Site Loader

Содержание

Делаем импульсный блок питания на UC3842 своими руками

При создании какого-либо устройства может возникнуть проблема создания простого и надежного источника питания. Один из вариантов — импульсный источник питания.

Сегодня много простых схем импульсных блоков питания на минимальном количестве не дефицитных элементов.

В статье, ниже предлагаем описание одного из вариантов простого импульсного блока питания на недорогой микросхеме UC3842.

Схема реализована на основе микросхемы UC3842. Эта микросхема получила широкое распространение, начиная со второй половины 90-х годов. На ней реализовано множество различных источников питания для телевизоров, факсов, видеомагнитофонов и другой техники. Такую популярность UC3842 получила благодаря своей малой стоимости, высокой надежности, простоте схемотехники и минимальной требуемой обвязке.

Принципиальная схема импульсного источника питания на мс UC3842 (КА3842)

На входе блока питания, расположен сетевой выпрямитель напряжения, включающий плавкий предохранитель FU1 на ток 5 А, варистор Р1 на 275 В для защиты блока питания от превышения напряжения в сети, конденсатор С1, терморезистор R1 на 4,7 Ом, диодный мост VD1…VD4 на диодах FR157 (2 А, 600 В) и конденсатор фильтра С2 (220 мкФ на 400 В).

Терморезистор R1 в холодном состоянии имеет сопротивление 4,7 Ом, и при включении питания ток заряда конденсатора С2 ограничивается этим сопротивлением. Далее резистор разогревается за счет проходящего через него тока, и его сопротивление падает до десятых долей ома. При этом он практически не влияет на дальнейшую работу схемы.

Резистор R7 обеспечивает питание ИМС в период запуска блока питания. Обмотка II трансформатора Т1, диод VD6, конденсатор С8, резистор R6 и диод VD5 образуют так называемую петлю обратной связи (Loop Feedback), которая обеспечивает питание ИМС в рабочем режиме, и за счет которой осуществляется стабилизация выходных напряжений. Конденсатор С7 является фильтром питания ИМС. Элементы R4, С5 составляют времязадающую цепочку для внутреннего генератора импульсов ИМС.

Резистивный делитель R2, R3 задает напряжение, вырабатываемое петлей обратной связи, на входе усилителя ошибки, другими словами, определяет напряжение стабилизации. Элементы R5, С6 необходимы для компенсации. АЧХ усилителя ошибки. Резистор R9 — токоограничивающий, резистор R13 защищает полевой транзистор VT1 в случае обрыва резистора R9. Резистор R11 является измерительным для определения тока через транзистор VT1. Элементы R10, C10 образуют интегрирующую цепочку, через которую напряжение с резистора R11, являющееся эквивалентом тока через транзистор VT1, поступает на второй компаратор ИМС. Элементы VD7, R8, С9, VD8, С11 и R12 формируют требуемую форму импульсов, устраняют паразитную генерацию фронтов и защищают транзистор от мощных импульсов напряжения.

Трансформатор преобразователя намотан на ферритовом сердечнике с каркасом ETD39 фирмы Siemens+Matsushita. Этот набор отличается круглым центральным керном феррита и большим пространством для толстых проводов. Пластмассовый каркас имеет выводы для восьми обмоток. Намоточные данные трансформатора приведены в таблице, ниже:

Сборка трансформатора осуществляется с помощью специальных крепежных пружин. Следует обратить особое внимание на тщательность изоляции каждого слоя обмоток с помощью лакоткани, а между обмотками I, II и остальными обмотками следует проложить несколько слоев лакоткани, обеспечив надежную изоляцию выходной части схемы от сетевой. Обмотки следует наматывать способом «виток к витку», не перекручивая провода. Естественно, не следует допускать перехлеста проводов соседних витков и петель.

Выходная часть блока питания представлена на рисунке, ниже. Она гальванически развязана от входной части и включает в себя три функционально идентичных блока, состоящих из выпрямителя, LC-фильтра и линейного стабилизатора. Первый блок — стабилизатор на 5 В (5 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора А2 SD1083/84 (DV, LT). Эта микросхема имеет схему включения, корпус и параметры, аналогичные МС КР142ЕН12, однако рабочий ток составляет 7,5 А для SD1083 и 5 А для SD1084.

Второй блок — стабилизатор +12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора A3 7812 (12 В) или 7815 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС — КР142ЕН8 с соответствующими буквами (Б, В), а также К1157ЕН12/15. Третий блок — стабилизатор -12/15 В (1 А) — выполнен на ИМС линейного стабилизатора. А4 7912 (12 В) или 7915 (15 В). Отечественные аналоги этих ИМС- К1162ЕН12Д5.

Резисторы R14, R17, R18 необходимы для гашения излишнего напряжения на холостом ходу. Конденсаторы С12, С20, С25 выбраны с запасом по напряжению ввиду возможного возрастания напряжения на холостом ходу. Рекомендуется использовать конденсаторы С17, С18, С23, С28 типа К53-1А или К53-4А. Все ИМС устанавливаются на индивидуальные пластинчатые радиаторы с площадью не менее 5 см2.

Конструктивно блок питания выполнен в виде одной односторонней печатной платы, установленной в корпус от блока питания персонального компьютера. Вентилятор и входные сетевые разъемы используются по назначению. Вентилятор подключен к стабилизатору + 12/15 В, хотя возможно сделать дополнительный выпрямитель или стабилизатор на +12 В без особой фильтрации.

Все радиаторы установлены вертикально, перпендикулярно выходящему через вентилятор воздушному потоку.

К выходам стабилизаторов подключены по четыре провода длиной 30…45 мм, каждый комплект выходных проводов обжат специальными пластиковыми зажимами-ремешками в отдельный жгут и оснащен разъемом того же типа, который используется в персональном компьютере для подключения различных периферийных устройств.

Параметры стабилизации определяются параметрами ИМС стабилизаторов. Напряжения пульсаций определяются параметрами самого преобразователя и составляют примерно 0,05% для каждого стабилизатора.

Автор: Семьян А.П.



ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ

П О П У Л Я Р Н О Е:
  • Питание лампы дневного света от АКБ
  • Аварийное освещение гаража, дачи…

    Если у Вас завалялся давно уже ненужный высоковольтный трансформатор от ч/б телевизора ТВС-110ЛА, то на нём и ещё на одном транзисторе можно собрать простейшую схему питания лампы дневного света, можно даже с перегоревшей нитью накала.

    Эта схема представляет собой преобразователь высокого напряжения по типу блокинг — генератора.

    Подробнее…

  • Использование микроконтроллера в лесу и на рыбалке
  • Анализируется возможность построения микромузыкального центра для одного слушателя на базе МК ATTiny15 и плеера DFPlayer MINI c SD-картой на 16 гБ с использованием сервисного программного обеспечения AVR Studio 4.

    Когда у меня была собака Мики, я всегда брал её в лес и зимой и летом. Мики бегал по лесу, рыл норы в надежде докопаться до полевых мышей, громко лаял на белок. Когда его не стало, в лесу стало как то скучно. Так прошло несколько лет.

    Подробнее…

  • Три простых варианта блоков питания
  • Рассмотрим три простых варианта источников питания. Собрать их под силу даже начинающим радиолюбителям. Блоки питания можно приспособить для питания различных радиосхем, устройств  разной мощности и разной полярности. В зависимости какое устройство, схему вам нужно запитать выбираем варианты БП и IC в них.

    Подробнее…


Популярность: 9 594 просм.

Блок питания 12В сделать самому своими руками. Самодельный блок питания: схема

Изготовить блок питания 12В своими руками несложно, но для этого вам потребуется изучить немного теории. В частности, из каких узлов состоит блок, за что отвечает каждый элемент изделия, основные параметры каждого. Также важно знать, какие трансформаторы необходимо использовать. Если нет подходящего, то можно перемотать вторичную обмотку самостоятельно для получения нужного напряжения на выходе. Нелишним будет узнать о методах травления печатных плат, а также про изготовление корпуса блока питания.

Компоненты блока питания

Основной элемент любого блока питания – это понижающий трансформатор. При его помощи происходит снижение напряжения в сети (220 Вольт) до 12 В. В конструкциях, рассмотренных ниже, можно использовать как самодельные трансформаторы с перемотанной вторичной обмоткой, так и готовые изделия, без модернизации. Нужно только учитывать все особенности и проводить правильный расчет сечения провода и количества витков.

Второй элемент по важности – это выпрямитель. Изготовляется он из одного, двух либо четырех полупроводниковых диодов. Все зависит от типа схемы, по которой собирается самодельный блок питания. Например, для реализации удвоения напряжения нужно использовать два полупроводника. Для выпрямления без увеличения достаточно одного, но лучше применить мостовую схему (все пульсации тока сглаживаются). После выпрямителя обязательно наличие электролитического конденсатора. Желательна установка стабилитрона с подходящими параметрами, он позволяет на выходе сделать стабильное напряжение.

Что такое трансформатор

Трансформаторы, используемые для выпрямителей, имеют следующие компоненты:

  1. Сердечник (магнитопровод, изготовленный из металла либо ферромагнетика).
  2. Сетевую обмоту (первичная). Запитывается от 220 Вольт.
  3. Вторичную обмотку (понижающую). Служит для подключения выпрямителя.

Теперь обо всех элементах более подробно. Сердечник может иметь любую форму, но наиболее распространены Ш-образные и U-образные. Реже встречаются тороидальные, но у них специфика иная, чаще применяются в инверторах (преобразователях напряжения, например, из 12 в 220 Вольт), нежели в обычных выпрямительных устройствах. Блок питания 12В 2А целесообразнее делать с использованием трансформатора, имеющего Ш-образный или U-образный сердечник.

Обмотки могут располагаться как друг на друге (сначала первичная, а после вторичная), на одном каркасе, так и на двух катушках. В качестве примера можно привести трансформатор с U-образным сердечником, на котором имеются две катушки. На каждой из них произведена намотка половины первичной и вторичной обмоток. При подключении трансформатора требуется соединять выводы последовательно.

Как произвести расчет трансформатора

Допустим, вы решили намотать вторичную обмотку трансформатора самостоятельно. Для этого вам надо будет узнать величину главного параметра – напряжения, которое можно будет снять с одного витка. Это самый простой способ, которым можно воспользоваться при изготовлении трансформатора. Намного сложнее вычислить все параметры, если требуется намотка не только вторичной, но и первичной обмотки. Необходимо для этого знать сечение магнитопровода, его проницаемость и свойства. Если рассчитывать блок питания 12В 5А самому, то этот вариант получается более точным, нежели подстраиваться под готовые параметры.

Первичную обмотку наматывать сложнее, чем вторичную, так как в ней может быть несколько тысяч витков тонкого провода. Можно упростить задачу и самодельный блок питания изготовить при помощи специального станка.

Чтобы рассчитать вторичную обмотку, нужно намотать 10 витков тем проводом, который планируете использовать. Соберите трансформатор и, соблюдая технику безопасности, подключите его первичную обмотку к сети. Проведите замер напряжения на выводах вторичной обмотки, полученное значение разделите на 10. Теперь число 12 разделите на полученное значение. И получаете количество витков, необходимое для вырабатывания 12 Вольт. Можно добавить немного, чтобы компенсировать падение напряжения (достаточно увеличить на 10%).

Диоды для блока питания

Выбор полупроводниковых диодов, используемых в выпрямителе блока питания, напрямую зависит от того, какие значения параметров трансформатора необходимо получить. Чем больше сила тока на вторичной обмотке, тем мощнее диоды необходимо использовать. Предпочтение стоит отдавать тем деталям, которые изготовлены на основе кремния. Но не стоит брать высокочастотные, так как они не предназначены для использования в выпрямительных устройствах. Их основное предназначение – детектирование высокочастотного сигнала в радиоприемных и передающих устройствах.

Идеальное решение для маломощных блоков питания – это применение диодных сборок, блок питания 12В 5А с их помощью можно разместить в гораздо меньшем корпусе. Диодные сборки — это набор из четырех полупроводниковых диодов. Используются они исключительно для выпрямления переменного тока. Работать с ними гораздо удобней, не нужно делать много соединений, достаточно на два вывода подать напряжение от вторичной обмотки трансформатора, а с оставшихся снять постоянное.

Стабилизация напряжения

После изготовления трансформатора обязательно проведите замер напряжения на выводах его вторичной обмотки. Если оно превышает значение 12 Вольт, то необходимо провести стабилизацию. Даже самый простой блок питания 12В плохо будет работать без этого. Следует учесть, что в питающей сети величина напряжения непостоянна. Подключите вольтметр к розетке и проведите замеры в разное время. Так, например, днем оно может подскочить до 240 Вольт, а вечером опуститься даже до 180. Все зависит от нагрузки на линию электропередач.

