Diseño de fuente de alimentación 230vac / 5vdc

Estoy haciendo mi propia fuente de alimentación de banco básica principalmente para probar circuitos de puertas lógicas, relés, flip flops, etc., que puedo mover a diferentes lugares.

El circuito de todo el esquema estará en una PCB dentro de una caja de plástico. Es una fuente de alimentación regulada de 230Vac a 5Vdc. A continuación se muestra el diseño de mi circuito:

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Para el regulador de 5Vdc estoy usando el IC del regulador de voltaje L78S05CV.

  1. ¿Debo proporcionar alguna otra protección adicional contra cortocircuitos/sobrecorriente? De acuerdo con la hoja de datos, la protección contra cortocircuitos está integrada en el IC (consulte la hoja a continuación)

  2. ¿Algún otro problema/mejora con este circuito, no dude en decirlo?

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Eso es bastante trabajo para conseguir algo que haga el mismo trabajo que un cargador de teléfono USB: 5 V, 2 A. ¿Habías considerado eso?
Compre un cargador rápido para teléfono celular: más seguro, compacto y puede llegar a 2 A. Si insiste en hacer el suyo, al menos haga una fuente de alimentación de voltaje ajustable: consulte la hoja de datos.
C1 tendrá que tener un valor mucho mayor.
Antes de continuar, calcule la potencia que disipará su chip regulador y verifique las especificaciones de resistencia térmica en la hoja de datos. Ahora comience a comprar un disipador de calor que pueda reducir la resistencia térmica en un factor de 5 o 10.
Sí, sé que tendría más sentido comprar un cargador USB, estoy más interesado en aprender sobre diseños simples de fuentes de alimentación que en fabricarlos, pero sería útil. También por curiosidad, ¿se hace referencia a la conexión a tierra de algún cargador de teléfono USB (no alimentado desde una PC)?
@ThePhoton Woah, en realidad ese es un gran problema. Pérdida de potencia IC = (17Vin - 5Vout) / 1amp = 12W! ¿Cómo se puede reducir esta pérdida de potencia además de disminuir el voltaje de entrada?
@ Sin importancia Sí, eso es un error en el esquema. Debería ser más como (1amp * 50Hz) / 1v ondulación = 20,000uF cap. Esta es una gorra bastante grande.
No es necesario que la tapa del filtro a granel sea tan grande. El voltaje de caída mínimo del regulador es de 2 V. Con un pico de 15 V en la tapa, eso es 10 V de espacio libre, por lo que no necesita mantener la ondulación en 1 V. 3300 uF deberían ser suficientes.
Además, cuanto mayor sea la ondulación, menor será la disipación de calor en el regulador.
@AnalogKid Gracias por su respuesta. ¿Se debe esto a que se reduce el voltaje de entrada promedio al regulador?
@ David777 ¿Deduzco que en realidad no tiene la intención de construir una fuente de alimentación de topología básica, sino que solo quiere entender cómo podría hacer un diseño si lo desea?
@jonk Bueno, iba a construir este circuito porque necesito una fuente de alimentación, pero el esquema necesitará más trabajo. Pero sí, también estoy interesado en aprender a diseñar fuentes de alimentación.
@ David777 Diseñar una fuente de alimentación como la que mencionas (¡excepto SIN USO DE IC!) Es lo que recuerdo como uno de los pasos más importantes que tomé, cuando era mucho más joven. Es un buen proyecto ya que es más fácil de entender y manejar, pero tiene suficientes cosas interesantes para aprender. Esto significa que no está mordiendo más de lo que puede masticar y tendrá éxito si se esfuerza un poco. Sin embargo, también le enseña algunos de los problemas y por qué a menudo también se eligen diseños más complicados. Es una gran experiencia de aprendizaje.
@jonk Sí, estoy de acuerdo, diseñar, construir y probar circuitos es la única forma de aprender. Si no hubiera publicado esta pregunta en este foro, no habría recibido este conocimiento de personas inteligentes que señalaran mis limitaciones/defectos de diseño y cómo debería pensar al diseñar un circuito de este tipo.
@ David777 Uno de los problemas que enfrenté, mientras aprendía a hacerlo, era que quería una fuente de alimentación para aprender lo suficiente sobre los transistores para poder diseñar una fuente de alimentación. Una especie de problema del huevo y la gallina , por así decirlo. También quería un voltímetro. Crecí demasiado pobre en ese momento para poder pagar una buena fuente de alimentación o incluso un voltímetro (mi padre murió cuando era muy joven, cuando era niño trabajaba en los campos recogiendo verduras solo para sobrevivir y vivía en una casa sin paredes). Así que era un problema muy difícil. Conseguí piezas preguntando a las empresas cuando podía. Y lo logró. Pero ganó duro.
@ David777 hay espacio para una ondulación de 5 V antes del regulador, y el tiempo de espera no es un medio ciclo completo, solo desde la cresta hasta que sube hasta 9 V 1600 uF es probablemente suficiente.
para una ondulación de un voltio en un amperio, use C = 1/120 Hz, o 8300uf

