Блок питания для гаража
Современный автомобилист вооружен всеми благами технического прогресса и большинство из нас уже не помнит как накачать шину ручным автомобильным насосом или наложить и завулканизировать резиновую заплатку на автокамеру.
Давление в колесах мы выравниваем компрессором, салон чистим пылесосом, а домкрат, вместо изогнутого буквой «зю» рычага, приводим в действие шуруповертом с зажатым в патрон металлическим крючком. Но все бесчисленные электрические помощники автомобилиста питаются электричеством, вот и напрягаем мы в гараже свой автомобиль, заставляя его подолгу работать на гнездо прикуривателя во вред экологии и нашему кошельку. Нам нужен гаражный блок питания!
Нужен гаражный блок питания: +12 вольт, мощный, простой, надежный, безопасный и универсальный.
— +12 вольт (а лучше 12 – 15 вольт) — напряжение бортовой сети автомобиля и рабочее напряжение его бесчисленных аксессуаров;
— мощный — мощности такого блока должно хватить для подключения самых мощных гаражных потребителей и для подзарядки аккумулятора;
— простой — здесь главное в простоте изготовления, ведь разговор идет о самодельной конструкции автомобилиста, а не электронщика, двинутого на микроконтроллерах и SMD;
— безопасность эксплуатации — слова, говорящие сами за себя. Нагрузка должна быть гальванически разделена с питающей сетью (не ИБП, но старый проверенный трансформаторный блок питания);
— универсальность — это свойство гаражного блока питания предполагает, что к нему одинаково удобно должны подключаться нагрузки, рассчитанные на разъем прикуривателя, на разъем подсветки (в отечественных авто), на подключение крокодильчиками и так далее.
На фото изображен блок питания для гаража отвечающий всем этим требованиям. В качестве жесткого каркаса использованы останки какого-то электронного блока неизвестного назначения. Изготовители заботливо понаделали в его лицевой панели массу отверстий разных размеров, которые отлично подошли для установки измерительного прибора, индикаторных светодиодов, тумблеров и регулировочного резистора.
Металлическая скоба над ампервольтметром замечательно подходит для переноски. Два комплекта опорных ножек прибора позволяют работать с блоком питания и в вертикальном и в горизонтальном положении. Верхняя крышка блока питания вырезана из листа жести и покрашена.
Нижний тумблер слева — сетевой.
Верхний тумблер слева — подключение нагрузки.
Тумблер под измерительной головкой — переключение режимов работы прибора: амперметр-вольтметр.
Красный светодиод слева вверху — индикация выходного напряжения, справа вверху зеленый — сетевого.
Нагрузку можно подключить к гнезду прикуривателя, к гнезду лампы подсветки, штекерами к нижнему разъему или к нему же — проводами под зажим. Uвых = 3 – 15 вольт, Iвых = 8А
Для того чтобы можно было подключать к блоку питания не только простых потребителей типа лампы локальной подсветки, но и проверять интеллектуальные устройства вроде навигаторов GPS или видеорегистраторов схема блока слегка усложнена и представляет собой мощный параметрический стабилизатор.
Классическая схема параметрического стабилизатора на составном выходном транзисторе с защитой от короткого замыкания.
Это самая простая и самая удачная схема подходящая для гаражного блока питания. Она очень живуча, ее не выведет из строя ни случайное замыкание выходных контактов, ни переполюсовка нагрузки типа аккумулятора. При устранении короткого замыкания схема продолжит работу.
В блоке питания можно применить практически любые транзисторы соответствующей полярности и от этого будет зависеть только его нагрузочная способность (более того, если изменить полярность ВСЕХ транзисторов, поменять местами + и – , аноды и катоды ВСЕХ диодов и стабилитрона, то узел будет так же прекрасно работать).
Печатную плату можно и не делать из-за ее примитивности, а собрать схему навесным монтажом. Словом, все зависит от возможностей и желания автолюбителя.
В предлагаемой конструкции собрана именно такая схема, в выходном каскаде ее стоит в параллель четыре отечественных транзистора КТ829 и, для повышения стабильности Uвых, схема формирования опорного напряжения (VD1,VD2,VT1) питается от отдельной обмотки трансформатора.
В конструкцию блока питания для гаража отлично вписался трансформатор – «старый знакомый» ТСА-270-1 (буква А в названии говорит о том, что для обмоток использован алюминиевый провод). Его можно не перематывать, при использовании в параллельном соединении обмоток 8-18 и 8′-18′, блок питания без перегрузок питает компрессор длительное время (при этом измерительный прибор в режиме «амперметр» зашкаливает, то есть отдается в нагрузку ток более пяти ампер).