Если у вас в первичной обмотке трансформатора изменяется напряжение, то оно будет нестабильно и во вторичной. Чтобы компенсировать это, нужно применить устройства, называемые стабилизаторами напряжения. В нашем случае можно использовать стабилитроны с подходящей величиной параметров (тока и напряжения). Стабилитронов множество, подберите необходимые элементы до того, как делать 12В блок питания.

Существуют и более «продвинутые» элементы (типа КР142ЕН12), которые представляют собой комплект из нескольких стабилитронов и пассивных элементов. Их характеристики намного лучше. Также встречаются и зарубежные аналоги подобных устройств. Необходимо познакомиться с этими элементами до того, как сделать 12В блок питания вы решите самостоятельно.

Особенности импульсных блоков питания

Блоки питания такого типа нашли широкое применение в персональных компьютерах. У них на выходе имеется два значения напряжения: 12 Вольт — для питания приводов дисководов, 5 Вольт — для функционирования микропроцессоров и иных устройств. Отличие от простых блоков питания состоит в том, что на выходе сигнал не постоянный, а импульсный – по форме похож на прямоугольники. В первый период времени сигнал появляется, во второй он равен нулю.

Также имеются отличия и в схеме устройства. Для нормального функционирования самодельный импульсный блок питания нуждается в выпрямлении сетевого напряжения без предварительного понижения его значения (на входе отсутствует трансформатор). Использовать импульсные блоки питания можно как самостоятельные устройства, так и их модернизированные аналоги – аккумуляторные батареи. В итоге можно получить простейший бесперебойник, причем его мощность будет зависеть от параметров блока питания и типа используемых батарей.

Как получить бесперебойное питание?

Блок питания достаточно подключить параллельно аккумуляторной батарее, чтобы при выключении электричества все устройства продолжили работать в нормальном режиме. При подключенной сети блок питания производит зарядку батареи, принцип схож с работой электроснабжения автомобиля. А когда бесперебойный блок питания 12В отключаете от сети, происходит подача напряжения на всю аппаратуру от аккумулятора.

Но бывают случаи, когда необходимо на выходе получить сетевое напряжение 220 Вольт, например, для питания персональных компьютеров. В этом случае потребуется внедрение в схему инвертора – устройства, которое преобразует постоянное напряжение 12 Вольт в переменное 220. Схема оказывается сложнее, нежели у простого блока питания, но собрать его можно.

Фильтрация и отсечение переменной составляющей

Важное место в выпрямительной технике занимают фильтры. Взгляните на блок питания 12В, схема которого наиболее распространена. Она состоит из диодного моста, конденсатора, сопротивления. Фильтры отсекают все лишние гармоники, оставляя на выходе блока питания постоянное напряжение. Например, простейший фильтр – это электролитический конденсатор с большой емкостью. Если взглянуть на его работу при постоянном и переменном напряжениях, то становится ясен его принцип функционирования.

В первом случае он имеет определенное сопротивление и в схеме замещения он может быть заменен на постоянный резистор. Актуально это для проведения расчетов по теоремам Кирхгофа.

Во втором случае (при протекании переменного тока) конденсатор становится проводником. Другими словами, его можно заменить перемычкой, у которой нет сопротивления. Она соединит оба выхода. При более подробном изучении можно увидеть, что переменная составляющая уйдет, ведь выходы замыкаются во время протекании тока. Останется только постоянное напряжение. Кроме того, для быстрого разряда конденсаторов собираемый блок питания 12В своими руками необходимо на выходе укомплектовать резистором с большим сопротивлением (3-5 МОм).

Изготовление корпуса

Для изготовления корпуса блока питания идеально подойдут алюминиевые уголки и пластины. Сначала необходимо сделать своеобразный скелет конструкции, который впоследствии можно обшить листами из алюминия подходящей формы. Для уменьшения веса блока питания можно в качестве обшивки использовать более тонкий металл. Изготовить блок питания 12В своими руками из таких подручных материалов несложно.

Идеально подойдет корпус от микроволновой печи. Во-первых, металл достаточно тонкий и легкий. Во-вторых, если сделать все аккуратно, то лакокрасочное покрытие не повредится, поэтому внешний вид останется привлекательным. В-третьих, размер обшивки микроволновой печи довольно большой, что позволяет сделать практически любой корпус.

Изготовление печатной платы

Подготовьте фольгированный текстолит, для этого обработайте металлический слой раствором соляной кислоты. Если такового нет, то можно использовать электролит, заливаемый в аккумуляторные батареи автомобилей. Эта процедура позволит обезжирить поверхность. Работайте в резиновых перчатках, чтобы исключить попадание растворов на кожу, ведь можно получить сильнейший ожог. После этого промойте водой с добавлением соды (можно мыла, чтобы нейтрализовать кислоту). И можно наносить рисунок печатной платы.

Сделать рисунок можно как с помощью специальной программы для компьютеров, так и вручную. Если вы изготовляете обычный блок питания 12В 2А, а не импульсный, то количество элементов минимально. Тогда при нанесении рисунка можно обойтись без программ для моделирования, достаточно нанести его на поверхность фольги перманентным маркером. Желательно сделать два-три слоя, дав предыдущему высохнуть. Неплохие результаты может дать применение лака (например, для ногтей). Правда, рисунок может выйти неровным из-за кисти.

Как протравить плату

Подготовленную и просушенную плату поместите в раствор хлорного железа. Насыщенность его должна быть такой, чтобы медь как можно быстрее разъедалась. Если процесс идет медленно, то рекомендуется увеличить концентрацию хлорного железа в воде. Если и это не помогает, то попробуйте нагреть раствор. Для этого наберите в емкость воду, установите в нее банку с раствором (не забывайте о том, что его желательно хранить в пластиковой или стеклянной таре) и нагревайте на медленном огне. Теплая вода будет нагревать раствор хлорного железа.

Если у вас много времени либо нет хлорного железа, то воспользуйтесь смесью из соли и медного купороса. Плата подготавливается аналогичным образом, после чего помещается в раствор. Недостаток способа – плата блока питания травится очень медленно, потребуются почти сутки для полного исчезновения всей меди с поверхности текстолита. Но за неимением лучшего, можно использовать и такой вариант.

Монтаж компонентов

После процедуры травления вам потребуется ополоснуть плату, очистить от защитного слоя дорожки, обезжирить их. Наметьте расположение всех элементов, просверлите отверстия для них. Больше 1,2-мм сверло не стоит применять. Установите все элементы и припаяйте их к дорожкам. После этого необходимо все дорожки покрыть слоем олова, т. е. произвести их лужение. Изготовленный блок питания 12В своими руками с лужением монтажных дорожек прослужит вам намного дольше.

Импульсный блок питания: схемы, сборка, принцип действия

Современные электронные устройства рассчитаны на работу от слабых токов от 1-2 до 6-12 вольт. Ранее такое напряжение достигалось путем использования аналоговых или трансформаторных блоков питания, которые сегодня почти не используются. В первую очередь это связано с большими габаритами, нередко превышающими размеры подключенного прибора. На смену этим источникам пришел импульсный блок питания, схема которого обеспечивает стабильную работу электронных приборов.

Работа аналоговых блоков питания

Предшественниками импульсных устройств долгое время были аналоговые блоки питания, оборудованные понижающим трансформатором. На рисунке упрощенной структурной схемы хорошо видно, что этот прибор установлен на самом входе. С помощью понижающего трансформатора амплитуда питающего напряжения преобразуется из сетевых 220 В до нужного значения.

После этого синусоидальный ток попадает в выпрямитель, где преобразуется в импульсный. Данная процедура осуществляется с помощью полупроводниковых выпрямительных элементов – диодов, подключенных по схеме диодного моста.

Следующим элементом является блок, состоящий из сглаживающего фильтра и стабилизатора. Сглаживание напряжения осуществляется конденсатором, имеющим соответствующую расчетную емкость. После выполняется стабилизация, чтобы избежать провалов напряжения в случае увеличения нагрузки. Данная схема приведена в очень упрощенном виде, поскольку в блоках питания 12В этого типа существуют дополнительные элементы в виде входного фильтра и защитных цепей, не оказывающих существенного влияния на общую функциональность устройства.

Основным ограничением использования трансформаторных блоков является их чрезмерная масса и габаритные размеры. Например, понижающий трансформатор 220/12 с номинальной мощностью 250 Вт весит примерно 4 кг, а его длина, ширина и высота составляют 125х124х89 мм. Данный фактор делает невозможным использование таких приборов в современных миниатюрных устройствах.

Принцип действия импульсных устройств

Импульсные устройства – ИИП работают совершенно по другому принципу, существенно отличающемуся от аналоговых блоков питания. Это подтверждают и структурные схемы, в которой отсутствует входной понижающий трансформатор.

Принцип работы такого источника питания осуществляется на практике в следующей последовательности:

  • Изначально питание попадает в сетевой фильтр, сводящий до минимума входящие и исходящие сетевые помехи, образующиеся в результате рабочих процессов.
  • Далее начинает действовать блок, в котором синусоидальное напряжение преобразуется в импульсное. Вместе с ним начинается работа сглаживающего фильтра.
  • После этого в рабочий процесс включается инвертор, формирующий высокочастотные прямоугольные сигналы. Для обратной связи с инвертором используется блок управления.
  • Импульсный трансформатор – ИТ обеспечивает автоматический генераторный режим, подачу напряжения на отдельные участки цепей, защиту, управление контроллером и нагрузку. Кроме того, ИТ обеспечивает гальваническую развязку между цепями с высоким и низким напряжением. Для его сердечника использованы ферримагнитные материалы, обеспечивающие надежную передачу высокочастотных сигналов в диапазоне от 20 до 100 кГц.
  • На следующем этапе начинается работа выходного выпрямителя, работающего с напряжением высокой частоты. Его конструкция выполнена на основе быстродействующих полупроводниковых элементов – диодов Шотке.
  • По завершении процесса напряжение сглаживается на выходном фильтре, после чего оно уже поступает на нагрузку.

Работа инвертора в блоке питания

Инвертор является основным элементом импульсного блока. Его основная функция заключается в высокочастотной модуляции, которая может быть выполнена частотно-импульсным, фазоимпульсным и широтно-импульсным (ШИМ) способами.

В практической работе схема импульсного блока питания чаще всего использует последний вариант, отличающийся простым исполнением и постоянной коммуникационной частотой.

Работа этого контроллера выполняется по следующей схеме, приведенной на рисунке выше:

  • С помощью генератора, задающего частоты, происходит формирование прямоугольных сигналов с частотой, соответствующей опорному значению. Эти сигналы служат базой для формирования Uп, имеющего пилообразную форму и поступающего на Кшим, то есть, на вход компаратора.
  • Ко второму входу компаратора выполняется подводка сигнала Uус, приходящего с регулирующего усилителя. В результате, сигнал, сформированный усилителем будет представлять собой пропорциональную разность опорного напряжения (Uп) и регулирующего сигнала от цепи обратной связи (Uрс).
  • С помощью этого способа образуется замкнутая цепь, обеспечивающая управление напряжением на выходе, образуя тем самым своеобразный линейно-дискретный функциональный узел. На выходе происходит формирование импульсов, продолжительность которых зависит от разницы между опорным и управляющим сигналами. На основе данного узла возникает напряжение, позволяющее управлять ключевым транзистором инвертора.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется путем контроля над его уровнем. Если оно изменяется, то соответственно происходит и пропорциональное изменение напряжения Uрс – регулирующего сигнала. За счет этого уменьшается или увеличивается продолжительность временного промежутка между импульсами. В результате мощность вторичной цепи изменяется и выходное напряжение стабилизируется. Гальваническая развязка, которой оборудуются все импульсные блоки питания, обеспечивает безопасность между питающей сетью и обратной связью и выполняется с помощью оптронов.

Плюсы и минусы импульсных блоков

По сравнению с аналоговыми преобразователями такой же мощности, импульсные блоки обладают несомненными преимуществами:

  • Незначительная масса и габариты, поскольку в конструкции отсутствует понижающий трансформатор низкой частоты и управляющие элементы, требующие больших радиаторов для отвода тепла. Преобразование высокочастотных сигналов привело к снижению емкости конденсаторов, установленных в фильтрах и их габаритных размеров.
  • У них значительно выше коэффициент полезного действия, так как большинство потерь связано лишь с переходными процессами. В аналоговых же системах большое количество энергии постоянно теряется из-за электромагнитных преобразований.
  • Благодаря полупроводниковым элементам, значительно снижается стоимость изделия.
  • Входное напряжение обладает более широким диапазоном. Импульсные блоки можно подключать к любым сетям, поскольку для них не имеет значения частота и амплитуда.
  • Все устройства надежно защищены от коротких замыканий, перегрузок и прочих нестандартных ситуаций.

Однако, даже такие совершенные устройства имеют определенные недостатки. В первую очередь, это помехи, вызванные высокочастотным преобразователем. Из-за этого требуется установка фильтра для подавления этих помех. Он не всегда достаточно эффективен, поэтому применение импульсных блоков ограничено для совместной эксплуатации с высокоточной аппаратурой.

