Блок питания 12 вольт схема с защитой БП на lm317

Самодельный блок питания 12 вольт с регулировкой всегда хотелось иметь под рукой. Простой блок питания 0 – 12 вольт для слаботочных конструкций.

Началось все с того, что давным- давно, разбирая для утилизации домашнюю советскую стиральную машинку «Аурика» 80-х годов двадцатого века, наткнулся я в её внутренностях на добротный пластмассовый прямоугольный корпус, в котором распологался электронный блок непонятного назначения (скорее всего реле времени, таймер или что – то типа того). Почему то тогда, сразу, возникло желание в этом корпусе сделать самодельный блок питания 12 вольт, хотя оный у меня уже был. А вот усердие для реализации как то тогда не проявилось.  В общем, эта идея так и зависла тогда у меня в воздухе из за отсутствия желания возится с детальной проработкой блока питания. Пластмассовый корпус был надежно «законсервирован» в гараже до лучших времен лет на 10. Просто удивляюсь, как такой замечательный корпус не был отправлен на помойку и дожил на полочке до сегодняшнего дня. И вот, этот день настал. Словно пазл, удалось собрать воедино этот блок питания из совершенно разного найденного в загашниках хлама, идеально уместившегося внутри. Сам удивляюсь как все «сложилось».

Решил я собрать именно компактный маломощный блок питания, с регулируемым напряжением 0-12 вольт и током до 1 ампера.

Так же хотелось всегда иметь под рукой компактный маломощный источник для питания схем на радиолампах (постоянка 300 вольт, переменка 6 вольт).

По этому, этот блок питания состоит, по сути, из двух блоков питания: блока питания 0-12 вольт и блока питания схем на лампах +300 вольт.

 

Схема блока питания 12 вольт.

Источник 0-12 вольт собран на LM317, посаженой на небольшой радиатор. Схема имеет простую автоматическую систему охлаждения на термодатчике. Система охлаждения  запускает вентилятор при достижении температуры на радиаторе выше температуры срабатывания термодатчика. В результате включается вентилятор и охлаждает радиатор с LM317. При остывании радиатора, вентилятор отключается. Благодаря этому температура радиатора не превышает допустимую. При включении вентилятора, так же загорается индикаторный светодиод «Перегрев». Схема не имеет защиты от короткого замыкания, так как ток вторичной обмотки существующего трансформатора  оказался 0,5 ампер, а микросхема же LM317 выдерживает ток 1 ампер. Экспериментально установлено, что при коротком замыкании схема охлаждения отлично справляется с температурным режимом. Микросхема с вентиляторным охлаждением радиатора неограниченно долго держит нагрузку короткого замыкания (0,5 ампер конкретно для данного экземпляра блока питания). Хотя, в принципе на термодатчике легко можно реализовать и защиту от короткого замыкания блока питания.

 

Блок питания радиоламп.

Как говорилось выше, в корпусе так же смонтирован и блок питания радиоламп – простой источник накала и источник анодного напряжения +300 вольт для ламповых схем. Так вот, источник анодного напряжения очень остроумно устроен. Многие радиолюбители-ветераны ламповой техники привыкли знать, что блок питания для ламп имеет всегда массивный сетевой трансформатор для питания анодов и накала. Он так же служит развязкой от сетевого напряжения (нельзя просто выпрямлять сетевое напряжение и подавать его на аноды ламп – это опасно для жизни!!!). Все это верно. Но в нашем случае для питания пары – тройки маломощных ламп не обязательно иметь отдельный большой сетевой трансформатор. У нас уже есть один сетевой трансформатор источника 0-12 вольт. То есть развязка от сети уже как бы есть. Теперь последовательно с этим трансформатором можно применить еще один — малогабаритный повышающий (а по факту просто включенный в обратном направлении) простой маломощный китайский трансформатор от сетевого адаптера 200/12 вольт, на который мы собственно и подадим 12 вольт от предыдущего трансформатора. На выходе – на повышающей обмотке естественно получим около 250  вольт и в конечном итоге развязку от сетевого напряжения (смотрите схему). В результате получается, мы использовали два малогабаритных трансформатора вместо одного крупногабаритного. Сэкономили массу и габариты блока питания.

Далее выпрямленное напряжение повышается до 300 вольт на сглаживающих конденсаторах фильтра. Напряжение же 6 вольт для питания накалов ламп снимаем со среднего вывода 12 вольт первого трансформатора. То есть первый трансформатор должен иметь отвод от середины обмотки 12 вольт.

 

Конструкция и детали блока питания:

Сетевой трансформатор – от какого-то советского толи проигрывателя, толи магнитофона неизвестной модели. Имеет две вторичные обмотки по 6 вольт, которые собственно и были соединены последовательно для получения переменки 12 вольт. Так же к штатному бандажу трансформатору пришлось припаять гайки М4 для крепления его в корпусе.

Повышающий трансформатор 250 вольт – от блока питания антенного ТВ усилителя «Польской антенны».

Термодатчик – 85 градусов (можно 60-85), устанавливается на одном радиаторе с LM317.

Микросхему LM317 необходимо устанавливать на радиатор через изолирующую термопрокладку, подложив под крепежный болтик специальную изолирующую шайбу, так как «корпус» LM317 является выходом. Т.е желательно электрически изолировать LM317 от радиатора.

Блок питания имеет два выходных гнезда. «Гнездо 1» — для питания ламповых схем. «Гнездо 2» — для питания схем 0-12 вольт. Среднее гнездо на фото – резервное, для будущих «обновлений». Планирую на него вывести источник 5 вольт (на КРЕН5) – для питания схем на микроконтроллерах при наладке.

В качестве выходных гнезд блока питания использованы пятиштырьковые гнезда от магнитофонов СССР. Причем распиновка выполнена таким логическим способом, который исключает подачу напряжения при перепутывании гнезда (300 вольт или переменка не пойдет на двенадцативольтовое устройство при перепутывании гнезда – смотри схему). Так же по этой причине общий провод переменного напряжения не соеденен с минусом или плюсом 300 вольт – смотри схему.

 

«Гнездо 1» имеет следующую распиновку:

1 — Общий провод переменного напряжения;

2 — Переменное напряжение 6 вольт;

3 — Переменное напряжение 12 вольт;

4 — Минус 300 вольт;

5 — Плюс 300 вольт;

 

«Гнездо 2» имеет следующую распиновку:

1 — Плюс 12 вольт;

5 — Минус 12 вольт;

 

Блок питания соответственно снабжен двумя отдельными кабелями с  пятиштырьковыми штекерами от магнитофонов СССР.

Печатная плата – проектировалась под имеющиеся детали для монтирования их навесным монтажом. По этому «выкладывать печатку» смысла нет. Все равно нужно будет переделывать под свои детали. Дорожки и контактные площадки платы отрисовывались вручную «на лету» водостойким CD/DWD маркером и травились в медном купоросе.

 

 

Я и Диод. © yaidiod.ru.

Блок питания 12В 5А | joyta.ru

Эта схема мощного блока питания на 12 вольт вырабатывает ток нагрузки до 5 ампер. В схеме блока питания применен трех выводной интегральный стабилизатор LM338.

Краткая характеристика Lm338:

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

• Uвход: от 3 до 35 В.
• Uвыход: от 1,2 до 32 В.
• Iвых.: 5 А (max)
• Рабочая температура: от 0 до 125 гр. C 

Блок питания 12В 5А на интегральной микросхеме LM338

Напряжение от сети поступает к понижающему трансформатору через плавкий предохранитель FU1 на 7А. Варистор V1 на 240 вольт, используется для защиты схемы блока питания от выбросов напряжения в электросети. Трансформатор Tр1 понижающий с напряжение на вторичной обмотке не ниже 15 вольт с током нагрузки не менее 5 ампер.

Пониженное напряжение с вторичной обмотки поступает на диодный мост, состоящий из четырех выпрямительных диодов VD1-VD4. На выходе диодного моста установлен электролитический конденсатор С1 предназначенный для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.  Диоды VD5 и VD6 используются в качестве устройств защиты для предотвращения разряда конденсаторов C2 и C3 от незначительного тока утечки в регуляторе LM338. Конденсатор С4 используется для фильтрации высокочастотной составляющей блока питания.

Для нормальной работы блока питания на 12В, стабилизатор напряжения LM338 необходимо установить на радиатор. Вместо выпрямительных диодов VD1-VD4 можно использовать выпрямительную сборку на ток не менее 5 ампер, например, KBU810.

Блок питания на 12 вольт на стабилизаторе 7812

Следующая схема мощного блока питания на 12 вольт и 5 ампер нагрузки построена на интегральном линейном стабилизаторе напряжения 7812. Поскольку допустимый максимальный ток нагрузки данного стабилизатора ограничивается 1,5 ампер, в схему блока питания добавлен силовой транзистор VT1. Этот транзистор известен как обходной внешний транзистор.

Если ток нагрузки будет менее 600 мА, то он будет протекать через стабилизатор 7812. Если ток превысит 600 мА, то на резисторе R1 будет напряжение более 0,6 вольта, в результате чего силовой транзистор VT1 начинает проводить через себя дополнительный ток к нагрузке. Резистор R2 ограничивает чрезмерный базовый ток.

Силовой транзистор в данной схеме необходимо разместить на хорошем радиаторе. Минимальное входное напряжение должно быть на несколько вольт выше, чем напряжение на выходе регулятора. Резистор R1 должен быть рассчитан на 7 Вт. Резистор R2 может иметь мощность 0,5 Вт.

САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 12В

   Всем радиолюбителям привет, в этой статье хочу представить вам блок питания с регулировкой напряжения от 0 до 12 вольт. На нем очень легко выставить нужное напряжение, даже в милливольтах. Схема не содержит никаких покупных деталей — всё это можно вытащить из старой техники, как импортной, так и советской.

Принципиальная схема БП (уменьшенная)

   Корпус изготовлен из дерева, в середине прикручен трансформатор на 12 вольт, конденсатор на 1000 мкФ х 25 вольт и плата, которая регулирует напряжение. 

   Конденсатор С2 нужно брать с большой емкостью, например чтобы подключать к блоку питания усилитель и чтобы напряжение не проваливалось на низких частотах. 