Чтобы самостоятельно собрать такой блок питания нужно найти трансформатор, не обязательно именно такой, как в предлагаемой конструкции (возможно его придется перемотать в таком случае), несколько недефицитных деталей и все это поместить в любой подходящий корпус с клеммами. Измерительный прибор можно не устанавливать, а контролировать параметры напряжения с помощью внешнего мультиметра.
Работать с таким гаражным блоком питания очень удобно – не сажается аккумулятор, не нужно заводить двигатель для подзарядки и открывать гараж для проветривания, можно проверить на работоспособность любые автоприборы или настроить автолюбительскую конструкцию. С его помощью легко подзаряжается подсевший аккумулятор, только не пробуйте использовать блок питания в качестве пускового устройства – сгорит непременно.
Случай из практики:
– на автомобиле было необходимо заменить аккумулятор и при этом сохранить настройки электронного блока управления и всех систем авто. Блок питания был подключен параллельно аккумулятору с помощью проводов «для прикуривания» и спокойно держал бортовую сеть пока шла замена аккумулятора старого на новый.
Замечания по приведенной конструкции блока питания для гаража:
— на фото виден компьютерный вентилятор 60-мм для обдува радиатора с выходными транзисторами, практика показала, что вполне можно обойтись без него;
— расчет шунтов и калибровка прибора делалась вручную заранее, не попал – отдаваемый блоком ток оказался выше расчетного. В планах поставить шунт на 5 ампер, тогда вся шкала будет десятиамперной;
— уже после фотосессии, которая была довольно давно, были перемотаны обмотки трансформатора: смотана одна верхняя и на ее место в один слой до заполнения ряда уложен медный провод 1,5 мм, получилось по 46 витков, около 19 вольт. В работе блока ничего не изменилось, только выходное напряжение стало проседать немного меньше. Вывод: перематывать только под какие-то конкретные цели, так просто — потеря времени.
Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте сеть умных гаджетов!
Записывайтесь в онлайн-университет от GeekBrains:
Изучить C, механизмы отладки и программирования микроконтроллеров;
Получить опыт работы с реальными проектами, в команде и самостоятельно;
Получить удостоверение и сертификат, подтверждающие полученные знания.
Starter box для первых экспериментов в подарок!
После прохождения курса в вашем портфолио будет: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная сеть устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-регулятор), устройство контроля влажности воздуха, система умного полива растений, устройство контроля протечки воды.
Вы получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат, которые можно добавить в портфолио и показать работодателю.
Источник
Поделки своими руками для автолюбителей
Гаражный блок питания для ремонтных работ
При ремонтных работах в электросистеме автомобиля не плохо иметь альтернативу напряжению вырабатываемую последней. О такой конструкции мощного источника питания и пойдёт речь в этой статье.
Также такой блок питания будет полезен тем радиолюбителям, которые занимаются конструированием автомобильных усилителей мощности звуковой частоты с прямым питанием от бортовой сети.
Эта схема блока питания выдают на выходе стабилизированное напряжение 13,8 В с регулировкой в небольших пределах в обе стороны при токе до 15 А.
Питается схема предлагаемого блока питания от внешнего выпрямителя напряжением 18 — 24 В. При конструировании устройства как законченного изделия необходимо использовать трансформатор, диодный мост и сглаживающие конденсаторы соответствующей мощности, чтобы обеспечить выходное напряжение указанного диапазона под нагрузкой.
Важной особенностью данной схемы является отсутствие каких-либо силовых коммутационных выключателей, а всё реализовано на электронном запуске. Работает это следующим образом. При подаче на вход схемы напряжения, выход остаётся нулевым т.к. транзистор VT1 находится в запертом состоянии и, соответственно VT2 тоже. На входе источника опорного напряжения DA1 отсутствует напряжение и два эмиттерных повторителя на транзисторах VT3,VT4 закрыты.
При кратковременном нажатии на кнопку SB1 «RUN», входное напряжение через диод VD1 и резистор R4 отопрёт транзистор VT1. Образованный делитель напряжения из R1,R2,VT1 откроет транзистор VT2, и на входе DA1 появится напряжение питания. Выходное напряжение с DA1, отрегулированное с помощью подстроечного резистора R5 поступает на базы мощных составных транзисторов VT3,VT4, а с их эмиттеров уже снимается на нагрузку.
