230 VAC / 5 VDC Netzteildesign

Ich stelle mein eigenes einfaches Tischnetzteil her, hauptsächlich zum Testen von Logikgatterschaltungen, Relais, Flip-Flops usw., die ich an verschiedene Orte bewegen kann.

Die Schaltung des gesamten Schaltplans befindet sich auf einer Leiterplatte in einem Kunststoffgehäuse. Es handelt sich um eine geregelte Stromversorgung von 230 VAC bis 5 VDC. Unten ist mein Schaltungsdesign:

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Für den 5-VDC-Regler verwende ich den L78S05CV-Spannungsregler-IC.

  1. Muss ich einen anderen zusätzlichen Kurzschluss-/Überstromschutz bereitstellen? Laut Datenblatt ist ein Kurzschlussschutz im IC eingebaut (siehe unten für Blatt)

  2. Irgendwelche anderen Probleme/Verbesserungen mit dieser Schaltung, die Sie bitte sagen können?

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Das ist ziemlich viel Arbeit, um etwas zu bekommen, das die gleiche Aufgabe erfüllt wie ein USB-Telefonladegerät - 5 V, 2 A. Haben Sie das bedacht?
Kaufen Sie ein Handy-Schnellladegerät - sicherer, kompakter und kann tatsächlich 2 A erreichen. Wenn Sie darauf bestehen, Ihr eigenes zu bauen, stellen Sie zumindest ein Netzteil mit einstellbarer Spannung her - siehe Datenblatt.
C1 muss einen viel größeren Wert haben.
Bevor Sie fortfahren, berechnen Sie die Leistung, die Ihr Reglerchip abführt, und überprüfen Sie die Wärmewiderstandsspezifikationen im Datenblatt. Beginnen Sie jetzt mit dem Kauf eines Kühlkörpers, der den Wärmewiderstand um den Faktor 5 oder 10 senken kann.
Ja, ich weiß, es wäre sinnvoller, ein USB-Ladegerät zu kaufen, ich bin mehr daran interessiert, etwas über einfache Netzteildesigns zu lernen, als es tatsächlich herzustellen, aber es wäre nützlich. Sind aus Neugier auch alle USB-Telefonladegeräte (die nicht vom PC mit Strom versorgt werden) auf die Netzerdung bezogen?
@ThePhoton Woah, das ist eigentlich ein großes Problem. IC-Verlustleistung = (17Vin - 5Vout) / 1amp = 12W! Wie kann diese Verlustleistung reduziert werden, außer die Eingangsspannung zu verringern?
@Unwichtig Ja, das ist ein Fehler im Schaltplan. Sollte eher (1 Amp * 50 Hz) / 1 V Welligkeit = 20.000 uF Cap sein. Dies ist eine ziemlich große Kappe.
Die Bulk-Filterkappe muss nicht so groß sein. Die minimale Dropout-Spannung des Reglers beträgt 2 V. Bei einer Spitze von 15 V über der Kappe sind das 10 V Headroom, sodass Sie die Welligkeit nicht auf 1 V halten müssen. 3300 uF sollten ausreichen.
Je größer die Welligkeit ist, desto geringer ist auch die Wärmeableitung im Regler.
@AnalogKid Danke für deine Antwort. Liegt dies daran, dass die durchschnittliche Eingangsspannung zum Regler reduziert wird?
@ David777 Verstehe ich, dass Sie nicht wirklich beabsichtigen, ein Netzteil mit grundlegender Topologie zu bauen, sondern nur verstehen möchten, wie Sie ein Design erstellen können, wenn Sie möchten?
@jonk Nun, ich wollte diese Schaltung bauen, da ich eine Stromversorgung brauche, aber der Schaltplan erfordert noch etwas Arbeit. Aber ja, ich bin auch daran interessiert zu lernen, wie man Netzteile entwirft.
@ David777 Das Entwerfen eines Netzteils wie dem, von dem Sie sprechen (außer KEINE VERWENDUNG VON ICs!), Ist meiner Meinung nach einer der wichtigeren Schritte, die ich unternommen habe, als ich noch viel jünger war. Es ist ein gutes Projekt, da es einfacher zu verstehen und zu handhaben ist, aber dennoch genug interessante Dinge zu lernen hat. Das bedeutet, dass Sie nicht mehr abbeißen, als Sie kauen können, und Sie werden es schaffen, wenn Sie sich ein wenig anstrengen. Aber es lehrt Sie auch einige der Probleme und warum auch kompliziertere Designs gewählt werden. Es ist eine großartige Lernerfahrung.
@jonk Ja, ich stimme zu, das Entwerfen, Bauen und Testen von Schaltungen ist der einzige Weg, um zu lernen. Wenn ich diese Frage nicht in diesem Forum gepostet hätte, hätte ich dieses Wissen nicht von klugen Leuten erhalten, die auf meine Designbeschränkungen / -fehler hinweisen und wie Sie beim Entwerfen einer solchen Schaltung denken sollten
@ David777 Eines der Probleme, mit denen ich beim Lernen konfrontiert war, war, dass ich ein Netzteil wollte, um genug über Transistoren zu lernen, damit ich ein Netzteil entwerfen konnte. Sozusagen ein Henne-Ei-Problem . Ich wollte auch ein Voltmeter. Ich bin damals zu arm aufgewachsen, um mir weder eine gute Stromversorgung noch ein Voltmeter leisten zu können (Vater war sehr jung tot, als Kind habe ich auf den Feldern gearbeitet, Gemüse gepflückt, um zu überleben, und in einem Haus ohne Mauern gelebt.) Es war also ein sehr schwieriges Problem. Ich habe Teile bekommen, indem ich Firmen gefragt habe, wann immer ich konnte. Und es gelang. Aber hart gewonnen.
@ David777 Es gibt Platz für 5-V-Welligkeit vor dem Regler, und die Hängezeit ist kein voller Halbzyklus, nur vom Scheitel bis zum Anstieg auf Bast 9 V 1600 uF ist wahrscheinlich genug.
Verwenden Sie für eine Welligkeit von einem Volt bei einem Ampere C = 1 / 120 Hz oder 8300uf