   Транзистор VT2 лучше установить на небольшой радиатор. Потому что при длительной работе он может нагреться и сгореть, у меня уже 2 штуки сгорело, пока не поставил приличный по размерам радиатор. 

   Резистор R1 можно ставить постоянный он большой роли не играет. Сверху на корпусе есть переменный резистор, которым регулируется напряжение, и красный светодиод, который показывает есть ли напряжение на выходе БП. 

   На выходе устройства, чтобы постоянно не прикручивать проводки к чему-нибудь, я припаял крокодильчики — с ними очень удобно. Схема не требует никаких настроек и работает надёжно и стабильно, ее действительно может сделать любой радиолюбитель. Спасибо за внимание, всем удачи! Автор: Игорь.

   Форум по схемам простейших БП

   Форум по обсуждению материала САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 12В

LIPO АККУМУЛЯТОР 6F22 9V Самодельный аккумулятор на 9 В, литий-полимерный, собранный под стандартный корпус типа Крона.

РОБОТ ЕЗДЯЩИЙ ПО ЛИНИИ Простая транзисторная схема робота следующего по нарисованной линии. Без микроконтроллеров и дорогих деталей.

Схема простого трансформаторного блока питания с регулировкой напряжения 0—12 вольт.

Человек, у которого электрика и электроника является хобби, увлечение, делами, что позволяют получать удовольствие или иметь дополнительный заработок, просто обязан иметь у себя в наличии блок питания с плавной регулировкой напряжения! Ведь работая с различной электрической и электронной техникой постоянно приходится сталкиваться с её питанием, а оно, как известно, не всегда одинаково. Постоянно искать источники питания с подходящим напряжением, тоже не выход. Именно в данном случае наиболее рациональным и правильным решением будет создание простого (или сложного, если есть в этом особая необходимость) блока питания, имеющего плавное регулирование напряжения питания. Простая, но надёжная схема представлена на рисунке, давайте её разберём.

Схема простого, регулируемого плавно, блока питания представляет собой две основные части, это сам блок питания и небольшая транзисторная схема параметрического регулятора напряжения. Первая часть содержит понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный мост) и конденсатор (сглаживающий фильтр). По большей части именно от выбора этих частей зависит мощность всего блока питания. Что бы не делать слишком большим блок питания ограничимся электрической мощностью в 30 Вт. Хотя для увеличения этой мощности достаточно будет поменять трансформатор, мост и выходной транзистор, имеющие соответствующие величины токов и напряжений.

Итак, находим трансформатор, который рассчитан на входное напряжение 220 вольт и выходное 12-15 вольт, вторичная обмотка должна иметь сечение, обеспечивающее номинальную силу тока в 2-3 ампера. Далее, спаиваем диодный мостик, элементы которого должны быть рассчитаны на ток не меньше 5 ампер (лучше брать с небольшим запасом). И к выходу моста припаяем фильтрующий конденсатор с ёмкостью от 1000 микрофарад и более. Схема плавно регулируемого параметрического стабилизатора после её сборки (спайки) должна сразу начать нормально работать, хотя если есть желание донастройки и точной регулировки внутренних параметров, можете сами по изменять имеющиеся электронные компоненты, поставив туда наиболее подходящие на Ваш взгляд.

Теперь расскажу о самой работе данной схемы плавно регулируемого блока питания. Трансформатор — его задача заключается в преобразовании электрической энергии, то есть он сетевое напряжение 220 вольт понижает до нужных 12 вольт. Заметим, что как был у нас переменный ток, так и остался, хотя и понизилась амплитуда. Диодный мостик занимается тем, что переводит все колебания в один полупериод, а именно значение тока после мостика уже меняется только от нуля и до 12 вольт, не меняя своего полюса. Но волнообразный ток подходит не для всех случаев питания электрооборудования, для многих устройств нужен именно постоянный ток, допускающий минимальные колебания. Для этого и нужен конденсатор, который сглаживает скачки напряжения.

Схема регулятора является параметрической, то есть в схеме создаётся некое опорное напряжение, уже от которого путём деления напряжения и усиления силы тока создаются необходимые выходные величины электрических параметров. С выхода мостика, на котором уже сглажены скачки (фильтрующим конденсатором), напряжение подаётся на цепь параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R1 и стабилитрона VD2. Тут напряжение делиться, причём на стабилитроне образуется некоторое постоянная его величина с малыми отклонениями. Если напряжение будет меняться, по причине внешних обстоятельств, то эти изменения только будут заметны на R1.

Параллельно стабилитрону, на котором образовалось опорное напряжение постоянной величины, включён переменный резистор R2, что, собственно, и осуществляет плавное изменение выходного напряжения на нашем регулируемом блоке питания. Когда мы его крутим, то получаем определённую величину постоянного напряжения, что далее делится между база-эмиттерными переходами транзисторов, включённых по схеме эмиттерных повторителей. А, как известно, включение по этой схеме заставляет транзисторы работать в режиме усиления только тока, при том, что напряжение остаётся как бы неизменным. То есть, напряжение снятое с переменного резистора передаётся на выход через транзисторы, которые понижают его только на величину своего насыщения (примерно от 0.4 до 0.7 вольт).

Проще говоря — выставили мы на переменном резисторе значение 5 вольт, оно передалось через транзисторы на выход (минус примерно 1.2 вольта, что осели на транзисторных переходах база-эмиттер), а в силу усиления тока, мы получили повышение мощности, срезанной от основной, которая имеется на выходе диодного мостика. Транзисторы тут являются некими электрическими краниками, которыми мы управляем при помощи изменения напряжения на база-эмиттерных переходах. Чем больше мы подадим на них напряжения с переменного резистора, тем сильнее откроются транзисторы (понизится их внутреннее сопротивление) и больше электрической мощности передастся на выход регулируемого блока питания.

Видео по этой теме:

P.S. Эту электрическую схему простого регулируемого блока питания я когда-то давно (когда сам начинал заниматься электроникой) собрал для себя. Он меня не разу не подводил, я им проверял устройства, запитывал самодельные схемы, заряжал различные аккумуляторы и т.д. При желании этот блок питания можно доработать и снабдить дополнительными функциональными элементами, такими как внутренний вольтметр, амперметр, защиты от перегрузки и т.д.

Простой блок питания на 12 вольт для вентилятора от компьютера своими руками.

Когда получает какое либо электротехническое устройство широкое распространение, то также повсюду можно встретить его части и комплектующие. В компьютерах для охлаждения его плат применяются вентиляторы. Их разновидности поражают воображение. Когда нужен какой-нибудь вентилятор, первым делом в голову приходит подыскать себе подходящий, взяв его именно из компьютерного блока. Основным напряжением, от которого питаются компьютерные вентиляторы, является 12 вольт. Обычно мощность таких вентиляторов невысокая, где-то до 6 Вт. Токи потребления лежат в пределах 0,1 — 0,5 ампер.

К примеру, у меня возникла необходимость в использовании одного из  таких компьютерных вентиляторов. Нужно было, чтобы он не шумел. Для этого обычно применяют малооборотистые вентиляторы, которые по размеру больше, чем большинство обычных кулеров. Питается от 12 вольт. Потребляемая величина постоянного тока равна 0,1 ампер. Питать его от компьютерного блока, как-то не совсем удобно. Решил быстренько собрать отдельный блок питания именно под этот компьютерный вентилятор. Схема блока питания простая и самая обычная, которая содержит в себе только основные элементы: понижающий трансформатор, выпрямительный диодный мост и фильтрующий конденсатор электролит.

 

Итак, когда начинаешь собирать какой-нибудь блок питания под конкретные нужды, то сначала нужно четко определится с его общей мощностью, которую он свободно может обеспечить (без режима перегрузки). Для этого нужно знать мощность, которую потребляет сама нагрузка, что будет питать источник электричества. Напомню, что мощность вычисляется следующим образом — напряжение нужно умножить на силу тока. В моем случае это 12 вольт (напряжение питания вентилятора) умножаю на 0,1 ампера (сила тока, которую потребляет мой компьютерный вентилятор). Получаю мощность равную 1,2 Вт. Не забываю о небольшом запасе по мощности. В результате мне нужен блок питания с мощностью не менее 1,5-2 ватта.

Теперь мне нужно найти понижающий трансформатор на эту мощность. Мощность в 2 ватта является небольшой. Подойдет любой трансформатор от большинства электротехники, взятый из блока питания (БП телефонных аппаратов, старых магнитофонов, CD проигрывателей, приставок и т.д.). Его первичная обмотка, естественно, должна быть рассчитана на напряжение 220 вольт. Вторичная обмотка должна выдавать 10 вольт. Почему 10, а не 12 вольт? А потому, что есть такой вот эффект — переменное напряжение после выпрямление диодным мостом и фильтрацией конденсатором увеличивается где-то примерно на 17%. В итоге мы получим свои 12 В. Как известно, выходной ток трансформатора зависит от диаметра вторичной обмотки. В нашем случае для тока в 0,1 ампер диаметр провода вторичной обмотки должен быть не менее 0,3 мм (это даже с небольшим запасом).

На выходе нашего понижающего трансформатора мы будем иметь пониженное, но все же переменное напряжение, а нам нужно постоянное (для питания компьютерного вентилятора). Чтобы переменный ток сделать постоянным используют выпрямительный диодный мост. Он состоит из 4 одинаковых диодов, параметры которых зависят, опять же, от той нагрузки, которую нужно питать. Для диодного моста основными параметрами являются обратное напряжение и сила прямого тока. Поскольку наш простой блок питания под вентилятор от компьютера питается от 12 вольт, то и диоды должны быть рассчитаны на напряжение не меньше этого (обычно выпрямительные диоды рассчитаны на большее напряжение, около 1000 В). Ну, и прямой ток диоды моста должны выдерживать 0,1 ампер (поскольку это маленький ток, то подойдут практически любые выпрямительные диоды).

Теперь мы на выходе диодного моста (выпрямителя) имеет постоянное напряжение, но, к сожалению, оно скачкообразной формы. Для того, чтобы это исправить и сделать постоянный ток, действительно, постоянным нужен еще фильтрующий конденсатор электролит. Его задача заключается в сглаживании этих скачков напряжения. В нашем случае нужен конденсатор, рассчитанный на напряжение более 12 вольт (берем конденсаторы с напряжением 16 — 25 вольт) и емкостью от 470 до 1000 микрофарад.

