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作者:林浩瑋、蔡宗成、陳明周(2001-04-18);推薦:徐業良(2001-04-18)

如何自製簡易電源供應器

1. 前言

大多數的感測器及訊號處理都需要使用直流電源,一般以5V12V24V、±15V最為常見,設計電路時要根據所需電壓、電流大小,來選擇適當的元件。一般DC電源電路的電子元件包含變壓器、整流器、穩壓IC、電容、開關、通電指示燈等。本文介紹如何自製簡易的5V電源供應器,價格便宜,製造彈性佳。

2. 電源供應器種類簡介

電源供應器種類非常多,常見的有雙電源供應器、鐵盒電源供應器、整流變壓器、自製電源供應器。圖1所示為一般實驗室最常使用這類的雙電源供應器,擁有兩個電源輸出,每個電源輸出最高為30伏特,彼此可以互相串、並聯使用,輸出電壓穩定效果佳,但是價格偏高,攜帶不易。

1. 雙電源供應器

2所示為鐵盒直流電源供應器,俗稱為「鐵盒子」,為單一電壓電源供應器,可依照自身需求購買所需電壓大小。輸出電壓穩定,價格約數百元至數千元不等。

2. 鐵盒電源供應器

3所示為整流變壓器,通常使用在隨身聽、充電器等,價格較便宜,但輸出效果不佳。

3. 整流電壓供應器

4所示為自製簡易電源供應器,電源輸出效果尚可,價格便宜,製造彈性佳,可依本身需求,設計所需的電源供應器。

4. 自製電源供應器

3. 自製5V電源供應器

5V電源供應器電路圖如圖5所示,只需要一些電子零件,便可製造出5V的電源供應器。基本電路原理為變壓器T1110伏特降壓到12伏特交流電,經過橋氏整流器D1D4變為直流電壓,電解電容作為調整濾波用途,IC 7805的內部線路將輸入的電壓調整為5V的輸出電壓。

5. 5V直流電源供應器電路圖

1所示為自製5V電源供應器所需的電子零件名稱與數目,這些電子零件的價格非常便宜,總花費在150元以下,而變壓器零件可重複使用,可說是一個相當便宜與實惠的自製電源供應器。

1. 自製5V電源供應器所需的電子零件名稱與數目

自製5V電源供應器中T1變壓器主要功能,是將110伏特交流電壓降為12伏特交流電壓。如圖6所示,輸入端連接110伏特,對於三插頭電源而言,綠色接地線必須連接到金屬的機殼;而輸出端有三個接點,分別為12V012V,將12V的接點互相與橋氏整流器的ab連接即可。

6. 變壓器接線圖

橋氏整流器是由四個1N5404矽二極體組合而成,二極體的功用就是電流只能從單一方向流過,圖71N5404矽二極體的外型與表示符號,在焊接電路時,必須特別注意其正負方向性。

7. 1N5404矽二極體的外型與表示符號

電容器是用來儲存與釋放電能,一般電容器會將電容值直接標示於外殼,若有極性也會標示出來,不然就是用長短腳來表示。圖8所示為2200μF16V的電解電容,較長的接腳代表正端,在此自製電源供應器電路裡,功能為調整濾波用途。

8. 2200μF16V的電解電容與表示符號

IC 7805是一種穩壓IC,經由內部線路處理,將輸入的電壓調整為5伏特的輸出電壓。如圖9所示,Input連接5V電源電路圖的1號位置,Output連接2號,Gnd連接3號地線共接點。

9. IC 7805接線圖

10為自製5V電源供應器成品圖,可以加裝散熱片在IC 7805上來幫助散熱。注意要妥善處理高壓與本線路連接的部份,此外如要有良好的隔離設施,可將整體電路裝在一控制盒裡。

10. 5V電源供應器成品

參考資料

魏炳坤譯,電子電路專題製作,全華公司,1994