Использование этих устройств предъявляет особые требования к подключаемой нагрузке, которая не должна быть слишком высокой или слишком низкой. В случае превышения током уровня нижнего или верхнего порога, выходное напряжение по своим характеристикам будет значительно отличаться от номинального.

Самостоятельная сборка импульсного блока питания

Довольно часто возникают ситуации, когда требуется собрать импульсный блок питания своими руками для конкретного электронного оборудования. За основу можно взять импульсный трансформатор, имеющийся в компьютерном блоке и сделать достаточно мощный ИБП. Схема довольно простая, не требующая отдельных настроек.

Основой полумостового драйвера служит микросхема IR2151. Усиление сигнала генератора осуществляется с помощью мощного полевого транзистора, закрепляемого на теплоотводе.

Самый простой импульсный блок питания будет состоять из следующих деталей: термистора, резистора на 47 кОм, диода FR107, электролитических конденсаторов и других деталей, обозначенных на схеме. Подобные самодельные блоки питания могут использоваться для достаточно мощных электронных устройств. При желании их можно всегда подогнать по параметрам под конкретный прибор.

Мощный импульсный блок питания своими руками. Импульсный блок питания на IR2153 Импульсный блок питания 14в своими руками

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой пример реализации, который может быть собран своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

  1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
  2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.


Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.


Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

  • Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
  • Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
  • На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
  • Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.


  • Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
  • На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

  • частотно-импульсным;
  • фазо-импульсным;
  • широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.


Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется U П пилообразной формы, поступающее на вход компаратора К ШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал U УС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности U П (опорное напряжение) и U РС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал U УС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (U OUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала U РС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.



Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

  • Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
  • Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
  • Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
  • Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
  • Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Сфера применения

Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:



Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.


Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
  • Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 — 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
  • Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
  • Транзистор VT1 – KT872A.
  • Стабилизатор напряжения D1 — микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
  • Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
  • Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

Импульсные источники питания (ИИП) обычно являются достаточно сложными устройствами, из-за чего начинающие радиолюбители стремятся их избегать. Тем не менее, благодаря распространению специализированных интегральных ШИМ-контроллеров, есть возможность конструировать достаточно простые для понимания и повторения конструкции, обладающие высокими показателями мощности и КПД. Предлагаемый блок питания имеет пиковую мощность около 100 Вт и построен по топологии flyback (обратноходовой преобразователь), а управляющим элементом является микросхема CR6842S (совместимые по выводам аналоги: SG6842J , LD7552 и OB2269).

Внимание! В некоторых случаях для отладки схемы может понадобится осциллограф!

Технические характеристики

Размеры блока: 107х57х30 мм (размеры готового блока с Алиэкспресс, возможны отклонения) .
Выходное напряжение: версии на 24 В (3-4 А) и на 12 В (6-8 А).
Мощность: 100 Вт.
Уровень пульсаций: не более 200 мВ.

На Али легко найти множество вариантов готовых блоков по этой схеме, например, по запросам вида «Artillery power supply 24V 3A» , «Блок питания XK-2412-24» , «Eyewink 24V switching power supply» и тому подобным. На радиолюбительских порталах данную модель уже окрестили «народной», ввиду простоты и надёжности. Схемотехнически варианты 12В и 24В различаются незначительно и имеют идентичную топологию.

Пример готового блока питания с Али:


Обратите внимание! В данной модели БП у китайцев весьма высок процент брака, поэтому при покупке готового изделия перед включением желательно тщательно проверять целостность и полярность всех элементов. В моём случае, например, диод VD2 имел неверную полряность, из-за чего уже после трёх включений блок сгорел и мне пришлось менять контроллер и ключевой транзистор.

Подробно методология проектирования ИИП вообще, и конкретно этой топологии в частности, тут рассматриваться не будет, ввиду слишком большого объёма информации — см. отдельные статьи.


Импульсный блок питания мощностью 100Вт на контроллере CR6842S.

Назначение элементов входной цепи

Рассматривать схему блока будем слева-направо:
F 1 Обычный плавкий предохранитель.
5D-9 Терморезистор, ограничивает бросок тока при включении блока питания в сеть. При комнатной температуре имеет небольшое сопротивление, ограничивающее броски тока, при протекании тока разогревается, что вызывает снижение сопротивления, поэтому в дальнейшем не влияет на работу устройства.
C 1 Входной конденсатор, для подавления несимметричной помехи. Ёмкость допустимо немного увеличить, желательно чтобы он был помехоподавляющим конденсатором типа X2 или имел большой (10-20 раз) запас по рабочему напряжению. Для надёжного подавления помех должен иметь низкие ESR И ESL.
L 1 Синфазный фильтр, для подавления симметричной помехи. Состоит из двух катушек индуктивности с одинаковым числом витков, намотанных на общем сердечнике и включенных синфазно.
KBP307 Выпрямительный диодный мост.
R 5 , R 9 Цепочка, необходимая для запуска CR6842. Через неё осуществляется первичный заряд конденсатора C 4 до 16.5В. Цепь должна обеспечивать ток запуска не менее 30 мкА (максимум, согласно даташиту) во всём диапазоне входных напряжений. Также, в процессе работы посредством этой цепочки осуществляется контроль входного напряжения и компенсация напряжения при котором закрывается ключ — увеличение тока, втекающего в третий пин, вызывает понижение порогового напряжения закрытия ключа.
R 10 Времязадающий резистор для ШИМ. Увеличение номинала данного резистора уменьшит частоту переключения. Номинал должен лежать в пределах 16-36 кОм.
C 2 Сглаживающий конденсатор.
R 3 , C 7 , VD 2 Снабберная цепь, защищающая ключевой транзистор от обратных выбросов с первичной обмотки трансформатора. R 3 желательно использовать мощностью не менее 1Вт.
C 3 Конденсатор, шунтирующий межобмоточную ёмкость. В идеале должен быть Y-типа, либо же должен иметь большой запас (15-20 раз) по рабочему напряжению. Служит для уменьшения помех. Номинал зависит от параметров трансформатора, делать слишком большим нежелательно.
R 6 , VD 1 , C 4 Данная цепь, запитываясь от вспомогательной обмотки трансформатора образует цепь питания контроллера. Также данная цепь влияет на цикл работы ключа. Работает это следующим образом: для корректной работы напряжение на седьмом выводе контроллера должно находиться в пределах 12.5 — 16.5 В. Напряжение 16.5В на этом выводе является порогом, при котором происходит открытие ключевого транзистора и энергия начинает запасаться в сердечнике трансформатора (в это время микросхема питается от C 4). При понижении ниже 12.5В микросхема отключается, таким образом конденсатор C 4 должен обеспечивать питание контроллера пока из вспомогательной обмотки не поступает энергии, поэтому его номинала должно быть достаточно чтобы удерживать напряжение выше 12.5В пока ключ открыт. Нижний предел номинала C 4 следует рассчитывать исходя из потребления контроллера около 5 мА. От времени заряда данного конденсатора до 16.5В зависит время закрытого ключа и определяется оно током, который может отдать вспомогательная обмотка, при этом ток ограничивается резистором R 6 . Кроме всего прочего, посредством данной цепи в контроллере предусмотрена защита от перенапряжения в случае выхода из строя цепей обратной связи — при превышении напряжения выше 25В контроллер отключится и не начнёт работать пока питание с седьмого пина не будет снято.
R 13 Ограничивает ток заряда затвора ключевого транзистора, а также обеспечивает его плавное открытие.
VD 3 Защита затвора транзистора.
R 8 Подтяжка затвора к земле, выполняет несколько функций. Например, в случае отключения контроллера и повреждения внутренней подтяжки данный резистор обеспечит быстрый разряд затвора транзистора. Также, при корректной разводке платы обеспечит более короткий путь тока разряда затвора на землю, что должно положительно сказаться на помехозащищённости.
BT 1 Ключевой транзистор. Устанавливается на радиатор через изолирующую прокладку.
R 7 , C 6 Цепь служит для сглаживания колебаний напряжения на токоизмерительном резисторе.
R 1 Токоизмерительный резистор. Когда напряжение на нём превышает 0.8В контроллер закрывает ключевой транзистор, таким образом регулируется время открытого ключа. Кроме того, как уже говорилось выше, напряжение при котором будет закрыт транзистор также зависит от входного напряжения.
C 8 Фильтрующий конденсатор оптопары обратной связи. Допустимо немного увеличить номинал.
PC817 Опторазвязка цепи обратной связи. Если транзистор оптопары закроется это вызовет повышение напряжения на втором выводе контроллера. Если напряжение на втором выводе будет превышать 5.2В дольше 56 мс, это вызовет закрытие ключевого транзистора. Таким образом реализована защита от перегрузки и короткого замыкания.

В данной схеме 5-й вывод контроллера не используется. Однако, согласно даташиту на контроллер, на него можно повесить NTC-термистор, который обеспечит отключение контроллера в случае перегрева. Стабилизированный выходной ток данного вывода — 70 мкА. Напряжение срабатывания температурной защиты 1.05В (защита включится при достижении сопротивления 15 кОм). Рекомендуемый номинал термистора 26 кОм (при 27°C).

Параметры импульсного трансформатора

Поскольку импульсный трансформатор это один из самых сложных в проектировании элементов импульсного блока, расчёт трансформатора для каждой конкретной топологии блока требует отдельной статьи, поэтому подробного описания методологии тут не будет, тем не менее для повторения описываемой конструкции следует указать основные параметры используемого трансформатора.

Следует помнить, что одно из важнейших правил при проектировании — соответствие габаритной мощности трансформатора и выходной мощности блока питания, поэтому первым делом, в любом случае, выбирайте подходящие вашей задаче сердечники.

Чаще всего данная конструкция поставляется с трансформаторами, выполненными на сердечниках типа EE25 или EE16, либо аналогичных. Собрать достаточно информации по количеству витков в данной модели ИИП не удалось, поскольку в разных модификациях, несмотря на схожие схемы, используются различные сердечники.

Увеличение разницы в количестве витков ведёт к уменьшению потерь на переключение ключевого транзистора, но повышает требования к его нагрузочной способности по максимальному напряжению сток-исток (VDS).

Для примера, будем ориентироваться на стандартные сердечники типа EE25 и значение максимальной индукции Bmax = 300 мТ. В этом случае соотношение витков первой-второй-третьей обмотки будет равно 90:15:12.

Следует помнить, что указанное соотношение витков не является оптимальным и возможно потребуется корректировка соотношений по результатам испытаний.

Первичную обмотку следует наматывать проводником не тоньше 0.3мм в диаметре. Вторичную обмотку желательно выполнять сдвоенным проводом диаметром 1мм. Через вспомогательную третью обмотку течёт малый ток, поэтому провода диаметром 0.2мм будет вполне достаточно.

Описание элементов выходной цепи

Далее кратко рассмотрим выходную цепь источника питания. Она, в общем-то, совершенно стандартна, от сотен других отличается минимально. Интересна может быть лишь цепочка обратной связи на TL431, но её мы тут подробно рассматривать не будем, потому что про цепи обратной связи есть отдельная статья.
VD 4 Сдвоенный выпрямительный диод. В идеале подбирать с запасом по напряжению\току и с минимальным падением. Устанавливается на радиатор через изолирующую прокладку.
R 2 , C 12 Снабберная цепь для облегчения режима работы диода. R 2 желательно использовать мощностью не менее 1Вт.
C 13 , L 2 , C 14 Выходной фильтр.
C 20 Керамический конденсатор, шунтирующий выходной конденсатор C 14 по ВЧ.
R 17 Нагрузочный резистор, обеспечивающий нагрузку для холостого хода. Также через него разряжаются выходные конденсаторы в случае запуска и последующего отключения без нагрузки.
R 16 Токоограничивающий резистор для светодиода.
C 9 , R 20 , R 18 , R 19 , TLE431, PC817 Цепь обратной связи на прецизионном источнике питания. Резисторы задают режим работы TLE431, а PC817 обеспечивает гальваническую развязку.

Что можно улучшить

Вышеописанная схема обычно поставляется в готовом виде, но, если собирать схему самому, ничто не мешает немного улучшить конструкцию. Модифицировать можно как входные, так и выходные цепи.

Если в ваших розетках земляной провод имеет соединение с качественной землёй (а не просто ни к чему не подключен, как это часто бывает), можно добавить два дополнительных Y-конденсатора, соединённых каждый со своим сетевым проводом и землёй, между L 1 и входным конденсатором C 1 . Это обеспечит симметрирование потенциалов сетевых проводов относительно корпуса и лучшее подавление синфазной составляющей помехи. Вместе с входным конденсатором два дополнительных конденсатора образуют т.н. «защитный треугольник».

После L 1 также стоит добавить ещё один конденсатор X-типа, с той же ёмкостью что у C 1 .

