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电子发烧友网讯：你想知道电子工程师们在电源设计方面都有哪些DIY精美作品吗?想知道的话，就赶紧进入我们电子发烧友网吧!电子发烧友网也将陆续整合推出最受欢迎的电子工程师DIY系列文章，本篇为《电子工程师电源设计作品创意TOP10精彩赏析》，敬请关注后续系列。
TOP1 太阳能电池板电池充电器DIY制作
我们渴望舒服一点的条件是，一个基于水雾系统而让人凉快的解决方案，以克服困扰这片沙漠的干热空气。这可以用一台由电压源供电、连着一个带喷嘴的喷雾水龙带的水泵实现。喷雾系统的成功要素是电源，这个电源也可以用来给 LED 灯供电，以供夜间照明，或者给其它需要电源的外部设备充电。我们的计划是，用太阳能电池板给一个海上用的深周期电池充电，然后用这块电池给其它所有东西供电。随即，我开始了太阳能电池板电池充电器的设计。
我有 3 周时间完成设计。我向朋友 Simon 请求帮助，Simon 以前用凌力尔特公司的 IC 搞过太阳能供电设计。除了一台显示工作原理的样机，Simon 还给了我一份原理图，这台样机从未连上太阳能电池板测试过，但在实验室做过仿真。我很兴奋，有兴趣用真实的太阳能电池板测试这个设计，我们准备对样机进行像样的测试。
一位朋友借给我两块 BP 太阳能电池板 （BP380U）。在大约 20V 最高输出电压和 4A 最大输出电流时，每块电池板的峰值功率都是 80W （实际规格为，在 80W 最大功率时，电压为 17.6V，电流为 4.55A）。把这两块太阳能电池板合起来，我希望在太阳光直接直射在电池板上时，在峰值条件下能有 8A 的总电流。太阳能电池板连接到 Simon 的样机上没有几分钟，系统就充分运转了 （图 1 和图 2）。通过对样机的初步测试，查明了几个故障，后来这给我们节省了大量时间。
图 1：测试 BP 太阳能电池板， BP380U （0 至 20V 输出，4A 峰值功率 80W）
图 2：最初的太阳能充电电路样机，采用 12V 海上用深周期电池 。
样机运行良好，因此我购买了几块凌力尔特公司的演示板，并稍作修改以使其更适合重新设计过的系统规格要求。我保持样机作为备份和参考，同时我设计了一个新系统。我们解决了一些故障后，通过这些修改改善了原来的样机。总之，架构设计仍然是相同的：用 0 至 20V 的太阳能电池板，以 4A 的恒定电流给一个 12V 的电池充电。
TOP2 低成本充电宝DIY自制
低成本充电宝DIY自制元件：
一个升压IC 一个电感 一个电容 一个肖特基二极管. 一共4个元器件.
用18650锂离子电池代替的话, 2节18650 (可达5000mAh)成本30元左右, 板子才7元. 加个保护电路2块钱, 40元搞定
用一节18650 虽然容量低了一点, 才2400mAh, 成本就只有25元了.
制作过程:
A, 网购一块3V升压到5V的升压板,
B 焊接在一块锂电池上
C 所用的锂电池为 手机电池中拆出来的, 共10块, 每块650mAh, 并联后达6500mAh
D 装入一个简陋的塑料外壳中固定
板子上面的盖子还没做好, 颇为简陋.
装饰了一下, 晚上做成成品. 不知是否入目?
上面用了块透明塑料, 可以看到工作时的发光二极管.
首先，购买电路板，5V移动电源 升压板 输出电流1.5A 效率86% 带锂电保护。淘宝购买13.00，不含运费
拆掉一个USB的猫，为了那个外壳（铝合金材质）
TOP4 初学者制作工频逆变器
工频逆变器以其线路简单,易于初学者制作、调式,抗过载能力强,成本低,实用等优点,深受广大电子制作爱好者的青睐.
用下图做了一个家用逆变器,把BG5换成LM7812的三端稳压,功率管用4对IRF150变压器是500W200、220、240、260V多抽头输出,一制即成,用来启动电脑和电视机毫不费力,只是带电风扇稍逊一筹.声音要大一些,转速慢一些。
后来,充电时被小孩接通了逆变LM7812和4对IRF150还有滤波电容一齐完蛋了,我心都痛了.都怪我没有用继电器用来切换逆、充啊!