Вентиляторы особо не нуждаются в сильно стабилизированном напряжении и токе. Вполне хватает фильтрующего конденсатора, что сглаживает скачки после моста. Данный блок питания для компьютерного вентилятора будет вращать его на полных оборотах (максимальные, что имеет данный кулер). Если поставить хотя бы обычный переменный резистор в цепь питания (последовательно вентилятору), то уже можно будет регулировать частоту вращения лопастей вентилятора. Хотя лучше вместо резистора поставить специальную плату частоты вращения постоянного электродвигателя, схема которой может быть самой простой.

P.S. Хотелось бы заметить, что при сборке любого блока питания, будь то на компьютерный вентилятор, либо же на иное электротехническое устройство, всегда учитывайте некий запас по мощности. Если подбирать, делать источники питания впритык по мощности, это чревато тем, что они попросту будут греться, а в худшем случае вовсе сгорят.

Устройство и схема простого блока питания — Интернет-журнал «Электрон» Выпуск №5

Для питания различных электронных устройств нам в большинстве случаев необходимо постоянное напряжение определенной величины. Для этого кроме батареек и аккумулятором мы можем использовать вторичные источники напряжения, так называемые блоки питания, функция которых заключается в том, что бы преобразовать сетевое переменное напряжение в постоянное напряжение необходимой величины.

Если рассмотреть схему простейшего блока питания, то увидим, что она состоит из трансформатора Т1, диодного моста D1 и сглаживающего конденсатора С1.

Трансформатор Т1 необходим для преобразования переменного (в данном случае сетевого) напряжения в более низкое переменное напряжение. Кроме того трансформатор осуществляет гальваническую развязку между напряжением сети и выходным напряжением блока питания.

Одним из параметров трансформатора является коэффициент трансформации, который показывает во сколько раз трансформатор увеличит или уменьшит выходное напряжение, то есть напряжение на вторичной обмотке.

В простейшем случае коэффициент трансформации — это отношение напряжения на первичной обмотке к напряжению на вторичной обмотке в режиме холостого хода, то есть без нагрузки.

Например, если мы подключаем первичную обмотку в сеть 220 вольт, а на вторичной имеем 12 вольт, то коэффициент трансформации равен 220/12

Далее неотъемлемой частью простого блока питания является диодный мост, который выпрямляет переменное напряжение, поступающее на его вход, то есть преобразует его в постоянное. Параметры диодного моста зависят от тока нагрузки, который вы хотите получить на выходе блока питания. Поэтому для моста подбирают диоды, чтобы такой параметр как обратное напряжение диода Uобр было больше напряжения, поступающего на мост, а прямой ток диода Iпр был больше тока нагрузки самого блока питания.

И третьим элементом нашего блока питания является сглаживающий конденсатор, который предназначен для уменьшения пульсаций постоянного напряжения на выходе блока питания. Его емкость влияет на величину пульсаций выходного постоянного напряжения.

Рассмотрим работу простейшего блока питания.

На вход трансформатора, то есть на первичную обмотку, поступает сетевое напряжение 220 вольт. Трансформатор преобразует сетевое напряжение в необходимое нам переменное напряжение. Для простоты объяснения возьмет напряжение на вторичной обмотки равное 12 вольт.

Далее переменное напряжение со вторичной обмотки поступает на выпрямительный диодный мост, собранный из четырех диодов по схеме двухполупериодного выпрямителя.

Диодный мост преобразует (выпрямляет) переменное синусоидальное напряжение в постоянное напряжение. Диоды работают попарно для положительной и отрицательной полуволны переменного напряжения.

По сути, напряжение с диодного моста имеет большие пульсации с частотой 100 герц (для сети частотой 50 герц) и будет отрицательно влиять на работу питаемого этим блоком устройства.

Поэтому для уменьшения пульсаций параллельно положительному и отрицательному выводам блока питания устанавливают сглаживающий конденсатор. Конденсатор накапливает заряд во время нарастания напряжения на выходе диодного моста и отдает этот заряд в нагрузку во время спада полуволны напряжения, тем самым поддерживая выходное напряжение близко к номинальному значению.

Здесь стоит сказать, что для того, что бы конденсатор не вышел из строя его рабочее напряжение должно в как минимум в два раза превышать напряжения в цепи, то есть на выходе блока питания.

Ниже вы можете посмотреть результаы моделирования простейшего блока питания на основе мостового выпрямительного моста в програме Multisim.

Целью данной статьи является познакомить вас с принципом работы простейшего блока питания. Как рассчитать и собрать свой блок питания мы рассмотрим в следующих выпусках журнала ЭЛЕКТРОН.

Более подробно о устройстве и работе простейшего блока питание вы можете узнать посмотрев следующее видео:

Блоки питания 12 Вольт 0.5(1) Ампер. Обзор блока питания, схема и внутреннее устройство блока питания 12В, тестирование

Многие читатели знают, как мне нравится писать обзоры о блоках питания. И вот так случайно сложилось, что я дорвался до некоторого количества данных устройств. Все дело в том, что не так давно в одном известном магазине появились разнообразные блоки питания «с разборки», и об одном я сегодня расскажу.

Еще в прошлом году я написал в комментах, что скоро будут обзоры разных блоков питания и я имел в виду именно эти блоки питания. Заказал я их несколько видов, три мелких «БУ» и один новый, довольно мощный. Рассказывать буду «по старшинству», потому начну с самого мелкого.
Так как блоки питания я использую часто, то заказал лотом в три штуки, но есть лоты и 1 и 5 и 10 штук. Данный блок питания не является исключением и будет использован в одном из обзоров, который я планирую подготовить в относительно скором времени.

Поставляются блоки питания в отдельных больших пакетах, а не три в одном пакете, как я изначально подумал. Т.е. фактически на складе просто ставится отметка, сколько позиций положить в корзинку.
К упаковке претензий не было, все обильно замотано вспененным полиэтиленом.

В заголовке я написал ток 0.5 (1) Ампер. По ходу обзора я поясню что это означает.
На странице товара было написано — 12 Вольт, 1 Ампер, что более чем понятно. Также там написано, что блоки питания disassemble, т.е. не новые, а выковыряны откуда-то. Моя практика показывает, что такие БП чаще имеют лучше качество сборки и схемотехники, чем новые.

Блоки питания довольно компактные, реальные размеры составляют примерно 57х35х19мм.

Компоновка платы довольно плотная, частично залита силиконом, который в некоторых местах потом пришлось срезать.
Так как плата БУ, то заметны обрезанные провода.

Платы имеют разный цвет гетинакса, да и выпущены в разное время, но все три в интервале 2007-2008 годов.

Также на платах была обнаружена и маркировка модели — 3A-064WU12, по которой я нашел их реальные характеристики.
12 Вольт, 0.5 Ампера, 6 Ватт, КПД при 115 Вольт — 74%. Там же есть и название фирмы производителя — Eng Electric Co., LTD. Так что блоки питания вполне себе фирменные.

На странице товара также есть упоминание о токе в 0.5 Ампера, но указанное как-то вскользь. Думаю подразумевалось, что 0.5 номинальный, 1.0 кратковременный. Но в любом случае, данные характеристики правильно и указывать в разделе характеристики, а не в названии товара.

Ладно, вернемся к нашим блокам питания.
1. По входу стоит предохранитель на ток в 1 Ампер. Предохранитель замедленный (T- Trage — медленные нем.), это обусловлено импульсным характером тока при включении блока питания.
2. Также по входу присутствует варистор диаметром 7мм и рассчитанный на амплитудное напряжение в 470 Вольт. Рядом с ним виден помехоподавляющий конденсатор Х типа с емкостью 0.1мкФ
3. Дальше синфазный дроссель и диодный мост.
4. Первичная и вторичная стороны соединены через конденсатор Y типа с емкостью 2.2нФ.
По большому счету можно было бы поставить пять баллов за фильтр, если бы не два недостатка:
1. Нет термистора, но возможно здесь в нет особого смысла, емкость входных конденсаторов не очень высокая.
2. Параллельно конденсатору Х типа нет разрядного резистора, без него БП может «щипаться» если вынуть вилку из розетки и сразу схватиться за ее контакты.

При этом плюс производителю за наличие помехоподавляющего фильтра и варистор.

1. По входу БП установлены два конденсатора емкостью 6.8мкФ каждый, суммарная емкость 13.6мкФ, что для заявленной мощности в 6 Ватт вполне нормально.
2. Но конденсаторы соединены не просто параллельно, между ними дополнительно включен дроссель. На фото не видно цветовую маркировку — коричневый-черный-красный-золотой.
3. Управляет работой блока питания довольно известный ШИМ контроллер VIPer-12A.
4. Рядом с контроллером находится конденсатор фильтра питания этого контроллера. Часто эти конденсаторы могут незаметно выйти из строя и «попить крови», так как внешне остаются нормальными. Если БП БУ, то рекомендую заменять их в первую очередь.

Силикон, которым залита плата, имеет небольшой желтый оттенок. Сначала я решил что это из-за нагрева компонентов, но цвет одинаков даже около компонентов, которые не греются.

Как я уже писал выше, применен ШИМ контроллер серии VIPer. Это семейство интегрированных ШИМ контроллеров, внутри корпуса микросхемы находится не только сам ШИМ контроллер, а и высоковольтный транзистор, цепи защиты от перегрузки, перегрева и перенапряжения.
Я обычно пользуюсь подобными контроллерами от другой, не менее известной фирмы — Power Integrations, мне они нравятся больше. Но по большому счету они во многом очень похожи.
Заявлено, что для корпуса DIP-8 мощность составляет 13 Ватт в узком диапазоне (230 Вольт) и 8 Ватт в широком (115-230 Вольт). Так как БП заявлен как 115-230, то получается что реальная мощность до 8 Ватт.

На блок схеме виден выходной транзистор, а также цепи защиты. В принципе я мог бы рассказать обо всем этом подробнее, но на мой взгляд это скорее тема отдельной статьи.

