Регулируемый источник питания: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

В этом руководстве рассказывается, как сделать блок питания с регулируемым выходом, который может питаться от различных источников. Все, что вам нужно, - это знания в области электроники.

Если у вас есть какие-либо вопросы или проблемы, вы можете связаться со мной по моей почте: [email protected] Итак, приступим

Компоненты предоставлены DFRobot

Шаг 1: материалы

Практически все необходимые материалы для этого проекта можно купить в интернет-магазине: DFRobot Для этого проекта нам понадобятся:

-Солнечная панель 9В

-Солнечный менеджер питания

-DC-DC повышающий преобразователь

-Зарядное устройство Solar Lipo

-Светодиодный измеритель напряжения

-провода

-поверхностный герметичный пластиковый корпус распределительной коробки

-3,7 В литий-ионный аккумулятор

-различные разъемы

-SPST переключатель 4x

-красно-черная клеммная обвязка 4 мм

Шаг 2: модули

Для этого проекта я использовал три разных модуля.

Менеджер солнечной энергии

Этот модуль очень полезен, потому что он может питаться от разных источников питания. Так что его можно использовать во многих проектах.

Он может питаться от солнечной панели 7-30 В, литий-ионного аккумулятора 3,7 или от USB-кабеля.

У него четыре разных выхода. От 3,3 В до 12 В, с выходом USB 5 В и на одном выходе вы можете выбрать напряжение 9 В или 12 В.

Характеристики:

• Входное напряжение солнечной батареи: 7 В ~ 30 В Вход батареи
• Вход аккумулятора: одноячеечный литий-полимерный / литий-ионный аккумулятор 3,7 В

• Регулируемый источник питания:

  • OUT1 = 5В 1,5А;
  • OUT2 = 3,3 В 1 А;
  • OUT3 = 9 В / 12 В 0,5 А

Повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный

Также очень полезный модуль, если вы хотите быстро изготовить переменный блок питания. Напряжение регулируется подстроечным резистором 2 МОм.

Характеристики:

• Входное напряжение: 3,7-34 В
• Выходное напряжение: 3,7-34 В
• Максимальный входной ток: 3AMax
• Мощность: 15 Вт

Солнечное зарядное устройство Lipo

Предназначен для зарядки, с защитой от обратной полярности на входе. Имеет 2 светодиода для индикации зарядки.

Характеристики:

• Входное напряжение: 4,4 ~ 6 В
• Зарядный ток: 500 мА макс.
• Напряжение отключения зарядки: 4,2 В
• Необходимая батарея: литиевая батарея 3,7 В

Если вы хотите узнать больше об этих модулях, посетите: DFRobot Product Wiki

Шаг 3: Корпус блока питания

В качестве корпуса я использовал герметичный пластиковый корпус распределительной коробки накладного монтажа.

Сначала я измерил каждый компонент, чтобы знать все размеры. Я смотрел, чтобы нарисовать распределительную коробку, чтобы увидеть, как все будет выглядеть. Когда я был доволен дизайном, я начал проделывать отверстия для компонентов.

Я использовал 2 светодиодных измерителя напряжения для отображения напряжения. Один отображает регулируемый выход, а другой - выход 9 В / 12 В, чтобы вы знали, какое напряжение вы выбрали. Эти светодиодные измерители напряжения очень полезны, потому что вы просто подключаете их к источнику напряжения и все. Единственная плохая особенность в том, что он не показывает напряжение ниже 2,8 В.

Я использовал клеммную перемычку 4 мм, чтобы вы могли подключить нагрузку к источнику питания. Этот источник питания имеет 3 выхода напряжения (9 В / 12 В, 5 В и регулируемый выход).

Я также добавил два выхода USB, чтобы вы могли напрямую подключить Arduino или другое устройство. Его также можно использовать для зарядки телефона. Последний выход используется для зарядки аккумуляторов (Li-po, Li-ion до 4В). Для этого я использовал зарядное устройство на солнечной батарее.