Для защиты от импульсных бросков напряжения большой амплитуды целесообразно параллельно входу подключать варистор (например 14D471K). Также, если у вас есть земля, для защиты в случае аварии на линии электроснабжения, при которой вместо фазы и нуля фаза попадаётся на оба провода, желательно составить защитный треугольник из таких же варисторов.



При повышении напряжения выше рабочего, варистор снижает своё сопротивление и ток течёт через него. Однако, ввиду относительно низкого быстродействия варисторов, они не способны шунтировать скачки напряжения с быстро нарастающим фронтом, поэтому для дополнительной фильтрации быстрых скачков напряжения желательно параллельно входу подключать также двунаправленный TVS-супрессор (например, 1.5KE400CA).

Опять же, при наличии земляного провода, желательно добавить на выход блока ещё два Y-конденсатора небольшой ёмкости, включенных по схеме «защитного треугольника» параллельно с C 14 .

Для быстрой разрядки конденсаторов при отключении устройства параллельно входным цепям целесообразно добавить мегаомный резистор.

Каждый электролитический конденсатор желательно зашунтировать по ВЧ керамикой малой ёмкости, расположенной максимально близко к выводам конденсатора.

Ограничительный TVS-диод будет не лишним поставить также и на выход — для защиты нагрузки от возможных перенапряжений в случае проблем с блоком. Для 24В версии подойдёт, например 1.5KE24A.

Заключение

Схема достаточно проста для повторения и стабильна. Если добавить все, описанные в разделе «Что можно улучшить», компоненты, получится весьма надёжный и малошумящий блок питания.

Или создавать намотку, можно своими руками собрать блок питания импульсного типа, который требует трансформатора всего с несколькими витками.

При этом, потребуется небольшое количество деталей, а работу можно выполнить за 1 час. В данном случае, основой для блока питания используется микросхема IR2151.

Для работы понадобятся следующие материалы и детали:

  1. PTC термистор любого типа.
  2. Пара конденсаторов , которые выбираются с расчетом 1мкф. на 1 Вт. При создании конструкции подбираем конденсаторы так, чтобы они вытянули 220 Вт.
  3. Диодная сборка типа «вертикалка».
  4. Драйвера типа IR2152, IR2153, IR2153D.
  5. Полевые транзисторы типа IRF740, IRF840. Можно выбрать и другие, если у них хороший показатель сопротивления.
  6. Трансформатор можно взять из старых компьютерных системных блоков.
  7. Диоды , устанавливаемые на выходе, рекомендуется брать из семейства HER.

Кроме этого, понадобятся следующие инструменты:

  1. Паяльник и расходные материалы.
  2. Отвертка и плоскогубцы.
  3. Пинцет.

Также, не стоит забывать и о необходимости хорошего освещения на месте работы.

Пошаговая инструкция


принципиальная схема
структурная схема

Сборка проводится согласно составленной схеме цепи. Микросхема была подобрана согласно особенностям цепи.

Сборка проводится следующим образом:

  1. На входе устанавливаем PTC термистор и диодные мосты.
  2. Затем , устанавливается пара конденсаторов.
  3. Драйвера необходимы для регулирования работы затворов полевых транзисторов. При наличии у драйверов индекс D в конце маркировки устанавливать FR107 не нужно.
  4. Полевые транзисторы устанавливаются без закорачивания фланцев. При проведении крепления к радиатору, используют специальные изоляционные прокладки и шайбы.
  5. Трансформаторы устанавливаются с закороченными выводами.
  6. На выходе диоды.

Все элементы устанавливаются в отведенные места на плате и припаиваются с обратной стороны.

Проверка

Для того, чтобы правильно собрать блок питания, нужно внимательно отнестись к установке полярных элементов, а также следует быть осторожным при работе с сетевым напряжением. После отключения блока от источника питания, в цепи не должно оставаться опасного напряжения. При правильной сборке, последующая наладка не проводится.

Проверить правильность работы блока питания можно следующим образом:

  1. Включаем в цепь, на выходе лампочка, к примеру,12 Вольт. При первом кратковременном пуске, лампочка должна гореть. Кроме этого, следует обратить внимание на то, что все элементы не должны нагреваться. Если что-то греется, значит, схема собрана неправильно.
  2. При втором пуске замеряем значение тока при помощи тестера. Даем проработать блоку достаточное количество времени для того, чтобы убедиться в отсутствии нагревающихся элементов.

Кроме этого, нелишним будет проверка всех элементов при помощи тестера на наличие высокого тока после выключения питания.

  1. Как ранее было отмечено , работа импульсного блока питания основана на обратной связи. Рассматриваемая схема не требует специальной организации обратной связи и различных фильтров по питанию.
  2. Особое внимание следует уделить выбору полевых транзисторов. В данном случае, рекомендуются полевые транзисторы IR, которые славятся устойчивостью к тепловому разрешению. Согласно данным производителя, они могут стабильно работать до 150 градусов Цельсия. Однако, в этой схеме они не сильно нагреваются, что можно назвать весьма важной особенностью.
  3. Если нагрев транзисторов происходит постоянно , следует устанавливать активное охлаждение. Как правило, оно представлено вентилятором.

Достоинства и недостатки


Импульсный преобразователь имеет следующие достоинства:

  1. Высокий показатель коэффициента стабилизации позволяет обеспечить условия питания, которые не будут вредить чувствительной электронике.
  2. Рассматриваемые конструкции обладают высоким показателем КПД. Современные варианты исполнения имеют этот показатель на уровне 98%. Это связано с тем, что потери снижены до минимума, о чем говорит малый нагрев блока.
  3. Большой диапазон входного напряжения – одно из качеств, из-за которого распространилась подобная конструкция. При этом, КПД не зависит от входных показателей тока. Именно невосприимчивость к показателю напряжения тока позволяет продлить срок службы электроники, так как в отечественной сети электроснабжения прыжки показателя напряжения частое явление.
  4. Частота входящего тока оказывает влияние на работу только входных элементов конструкции.
  5. Малые габариты и вес , также обуславливают популярность из-за распространения портативного и переносного оборудования. Ведь при использовании линейного блока вес и габариты увеличиваются в несколько раз.
  6. Организация дистанционного управления.
  7. Меньшая стоимость.

Есть и недостатки:

  1. Наличие импульсных помех.
  2. Необходимость включения в цепь компенсаторов коэффициента мощности.
  3. Сложность самостоятельного регулирования.
  4. Меньшая надежность из-за усложнения цепи.
  5. Тяжелые последствия при выходе одного или нескольких элементов цепи.

При самостоятельном создании подобной конструкции, следует учитывать то, что допущенные ошибки могут привести к выходу из строя электропотребителя. Поэтому нужно предусмотреть наличие защиты в системе.

Устройство и особенности работы


При рассмотрении особенностей работы импульсного блока, можно отметить следующие:

  1. Сначала происходит выпрямление входного напряжения.
  2. Выпрямленное напряжение в зависимости от предназначения и особенностей всей конструкции, перенаправляется в виде прямоугольного импульса высокой частоты и подается на установленный трансформатор или фильтр, работающий с низкими частотами.
  3. Трансформаторы имеют небольшие размеры и вес при использовании импульсного блока по причине того, что повышение частоты позволяет повысить эффективность их работы, а также уменьшить толщину сердечника. Кроме этого, при изготовлении сердечника может использоваться ферромагнитный материал. При низкой частоте, можно использовать только электротехническую сталь.
  4. Стабилизация напряжения происходит при помощи отрицательной обратной связи. Благодаря использованию данного метода, напряжение, подаваемое к потребителю, остается неизменным, несмотря на колебание входящего напряжения, и создаваемой нагрузки.

Обратная связь может быть организована следующим образом:

  1. При гальванической развязке , используется оптрон или выход обмотки трансформатора.
  2. Если не нужно создавать развязку , используется резисторный делитель напряжения.

Подобными способами выдерживается выходное напряжение с нужными параметрами.

Стандартные блоки импульсного питания, который может использоваться, к примеру, для регулирования выходного напряжения при питании , состоит из следующих элементов:

  1. Часть входная, высоковольтная. Она, как правило, представлена генератором импульсов. Ширина импульса – основной показатель, оказывающий влияние на выходной ток: чем шире показатель, тем больше напряжение, и наоборот. Импульсный трансформатор стоит на разделе входной и выходной части, проводит выделение импульса.
  2. На выходной части стоит PTC термистор . Он изготавливается из полупроводника, имеет положительный показатель коэффициента температуры. Данная особенность означает, что при повышении температуры элемента выше определенного значения, значительно поднимается показатель сопротивления. Используется в качестве защитного механизма ключа.
  3. Низковольтная часть. С низковольтной обмотки проводится снятие импульса, выпрямление происходит при помощи диода, а конденсатор выступает в качестве фильтрующего элемента. Диодная сборка может провести выпрямление тока до значения 10А. Следует учитывать, что конденсаторы могут быть рассчитаны на различную нагрузку. Конденсатор проводит снятие оставшихся пиков импульса.
  4. Драйвера проводят гашение возникающего сопротивления в цепи питания. Драйвера во время работы проводят поочередное открытие затворов установленных транзисторов. Работа происходит с определенной частотой
  5. Полевые транзисторы выбирают с учетом показателей сопротивления и максимального напряжения при открытом состоянии. При минимальном значении, сопротивления значительно повышается КПД и уменьшается нагрев во время работы.
  6. Трансформатор типовой для понижения.

С учетом выбранной схемы, можно приступать к созданию блока питания рассматриваемого типа.


Импульсные блоки питания часто используются радиолюбителями в самодельных конструкциях. При сравнительно малых габаритах они могут обеспечить высокую выходную мощность. С применением импульсной схемы стало реально получить выходную мощность от нескольких сотен до нескольких тысяч Ватт. При этом размеры самого импульсного трансформатора не больше коробка из-под спичек.

Импульсные блоки питания — принцип работы и особенности

Основная особенность импульсных БП в повышенной рабочей частоте, которая в сотни раз больше сетевой частоты 50 Гц. При высоких частотах с минимальными количествами витков в обмотках, можно получить большое напряжение. К примеру, для получения 12 Вольт выходного напряжении при токе 1 Ампер (в случае сетевого трансформатора), нужно намотать 5 витков проводом сечением примерно 0,6–0,7 мм.

Если говорить об импульсном трансформаторе, задающая схема которого, работает на частоте 65 кГц, то для получения 12 Вольт с током 1А, достаточно намотать всего 3 витка проводом 0,25–0,3 мм. Именно поэтому многие производители электроники используют именно импульсный блок питания.

Однако, несмотря на то, что такие блоки гораздо дешевле, компактнее, обладают большой мощностью и малым весом, они имеют электронную начинку, следовательно — менее надежны, если сравнить с сетевым трансформатором. Доказать их ненадежность очень просто — возьмите любой импульсный блок питания без защиты и замкните выходные клеммы. В лучшем случае блок выйдет из строя, в худшем — взорвется и никакой предохранитель не спасет блок.

Практика показывает, что предохранитель в импульсном блоке питания сгорает в самую последнюю очередь, первым делом вылетают силовые ключи и задающий генератор, затем поочередно все части схемы.

Импульсные БП имеют ряд защит как на входе, так и на выходе, но и они спасают не всегда. Для того, чтобы ограничить бросок тока при запуске схемы — почти во всех ИИП с мощностью более 50 Ватт используют термистор, который стоит на входе схем.

Давайте сейчас рассмотрим ТОП-3 лучших схем импульсных блоков питания, которые можно собрать своими руками.

Простой импульсный блок питания своими руками

Рассмотрим, как сделать самый простой миниатюрный импульсный блок питания. Создать прибор по представленной схеме сможет любой начинающий радиолюбитель. Он не только компактный, но и работает в широком диапазоне питающих напряжений.

Самодельный импульсный блок питания обладает относительно небольшой мощностью, в пределах 2-х Ватт, зато он буквально неубиваемый, не боится даже долговремнных коротких замыканий.


Схема простого импульсного блока питания


Блок питания представляет собой маломощный импульсный источник питания автогенераторного типа, собранный всего на одном транзисторе. Автогенератор запитывается от сети через токоограничительный резистор R1 и однополупериодный выпрямитель в виде диода VD1.


Трансформатор простого импульсного блока питания


Импульсный трансформатор имеет три обмотки, коллекторная или первичная, базовая обмотка и вторичная.


Важным моментом является намотка трансформатора — и на печатной плате, и на схеме указаны начала обмоток, потому проблем возникнуть не должно. Количество витков обмоток мы позаимствовали от трансформатора для зарядки сотовых телефонов, так как схематика почти та же, количество обмоток то же.

Первой мотаем первичную обмотку, которая состоит из 200 витков, сечение провода от 0,08 до 0,1 мм. Затем ставим изоляцию и таким же проводом мотаем базовую обмотку, которая содержит от 5 до 10 витков.

Поверх мотаем выходную обмотку, количество ее витков зависит от того, какое напряжение нужно. В среднем получается около 1 Вольта на один виток.