Во вторичной части блока питания находятся:
1. Выходной диод Шоттки на ток 2 Ампера, что опять же говорит о максимальном выходном токе не более 650-700мА. На одном из выводов диода присутствует ферритовая бусина.
2. Выходных конденсаторов два, 470 и 220мкФ, как и в случае входных производитель Samxon. Не скажу что конденсаторы высокого класса, скорее среднего, изначально это OEM от фирмы Matsushita продающийся под своим брендом. Лично меня расстроило то, что они рассчитаны на 16 Вольт, а не 25, как положено при таком напряжении.
3. Между конденсаторами есть место под дроссель для уменьшения пульсаций, но вместо него установлена перемычка.
4. Цепь стабилизации стандартна, регулируемый стабилитрон AZ431 (аналог TL431) и оптрон EL817 (аналог PC817).

По выходной цепи не понравились две вещи:
1. Отсутствие выходного дросселя.
2. Конденсаторы на 16 Вольт, а не 25.

В остальном все сделано довольно неплохо.

Качество пайки вполне терпимое. Снизу расположены остальные компоненты, а также пара стабилитронов, о которых я расскажу ниже.
Расстояние между высоковольтной и низковольтной сторонами вполне достаточное. Отсутствуют защитные прорези, но так как БП изначально проектировался под установку в закрытый корпус, то допустимо делать и так.

Схема блока питания в общем-то стандартна и фактически сделана по даташиту ШИМ контроллера. Из дополнительных мелочей, которые весьма полезны в плане безопасности нагрузки я отмечу пару стабилитронов.
ZD1 — Напряжение 14 Вольт, установлен параллельно выходу, задача — не допустить поднятия выходного напряжения выше 14-14,5 Вольт.
ZD2 — Напряжение 16 Вольт, установлен параллельно транзистору оптрона, задача — ограничить выходное напряжение в случае обрыва или выхода из строя цепи обратной связи.

В комментариях мне несколько раз писали, что я не совсем правильно подхожу к тестам уровня пульсаций. Что же, я принял информацию к сведению и попробую в этот, а также в следующие раз делать это более корректно.

Дело в том, что при измерениях я подключаюсь обычно используя «неправильный» способ, как более удобный. В этом случае земляной провод щупа работает отчасти как антенна, на которую наводятся помехи и искажают осциллограмму. Такой способ для общей оценки большого значения не имеет, но действительно является некорректным.
Картинка ниже взята из описания методики тестирования блоков питания.

Для корректного снятия осциллограмм надо подключать щуп без длинных проводов прямо на выход блока питания.

Как можно увидеть по фото, щуп осциллографа помимо земляного провода с крокодилом имеет возможность подключения сразу около самого щупа.
Используя «палки и веревки» я сделал некое подобие специального щупа для проверки блоков питания, наиболее неудобно было подключаться к центральному контакту, так как он имеет коническую форму.
Параллельно входу подключены два конденсатора, электролитический 1мкФ 63 Вольта и керамический 0.1мкФ.

Конечно то, что я показал выше, можно назвать колхозом, но даже довольно известные фирмы (та же Power Integrations) не чураются делать подобное, правда они использую для этого разъем, но у меня его не было :(.
Фото из описания применения ШИМ контроллеров серии TOP от Power Integrations, номиналы элементов взяты оттуда же.

Щуп осциллографа был подключен прямо на выходные контакты блока питания, нагрузка к дополнительно запаянному проводу.
В процессе подготовки я сравнивал осциллограмму на холостом ходу с подключенной нагрузкой и без, разницы не было.

Первое, что меня удивило при включении, напряжение на выходе 12 Вольт с точностью как минимум до второго знака. По большому счету это не имеет значения и даже если бы напряжение было в диапазоне 11.5-12.5 Вольта, то я бы сказал что нормально, но все равно приятно.
1. Холостой ход.
2. 0.25 Ампера
3. 0.5 Ампера
4. 0.75 Ампера
5. 1 Ампер
6. 1.2 Ампера.

Видно что напряжение на выходе стало падать только при токе нагрузки выше 0.75 Ампера, что в полтора раза выше заявленного. До этого напряжение держалось очень точно и снижалось примерно на 0.001 Вольта на каждые 0.25 Ампера нагрузки.

Уровень пульсаций я бы не назвал маленьким, при номинальном токе 0.5 Ампера они составили 100мВ, но даже при перегрузке не были выше чем 140 мВ.

Исследование показало, что максимальный ток, при котором блок питания стабильно держит выходное напряжение, составляет 0.9 Ампера. И это для не нового БП и при почти двукратном выходном токе.

Также мне писали, что неправильно тестировать блоки питания используя электронную нагрузку. В данном случае я несогласен с таким заключением, так как в линейном режиме полевые транзисторы нагрузки по сути представляют собой те же резисторы, но с обратной связью.
В любом случае я ради эксперимента сравнил поведение блока питания при нагрузке обычным резистором с номиналом в 10 Ом (что было под рукой). На фото видно, что плюсовой щуп нагрузки не подключен.
Напряжение конечно просело, так как ток явно выше расчетного.

Слева осциллограмма нагрузки током 1 Ампер при помощи электронной нагрузки, справа 1.08 Ампера и резистор в качестве нагрузки.
Не сказал бы, что имеется какая-то глобальная разница.

Следующий этап, тест на нагрев. Для этого я закрыл блок питания импровизированным «корпусом» и нагружал последовательно током от 0.25 Ампера до 0.9 Ампера. Ток в 0.9 Ампера был выбран исходя из того, что при этом токе БП еще нормально держит выходное напряжение. Каждый тест занимал 20 минут, общее время теста 1 час 20 минут.

Все данные свел в табличку, попутно ввел новую графу и теперь указано напряжение на начало теста (V1) и в конце (V2). Данное дополнение позволяет отследить уход напряжения от прогрева.
Само напряжение сначала может показаться менее стабильным, чем в тесте выше, но там я подключался прямо к контактам БП, здесь же с использованием куска провода, потому и вышла разница. Но могу сказать, что температурной зависимости выходного напряжения практически нет.
Зато выяснилось, что при токе нагрузки в 0.9 Ампера БП примерно через 5-7 минут снизил выходное напряжение.

Максимальная температура компонентов после завершения теста составила около 100 градусов у трансформатора и 118 у ШИМ контроллера. При токе до 0.75 Ампера (1.5 от номинала), перегрева нет.

Так выглядело ограничение выходной мощности. Я провел повторный тест на уже прогретом БП чтобы было более наглядно.
Старт, через 6 минут постепенное снижение напряжения, на отметке 20 минут я снял крышку, напряжение начало потихоньку расти, еще примерно через 15 минут пришлось несколько раз подуть на плату и напряжение быстро вернулось в норму.

Выше я посетовал на отсутствие выходного дросселя и решил эту недоработку сравнить, а заодно сравнить как изменится результат.
Использовал мелкий самодельный дроссель, буквально что было под рукой. Размер небольшой, намотан проводом 0.68мм.

Результат как говорится — налицо.
1, 2. Ток 0.5 Ампера, слева без дросселя, справа с дросселем.
3, 4. Ток 1.0 Ампера.

Предупрежу сразу, дроссель не должен иметь большую индуктивность, так как при увеличении индуктивности начнут сильно расти пульсации на первом конденсаторе фильтра и это будет вредно как для самого конденсатора, так и для защитного стабилитрона, установленного параллельно ему. Придется менять конденсатор на аналогичный, но с напряжением в 25 Вольт, а стабилитрон переносить на выход БП.

На этом все. Если коротко, то блоки питания хоть и не лишены некоторых недостатков, перечисленных в обзоре, но в целом довольно неплохие и могут быть применены для разных самодельных устройств, где не требуется большая мощность (6-8 Ватт). Блоки питания вполне фирменные и относительно качественные.
Поштучно выходят дороже и потому если покупать, то лотами по 3 или 5 штук.

Надеюсь что обзор был полезен, как всегда буду рад вопросам в комментариях.

Простая схема источника питания 12 В 2 А

Сегодня мой сын построил простую схему источника питания 12 В для солнечного насоса 12 В. Это нерегулируемый источник питания 2А. Потому что нагрузка — это только двигатель постоянного тока.

Почему вы должны этому научиться?
Это пример принципа работы нерегулируемого источника питания . Которые являются основными для каждого источника питания.

Как это работает

Учу сына понимать принцип работы этих проектов.

Основной принцип, мы используем этот проект для снижения напряжения от сети переменного тока 220В до 12В постоянного тока.( Источник питания с фильтром 12 В, )

На рисунке 1 Переменный ток 220 В 50 Гц подключен к цепи через переключатель S1-ON-OFF и предохранитель F1 для защиты этой цепи.

Затем они протекают через трансформатор 2А для понижения напряжения до 12 В переменного тока.

Далее через оба диода выпрямительный преобразователь переменного тока в постоянный.

Затем на конденсаторе в качестве фильтра постоянного напряжения.

Светодиод LED1 отображает питание при включении, а R1 ограничивает ток для использования светодиодов.

Рисунок 1 простая принципиальная схема блока питания 12 В 2 А

Детали, которые вам понадобятся

T1: Трансформатор 12 В CT, 12 В, 2 А
D1, D2: 1N5402, 3A Диод
C1: 2200 мкФ Электролитический конденсатор 25 В
R1 : 1.Резисторы 2 кОм 0,5 Вт
LED1: светодиоды, как вам нравится
S1: выключатели
F1: предохранитель 1A
Медные провода и гвоздь 0,5 дюйма, питание от сети переменного тока

Сделать источник питания 12 В постоянного тока

Этот проект, мой сын построил 12 вольт фильтровал блок питания с самим собой много ступенек.

В первую очередь кладем бумагу на лист фанеры и забиваем гвоздь в стык деталей. ( Рисунок 2 )

Паял все детали на шляпку гвоздя вместо печатной платы. ( Рисунок 3 ).

Все части линии переменного тока под высоким напряжением Я подключаю их вместо моего сына.

Рисунок 2 Забить гвоздь в стык деталей

Рисунок 3 припаять все детали на гвоздь

По завершении Он измеряет напряжение на выходе 17В Без нагрузки ( Рисунок 4 )

Рисунок 4

Затем он пытается применить насос постоянного тока в качестве нагрузки. Как на видео ниже.