Шаг 4: Поставки

Этот блок питания может питаться от различных источников питания.

1. штекер постоянного тока

Он может питаться от кабеля разъема постоянного тока. Этот блок рекомендуется использовать, если вы хотите использовать источники, которым требуется немного больше энергии. Это питание также обеспечивает максимальную стабильность выходов, а это означает, что при подключении потребителя электроэнергии к выходу выходное напряжение не сильно падает.

2. Аккумулятор 3,7 В

Вы можете использовать одноэлементный литий-полимерный или литий-ионный аккумулятор на 3,7 В. В моем случае я использовал литий-ионный аккумулятор 3,8 В от моего старого мобильного телефона. Он может полностью питаться только этим аккумулятором, но тогда он имеет некоторые ограничения по выходному напряжению и току.

Регулируемая эффективность источника питания (аккумулятор 3,7 В)

• OUT1: 86% при 50% нагрузке
• OUT2: 92% при 50% нагрузке
• OUT3 (9V OUT): 89% при 50% нагрузке

Эта возможность очень хороша, когда вы работаете там, где нет электричества.

3. Солнечная панель

В качестве третьего варианта я выбрал солнечную батарею. Он может питаться от солнечной панели 7V-30V.

В моем случае я использовал солнечную панель 9 В, которая выдает 220 мА. На первый взгляд казалось, что он сможет запитать этот блок питания. Но когда я начал тестировать этот проект с солнечной панелью, очень многое отключилось, потому что солнечная панель не могла обеспечить достаточно энергии для питания всего. При полном освещении он выдает около 10 В и около 2,2 Вт.

Тогда я стал компенсировать это другими запасами. Я совместил батарею 3,7 В и солнечную батарею. Во время тестирования выяснилось, что аккумулятор и солнечная панель вместе могут питать этот блок питания.

Поэтому для этого вам понадобится солнечная панель, способная производить больше энергии.

Например:

Эффективность солнечного заряда (18 В СОЛНЕЧНЫЙ ВХОД) ： 78% при 1 А

Если вы поставите его с солнечной панелью 18 В, его зарядный ток будет около 780 мА.

Шаг 5: изменение модулей

Для этого проекта мне пришлось внести небольшие изменения в модули. Все модификации были сделаны, чтобы упростить использование этого блока питания.

Сначала я модифицировал модуль солнечной энергии. Я удалил оригинальный переключатель smd и заменил его на 3-контактный однополюсный переключатель с двойным ходом. Это упрощает переключение между 9 В и 12 В, а также лучше, потому что вы можете установить переключатель на корпус. Эту модификацию также можно увидеть на картинке. Модуль управления питанием имеет возможность включать / выключать выходы. Я подключил эти контакты к переключателям SPST, чтобы вы могли управлять выходами.

Вторая модификация коснулась зарядного устройства. Я удалил оригинальные светодиоды smd и заменил их обычными красными и зелеными светодиодами.

Шаг 6: Тестирование

Когда я соединил все вместе, мне пришлось проверить, все ли работает так, как я планировал.

Для проверки выходного напряжения я использовал мультиметр Vellemans.

Я измерил выход 5 В. Сначала при питании диспетчера питания от батареи 3,7 В, потом при питании от адаптера на 10 В. Выходное напряжение было одинаковым в обоих случаях, в основном потому, что выход не был загружен.

Затем я измерил выходное напряжение 12 В и 9 В. Я сравнил значение напряжения на мультиметре Веллемана и светодиодном вольтметре. Разница между значением мультиметра и значением светодиодного измерителя напряжения при 9 В составляла около 0,03 В, а при 12 В - около 0,1 В. Таким образом, мы можем сказать, что этот светодиодный измеритель напряжения достаточно точен.

Регулируемый выход можно использовать для питания светодиодов, вентиляторов постоянного тока или чего-то подобного. Я тестировал его с водяным насосом мощностью 3,5 Вт.