Видео о тестировании данного блока питания:

Стабилизированный импульсный блок питания на SG3525 своими руками

Рассмотрим пошагово, как сделать стабилизированный блок питания на микросхеме SG3525. Сразу поговорим о достоинствах данной схемы. Первое, самое важное — это стабилизация выходного напряжения. Также тут есть софт старт, защита от короткого замыкания и самозапит.


Для начала давайте рассмотрим схему устройства.


Новички сразу же обратят внимание на 2 трансформатора. В схеме один из них силовой, а второй — для гальванической развязки.

Не стоит думать, что из-за этого схема усложнится. Наоборот все становится проще, безопаснее и дешевле. К примеру, если ставить на выходе микросхемы драйвер, то для нее нужна обвязка.


Смотрим дальше. В данной схеме реализован микростарт и самозапит.


Это очень продуктивное решение, оно позволяет избавиться от потребности в дежурном блоке питания. И действительно, делать блок питания для блока питания не очень хорошая идея, а такое решение просто идеально.


Работает всё следующим образом: от постоянки заряжается конденсатор и когда его напряжение превысит заданный уровень, открывается данный блок и разряжает конденсатор на схему.


Его энергии вполне достаточно для запуска микросхемы, а как только она запустилась, напряжение со вторичной обмотки начало питать саму микросхему. Также к микростарту необходимо добавить вот этот резистор по выходу, он служит нагрузкой.


Без этого резистора блок не запустится. Данный резистор для каждого напряжения свой и его необходимо рассчитать из таких соображений, что при номинальном выходном напряжении на нем рассеивался 1 Вт мощности.

Считаем сопротивление резистора:

R = U в квадрате/P
R = 24 в квадрате/1
R = 576/1 = 560 Ом.


Также на схеме есть софт старт. Реализован он с помощью вот этого конденсатора.


И защита по току, которая в случае короткого замыкания начнет сокращать ширину ШИМ.


Частота данного блока питания изменяется с помощью вот этого резистора и кондёра.


Теперь поговорим о самом важном — стабилизации выходного напряжения. За нее отвечают вот эти элементы:


Как видим здесь установлены 2 стабилитрона. С их помощью можно получить любое напряжение на выходе.

Расчет стабилизации напряжения:

U вых = 2 + U стаб1 + U стаб2
U вых = 2 + 11 + 11 = 24В
Возможна погрешность +- 0.5 В.


Чтобы стабилизация работала корректно нужен запас по напряжению в трансформаторе, иначе при уменьшении входного напряжения микросхема попросту не сможет выдать нужного напряжения. Поэтому при расчете трансформатора следует нажать на вот эту кнопку и программа автоматом добавит вам напряжения на вторичной обмотке для запаса.


Теперь можно перейти к рассмотрению печатной платы. Как видим, тут все довольно таки компактно. Также видим место под трансформатор, он тороидальный. Без особых проблем его можно заменить на Ш-образный.


Оптрон и стабилитроны расположены возле микросхемы, а не на выходе.


Ну некуда их было поставить на выход. Если не нравится, сделайте свою разводку печатной платы.

Вы можете спросить, почему бы не увеличить плату и не сделать все нормально? Ответ следующий: сделано это с тем расчетом, чтобы дешевле было заказать плату на производстве, так как платы размером больше 100 кв. мм стоят гораздо дороже.

Ну а теперь настало время собрать схему. Тут все стандартно. Запаиваем без особых проблем. Наматываем трансформатор и устанавливаем.

Проверяем напряжение на выходе. Если оно присутствует, то уже можно включать в сеть.


Для начала проверим выходное напряжение. Как видим блок рассчитан на напряжение 24В, но получилось чуть меньше из-за разброса стабилитронов.


Такая погрешность не критична.

Теперь давайте проверим самое главное — стабилизацию. Для этого возьмем лампу на 24В, мощностью 100Вт и подключим ее в нагрузку.


Как видим, напряжение не просело и блок выдержал без проблем. Можно нагрузить еще сильнее.

Видео о данном импульсном блоке питания:


Мы рассмотрели ТОП-3 лучших схем импульсных блоков питания. На их основе можно собрать простой БП, приборы на TL494 и SG3525. Пошаговые фото и видео помогут вам разобраться во всех вопросах по монтажу.

Тип блока питания, как уже заметили — импульсный. Такое решение резким образом уменьшает вес и размеры конструкции, но работает не хуже обыкновенного сетевого трансформатора, к которому мы привыкли. Схема собрана на мощном драйвере IR2153. Если микросхема в DIP корпусе, то диод нужно ставить обязательно. На счет диода — обратите внимание, он не обычный, а ультрабыстрый, поскольку рабочая частота генератора составляет десятки килогерц и обычные выпрямительные диоды тут не подойдут.

В моем случае вся схема была собрана на «рассыпухе», поскольку собирал только для проверки работоспособности. Мной схема практически не настраивалась и сразу заработала как швейцарские часы.

Трансформатор — желательно взять готовый, от компьютерного блока питания (подойдет буквально любой, я взял трансформатор с косичкой от блока питания АТХ 350 ватт). На выходе трансформатора можно использовать выпрямитель из диодов ШОТТКИ (тоже можно найти в компьютерных блоках питания), или любые быстрые и ультрабыстрые диоды с током 10 Ампер и более, также можно ставить наши КД213А.

Схему подключайте в сеть через лампу накаливания 220 Вольт 100 ватт, в моем случае все тесты делал инвертором 12-220 с защитой от КЗ и перегруза и только после точной настройки решился подключить в сеть 220 Вольт.

Как должна работать собранная схема?

  • Ключи холодные, без выходной нагрузки (у меня даже с выходной нагрузкой 50 ватт ключи оставались ледяными) .
  • Микросхема не должна перегреваться в ходе работы.
  • На каждом конденсаторе должно быть напряжение порядка 150 Вольт, хотя номинал этого напряжение может откланяться на 10-15 Вольт.
  • Схема должна работать бесшумно.
  • Резистор питания микросхемы (47к) должен чуть перегреваться во время работы, возможен также ничтожный перегрев резистора снаббера (100 Ом).

Основные проблемы, которые возникают после сборки

Проблема 1. Собрали схему, при подключении контрольная лампочка, которая подключена на выход трансформатора мигает, а сама схема издает непонятные звуки.

Решение. Скорее всего не хватает напряжения для питания микросхемы, попробуйте снизить сопротивление резистора 47к до 45, если не поможет, то до 40 и так (с шагом 2-3кОм) до тех пор, пока схема не заработает нормально.

Проблема 2. Собрали схему, при подаче питания ничего не греется и не взрывается, но напряжение и ток на выходе трансформатора мизерные (почти ровны нулю)

Решение. Замените конденсатор 400Вольт 1мкФ на дроссель 2мГн.

Проблема 3. Один из электролитов сильно греется.

Решение. Скорее всего он нерабочий, замените на новый и заодно проверьте диодный выпрямитель, может именно из-за нерабочего выпрямителя на конденсатор поступает переменка.

Импульсный блок питания на ir2153 можно использовать для питания мощных, высококачественных усилителей, или же использовать в качестве зарядного устройства для мощных свинцовых аккумуляторов, можно и в качестве блока питания — все на ваше усмотрение.

Мощность блока может доходить до 400 ватт , для этого нужно будет использовать трансформатор от АТХ на 450 ватт и заменить электролитические конденсаторы на 470мкФ — и все!

В целом, импульсный блок питания своими руками можно собрать всего за 10-12 $ и то если брать все компоненты из радиомагазина, но у каждого радиолюбителя найдется больше половины радиодеталей, использованных в схеме.

схема и как сделать своими руками?

Блок питания преобразует напряжение к такому, которое нужно конкретному прибору.  Традиционный путь: сначала снизить напряжение, потом его выпрямить и стабилизировать. Но можно идти другим путем, и для умного электроприбора сделать умный блок питания (БП). То есть импульсный.

Устройство обычного БП

Для понижения и выпрямления напряжения сети до 12 В традиционным способом идет передача энергии последовательно. Понадобятся блоки, изображенные на структурной схеме.

Упрощенная схема традиционного блока питания. Аналоговая схема, так как напряжениеменяет постепенно амплитуду и форму

Силовой трансформатор на входе снижает напряжение с 220 вольт до 15, с запасом, чтобы потом в дальнейших схемах оно, неизбежно при выпрямлении и сглаживании теряя величину, опустилось как раз до нужных 12 вольт. Выпрямитель делается в виде моста из низковольтных диодов, в результате работы которого получается знакопостоянное пульсирующее напряжение. Делается так, что два полупериода попеременно идут то через одну пару диодов, то через другую, и на выходе напряжение начинает «дергаться» только в одну строну. Схема сглаживания содержит накапливающий заряды инерционный элемент — конденсатор большой емкости. Он заряжается от импульса и медленно поддерживает напряжение своим неторопливым разрядом до поступления следующего импульса. Это называется сглаживание, но еще делается и дополнительная стабилизация выходного напряжения, чтобы на него меньше влияла величина нагрузки.

  Плюс такой схемы в том, что трансформатор на входе сразу «отвязывает» все дальнейшие схемы от высокого входного напряжения. Только за это приходится платить физически большим силовым трансформатором. В нашем случае трансформатор, питающий более-менее подходящую мощность прибора, например, в 300 ватт (старый телевизор), должен весить около 4 кг. Ну, понятно, поставил его, такой блок питания, на пол, и стоит, каши не просит. Но как быть для небольших устройств? Неужели катить его с собой на тележке? Кроме того, большая масса железа, работающая на маленькую нагрузку, порождает низкий КПД — около 50%. 

Силовой понижающий трансформатор

Ну и цена, пропорциональная массе прибора, заставляет придумывать нечто более миниатюрное во всех отношениях.

Импульсные источники питания

В импульсных блоках питания, прежде всего, избавились от громоздкого понижающего трансформатора. Напряжение сразу выпрямляется, и уже им запитывается генератор импульсов, напряжение которого и можно потом понизить до любого желаемого уровня. Причем, габариты понижающих трансформаторов при этом напрямую зависят от частоты, выдаваемой генератором, — чем выше частота, тем меньше трансформатор. И уж потом такое питание, снова его выпрямив, используют в устройстве.

Структурная схема импульсного блока питания

Видно, что традиционный блок питания переместился на нижний этаж; кроме того, имеется обратная связь, дополнительно настраивающая инвертор (генератор импульсов)

Силовой трансформатор здесь импульсный, работает после генератора импульсов. Он высокочастотный, так как частота генератора порядка 20–100 кГц. В качестве материала сердечника используется не обычное трансформаторное железо, а ферримагнетки, материалы на основе структурированных окислов железа, которые лучше выполняют свою функцию на высоких частотах.

Обмотки такого трансформатора имеют полярность, это играет роль при подключении начала и конца обмоток.

Такие блоки питания вполне реально изготовить совершенно маленькими, что можно увидеть на блоках питания энергосберегающих ламп — они умещаются в цоколь лампы.

Кстати, и использовать блок питания (балласт) такой лампы можно по другому назначению. Вернее, по своему назначению, но в другом устройстве, когда лампа — сверхнадежная и экономичная — все-таки перегорит.

Выходной выпрямитель после трансформатора делается на основе диодов Шоттки, имеющих меньшую, чем у обычных диодов, внутреннюю емкость, следовательно, лучше работающих на высокой частоте.

Схема обратной связи калибрует импульсы генератора сигналом рассогласования, который заставляет вырабатывать импульсы тем большей длительности, чем больше отличается выходное напряжение от нужного номинала. Этим на выход передается большая мощность, и напряжение выравнивается.

Обратноходовый блок управления инвертором создает гальваническую привязку выходной цепи к цепи входного напряжения. Чтобы от этого избавиться, используют оптроны — приборы оптической передачи, преобразователи электросигнал–свет–электросигнал.

Пример простого импульсного блок питания

Сейчас современные электронные потребительские устройства все выпускаются с импульсными блоками питания. Поэтому и самому сделать его из частей от других импульсных источников питания (ИИП) легко, а уж  взять готовый блок или зарядное и слегка переделать под свое напряжение — и того проще.

Блоки питания и зарядные устройства

Импульсный БП, то есть инверторный блок питания, характеризуется только выходным напряжением и номинальной мощностью. Входы у них у всех обычные — 220 В. Для устройств связи,  модемов, например, часто встречается импульсный блок питания на 24 В. Ноутбуки чаще всего берут 19 В. Все ИБП, имеющие выход типа USB, вырабатывают 5 В. Для всего остального прочего, например, светодиодных линеек, чаще всего требуется знакомое и любимое нами по автомобильным аккумуляторам напряжение в 12 В. 

Импульсный источник питания можно взять готовый, перенастроив его под требуемое напряжение выхода,

  ИБП от ЖК монитора

 

А можно собрать и самому на плате, воспользовавшись простейшей схемой.

Принципиальная схема импульсного блока питания

Элементы легко приобретаются в магазинах компонентов схемотехники.