Тогда он измеряет ток нагрузки около 0.9A как Рисунок 5

Этот проект применяется на открытом воздухе, поэтому он поместил его в пластиковые коробки для защиты воды как Рисунок 6

Схема источника питания 12 В 3 А

Если вам нужен выход 3 А. Перечень нескольких деталей легко изменить:
1. Переключите трансформатор на ток 3А.
2. Добавьте еще конденсаторный фильтр до 4700 мкФ. Добавив параллельно еще один 2200 мкФ.

Это просто?

Это первый проект по обучению мальчика на дому. Мы рады, что он отлично работает.

Подробнее: Разработка линейного источника питания 12 В, 5 А

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Создайте простой блок питания постоянного тока

В мире существуют более эффективные и сложные блоки питания. Есть более простые способы получить простой источник питания, подобный этому (например, повторно использовать бородавку). Но если вы сделаете такой источник питания хотя бы раз в жизни, вы будете гораздо лучше понимать, как переменный ток становится регулируемой мощностью постоянного тока.Будет много других подобных блоков питания, но этот будет вашим.

Блок питания, как мы его здесь будем называть, преобразует переменный ток из розетки на стене в постоянный. Есть несколько способов сделать это. Мы рассмотрим один из самых простых, но и наиболее наглядных примеров.

Электроэнергия проходит через несколько ступеней в источнике питания с регулятором напряжения, подобном этому или обычному настенному бородавку. Способы его изменения на каждом этапе объяснены ниже.В следующий раз, когда вы воспользуетесь бородавкой для питания одного из своих проектов, вы поймете, что происходит внутри.

Теория:

Вход переменного тока

Напряжение переменного тока, идущего от стены, изменяется от минимального до максимального с частотой 60 Гц (в США и других странах с частотой 60 Гц). Это то, что питает все приборы переменного тока в вашем доме и магазине, и это похоже на график ниже. После трансформатора график аналогичен, за исключением того, что синусоида имеет меньшую амплитуду.

Простой график, показывающий мощность переменного тока. Vin Marshall

Исправление

Первая ступень этого блока питания — выпрямитель. Выпрямитель представляет собой систему диодов, которая позволяет току течь только в одном направлении. Представьте себе односторонний обратный клапан для воды. Из-за расположения диодов в двухполупериодном выпрямителе, используемом в этой конструкции, положительная часть сигнала переменного тока проходит беспрепятственно, а отрицательная часть сигнала переменного тока фактически инвертируется и добавляется обратно в выходной сигнал выпрямителя.Теперь наш сигнал выглядит так:

График мощности переменного тока после отключения выпрямителя. Vin Marshall

Сглаживание

Теперь у нас есть по крайней мере стабильно положительные уровни напряжения, но они все еще опускаются до нуля 120 раз в секунду. Большой конденсатор, который можно представить себе как батарею в течение очень коротких периодов времени, устанавливается поперек цепи, чтобы выровнять эти быстрые колебания мощности. Конденсатор заряжается при высоком напряжении и разряжается при низком напряжении.С помощью конденсатора кривая напряжения выглядит так:

График мощности переменного тока при сглаживании конденсатором. Vin Marshall

Постановление

На этом этапе мы используем интегральную схему (ИС), чтобы последовательно регулировать напряжение до желаемого уровня. При выборе размеров компонентов для всех предыдущих этапов важно управлять этой ИС с уровнем напряжения, значительно превышающим регулируемое напряжение, чтобы оставшиеся провалы 120 раз в секунду не опускались ниже требуемого минимального входного значения.Однако вы не хотите использовать слишком высокое напряжение, так как эта избыточная мощность будет рассеиваться в виде тепла. Кривая напряжения в этой точке (в идеале) представляет собой сигнал постоянного тока при желаемом напряжении; горизонтальная линия.

На этом графике мощности постоянного тока нет провалов. Vin Marshall

Что вам понадобится

Для сборки этого конкретного блока питания вам потребуется следующее:

• Шнур питания. Где-то должен быть один…
• Тумблер SPST 120V
• Неоновая лампа 120V для монтажа на панели
• 3 клеммы
• Трансформатор с входным напряжением 120V и выходным напряжением около 24V, чтобы Vin для регулятора 7812 оставался выше минимум.Я использовал Radio Shack p / n 273-1512.
• Двухполупериодный мостовой выпрямитель
• 6800 мкФ конденсатор
• 2x 100 нФ (точное значение не имеет значения) конденсаторы
• 2x 1 мкФ (точное значение не имеет значения) конденсаторы
• 7805 регулятор напряжения 5 В
• 7812 регулятор напряжения 12 В

Инструкции

Конструкция блока питания довольно проста. Я построил этот блок питания много лет назад и использовал двухточечную проводку на монтажной плате.Есть много более чистых способов его создания, чем этот, и я рекомендую вам воспользоваться одним из них. Однако это прекрасно работает. При создании этого источника питания было бы разумно прикрепить какой-либо радиатор к регуляторам напряжения 78xx. Эту конструкцию можно довольно легко изменить для обеспечения регулируемого выходного напряжения с помощью регулятора напряжения LM317 вместо или в дополнение к указанным регуляторам напряжения. Заземлив центральный отвод вторичной обмотки трансформатора (при условии, что у вас есть трансформатор с центральным отводом), взяв положительный и отрицательный выводы от мостового выпрямителя и используя регуляторы отрицательного напряжения серий LM79xx и / или LM337, ваш источник питания может обеспечивать регулируемые отрицательные напряжения.

Полная схема блока питания. Vin Marshall

Готовый продукт выглядит так:

Внутри блока питания. Vin Marshall

Базовая таблица источников питания переменного и постоянного тока

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Примечания:

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом. С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу.Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока. Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.

Еще одна причина для использования этого метода практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени делают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся. Обсудите эти проблемы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать.Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!

Примечание для инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах.Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планируют, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, когда студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичные исследования , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электротехники / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их ученики применяли высшую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставьте своих учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

Простой настольный блок питания, который может построить любой!

Скачать PDF YouTube

Сегодня мы сконструируем очень простой настольный блок питания.Это полезное устройство, которое найдет дом на любом рабочем месте. Его также очень легко построить, что делает его идеальным проектом для начинающих.

Лучше всего, что эта конструкция не требует возиться с любым высоким напряжением. Он безопасен и прост в сборке благодаря использованию сборных модулей и избыточного блока питания ноутбука.

Одним из важнейших элементов оборудования любого рабочего места для электроники является источник питания. Источник регулируемого постоянного напряжения — это то, что нужно каждому экспериментатору.

Чаще всего в цифровой электронике используются напряжения 5, 3,3 и 12 вольт. Есть много разных способов получения этих напряжений, в том числе обычные источники питания USB, которые вырабатывают 5 вольт.

Если вы ищете простое в сборке устройство, которое выводит все эти стандартные напряжения, мы уже создали блок питания, использующий старый компьютерный блок питания ATX. Это был хороший прибор, я даже добавил к нему амперметр, чтобы я мог измерять ток.И в большинстве случаев это все, что вам действительно нужно.

Однако бывают случаи, когда вам нужно «необычное» напряжение. Возможно, вы разрабатываете схему, которая в конечном итоге будет работать от батарей, и вам нужно имитировать батарею на 6, 7,4 или 9 вольт. Или вам может понадобиться второй блок питания.

Дизайн, который я придумал, очень легко построить, любой, у кого есть минимальные навыки электронного строительства, не должен иметь проблем с его сборкой. И вам не нужно строить точно такой же блок, который я создал, вы можете использовать принципы проектирования, показанные здесь, для создания блока питания, который будет адаптирован для любого приложения.

Приступим!

Источник питания на заказ

Вот посмотрите на блок питания, который я построил. И я покажу вам, как можно построить такой же. Но вам не обязательно.

Вы также можете использовать простые методы проектирования, которые я покажу вам, для создания нестандартного источника питания. С переменным выходом или без него. С другим фиксированным напряжением или без фиксированного напряжения.

На самом деле я собираю другой блок питания с четырьмя фиксированными выходными напряжениями для моей камеры, чтобы избавиться от четырех отдельных блоков питания, которые я сейчас использую, когда снимаю свои видео.И я буду использовать ту же технику.

Создан с заботой о безопасности

Одна вещь, о которой вы должны быть очень внимательны при создании любого источника питания, — это высокое напряжение на линии (или «сети»).

Переменный ток в вашем доме составляет от 110 до 240 вольт, и он может убить вас, если вы соприкоснетесь с ним! Ошибка проводки может привести к возгоранию или стать причиной «горячего» металлического корпуса, что превратит самодельный блок питания в смертоносное оружие.

В этой конструкции нет необходимости обрабатывать сетевое напряжение. Вы будете работать только с низковольтным постоянным током. Это безопасная конструкция, даже если вы только новичок.

Мы свершим эту «магию», используя то, что у вас, вероятно, уже есть в ящике для мусора или хранится в ящике в шкафу.

И, в качестве бонуса, ваш блок питания будет иметь надлежащую сертификацию для работы с сетевым напряжением без нарушения вашего полиса страхования жилья.

Переработанные детали

«Загадочная деталь», лежащая в основе конструкции наших блоков питания, — это не что иное, как силовой «кирпичик» от старого ноутбука!

Эти «блоки» обычно выдают около 19 вольт, и большинство из них имеют приемлемую токовую нагрузку. Это особенно актуально для старых устройств, предназначенных для 15- и 17-дюймовых ноутбуков, они требовали приличного количества тока.

Я использую старый компьютер HP, который был куплен в 2008 году. Компьютер больше не работает, но его блок питания получил новую жизнь!

Детали блока питания

Наряду с «кирпичиком» блока питания, который я только что описал, эта конструкция упрощена за счет использования модулей понижающего преобразователя.

Я рассмотрел некоторые из этих модулей в статье и видео о Powering Your Projects, которые я сделал. Модули, которые я использовал, не рассматривались в этом контенте, и, поскольку есть сотни таких модулей, вам не обязательно использовать те же, что и я.