在此期间又买回TL494和4对IRF540又做了一个逆变驱动板,发现在50HZ左右时(没有频率表,以长期做逆变器的经验靠耳听音频,哈哈~~~厉害吧!)带小功率的变器还可以,500VA的UPS的变压器时居然不稳断断续续的,电流很大场管急剧发热,带500W的变压器有时稳有时不稳,说不定换一根粗一点的线,或是把板子移动个方向就不稳了,最后弃用!图如下:
制作没有因此而停下,接下来做了二个.按原图重做了一个{原来的元件一个不用).同时又按TL494的另外一种图的接法做了一个(就是 西平房 用来研究稳压的图)
还是不稳,只不过比原来强一些.我分析了一下原因,一是我用的是万能板,分布电容大造成自激.二,可能是布线不太合理.三.可能是干扰.后来我用了SG3525做(这是后话)非常稳定!
【详情参阅：初学者制作工频逆变器 】
TOP5 简单的纯硬件并网逆变器制作
全世界最简单的纯硬件并网逆变器图示：
逆变器原理是怎样的？
一 市场上常见款式车载逆变器产品的主要指标
输入电压：DC 10V～14.5V；输出电压：AC 200V～220V±10％；输出频率：50Hz±5％；输出功率：70W ～150W；转换效率：大于85％；逆变工作频率：30kHz～50kHz。
【详情参阅：简单的纯硬件并网逆变器制作 】
TOP6 用易拉罐环DIY制作台灯
一款易拉环DIY的漂亮台灯，虽然取材很另类，但是做出来的效果还真有不少时尚气息呢!
【详情参阅：用易拉罐环DIY制作台灯 】
TOP7 国外牛人制作特斯拉炮:可以发射闪电
特斯拉炮用电池供电，产生2万伏电压，2000安培电流，火花可射出两英尺远。18伏的钻电池驱动零电压开关的驱动电路，接着又驱动反激式变压器，把18伏特的电压提升到2万伏大关。
罗布•弗里肯吉尔(RobFlickenger)创造了一种功能齐全，电池供电的特斯拉炮(Tesla Gun)，就是尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla)自己在小人书里使用的那种，是一种先锋武器。
如果你听长辈说，那电是很危险的，往往是致命的，这种东西不应该闹着玩。如果你像罗布•弗里肯吉尔(Rob Flickenger)一样，决定完全忽略这些谨慎的劝诫，那么，电真的是太棒了，会有一大堆的乐趣，尤其是，你自己就可以制作一个管用的特斯拉枪(Tesla Gun)，可以射出闪电。虽然这种电池供电的武器可产生约2万伏电压，以及2000安培的电流，但是，设计师坚持说，这种电磁来福枪(spark rifle)只是看起来具有杀伤力。这种枪可以安全使用，只会对人群带来危险，因为要使用它在人群上空进行打击。
砂铸铝主体外壳壳，采用内尔夫枪(Nerf gun)。
弗里肯吉尔说，他受到启发，制作现实世界版本的特斯拉枪，是因为阅读了蒸汽朋克(Steampunk)的插图小说，书名叫《科学的五拳》(The Five Fists of Science)，说的是尼古拉•特斯拉(Nikola Tesla)，马克•吐温(Mark Twain)和贝尔塔•冯•苏特纳(Bertha von Suttner)努力结束所有的战争和惊心动魄的争霸战斗，对抗黑暗势力托马斯•爱迪生(Thomas Edison)，约翰•皮尔庞特•摩根(John Pierpont Morgan)，安德鲁•卡内基(Andrew Carnegie)，以及古列莫•马可尼(Guglielmo Marconi)。 他爽快地承认，他的武器只是拙劣的模仿，就模仿年轻的特斯拉在小说中使用的武器。对于初学者来说，它更大点，更像是步枪，而不是手枪，而且不能产生离子风，但它是由钻电池供电，而且有一个主要优点，胜过原来的设计，就是它确实存在。
【详情参阅：国外牛人制作特斯拉炮:可以发射闪电 】
TOP8 MOS场效应管逆变器自制
这里介绍的逆变器(见图1)主要由MOS场效应管。该变压器的工作原理及制作过程：
图1
工作原理
一、方波的产生
这里采用CD4069构成方波信号发生器。电路中R1是补偿电阻，用于改善由于电源电压的变化而引起的震荡频率不稳。电路的震荡是通过电容C1充放电完成的。其振荡频率为f=1/2.2RC。图示电路的最大频率为：fmax=1/2.2x103x2.2x10—6=62.6Hz，最小频率为fmin=1/2.2x4.3x103x2.2x10—6=48.0Hz。由于元件的误差，实际值会略有差异。其它多余的发相器，输入端接地避免影响其它电路。
图2