Обозначения и номиналы элементов к схеме

Два прибора здесь можно считать настроечными и подобрать им номиналы: сопротивление R2 и конденсатор C5

Кроме сборки элементов на плате, пользуясь данным описанием, можно сделать и импульсный трансформатор своими руками.

Недостатки импульсных БП и пути их устранения

Так как прямоугольные импульсы «не фэн-шуйны» — имеют резкие взлеты и спады напряжения (передние и задние фронты импульсов), это порождает высокочастотные помехи, способные пройти сквозь схемы с малым емкостным сопротивлением. На силовую часть различных устройств они обычно не влияют, но в умных схемах могут оказаться ощутимой нежелательной помехой.

Часто для питания компьютеров используют сетевые фильтры, пилоты, которые содержат такую функцию — подавление высокочастотных помех. Но импульсные БП сами могут являться источником таких шумовых сигналов, поэтому в нем необходимо применять дополнительную фильтрацию таких помех на выходе.

Импульсные блоки питания критичны к номиналам нагрузки, питаемая ими мощность не должна отличаться слишком сильно ни в сторону превышения, ни в сторону занижения. Регулировка  обратной связью делается для того, чтобы в цифровых устройствах, которые такой БП снабжает напряжением, во время работы обычные для них колебания мощности, происходящие от включения/выключения каких-то блоков, регистров, и т. д. не ухудшали нормальную работу. Эти колебания происходят вокруг некоторого среднего значения мощности и не должны систематически отклоняться туда или сюда.

В реальных БП делается специальная защита от работы в недонагруженном или перенагруженном состоянии.

Похожие статьи:

Экономичный двухполярный импульсный блок питания своими руками

Данный самодельный двухполярный импульсный блок питания можно применить для питания различных радиоэлектронных устройств, в частности 15 ваттного усилителя звука на TDA2030.

Технические параметры импульсного блока питания:

  • мощность —  180 Вт
  • напряжение на выходе — 2 x 25 вольт
  • ток  нагрузки — 3,5 А.

Описание работы импульсного блока питания

  В первую очередь происходит выпрямление переменного напряжения электросети диодным мостом VD1, пульсация которого сглаживается емкостями C1-C4. Для уменьшения тока заряда, протекающего через эти конденсаторы в момент включения импульсного блока  питания, в схему добавлено сопротивление R1.

Далее выпрямленное напряжение идет на полумостовой инвертор (преобразователь напряжения), собранный на транзисторах VT1-VT2. Нагрузкой данного преобразователя служит I обмотка трансформатора T1, он же также служит гальванической развязкой с электросетью. Емкости C3, С4 играют роль ВЧ фильтра. Частота преобразования происходит на частоте 27 кГц.

Напряжение, полученное с третьей обмотки трансформатора T1 идет на первичную обмотку T2, посредством данной обратной связи обеспечивается автоколебательный режим функционирования преобразователя. Для уменьшения напряжения на первичной обмотке добавлено сопротивление R4. Данным сопротивлением в какой-то мере определяется частота работы преобразователя.

Для выполнения стабильного пуска импульсного блока питания и его надежного функционирования собран модуль пуска — генератор на биполярном транзисторе VT3, который работает в лавинном режиме.

В момент подачи питания сквозь сопротивление R6 происходит заряд емкости С9. В случае если на нем напряжение поднимается до 50-70 В, транзистор VT3 мгновенно отпирается и данный конденсатор разряжается. Появившийся в результате разряда импульс тока отпирает VT2 и запускает преобразователь импульсного блока питания.

Каждый транзисторы VT1 и VT2 необходимо разместить на радиаторе с площадью 55 см. Тоже самое нужно проделать и с диодами VD2-VD5.

Параметры трансформаторов импульсного блока питания

Т1 : Два кольца марки М2000НМ, К31х18,5х7

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

  • I – 82 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,5 мм.
  • II – 32 вит. с отводом посередине, ПЭВ-2 диаметр 1 мм.
  • III – 2 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.

Т2 : Кольцо марки М2000НМ, К10х6х5

  • I – 10 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
  • II – 6 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
  • III – 6 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.

Для стабильного запуска III обмотка Т1 должна быть намотана на месте, не занятом обмоткой II. Обмотки необходимо надежно изолировать друг от друга стеклотканью или любым другим подходящим изоляционным материалом. Диоды КД213А можно заменить на КД213Б. Транзисторы КТ812А возможно поменять на КТ809А, КТ704В, КТ812Б, КТ704А. Конденсаторы C1, C2 на напряжение не менее 160В.

Исправно построенный импульсный блок питания как правило в настройке не нуждается, но в определенных случаях возможно будет подобрать транзистор VT3. Для контроля его работоспособности на некоторое время отсоединяют контакт эмиттера и подключают его к минусовому контакту сетевого выпрямителя.

При исправном транзисторе при помощи осциллографа на емкости С9 можно наблюдать пилообразный электросигнал амплитудой около 20…50 В и частотой несколько герц. Если этого нет, транзистор следует заменить. Смотрите так же схему простого самодельного лабораторного блока питания.

Видео блоки питания 12в

Главная › Новости

Опубликовано: 29.08.2016

Блок питания 12в Своими руками из блока от старого компьютера.

Если вы разбирайтесь в источниках питания, контроллерах и преобразователях частот, советую Вам посетить сайт блоки питания 12в. На данном сайте Вы найдете информацию о промышленный блоках питания, сервоприводах и другой техники, а так же приобрести все необходимое оборудование данной категории. Сайт компании Delta Electronics так же содержит много полезной информации, и может быть полезен любому, кто его посетит.


Распаковка блока питания 12V 30A из Китая

Распаковка блока питания 12V 30A из Китая
Блок питания 12в Своими руками из блока от старого компьютера.
Плохие блоки питания 12В 5А
Регулируемый блок питания 12В KIT DIY
Блок питания 12в Применение
s-25-12 — Ремонт Импульсного блока питания 12в 2а 24Вт
Блок питания 12в. Своими руками из блока от старого компьютера.
ремонт блока питания 12 в 10 А
Китайский блок питания 12V 5A Полное га..но!!!!!
#1 Собираем интересную схему, блок питания без трансформатора 12в
Блок питания 12В 60Вт (китайских) и контроллер литийвсяких аккумов из Китая
Распаковка и тест блока питания для светодиодных лент DC 12V 10A 120W из Китая
Импульсный блок питания для светодиодной ленты LX1206 12В 6А 72Вт. Aliexpress
Блок питания 12В 2А для светодиодной ленты.
Подключение Блока Питания 12 Вольт 100 Ватт К Светодиодной Ленте
Блок питания 12В для инкубатора с AliExpress # Power power to the incubator with AliExpress
🔴 Мощный блок питая 12В 30А из Китая
РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12В. DIY KIT
Блок питания для шуруповерта на 12в из компьютерного БП переделка
Самодельный блок питания (простая схема 12В)
Как выбрать блок питания. Сравнение импульсных блоков питания от Electronoff.ua
Терморегулятор и блок питания 12V
Ремонт импульсных блоков питания на 12В (замена конденсаторов)
Блок питания на 12V для светодиодной ленты своими руками
Как сделать Простой Регулируемый Блок Питания 12в своими руками
Блок питания 12V 60W . Распаковка с Aliexpress
Блок питания 12v и 5v Своими руками
Ремонт блока питания 12V 10A
Блок питания на 12 Вольт своими руками из блока от старого компьютера
Блок питания 12В 2А который сгорел
Блок питания 12V 5A 60W. SATA кабель питания. Адаптер.
Самодельный блок питания на 12В и 5В из того, что было.
Простой ремонт импульсного блока питания SAGEMCOM 12v 2A
Блок питания для светодиодной ленты 12v 10A 120W. Обзор, подключение.
как сделать блок питания на 12в
Блок питания 12V 5A и 5 кулеров 60х60 / Распаковка посылок с Aliexpress
Блок питания светодиодной ленты
S-40-12 Блок питания, 12В, 3.3А,40Вт
Импульсный блок питания
Блок питания 12в из компьютерного блока питания
Блок питания 12В 2А понизить напряжение PSU 12v decrease voltage
NES-200-12 Блок питания, 12В,17А,200Вт
Ремонт блока питания GoldenField ATX-SH870E .Нет дежурки и кз по 12в.
Распаковка блока питания из Китая 12V 3A ОБМАН!!! [Aliexpress]
Переделка компьютерного блока питания на 12v
Маломощный импульсный блок питания S-36-12 (12V 3A 36W) для светодиодных лампочек. Aliexpress
Как выбрать блок питания для светодиодного модуля: полезное видео от Electronoff
Регулируемый блок питания 5А 0….12в
Как подключить автомобильный компрессор к компьютерному блоку питания 12В
Зарядные устройства LiitoKala Lii500, Power Bank 5В 2А 18650-5,Блок питания 12В 5А

Еще одно преобразование импульсного источника питания

DIY Импульсный источник постоянного тока

Итак, вот история: мне нужен какой-то источник тока 1А +, может быть, 1,5А, точно не более 2А.

Вы предложите мне использовать настольный блок питания в режиме ограничения тока. Но расходные материалы для верхней скамьи тяжелые и дорогие. Более того, я не хочу носить его с собой на поле, против элементов, и в большинстве случаев я не хочу оставлять его без присмотра.

Исследования

Я начал искать альтернативы, зная, что компьютерные блоки питания дешевы, легки и доступны. Так почему бы не преобразовать один из них в текущий источник? Не должно быть так сложно.

С другой стороны, блок питания компьютера имеет резервное напряжение 5 В, которое я могу использовать для питания дополнительных схем. Как насчет того, чтобы поставить Arduino с маленьким дисплеем? !! Может быть позже.

А пока начинаю искать схемы блоков питания.Нашел кого-то еще, выполняющего преобразование с регулируемым напряжением и током, затем составил план по изменению схемы TL494…
Затем я нашел старый компьютерный корпус:

добыл припасы,

Начал с очистки блока питания, зачистил провода, чтобы он работал, и… получил сюрприз: № 494. В центре блока есть микросхема DIP16 с маркировкой 2003:

Нет проблем, все просто: я найду таблицу и спроектирую новую конверсию…

Нет такой удачи.Не удалось найти в инете даташит на 2003 год. Расстроился и обратился к другому блоку питания, который у меня лежал, надеясь, что новый основан на 494. Я открыл блок, он был 494, пока все хорошо. Некоторые дымчатые следы напомнили мне, почему я его не использовал … также казалось, что я использовал его как источник компонентов, так что … я был более разочарован.

Опыт форумов

Вернулся в Интернет за помощью и нашел несколько дешевых старых блоков питания на продажу и некоторых других ребят, модифицирующих блоки питания ATX.
Сейчас покупка выглядит поражением, поэтому я решил отложить ее и поискать чужой перевод на постоянный ток (в центре внимания, конечно, микросхема 2003 года).

Могущественный Интернет предоставил 2 типа решений:

  1. Вы можете настроить LM317 в конфигурации с постоянным током. »- не вентилятор из-за низкой эффективности.
  2. « Я не советую возиться с этими 400-ваттными блоками питания, если вы точно не знаете, что делаете… Джон. ”- определенно не фанат, также не уверен в том, что делал…

Поблагодарив Джона за его совет, я перешел к результатам поиска, отличным от английского.

Эврика момент

И я нашел на diodnik.com статью «Сделай сам»: какой-то парень модифицировал SMPS на базе микросхемы 2003 года и любезно поделился подробностями.

Спасибо, парень, что забыл подписать свою работу.

Это был великий момент, еврика момент . Наконец появилась надежда, свет поднимался над горизонтом.Счастье было удвоено, когда открылась веб-страница с опцией на английском языке, на которой отображается русский текст. Это как в кино, когда все русские говорят по-английски с акцентом, только в этот раз все было наоборот.

Я перевел статью с помощью своего , большую часть времени иногда отсталый друг: translate.google.com
Вот результат: оригинал 2003 года translated.pdf

Перевод выполнен, теперь я вернулся к своему проекту … запустил программу CAD и нарисовал схему:

После этого я заказал некоторые компоненты, затем я понял, что есть ситуация, когда что-то может пойти не так, совсем не так: нет нагрузки или загрузка R слишком большая.
Итак, я начал придумывать решение этой новой проблемы … Затем заказал дополнительные компоненты … Да, в это время я также задавался вопросом, действительно ли лабораторный источник питания настолько дорог, и да, я пришел к выводу, что нельзя оценивать удовольствие, так что фанк лабораторные принадлежности, я переделываю старый хлам.

Шаг 1

Первый шаг в моддинге — отказ от мода. Просто простой тест, чтобы увидеть, начну ли я с чего-то функционального: заменить конденсаторы, которые, казалось, высохли (они выглядели на удивление хорошо по сравнению с беспорядком на плате), включили питание и….да конечно THR задул… что за жизнь без веселья !?