Вот детали, которые я использовал в своей простой конструкции блока питания.

Блок питания для ноутбуков

Как упоминалось выше, мой блок питания пришел от ноутбука HP.Конечно, вы можете использовать другой, на самом деле, я ожидаю, что вы это сделаете.

Вот несколько особенностей, на которые следует обратить внимание при выборе блока питания:

• Напряжение — Обычное напряжение 19 вольт, что я и использовал. Другое распространенное выходное напряжение — 15 вольт, что также было бы приемлемо. Все, что ниже, ограничит диапазон выходных напряжений, которые вы получите. Обычно вам нужен адаптер, который может обеспечить как минимум на 2 вольта больше, чем максимальное желаемое выходное напряжение.
• Текущий — Чем больше, тем лучше. Мой кирпич рассчитан на 5 ампер, ищите тот, который может выдавать не менее 3 ампер. Следует отметить, что некоторые из этих устройств, особенно от компьютеров других производителей, на самом деле не могут выводить столько, сколько они заявляют. По сути, здесь чем выше, тем лучше.
• Вход — Конечно, он должен быть способен принимать ваше сетевое напряжение с подходящей вилкой. Большинство этих устройств являются «универсальными», так что обычно это не проблема.А если это один из ваших старых компьютеров, значит, у него уже есть подходящая вилка питания.
• Выходной разъем — В идеале в вашем устройстве должен использоваться штекер, для которого можно найти ответное гнездо. В противном случае придется припаивать новую вилку. Если вам все же нужно его заменить, я рекомендую использовать коаксиальный «цилиндрический» штекер питания 2,1 мм или 2,5 мм, так как они очень распространены и их легко найти.

Ноутбуки — не единственные устройства, в которых используются блоки питания, подходящие для этой конструкции, вы также можете найти некоторые старые принтеры, у которых они есть.Если у вас еще нет одного чека с друзьями и семьей, или просмотрите несколько гаражных распродаж или излишков магазинов. Скорее всего, у вас не возникнет проблем с его получением.

Модули понижающего преобразователя

Недорогие модули понижающего преобразователя — вот что делает возможным этот проект. Они снимают с себя всю тяжелую работу по созданию стабильного регулятора напряжения и намного эффективнее линейных устройств.

Я использовал пару модулей понижающего преобразователя для создания этого источника питания.

DROK 180081 Стабилизатор понижающего регулятора напряжения с числовым программным управлением

Я купил этот модуль на Amazon, и он является сердцем моего блока питания.

Это устройство рассчитано на входное напряжение 6-55 вольт и выходное напряжение 0-50 вольт. Поскольку я подаю только 19 вольт, максимальная выходная мощность составляет около 17 вольт.

Это действительно хорошее устройство с функцией памяти для хранения ряда предустановленных уровней выходного напряжения. Это очень удобная функция, если у вас есть обычные напряжения, которые вам нужно часто использовать.

Он использует поворотный энкодер для установки напряжения с шагом 0,01 вольт. Цветной дисплей показывает напряжение, ток и мощность, а также уровень входного напряжения.

Мне нравится этот модуль, потому что с ним очень легко работать. Он имеет пару соединений для входной мощности и еще одну пару для выходной мощности.

Вы можете заметить, что есть некоторые похожие модели, которые включают отдельную плату с вентилятором, есть также другие модели, которые могут принимать сетевое напряжение напрямую. Поскольку я пытаюсь избежать необходимости работать напрямую с сетевым напряжением, я решил не использовать их.

Я посмотрел на некоторые другие преобразователи переменного тока с дисплеями, и наконец основал дизайн на этом, поскольку он имеет очень привлекательную переднюю панель, которая придаст вашему источнику питания профессиональный вид.

LM2596 Понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный

LM2596 — очень популярная микросхема понижающего преобразователя, которая используется во многих недорогих модулях регуляторов. Модули, которые я выбрал (которые я также получил от Amazon), были чрезвычайно недорогими, я купил комплект из 10 штук, и они стоят около 1,50 доллара США за штуку

.

Выбранные мной модули принимают входное напряжение от 3 до 40 вольт и выдают на выходе от 1,5 до 35 вольт. Максимальный ток 3 ампера.

Устройства оснащены многооборотным потенциометром, который используется для регулировки выходного напряжения.В моем случае я установил для модуля выходное напряжение 5 вольт, поскольку я решил, что было бы неплохо иметь выход 5 вольт, а также переменный.

Эти модули очень просты в использовании. У них есть два контакта для входа постоянного тока и два контакта для выхода.

Шасси и другие детали

Блок питания и понижающие преобразователи являются основными компонентами блока питания, но для выполнения этой работы вам также понадобятся несколько других деталей.

Вот некоторые из других предметов, которые вам понадобятся:

• Шасси — Я купил проектное пластиковое шасси размером 165 мм x 120 мм x 68 мм, но, конечно, вы можете использовать любую коробку, способную вместить ваши компоненты.Вы можете даже напечатать корпус на 3D-принтере, если у вас есть возможности. Я выбрал пластик, потому что его легко резать и сверлить.
• Штыри для крепления — Вам потребуется набор столбиков для крепления для каждой выходной мощности. В моем дизайне с фиксированным и переменным выходом я выбрал два черных столбика (для заземления или отрицательного вывода), а также красный и желтый.
• Разъем питания — Он должен соответствовать вилке на вашем блоке питания. В некоторых блоках питания используются странные вилки, которые трудно найти, поэтому вам, возможно, придется поменять местами 2 штекера.1 или 2,5 мм джек, так как они очень распространены. Лучше всего подойдет блок, устанавливаемый на шасси.
• Стойки — Вам понадобится пара стоек, чтобы удерживать фиксированный регулятор. В понижающих преобразователях, которые я использовал, есть гнезда для винтов диаметром 3 мм, поэтому я использовал стойки на 3 мм.
• Провод — Потребуется какой-нибудь соединительный провод, лучше 22 калибра. Я обнаружил, что с одножильным проводом легче работать, но вы также можете использовать многожильный. Я бы посоветовал выбрать два разных цвета, чтобы избежать пересечения отрицательного и положительного.

Вам также понадобится припой, паяльник, отвертки, гаечные ключи, плоскогубцы и дрель с битами. То, что у вас, вероятно, уже есть.

Конструкция блока питания

Теперь, когда вы собрали все свои детали и инструменты, пора построить наш блок питания! Я предполагаю, что вы собираете тот же источник питания, что и я, но если это не так, вы можете просто изменить инструкции в соответствии со своими конкретными требованиями.

Как видно из схемы, подключение очень простое.Вы буквально отправляете напряжение от блока питания на входы понижающих преобразователей, а затем отправляете выходы преобразователя на клеммы.

Как я сказал с самого начала, это очень простой проект!

Перед тем, как соединить все вместе, я использовал свой существующий блок питания для тестирования отдельных модулей. Я использовал резистор на 18 Ом и 10 Вт в качестве нагрузки и подавал 19 вольт на вход каждого преобразователя. Затем я измерил выходной сигнал мультиметром.

Конечно, вы можете использовать блок питания вместо настольного источника питания, особенно если у вас его еще нет (что вполне может быть причиной того, что вы строите этот).

Я испытал угловой энкодер на понижающем преобразователе переменной и посмотрел результат на своем мультиметре. Казалось, это сработало очень хорошо.

Затем я переключился на «фиксированный» преобразователь и повернул многооборотный потенциометр так, чтобы он давал на выходе 5 вольт.

Детали все рабочие и готовы к сборке.

Строительство источника питания

Прежде чем я смог все подключить, я должен был подготовить шасси. Я просверлил отверстия на передней панели для крепежных столбов, а затем с помощью дрели и ножа вырезал отверстие для модуля переменного понижающего преобразователя.

Открытие, по общему признанию, грубое, но лицевая панель на модуле это прекрасно скрывает.

Еще я просверлил отверстие на задней панели для разъема питания. Вы также можете добавить сюда выключатель, если хотите, я решил не делать этого, так как это простой вопрос — просто «вытащить вилку», когда я хочу все выключить.

Наконец, я просверлил несколько отверстий для стоек, чтобы закрепить меньший модуль понижающего преобразователя.

Подключение всего оборудования

Я обнаружил, что отверстия на моих «фиксированных» понижающих преобразователях могут принимать два сплошных провода сечением 22 г, поэтому я скрутил провода вместе и вставил их в отверстие.Как раз подошли, и я спаял соединения.

В качестве альтернативы вы можете выбрать параллельное соединение входных соединений на разъеме для понижающего преобразователя переменной частоты, поскольку в нем используются винтовые клеммы.

Я использовал наконечники, входящие в комплект клемм, и припаял к ним выходные провода постоянного тока от каждого понижающего преобразователя. Модуль переменного понижающего преобразователя с дисплеем поставляется с винтовым разъемом, который отсоединяется от модуля. Это позволяет вам все подключить, а затем подключить модуль позже.

После того, как все было подключено, я прикрепил штекер силового цилиндра к задней панели с помощью прилагаемого оборудования. Убедитесь, что не забыли стопорную шайбу, так как это предотвратит ослабление сборки.

Конструкция передней панели состоит из установки крепежных стержней, при этом вторую гайку оставляют в стороне для последующего прикрепления выступов.

Модуль переменного понижающего преобразователя просто встает на место, если вы правильно прорезали отверстие! К сожалению, производитель не предоставил монтажный шаблон, поэтому я использовал штангенциркуль и линейку, чтобы понять это.

Если вы получите тот же модуль, что и я, вырез по сути представляет собой прямоугольник размером 71,5 x 39,2 мм, по крайней мере, так мне сказали мои цифровые штангенциркуль.

Затем я прикрепил фиксированный понижающий преобразователь к стойкам и проверил все соединения. Пора собрать шасси!

Herse еще один вид всех частей после того, как проводка сделана, но до того, как все было смонтировано.

Вы можете увидеть, как проушины прикрепляются к задней части крепежных столбов с помощью прилагаемых дополнительных гаек.Хорошо затяните эти гайки.

Теперь вы можете защелкнуть панели на месте, сдвинув переднюю и заднюю панели вместе. Однако не закрывайте все герметично, так как мы хотим протестировать и отрегулировать наш блок питания, прежде чем закрывать корпус.