二、 场效应管驱动电路。
由于方波信号发生器输出的振荡信号电压最大振幅为0~5V，为充分驱动电源开关电路，这里用TR1、TR2将振荡信号电压放大至0~12V。如图3所示。
图3
三、 场效应管电源开关电路。
场效应管是该装置的核心，在介绍该部分工作原理之前，先简单解释一下MOS场效应管的工作原理。MOS场效应管也被称为MOS FET，即Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应管)的缩写。它一般有耗尽型和增强型两种。本文使用的是增强型MOS场效应管，其内部结构见图4。它可分为NPN型和PNP型。NPN型通常称为N沟道型，PNP型通常称P沟道型。由图可看出，对于N沟道型的场效应管其源极和漏极接在N型半导体上，同样对于P沟道的场效应管其源极和漏极则接在P型半导体上。我们知道一般三极管是由输入的电流控制输出的电流。但对于场效应管，其输出电流是由输入的电压(或称场电压)控制，可以认为输入电流极小或没有输入电流，这使得该器件有很高的输入阻抗，同时这也是我们称之为场效应管的原因。
【详情参阅：MOS场效应管逆变器自制 】
TOP9 马克思发生器和特斯拉线圈制作图解
特斯拉线圈，效果相当壮观，但是工程也相当浩大，造价挺高，并不是每人都能亲手做一个的。如果你只是想领略一下高压电火花的魅力，马克思发生器是一个比较好的选择。只要几个电容、电阻，简单的组合一下，很容易得到几厘米长的电弧，相当漂亮。
下面是一款简版的马克思发生器电路图：
这款马克思发生器总共有六级，每一级由0.002uF 20kV的电容和两个1m欧姆的电阻构成。左边是一个霓虹灯变压器(9kV 30mA)，它产生的高压交流电，通过10个1N4007串联组成的整流器整为直流电，给并联的六组电容充电，当电容充到一定电压的时，就会击穿电容间的放电尖隙，这时6组电容就变成了串联的形式，电压骤增，开始放电，发出很大的声响并能产生5厘米左右的电弧，大约每2~3秒放电一次。把电容间的放电尖隙改造成球隙，电弧长度还可以大幅度提高，达到15厘米左右。够简单吧!
简单组装：
放电效果：
下面这款是改进型，主要是将上面的霓虹灯变压器换成了自制的高压发生器。它由555时基集成电路和高压晶体管构造而成，驱动一个电视机用的高压包，产生12kV~20kV的高压。
【详情参阅：马克思发生器和特斯拉线圈制作图解 】
TOP10 LED显示数字电压表制作
这是一个很容易建立，但非常准确和有用的数字电压表 。它被设计为面板仪表，可用于直流电源或其他地方有必要有一个准确的电压指示。该电路采用的ADC(模拟数字转换器)IC CL7107由Intersil。该IC集成在一个40针的情况下所有必要的电路，转换成模拟信号向数字化，并可以直接驱动四个七段LED显示系列。到IC中内置的电路模拟数字转换器，比较器，一个时钟，一个解码器和一个七段LED显示驱动器。，因为它是这里所描述的电路，可以显示在0-1999伏特范围内的任何技术规格-特性的直流电压。
电源电压：............. + / - 5伏(对称)；电源要求：... ... 200 mA(最大值)；测量范围：.......... + / - 0-1,999 VDC；准确度在四个范围：....................... 0.1%的
特点：体积小；施工方便；低成本；简单的调整；从远处易于阅读；极少的外部元件，它是如何工作
为了了解电路的工作原则，有必要解释ADC的IC是如何工作的。该IC具有以下非常重要的特点：
无需采样和保持电路；它有一个内置的时钟；它没有高精确度的外部元件的需要。
示意图：
模拟数字转换器，(从现在的ADC上)更好地称为双斜率转换器或转换器集成。这种类型的转换器一般优于其他类型，因为它提供了准确，简洁，在设计和相对冷漠，这使得它非常可靠的噪声。电路的工作更好地理解，如果是在两个阶段的描述。在第一阶段，在一定时间内输入电压的集成，并在这一时期结束时积分器的输出，输入电压成正比的电压。在预设期间结束时积分是美联储内部参考电压电路的输出逐渐减少，直到它到达零的参考电压水平。这被称为第二个阶段是负斜率期间，其持续时间取决于在第一阶段积分输出。由于第一次手术的时间是固定的，第二的长度是可变的的，它可以比较两个这样的输入电压，其实是内部参考电压和编码的结果是，被发送到显示屏相比。
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