Antworten (2)

  1. Buchstäblich jede Diode kann auf eine 50-Hz-Welle reagieren. Aber versuchen Sie es mit einem Vollbrückengleichrichter, der > 1,5 A verarbeiten kann, z. B. von hier .

  2. Sie könnten, um die zu testenden Schaltkreise zu schützen. Aber das erfordert andere Komponenten und Schemata. Sehen Sie sich das Datenblatt des Reglers an und suchen Sie schnell nach Kurzschlussschutz, um zu sehen, was zu Ihnen passt.

  3. Einige Vorschläge:

    • Größere Kappen am Ein- und Ausgang des Reglers. Verwenden Sie Elektrolyt und MKT/MKP parallel, damit das Netzteil sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Frequenzen reagieren kann.

    • Verwenden Sie auf der DC-Seite eine Sicherung >1A.

    • Suchen Sie nach einem geeigneten Kühlkörper. Wie Sie bereits bemerkt haben, haben Sie ziemlich viele Verluste. Eingangsspannung des Reglers ist v ICH N = 2 ⋅ 12 = 17 v . Vielleicht finden Sie einen Transformator mit weniger Ausgangsspannung?

Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, ein Telefonladegerät zu kaufen und ein SMPS zu entwerfen? Sie werden viel mehr Wissen und Erfahrung gewinnen.

Tolle Antwort, danke. Ja, ich werde etwas Provisorisches bekommen.
Sie haben die Spannungsabfälle im Brückengleichrichter vergessen. Die gleichgerichtete Spitzenspannung wäre 17 - 2 * 0,7 = 15,6 V
@Pzy Das ist richtig! Entschuldigen Sie. Aber immer noch 15-5 = 10 V sind immer noch ziemlich viele Volt. Ein Transformator mit 7 v S E C ~ = 9.87 v S E C , P e A k ⇒ 9.87 − 1.4 = 8.5 v wäre ein Muss besser geeignet Wahl.

Lernen ist eine Sache, aber diese Schaltung auf der Grundlage von etwas zu bauen, das vor vierzig Jahren Sinn gemacht hätte, wirkt einfach nicht so schlau. Sie zahlen allein für den Kühlkörper, der zur Kühlung des 7805 in diesem Design benötigt wird, mehr als für ein typisches 5-V-USB-Ladegerät.

Tatsächlich bedeutet der aktuelle Trend, alle paar Jahre durch neue Smartphones zu radeln, dass überall eine Unmenge an Smartphone-Ladegeräten herumliegt. Zum Beispiel wird ein kurzer Ausflug zu einem Spendengeschäft wie Goodwill normalerweise ein Regal voller Ladegeräte hervorbringen, die für ein oder zwei Dollar zu haben sind!

Diese Ladegeräte basieren ebenfalls auf Schalttechnologie, sodass Sie eine ganze 5-V-2-A-Ausgabe mit sehr wenig Wärme im Konverter bereitstellen können.

Ich denke, Sie haben Recht, ich werde das Geld nicht verschwenden, um diese Schaltung zu bauen. Ich habe den Leistungsverlust im 7805 IC vergessen.
Ich stimme zu, dass es heute besser ist, sich ein paar billige Tools zu besorgen, die andere entwickelt haben, und mit diesen guten Tools alles zu lernen, was Sie lernen möchten. Die Zeiten sind anders und anspruchsvolle Geräte sind fast kostenlos, wie Sie betonen. Jedoch. Das ändert nichts an der Tatsache, dass es in Bezug auf Lernerfahrungen auch kein guter erster Schritt ist, beispielsweise mit der Übernahme eines Projekts zu beginnen, das eine komplexe Steuerungstheorie beinhaltet. Holen Sie sich also die guten Tools, gehen Sie dann zurück und das Kämpfen mit einfachen Projekten bleibt ein guter Ansatz. Auch wenn diese einfachen Projekte nicht mehr mithalten können.
Sogar über den einfachen 5-V-SMPS-Adapter hinaus gibt es „universelle“ Netzteile wie dieses: amazon.com/Powseed-Universal-Adapter-Household-Electronics/dp/… Diese sind sehr flexibel für den Einsatz von 5-15 V, mit einer wichtigen Einschränkung """Ändern Sie die Spannung immer bei ausgeschaltetem Gerät""". Die Verwendung von Öffner-vor-Schließer-Schaltern bedeutet, dass der Ausgang zwischen Schalterpositionen ansteigen kann.
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