Тщательно осмотрите все, а затем переходите к фазе тестирования.

Тестирование и устранение неисправностей

Предполагая, что вы были осторожны с проводкой, теперь у вас должен быть исправный блок питания.Возможно, вы захотите точно настроить фиксированное выходное напряжение модуля.

Перед тем, как что-либо подключить к розетке, неплохо было бы выполнить несколько проверок целостности с помощью мультиметра, чтобы убедиться в отсутствии коротких замыканий или ошибок проводки. Если вы потратите немного времени на повторную проверку вещей, это избавит вас от лишних разочарований!

Получите ту же тестовую нагрузку, которую вы использовали раньше, и подключите ее к выходу 5 В вместе с мультиметром в режиме напряжения. Отрегулируйте многооборотный потенциометр на фиксированном модуле, чтобы получить как можно ближе к 5 вольт.

Переместите тестовую нагрузку и мультиметр на переменный выход. Поэкспериментируйте с элементами управления и убедитесь, что ваше выходное напряжение соответствует отображению на вашем измерителе.

Возможно, сейчас самое время просмотреть инструкцию к модулю и узнать, как использовать его функции памяти. Похоже, это довольно способное устройство.

Когда вы будете довольны работой вашего нового блока питания, вы можете выключить его и закончить сборку корпуса. В моем пластиковом корпусе для этого нужно было положить верхнюю часть корпуса, надеть ее на переднюю и заднюю панели, а затем защелкнуть.

Четыре длинных винта удерживают монтажные ножки и используются для крепления верхней и нижней части корпуса. Затяните их, и блок питания готов.

Теперь у вас есть новый блок питания для вашего рабочего места!

Поиск и устранение неисправностей

Наиболее вероятная причина плохой работы с этой конструкцией блока питания — слабый блок питания. Если вам удастся заполучить несколько из них, вы можете обнаружить, что один работает лучше, чем другие.

Если вы не получаете выходной сигнал от одного регулятора, но имеет выход на другом, перепроверьте вашу проводку.Вы также можете легко удалить переменный модуль благодаря разъему uts, чтобы помочь вам изолировать проблему.

Доступ к сильноточному настольному источнику питания для временного использования в качестве входа также может быть полезен.

В большинстве случаев вам вообще не нужно устранять неполадки, и все будет работать отлично. И затем вы можете похвалить себя за создание полезного прототипа и испытательного оборудования самостоятельно.

Заключение

Итак, у вас есть простой способ быстро создать полезный источник питания, который можно легко адаптировать к вашим требованиям.

Усовершенствованиями к базовому источнику питания могут быть светодиод питания на 5-вольтовом выходе и, конечно же, соответствующий понижающий резистор (220 — 470 Ом звучит хорошо). И вы можете добавить переключатель питания, чтобы вы могли быстро отключить питание.

Так что получайте удовольствие, перерабатывая и переделывая старые компьютерные блоки питания в настольные блоки питания собственной уникальной конструкции!

Ресурсы

PDF-версия — PDF-версия этой статьи, отлично подходит для печати и использования на рабочем месте.

Связанные

Сводка

Название статьи

Простой настольный блок питания, который может построить любой!

Описание

Создайте простой и безопасный настольный блок питания, перепрофилировав старый блок питания ноутбука вместе с некоторыми высокотехнологичными модулями понижающего преобразователя.

Автор

Мастерская Dronebot

Имя издателя

Мастерская Dronebot

Логотип издателя

Цепь источника питания 12 В постоянного тока

ТЕОРИЯ РАБОТЫ, СХЕМА, СХЕМА ПЛАТЫ

ОПИСАНИЕ.

На приведенной ниже принципиальной схеме показана простая тривиальная недорогая схема импульсного источника питания постоянного тока 12 В постоянного тока 50 Вт, работающая в автономном режиме. Его можно использовать для домашних проектов DIY или для изучения работы обратных преобразователей. Этот блок питания может работать в универсальном диапазоне входной линии переменного тока 90-264 В переменного тока. Он обеспечивает номинальное выходное напряжение 12 В постоянного тока при нагрузке более 4 А. Регулировка линии и нагрузки лучше 0,5%.
Устройство имеет защиту от перегрузки по току, перегрева и перенапряжения, а также пассивное ограничение пускового тока.Пульсации на выходе составляют примерно 0,2 В от пика до пика в диапазоне от 0 до 20 МГц. Если вам нужно уменьшить пульсации, вы можете установить дополнительный выходной конденсатор или LC-фильтр вне контура обратной связи. Этот проект представляет собой модификацию схемы 24 В, которую я разработал много лет назад в качестве консультанта для небольшой компании. Эта компания хотела заменить подключаемый модуль на дешевый стандартный источник питания переменного тока в постоянный, у которого было долгое время выполнения заказа. К тому времени, когда я закончил дизайн и построил прототип, они нашли готовую деталь в другом месте на складе.Таким образом, они так и не приступили к производству этого модуля. Соответственно, я не тестировал эту конструкцию, кроме базового DVT. Вы можете построить эту схему для личного использования (конечно, на свой страх и риск). Но вам не разрешается где-либо повторно публиковать содержимое этой страницы или использовать его в коммерческих целях без моего разрешения.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ О БЕЗОПАСНОСТИ.

Для безопасного тестирования или поиска неисправностей в этой цепи рекомендуется запитать ее через изолирующий трансформатор или от изолированного источника переменного тока. Также обратите внимание, что автономный однотранзисторный обратноходовой преобразователь генерирует внутренние напряжения, которые могут достигать 600 В.Не пытайтесь играть с этой схемой, если вы не достигли совершеннолетия, не разбираетесь в силовой электронике и не знаете, как безопасно обращаться с высоким напряжением. Вы можете пройти нашу быструю викторину по безопасности источников питания.

СХЕМА:

РАБОТА С ЦЕПЕЙ.

В этом источнике питания переменного тока в постоянный используется обратный ход, который представляет собой простейшую топологию преобразователя SMPS. Он использует МОП-транзистор 800 В / 11 А (Q1) в качестве коммутирующего устройства и ШИМ-контроллер UC3844AN (U3). Входная секция включает предохранитель, фильтр электромагнитных помех, NTC-резистор R1, ограничивающий пусковой ток, полный мостовой выпрямитель CR1 и конденсатор C2 фильтра шины постоянного тока.
Начальный пусковой ток для ИС с ШИМ обеспечивается «стекающими» резисторами R7, R8, которые пропускают небольшой ток, который заряжает конденсатор C7 Vcc. Когда вывод Vcc U3 достигает положительного порога блокировки при пониженном напряжении (обычно 14–16 В), ИС начинает работать и будет включать и выключать переключатель Q1 через резистор управления затвором R4 с фиксированной частотой (в этой схеме это 100 кГц). Когда Q1 включается, напряжение шины постоянного тока подается на первичную обмотку трансформатора T1, ток через первичную обмотку трансформатора нарастает, а энергия накапливается в магнитном поле трансформатора.Диоды D4 и D7 в течение этого временного интервала имеют обратное смещение. Когда Q1 выключается, энергия, запасенная в магнитном поле, заставляет напряжения на всей обмотке менять полярность. В результате выходные выпрямители D4 и D7 проводят ток, и накопленная энергия передается на выход и в цепь смещения. После запуска преобразователя смещение для управляющей ШИМ поступает от обмотки смещения трансформатора.
Контур управления с обратной связью вторичной стороны использует прецизионный шунтирующий стабилизатор D1 TL431 как в качестве опорного сигнала, так и в качестве усилителя ошибки.Он сравнивает разделенное выходное напряжение с внутренним опорным напряжением D1 2,5 В. Оптопара U1 подает ток, пропорциональный сигналу ошибки, через границу гальванической развязки трансформатора обратно в первичный ШИМ. Если точное регулирование выхода не требуется, обратная связь может быть взята из напряжения смещения на C9 и подана через делитель на вывод обратной связи 2.
Первичный ток в T1 измеряется резистором R6. Это напряжение измерения тока подается через фильтр пиковых значений на клемму датчика тока U3, где оно сравнивается с уменьшенным сигналом ошибки на выводе компенсации 1.Когда линейное изменение напряжения считывания тока достигает 1/3 × (V _pin1 -1), импульс прекращается, и Q1 отключается.
Стабилитрон D6 с оптопарой U2 обеспечивает защиту от перенапряжения на выходе без фиксации.
Термовыключатель отключает источник питания, когда температура на радиаторе MOSFET превышает 95-100 ° C.

Вот полная спецификация. Отметим, что он был составлен более десяти лет назад. Некоторые номера деталей могут потребовать замены.

ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА:

СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР
Конструкция трансформатора может выглядеть необычно.Обратите внимание, что обратный трансформатор работает как индуктор: он накапливает энергию в магнитном поле в течение периода включения Q1. Затем он передает его (за вычетом потерь) во вторичные обмотки в течение периода выключения Q1. Для эффективного хранения энергии с минимальным физическим размером, немагнитный зазор необходим последовательно с материалом магнитного сердечника с высокой магнитной проницаемостью. В конструкции обратноходового трансформатора обычно используются ферритовые сердечники с физическим зазором или порошковые металлические сердечники с естественным распределенным зазором.Ферриты с зазором обычно имеют более низкие потери, но у них крутая кривая насыщения. Порошковые сердечники имеют более высокие потери, но их кривая B (H) мягкая. Среди других форм-факторов тороидальные трансформаторы имеют самую низкую индуктивность рассеяния. В данном БП трансформатор выполнен на порошковом тороидальном сердечнике KoolM. Правильная фазировка обмотки имеет решающее значение в обратноходовых преобразователях, как и во всех несимметричных преобразователях. Если обмотки перепутаны по фазе, схема не будет работать или может просто взорваться. Обратитесь к приведенной выше схеме и схеме обмотки для правильной установки трансформатора.Все катушки в этой конструкции должны быть сделаны из проволоки с двумя или более слоями тефлоновой изоляции, чтобы обеспечить усиленную изоляцию между первичной и вторичной обмотками. См. Также соответствующие страницы: Совместимость разъемов питания компьютера; Схема ИИП и теория работы.