При замене термистора возникли вопросы:

  • какой термистор был? (SCK 082) нашел что-то для его замены… вроде как
  • что вызывает отказ термистора? подозреваемый №1: новые колпачки — выглядят нормально; Следующие (я имею в виду, что близко) — диоды — посмотрите нормально, вытащили один, измерили нормально и… Я достаточно туп, чтобы не знать кодов диодов, и достаточно любопытен, чтобы задать вопрос Google: LH 3A05.Результат не казался однозначным, но я нашел некоторую информацию о том, что это диод 3A @ 50V. Я нормально отношусь к 3А, но 50В ??? !!! поэтому я вернулся и заказал новые компоненты: P600K 6A @ 800V (он не работал с тем, что на нем было установлено, поэтому я просто взял молоток побольше)

(позже редактировать) Друг сказал мне, что у него есть блок питания ATX 2003 года и диоды Lh5A05… так что, возможно, в оригиналах не было 50 В. Пожалуйста, помогите, если у вас есть техническое описание…

Воткнул плату и замерил напряжение на крышках: показалось правильным.Замерил вспомогательные 5В… все хорошо.

Шаг 2

Давайте займемся модом: первый этап — очистка платы от нежелательных компонентов. Это подразумевает огромный риск снятия полезных компонентов, но упрощает схему, освобождает место на плате для новых деталей, необходимых для дополнительной функциональности: одним из таких примеров является резистор для измерения тока, который устанавливается на радиаторе в пространстве. пары диодов TO220:

Вот чистая доска:

Шаг 3

После очистки я приступил к третьему этапу: подделке результатов.Итак, как указано в примере 78L12 + 3 руп. Снова мне было любопытно посмотреть, как выглядит сигнал… плохой. Плохой сигнал, плохие новости. Был значительный шум, ниже 13 В. Итак, быстрое исправление: добавление одного диода и конденсатора.

Первый конденсатор, несколько десятков нФ, оказался слишком маленьким, когда сеть была подключена к микросхеме 2003 года, поэтому я откопал старый электролитический 4,7 мкФ… измеренный как 7,8 мкФ… хорошо, я куплю новый мультиметр позже. Теперь напряжение остается правильным, а крышка остается.

Шаг 4

Обратная связь… позвольте мне еще раз представить схему:

Я перешел на резистор 2R2 с большей мощностью (точнее, HS25), повторно использовал R40 и добавил потенциометр на 50 кОм, который пришел на замену R60. Котел был настроен на целевое значение подаваемого тока 1,7 А.

Шаг 5

Последний мод: защита от перенапряжения. Почему? Помните воображаемую ситуацию, когда нагрузка на R или слишком велика? В этом случае выходное напряжение поднимется выше 16 В фильтрующего колпачка бывшей выходной линии 12 В.А вот выходной цоколь и диоды это нехорошо.
Согласно ST, диоды STPR1020 рассчитаны на 200 В, поэтому они остались там, и я заменил оригинальный конденсатор на 16 В на конденсатор на 35 В. Таким образом, мы защищены от максимума 25 В, которого я ожидаю от источника питания.

Защита будет использовать возможности мониторинга 2003 года. Для этого я планирую подавать часть выходного напряжения выше 12 В на вывод 6, чтобы оно поднималось выше номинального значения и, таким образом, приводило к остановке питания.Давайте посмотрим на схему:

При равном Rs защита сработает при 2x (12 В + 0,7) = 25,5 В. Это слишком много … Кроме того, нам нужно отслеживать эквивалентное сопротивление 6 кОм делителя напряжения, используемого для подделки 5 В и 3 В 3. Для пары 1k3 и 2k2 сигнал тревоги должен звучать при выходном напряжении около 24 В. Однако значение будет немного другим из-за тока, который будет идти на входы 2003 года и допусков резисторов. Прошу прощения за то, что у меня нет изображений с этого этапа мода, я был пойман в процессе и забыл сделать снимки.

Проверка защиты

А теперь давайте проверим: мультиметр последовательно включил ампер и фиктивную нагрузку 4R7, включил питание… и все прошло нормально. Новый блок питания выдает 1,7 А.
Сработает ли защита? Проверьте это, отсоединив один из выводов мультиметра и… нет. Выходное напряжение достигает 29 В и остается на этом уровне. Что-то пошло не так … да, я пропустил внутреннюю выходную нагрузку 78L12:

Теперь, как это исправить !? Методом проб и ошибок. Я вынул резистор 1 кОм, заменил его потенциометром 1 кОм, который я подключал не к выходному напряжению, а к лабораторному источнику питания.Процедура выглядит следующим образом: я запускаю модифицированный источник питания с нагрузкой 4R7, затем подключаю лабораторный источник питания к входу потенциометра и повышаю напряжение до тех пор, пока не сработает защита от перенапряжения; затем измените значение банка и перезапустите процедуру.

После этого я настраивал значение потенциометра до тех пор, пока не был доволен напряжением, которое сработало срабатыванием защиты, затем я снял горшок, я измерил его значение, чтобы я мог заменить его некоторыми резисторами с фиксированным значением.

Новый модифицированный компьютерный ИИП сейчас проходит испытание на перенапряжение.Вроде все работает.

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА !!

Вот так выглядит модификация:

DIY Импульсный источник постоянного тока — конец.

Позднее редактирование: похоже, что Taiwan Semi производит диоды 2A05 номиналом 2A при 600 В. Находятся ли оба модуля 3A05 и 4A05 в сегменте 600 В?
Позднее, позже редактируем: также похоже, что Taiwan Semi производит диоды 6A05 с номиналом 6A при 50 В? Я сдаюсь. Если у кого-то есть таблица данных для 3A05, найденная в SMPS, поделитесь информацией.

Блоки питания

для начинающих, часть 1

Блоки питания для начинающих, часть 1

Видеоурок для начинающих — Подготовка к тестированию, модификации и использованию источников питания, не тратя целое состояние.

Посмотрите наш видеоурок, часть 1, чтобы узнать больше!

После стенограммы видеоурока

Время: 0: 00с Привет, меня зовут Крис Ричардсон, я инженер-электронщик, специализирующийся на источниках питания.Это первый из серии видео для зрителей, которые не обязательно являются инженерами-электронщиками, но хотят узнать больше о тестировании и использованных источниках питания.

Если вы студент, любитель или кто-то, кому нужно изменить блок питания практически по любой причине, я надеюсь, что эти видео помогут вам начать работу с electronics-tutorials.ws.

Слайд повестки дня по источникам питания

Время: 0: 25сОдной из важных целей этого первого видео является показать вам некоторые основные элементы, которые помогут протестировать блок питания, но сделать это, не тратя тысячи долларов, евро или их эквивалента, где бы вы это ни смотрели.Я составил список с некоторыми примерными расходами здесь, в Испании, где я живу и работаю.

Время: 0: 43с Здесь я собрал некоторые из основных расходных материалов, необходимых для работы с источниками питания и их тестирования, например, устройства для зачистки проводов, кусачки, несколько тонких пинцетов для захвата мелких компонентов. Вот два блока питания в серебряной коробке, которые я спас от старого ПК, двух разных старых ПК. Этот очень старый, на самом деле у него 20-контактный разъем, и здесь мы можем увидеть его после модификации.Я подробнее расскажу об этом позже.

Энергетические продукты

На сайте Arrow.com представлен широкий выбор силовых продуктов и аксессуаров от ведущих производителей, включая Analog Devices, Texas Instruments, ON Semiconductor, Fairchild, ST Microelectronics, Linear Technology, Molex, Bourns и другие. Покупайте в Интернете аккумуляторы, фильтры для линий электропередач, компоненты управления питанием, блоки питания и другие аксессуары. Отфильтруйте по категории, производителю и соответствию ROHS, чтобы найти идеальный источник питания для вашего дизайна.

Время: 1: 13 с. Если вы внимательно сфокусируетесь, блок питания в серебряной коробке покажет вам, сколько мощности он может обеспечить в целом, а также сколько различных напряжений он получает. Также от некоторых старых ПК были спасены два вентилятора постоянного тока, они работают от 12 вольт, плюс они также поставляются с удобным разъемом. Вроде бы что-то простое, но вот основные вилки можно включать и выключать с помощью переключателя, что очень приятно.

Время: 1: 53с Паяльник с довольно тонким наконечником, который позволит нам припаять некоторые мелкие компоненты.Какой-то довольно тонкий припой и конечно же защитные очки.

Что касается электрических инструментов, мне нравится иметь два мультиметра, они идут с такими наконечниками. Два мультиметра подходят для измерения двух напряжений, но также и для измерения тока и напряжения, и по крайней мере один провод с банановой вилкой на одном конце, крокодилом или так называемым зажимом для захвата на другом конце.

Время: 2: 27с Последний инструмент здесь очень похож на мультиметр, но на самом деле это термопара, я собираюсь включить ее.То, что он на самом деле измеряет температуру, измеряет температуру на наконечнике. Я использую пластиковый верстак, так что такие вещи можно найти где угодно, ничего особенного.

Дешевые осциллографы — плюсы и минусы

Время: 2: 46с Планируя эту серию видео, я очень серьезно обсуждал тему использования или неиспользования осциллографа. Выполните быстрый поиск, и вы найдете множество устройств, таких как одно на экране, которые подключаются к вашему компьютеру и превращаются в осциллограф.В конце концов я решил, что это лучше, чем ничего, потому что на самом деле вид некоторых форм напряжения источника питания действительно помогает их понять.

Но имейте в виду, что 20 МГц, даже если оно звучит слишком высоко, недостаточно, чтобы увидеть многие из так называемых переходных эффектов в источниках питания. Это означает, что вещи происходят очень быстро, поэтому во время этих видеороликов мы будем придерживаться того, что происходит в основном в стабильном состоянии.

Испытания и измерения

Arrow.com предлагает огромный выбор продуктов и принадлежностей для испытаний и измерений от ведущих производителей отрасли, включая Rigol Technologies, Mueller Electric, Pomona, TDK, SKS и B&K Precision.Покупайте в Интернете все свое электрическое испытательное оборудование и измерительные аксессуары, включая настольные источники питания, осциллографы, генераторы сигналов, испытательные зажимы, провода и пробники. Отфильтруйте по производителю, категории продукта и подробной спецификации, чтобы найти лучший инструмент для тестирования и измерения для вашего проекта.

Время: 3:21 с Но что я собираюсь сделать, чтобы мои формы сигналов, которые я показываю в этих презентациях, более реалистичны и ближе к тому, что вы видели бы в более дешевой модели, которую вы можете получить в Интернете, это сделать две вещи:

Во-первых, это не пробники, которые поставлялись с моим более красивым осциллографом, это пробники более низкого качества.Пробник более низкого качества имеет меньшее выходное сопротивление или полное сопротивление и более высокую выходную емкость. Это то, что искажает форму волны.

Еще я сделаю следующее: вы увидите, что BW, написанное там, означает пропускную способность. Это означает, что полоса пропускания осциллографа ограничена 20 МГц. Это тот же предел, что и у более дешевых осциллографов. Так что измерения, которые я покажу, будут ближе к тем, которые вы бы видели, если бы у вас было менее дорогое устройство.

Превращение блока питания ATX в лабораторные принадлежности

Время: 4: 19с Примерно у каждого будет и старый компьютер пылится в подвале или на чердаке.Дисковод для гибких дисков может оказаться бесполезным, но этот источник питания, так называемый серебряный ящик, все еще может быть хорош. Как показано в веб-руководстве по электронике, источник питания ATX обеспечивает множество различных напряжений и довольно небольшую мощность.

Также найдите время, чтобы удалить все вентиляторы, которые вы найдете в корпусе вашего старого ПК. Позже они отлично подойдут для продувки воздуха и охлаждения источников питания и другой электроники.

Время: 4: 48с Вот контакт блока питания ATX.К нему на самом деле прикреплены 20 контактов старых и четыре дополнительных контакта. Это источник питания, который был подарен этому делу. Конечно, подключено много дополнительных проводов. Следует иметь в виду, что они имеют цветовую маркировку.

Выводы 20-контактного разъема блока питания ATX

Ссылка: Учебное пособие по источникам питания ATX

Штифт Имя Цвет Описание
1 3.3В оранжевый +3,3 В постоянного тока
2 3,3 В оранжевый +3,3 В постоянного тока
3 ОБЩИЙ Черный Земля
4 5 В Красный +5 В постоянного тока
5 ОБЩИЙ Черный Земля
6 5 В Красный +5 В постоянного тока
7 ОБЩИЙ Черный Земля
8 Pwr_Ok серый Power Ok (+5 В постоянного тока при нормальном питании)
9 + 5ВСБ фиолетовый Напряжение ожидания +5 В постоянного тока
10 12 В Желтый +12 В постоянного тока
11 3.3В оранжевый +3,3 В постоянного тока
12 -12В Синий -12 В постоянного тока
13 ОБЩИЙ Черный Земля
14 Pwr_ON зеленый Источник питания включен (активный низкий уровень)
15 ОБЩИЙ Черный Земля
16 ОБЩИЙ Черный Земля
17 ОБЩИЙ Черный Земля
18 -5В Белый -5 В постоянного тока
19 5 В Красный +5 В постоянного тока
20 5 В Красный +5 В постоянного тока

Время: 5: 08с Каждый отдельный провод желтого цвета обеспечивает положительное напряжение 12 В (+12 В).Каждый черный провод является заземлением или опорным (0 В). Каждый красный провод — 5 вольт (+ 5В). Я предлагаю следовать тому, что говорится в руководствах, поскольку основной разъем также имеет отрицательное напряжение, поэтому мы фактически отключим его.