Respuestas (2)

  1. Literalmente, cualquier diodo puede responder a una onda de 50 Hz. Pero intente con un puente rectificador completo que pueda manejar> 1.5A, por ejemplo, desde aquí .

  2. Podría, para proteger los circuitos bajo prueba. Pero eso exige otros componentes y esquemas. Consulte la hoja de datos del regulador y realice una búsqueda rápida sobre la protección contra cortocircuitos para ver qué se adapta a usted.

  3. Algunas sugerencias:

    • Mayores tapones en la entrada y salida del regulador. Use electrolítico y MKT/MKP en paralelo para que la fuente de alimentación pueda responder tanto a frecuencias bajas como altas.

    • En el lado de CC, utilice un fusible >1A.

    • Busque un disipador de calor que sea adecuado. Como ya habrás notado, tienes bastantes pérdidas. El voltaje de entrada del regulador es V I norte = 2 ⋅ 12 = 17 V . ¿Quizás encontrar un transformador con menos voltaje de salida?

¿Ha considerado comprar un cargador de teléfono por ahora y diseñar un SMPS? obtendrá mucho más conocimiento y experiencia.

Gran respuesta, gracias. Sí, conseguiré algo temporal.
Olvidaste las caídas de voltaje en el puente rectificador. El voltaje pico rectificado sería 17 - 2 * 0.7 = 15.6V
@Pzy ¡Así es! mis disculpas. Pero aún 15-5 = 10 V son todavía bastantes voltios. un transformador con 7 V S mi C ~ = 9.87 V S mi C , pag mi a k ⇒ 9.87 − 1.4 = 8.5 V Sería una opción más adecuada.

El aprendizaje es una cosa, pero construir este circuito basado en algo que habría tenido sentido hace cuarenta años simplemente no parece tan inteligente. Pagará más solo por el disipador de calor que se necesitará para enfriar el 7805 en este diseño de lo que pagaría por un dispositivo típico de tipo de carga USB de 5V.

De hecho, la tendencia actual de alternar entre nuevos teléfonos inteligentes cada dos años significa que hay una plétora de cargadores de teléfonos inteligentes por todas partes. Por ejemplo, un viaje rápido a una tienda de donación como Goodwill generalmente resultará en un estante lleno de cargadores que se pueden obtener por uno o dos dólares.

Estos cargadores también se basan en tecnología de conmutación, por lo que pueden proporcionarle una salida completa de 5 V y 2 A con muy poco calor en el convertidor.

Creo que tienes razón, no gastaré el dinero construyendo este circuito. Me olvidé de la pérdida de energía en el 7805 IC.
Estoy de acuerdo en que hoy en día es mejor obtener algunas herramientas baratas que otros han diseñado y aprender lo que te motive a aprender con el uso de esas buenas herramientas. Los tiempos son diferentes y los dispositivos sofisticados son casi gratuitos, como bien señalas. Sin embargo. Eso no cambia el hecho de que, en lo que respecta a las experiencias de aprendizaje, comenzar por asumir un proyecto que involucre una teoría de control compleja, por ejemplo, tampoco es un buen primer paso. Así que obtener las buenas herramientas, luego regresar y luchar con proyectos simples sigue siendo un buen enfoque. Incluso si esos proyectos simples ya no pueden competir.
Incluso más allá del simple adaptador SMPS de 5 V, existen fuentes de alimentación 'universales' como esta: amazon.com/Powseed-Universal-Adapter-Household-Electronics/dp/… Estas son muy flexibles para usar de 5 a 15 V, con una advertencia importante """Siempre cambie el voltaje con la unidad apagada""". El uso de los interruptores de interrupción antes de hacer significa que la salida puede aumentar entre las posiciones del interruptor.
Diseño de fuente de alimentación 230vac / 5vdc
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