan.

Send