Схема двойного источника питания + 12В и -12В

Целью этого проекта является преобразование источника переменного тока 220В в источник питания +12В и -12В постоянного тока , поэтому он назван Dual Power Supply , как мы получить одновременно положительный и отрицательный источник питания 12 В.

Этого можно достичь за три простых шага:

1. Во-первых, 220 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока с помощью простого понижающего трансформатора (220 В / 12 В).
2. Во-вторых, выходной сигнал этого трансформатора подается на схему выпрямителя, которая преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока. На выходе схемы выпрямителя, которая является постоянным током, наблюдаются колебания выходного напряжения. Для фильтрации этих пульсаций используется конденсатор 2200 мкФ, 25 В.
3. Наконец, выходной сигнал конденсатора, являющийся чистым постоянным током, подается на регуляторы напряжения IC 7812 и IC7912, которые будут регулировать выходное напряжение на 12 В и -12 В постоянного тока, несмотря на изменение входного напряжения.

Требуемые компоненты:

• Трансформатор с центральным ответвлением (220В / 12В)
• Силовые диоды (6А) — 4 шт.
• Конденсатор (2200 мкФ, 25 В) — 2 шт.
• Регулятор напряжения (IC 7812 и 7912)
• Тумблер
• Нагрузка постоянного тока (двигатель постоянного тока)

Принципиальная схема:

Создание двойной цепи питания:

Шаг-I: преобразование 220 В переменного тока в 12 В переменного тока с помощью понижающего трансформатора

Первичные выводы трансформатора с центральным ответвлением подключены к бытовой электросети (220 В, переменного тока, , 50 Гц), а выход осуществляется от вторичных выводов трансформатора.Центральное ответвление описывает выходное напряжение трансформатора с центральным ответвлением. Например: трансформатор с центральным ответвлением 24 В будет измерять 24 В переменного тока на двух внешних отводах (обмотка в целом) и 12 В переменного тока от каждого внешнего отвода до центрального отвода (половина обмотки). Эти два источника питания 12 В, переменного тока, , сдвинуты по фазе на 180 градусов друг к другу, что упрощает получение из них положительного и отрицательного 12-вольтных источников питания постоянного тока и . Преимущество использования трансформатора с центральным ответвлением состоит в том, что мы можем получить питание как + 12В, так и -12В постоянного тока , используя только один трансформатор.

ВХОД : 220 В переменного тока , 50 Гц

ВЫХОД : Между внешней клеммой и средней клеммой: 12 В, переменного тока, 50 Гц

Между двумя внешними клеммами: 24 В перем. 50 Гц

Шаг — II: Преобразование 12 В переменного тока в 12 В постоянного тока с помощью мостового выпрямителя

Две внешние клеммы трансформатора с центральным ответвлением подключены к схеме мостового выпрямителя.Схема выпрямителя представляет собой преобразователь, который преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока . Обычно он состоит из диодных переключателей, как показано на принципиальной схеме.

Чтобы преобразовать переменного тока в постоянного тока , мы можем сделать два типа выпрямителей: один — полумостовой выпрямитель, а второй — полный мостовой выпрямитель. В полумостовом выпрямителе выходное напряжение составляет половину входного напряжения. Например, если входное напряжение составляет 24 В, то выходное напряжение постоянного тока и составляет 12 В, а количество диодов, используемых в этом типе выпрямителя, равно 2.В полномостовом выпрямителе количество диодов равно 4, и он подключен, как показано на рисунке, а выходное напряжение совпадает с входным.

Здесь используется полный мостовой выпрямитель . Таким образом, количество диодов равно 4, входное напряжение (24 В, переменного тока, ) и выходное напряжение также равно 24 В, постоянного тока, , с колебаниями в нем.

Для выходного напряжения полного мостового выпрямителя,

V  DC  = 2Vm / Π, где Vm = пиковое значение напряжения питания переменного тока, а Π Pi 

Форма сигнала входного и выходного напряжения полного мостового выпрямителя показана ниже.

В этой схеме двойного источника питания диодный мостовой выпрямитель состоит из четырех силовых диодов на 6 А. Номинал этого диода 6А и 400В. Нет необходимости использовать такое количество диодов с высокой токовой нагрузкой, но из соображений безопасности и гибкости используется диод с высокой токовой нагрузкой. Как правило, из-за скачков тока возможно повреждение диода, если мы используем диод с малым током.

Выход выпрямителя не чистый dc , но он содержит пульсации.

ВХОД: 12 В переменного тока

ВЫХОД: 24 В пик (с волнами)

Шаг III: Отфильтруйте рябь на выходе:

Теперь выход 24V dc , который содержит пульсации от пика до пика, нельзя подключать напрямую к нагрузке. Так, чтобы убрать рябь с питанием , используются конденсаторы фильтра. Теперь используются два фильтрующих конденсатора номиналом 2200 мкФ и 25 В, как показано на принципиальной схеме.Соединение обоих конденсаторов таково, что общий вывод конденсаторов подключается непосредственно к центральному выводу центрального трансформатора с ответвлениями. Теперь этот конденсатор будет заряжен до 12 В постоянного тока , поскольку оба подключены к общей клемме трансформатора. Кроме того, конденсаторы удаляют пульсации от источника постоянного тока и дают чистый выходной сигнал постоянного тока . Но выход обоих конденсаторов не регулируется. Итак, чтобы сделать питание регулируемым, выходные конденсаторы передаются на микросхемы регулятора напряжения, что объясняется в следующем шаге.

ВХОД: 12 В постоянного тока (с волнами, не чисто)

ВЫХОД: Напряжение на конденсаторе C _{1 =} 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока, , но не регулируемый)

Напряжение на конденсаторе C _{2 =} 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока, , но не регулируемый)

Шаг-IV: Отрегулируйте источник питания постоянного тока 12 В

Следующим важным моментом является регулировка выходного напряжения конденсаторов, которое в противном случае будет изменяться в соответствии с изменением входного напряжения.Для этого в зависимости от требований к выходному напряжению используются микросхемы стабилизатора . Если нам нужно выходное напряжение +12 В, то используется IC 7812. Если необходимое выходное напряжение + 5В, то используется 7805 IC. Последние две цифры IC обозначают номинальное выходное напряжение. Третья последняя цифра показывает положительное или отрицательное напряжение. Для положительного напряжения (8) и для отрицательного напряжения (9) используется число. Таким образом, IC7812 используется для регулирования напряжения +12 В, а IC7912 — для регулирования напряжения -12 В.

Теперь соединение двух микросхем выполняется, как показано на принципиальной схеме.Клемма заземления обеих ИС соединена с клеммой центрального отвода трансформатора для создания опорного сигнала. Теперь выходные напряжения измеряются между выходной клеммой и клеммой заземления для обеих ИС.

ВХОД: 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока , но не регулируемый)

ВЫХОД: + 12V dc между выходной клеммой 7812 и землей (чистый dc и регулируемый)

-12 В постоянного тока между выходной клеммой 7912 и землей (чистый постоянного тока и регулируемый)

Применение двойной цепи питания:

• Операционным усилителям требуется два источника питания (обычно один положительный источник и один отрицательный источник), потому что операционный усилитель должен работать при обеих полярностях входящего сигнала.Без отрицательного источника операционный усилитель не будет работать во время отрицательного цикла сигнала. Таким образом, выход этой сигнальной части будет «ограничен», то есть сам останется на земле; что явно не рекомендуется.
• Если в качестве нагрузки используются двигатели постоянного тока, то для +12 В он будет вращаться по часовой стрелке, а для -12 В он будет вращаться в противоположном направлении. Например, двигатели, которые используются в игрушках (автомобиль, автобус и т. Д.), Будут двигаться вперед при напряжении +12 В и двигаться назад при напряжении -12 В.Мы показали вращение двигателя в обоих направлениях, используя эту схему двойного источника питания, в видео ниже .

Проверьте нашу другую схему источника питания :

Как построить преобразователь питания с 120 В переменного тока в 12 В постоянного тока

Создание простого блока питания постоянного тока 12 В — отличный проект для новичков в электронике. Вы можете сделать его из нескольких недорогих компонентов и, когда закончите, использовать его для зарядки батарей, силовых цепей или запуска двигателей.Схема состоит из трансформатора, выпрямителя, преобразующего переменный ток в постоянный, и конденсатора. Сборка преобразователя мощности занимает от одного до двух часов.

1. Найдите на трансформаторе проушины первичной и вторичной обмоток; они обычно находятся на противоположных сторонах устройства. Поместите трансформатор на монтажную плату так, чтобы выступы первичной обмотки свешивались над левым краем платы или находились очень близко к ней.

2. Прикрепите трансформатор к монтажной плате с помощью винтов №6, шайб и гаек.Трансформатор имеет монтажные отверстия в металлическом каркасе. Возможно, вам придется просверлить небольшие отверстия в доске кончиком ножа для хобби или сверла, чтобы оно подошло к оборудованию.

3. Припаяйте концы медных проводов сетевого шнура к наконечникам первичной обмотки трансформатора, по одному проводу к каждому наконечнику. Когда ушки остынут, обмотайте их изолентой.

4. Поместите двухполупериодный выпрямитель на монтажную плату так, чтобы два вывода, помеченные знаком «~», вплотную совпали с выводами вторичной обмотки трансформатора.Символ «~» указывает на входы переменного тока выпрямителя; два выходных провода помечены «+» и «-» для положительного и отрицательного выхода постоянного тока. Припаяйте выводы выпрямителя к выводам вторичной обмотки, по одному выводу к каждому выводу. Если трансформатор имеет три вывода вторичной обмотки, игнорируйте средний.

5. Проденьте выводы конденсатора через отверстия в монтажной плате так, чтобы отрицательный вывод конденсатора совпал с выводом «-» выпрямителя. Припаяйте два отрицательных вывода вместе. Припаяйте положительный вывод конденсатора к положительному выводу выпрямителя.При необходимости обрежьте лишний провод с помощью приспособлений для зачистки проводов.

6. Отрежьте два 12-дюймовых куска соединительного провода 22-го калибра и снимите 1/2 дюйма изоляции с обоих концов каждого провода.