Когда кнопка SB1 будет отжата, схема продолжит находится в активном режиме, потому как выходное напряжение, поступающее на базу VT1 через диод VD2, держит его в открытом состоянии.
Печатная плата (можно скачать) изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Транзисторы VT3 и VT4 запаиваются непосредственно на плату и крепятся к мощному теплоотводу. Выходное напряжение можно регулировать в небольших пределах резистором R5. При входном 24 В, выходное напряжение можно выставить в диапазоне 9,8…16,6 В.
Можно даже для удобства вынести переменный резистор на лицевую панель устройства для оперативной подстройки выхода. Вместо указанных на схеме транзисторов можно применить наши отечественные КТ827, если у кого остались старые запасы. Специально покупать их не стоит, т.к. они значительно дороже указанных на схеме. Транзистор VT1 заменим на КТ315, а VT2 на КТ817.
Источник
Блок питания для гаража
На рисунке показана схема простого блока питания с выходным напряжением 5…14В. В принципе это типовая схема включения трехвыводного стабилизатора напряжения КР142ЕН 5А. Схема имеет ограничение тока нагрузки.
В качестве сетевого трансформатора применен унифицированный трансформатор типа ТН54. Из четырех вторичных обмоток в схеме используются три, рассчитанных на ток нагрузки 4,45А. Выходное напряжение соединенных обмоток – 16,3В. После выпрямительного моста без нагрузки на конденсаторах фильтра будет напряжение равное амплитудному, т.е. 16,3 ? 1,41 ? 23В. При появлении тока нагрузки, это напряжение упадет на величину падения напряжения на диодах и падения напряжения на активном сопротивлении вторичной обмотки трансформатора. Прямое падение напряжения на диодах Д242А – 1 вольт. Основой стабилизатора является микросхемный стабилизатор КР142ЕН5А. Для увеличения тока нагрузки в схему введен мощный транзистор VT2 — КТ818А. Схема работает следующим образом.
При увеличении тока нагрузки через микросхему, увеличивается напряжение на резисторе R2 – 15Ом. Когда напряжение на этом резисторе возрастет до уровня, примерно 0,66В, начнет открываться транзистор VT2 и основной ток будет течь именно через него. Для ограничения тока нагрузки при коротком замыкании на выходе стабилизатора, схема дополнена транзистором VT1. Датчиком тока для данной защиты от КЗ, является резистор R1. Его наминал выбирается в соответствии с формулой:
Защита от КЗ срабатывает тогда, когда напряжение на базе транзистора VT1 будет равно напряжению открывания этого транзистора, при этом открывающийся транзистор VT1 будет шунтировать собой переход база-эмиттер транзистора VT2, препятствуя дальнейшему увеличению тока нагрузки стабилизатора.
Теперь посмотрим, выдержит ли выбранный нами транзистор, режим КЗ. И так, при токе ограничения 4,45А и напряжении на входе стабилизатора примерно 21 вольт, на транзисторе выделится – 21В ? 4,45А = 93,45Вт тепловой мощности. Такую мощность может выдержать КТ818 в металлическом корпусе (Рмакс = 100Вт при температуре кристалла 25?С). Крепление транзисторов в таких корпусах не совсем удобно, да и мощность у нас на самом пределе, поэтому вместо КТ818 можно применить два составных транзистора КТ853Г в корпусе ТО220, у которых максимальный ток коллектора = 8А, Рмакс = 50Вт при температуре кристалла 50?С. Можно использовать и буржуйские транзисторы TIP105, TIP106, TIP107.
Данные в таблице 1. В связи с тем, что все эти транзисторы составные и имеют большие коэффициенты передачи по току, коэффициент стабилизации данной схемы тоже увеличится. Выходное напряжение устанавливается с помощью резистора R3. Его (напряжение), при необходимости, можно увеличить, увеличив номинал резистора R3. Величину этого резистора можно определить по формуле:
R3 = R4 (Uвых /Uстаб — 1) где Uвых – напряжение на выходе стабилизатора, Uстаб – фиксированное напряжение стабилизации микросхемы, в данном случае оно равно пяти вольтам. Например, для выходного напряжения 24В, R3 будет равно 510 (24/5-1) = 1938Ом = 2,0кОм. При этом не забудьте о рабочем напряжении электролитических конденсаторов, его значение надо будет увеличить. А также придется уменьшить отдаваемый в нагрузку ток.
Источник