Вот другой блок питания в серебряной коробке после того, как я отключил главный разъем и преобразовал его в эту печатную плату. Вы можете видеть здесь, что у меня есть подпружиненные зажимы, которые позволяют мне подключать разные провода.

Настольный блок питания ATX

Я припаял здесь много проводов параллельно, чтобы получить больше мощности.Этот конкретный блок питания ATX не имеет переключателя на задней панели, поэтому, когда я хочу его включить, я собираюсь использовать здесь один из моих маленьких независимых переключателей.

Когда я слышу, мы ничего не слышим. Вентилятор не работает, потому что у него есть выключатель, это синий провод. Включите его, и теперь он издает много шума. Он определенно работает, и я отключил отрицательный провод, чтобы проверить различные напряжения с помощью мультиметра.

Минус 12 вольт (-12В).Резервное питание, оно всегда включено, даже если я выключу выключатель. Минус 5 вольт (-5В). Сигнал исправности питания — это сигнал логического уровня, который фактически сообщает нам, работает ли источник питания. Также обратите внимание, что положительные 5 вольт (+ 5 В), положительные 12 вольт (+12 В) и положительные 3,3 (+3,3 В) не имеют особо больших допусков, и это потому, что нагрузка невелика.

Имеется в виду, что когда они подают большой ток, а в этом случае они не подают почти никакой ток, они не являются особенно точными.Это улучшится, когда они начнут подавать некоторую мощность.

Время: 7: 20с Я использовал так называемую перфорированную плату, чтобы сделать здесь тыльную сторону моего разъема для блока питания ATX. Это позволяет мне подключать множество проводов параллельно. В этом случае я использовал тип с шагом 2,54 мм или 100 мил, и все ряды соединены вместе параллельно. Вот еще один вид перфорированной платы, которая хороша для других типов экспериментов, также с шагом 2,54 мм или 100 мил, но с каждым маленьким квадратом, отделенным от соседних.

Оставайтесь заземленным и безопасным

Время: 7: 46с Земля в контексте относится к потенциалу так называемой Безопасной Земли или Защитной Земли. Это третье соединение в розетке. В Европейском союзе (ЕС) в каждой электрической розетке есть маленькие язычки — это единственное соединение, к которому можно легко прикоснуться пальцем, потому что это совершенно безопасно.

На самом деле, если ваше рабочее место представляет собой пластиковый или деревянный стол, подобный тому, который я буду использовать, то вам нужно заземлить себя, регулярно прикасаясь к заземляющему разъему, особенно перед тем, как обращаться с каким-либо полупроводниковым микрочипом или чем-либо еще, что чувствительно к электростатическому разряду.Это электростатический разряд.

Время: 8: 18с Так как я использую пластиковый верстак, он может создавать электростатический разряд или электростатический разряд. Итак, что я хочу делать, так это регулярно заземлять себя, особенно до того, как прикоснусь к каким-либо полупроводниковым микросхемам. Я использую тестер целостности цепи, звуковой сигнал моего мультиметра здесь, и я подключен к зажиму заземления, к которому я могу прикоснуться пальцем.

Фактический источник питания подключается через кабель и теоретически представляет собой устройство, корпус которого должен быть заземлен.Так что я могу взять другой конец мультиметра и проверить. Если я нажму достаточно сильно, чтобы пройти сквозь покрытие, я смогу увидеть, что это действительно так, но я хочу прикоснуться к винтам, когда они прикреплены к раме.

Итак, когда я иду дальше и провожу какое-либо фактическое тестирование, я регулярно протягиваю сюда палец и фактически касаюсь, чтобы разрядить любой накопившийся на моем теле электростатический разряд, прежде чем переносить его на что-нибудь чувствительное, например, на полупроводниковый чип.

Осторожно с заряженными конденсаторами

Время: 9: 18с Как показывает следующий фрагмент видео, заряженный конденсатор, из которого нечем отводить напряжение, может оставаться заряженным в течение длительного времени.Типичная шутка инженеров-электронщиков и инженеров-электриков — зарядить конденсатор, а затем передать его тому, кто этого не ожидает.

Я не рекомендую вам пробовать это дома, и явление заряженного конденсатора является причиной того, что многие электронные устройства все еще рекомендуют, чтобы, когда вам нужно их сбросить, вы выключаете их, подождите некоторое время, а затем снова включите. Это необходимо для того, чтобы все внутренние конденсаторы разрядились до нуля, чтобы быть уверенным, что все цифровое внутри устройства действительно отключено.

Время: 9: 53с Чтобы продемонстрировать, как конденсатор, который не загружен или ни к чему не подключен, может удерживать заряд в течение длительного времени, я собираюсь использовать здесь ноутбук и его зарядное устройство.

Аккумулятор этого ноутбука почти разряжен, поэтому ему требуется немного энергии, и когда я включаю зарядное устройство, они включили здесь маленький белый светодиод, который загорается, чтобы сообщить нам, что он заряжается.

Время разряда конденсатора источника питания

Время: 10: 13с Сам ноутбук потребляет много тока, поэтому когда я его выключаю, светодиод начинает гаснуть.Когда светодиод погас полностью, мы знаем, что выходной конденсатор и большая выходная емкость блока питания в этом адаптере ноутбука полностью разряжены.

Теперь, если я отключу его и проведу тот же тест, светодиод загорится, а когда я его отключу, кажется, что ничего не произойдет. Это потому, что светодиод почти не потребляет ток, а его емкость огромна. Миллифарады (мФ), то есть тысячи микрофарад (мкФ) емкости здесь. Для полной разрядки этой выходной емкости может потребоваться около минуты.

Примечание. 100 секунд уменьшения яркости светодиода намеренно убраны из видео для экономии времени.

Мы видим, как светодиоды становятся более тусклыми, но мораль этой истории в том, что всякий раз, когда емкость заряжается и на ней нет нагрузки, она все равно может заряжаться через несколько минут, поэтому вам нужно быть осторожным, особенно если она заряжена. к напряжению выше, скажем, от 30 до 40 вольт. Этого достаточно, чтобы вас шокировать.

Время: 11: 25с На этом завершается первая часть, посвященная источникам питания для инженеров, не являющихся электротехниками, и, надеюсь, теперь вы готовы приступить к тестированию реального источника питания.Следите за обновлениями во второй части, где мы рассмотрим нерегулируемые или полурегулируемые источники питания, просто для ясности: преобразованный нами ATX — это регулируемый источник питания.

От себя и от имени Electronics-Tutorials.ws, спасибо и увидимся в следующий раз.

Конец транскрипции видеоурока.

Вы можете найти дополнительную информацию и отличное руководство по преобразованию старого компьютерного блока питания ATX в настольный, перейдя по этой ссылке: ATX to Bench PSU.

В следующем видеоуроке по источникам питания для начинающих мы рассмотрим использование нерегулируемых источников питания и увидим, как нерегулируемый источник питания испытывает трудности с контролем своей выходной мощности.

DIY Fever — Создание собственных гитар, усилителей и педалей

Блок питания

Фон

Этот проект начал свою жизнь как простой стабилизатор напряжения, который я использовал между дешевым адаптером постоянного тока, чтобы получить хорошее плоское напряжение 9 В постоянного тока.Я упаковал его в алюминиевую промо-коробку для сигарет.

Новая версия

Я сделал новую версию со встроенным трансформатором и выходами 9В и 12В. Некоторым педалям нравится видеть 12 В для увеличения высоты над головой.

Эту же схему можно использовать для создания других регуляторов мощности, но убедитесь, что у вас на входе как минимум на 3 В постоянного тока больше, чем стабилизированное выходное напряжение. Эту схему можно легко модифицировать, чтобы она выполняла только фильтрацию и регулировку для обычных нерегулируемых адаптеров AC-DC.Также вы можете отказаться от одного из регуляторов, если вам нужно только одно напряжение. На этой схеме показаны только одно выходное гнездо 12 В и одно выходное гнездо 9 В, но вы можете последовательно подключить столько, сколько вам нужно, без каких-либо изменений. Вы можете рассчитать постоянное напряжение, которое выходит на мостовой выпрямитель, по следующей формуле:

~ 1,41 * ~

Это означает, что трансформатор 12 В, который я использовал, дает около 12 В переменного тока * 1,41 = 16,92 В постоянного тока, чего более чем достаточно для питания регулятора 12 В. Светодиод не является обязательным, но его полезно знать, когда устройство включено.В дополнение к этому вы можете установить переключатель SPST между мостовым выпрямителем и + выводом крышки 220 мкФ, чтобы можно было выключить блок питания, не выдергивая кабель из стены.

Детали
  • 7809 Регулятор + 9VDC 1A
  • 7812 Регулятор + 12VDC 1A
  • 2x 100 мкФ 25 В электролитические колпачки
  • 1x 220uF 25V электролитические колпачки
  • 1x 0,1 мкФ майларовый колпачок
  • Резистор
  • для светодиода, подойдет любое значение от 470 Ом до 4,7 кОм, но с меньшим сопротивлением вы получите более яркий светодиод и большее энергопотребление.
  • светодиод
  • Корпус, провод, монтажная плата, плата веро или печатная плата, разъемы и вилки постоянного тока
  • 4x 1N4007 выпрямительных диода или мостовой выпрямитель

Трансформатор на 12 В при 800 мА от источника питания игрушечного автомобиля.Для выходов я использовал два кабеля, восстановленные от старых дрянных китайских адаптеров AC / DC. У них есть универсальные выходные разъемы, что делает их пригодными для всех типов педалей. Я разместил компоненты по бокам корпуса, потому что в них уже есть вентиляционные отверстия, поэтому нет необходимости в дополнительном сверлении, и это дает максимально доступное расстояние между трансформатором и выходом. Я купил блок питания для ПК на барахолке примерно за 1 доллар. Удалены «ненужные» вещи, которые оставили мне корпус, трехконтактный разъем и переключатель включения / выключения.

Иллюстрированный

Щелкните изображение, чтобы увидеть подробности.

ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ВНИМАНИЕ!
Будьте предельно осторожны при работе с высоким напряжением. Когда я возился с этим проектом, меня отключило 220 В переменного тока прямо от стены. Я забыл вытащить кабель из стены, прежде чем прикоснуться к внутренней части, и это могло стоить мне жизни. Это самая глупая вещь, которую я когда-либо делал, поэтому постарайтесь не делать этого самостоятельно.

Как подключить аксессуары 12 В к электрической системе автофургона своими руками — EXPLORIST.жизнь

Электрическая система самодельного автофургона немного бессмысленна, если у вас нет ничего для питания, поэтому давайте узнаем, как подключать розетки, вентиляторы и другие аксессуары к вашему кемперу.

Небольшая заметка, прежде чем мы начнем. Это лишь одна из частей всеобъемлющей серии «Как установить электрическую систему для автофургона своими руками». Если вы только что наткнулись на эту статью, не заметив ее, вероятно, некоторые вещи мы уже рассмотрели. Если вы хотите ознакомиться с этим пошаговым руководством, вы можете сделать это здесь: https: // www.exploorist.life/diy-campervan-solar

Кроме того, у нас есть интерактивные схемы подключения солнечных батарей, которые представляют собой полное решение от А до Я, чтобы научить вас, какие именно детали и куда идут, какого размера провода использовать, рекомендации по размеру предохранителей, размеры наконечников проводов и многое другое, чтобы помочь сэкономить у вас время и разочарование. Вы можете проверить это здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

.

Распределительный блок 12 В

Мы уже знаем, что все положительные провода необходимо защитить предохранителем.Распределительный блок 12 В — это прекрасное организованное место, где все ваши вспомогательные устройства будут происходить от:

Распределительный блок 12 В

Распределительный блок 12 В подключается к вашей сборной шине, и тот, который мне нравится, имеет достаточно места для 12 цепей и может обеспечивать мощность до 100 А одновременно, объединенную между всеми ответвлениями или вспомогательными цепями.

Цвет провода 12 В

Power, Positive и Hot (все они означают одно и то же и могут использоваться взаимозаменяемо) в схемах с напряжением 12 В обычно красные.Поскольку вы, вероятно, начинаете это с нуля, я рекомендую сохранить его последовательным и использовать красный для положительных проводов.

Отрицательный и нейтральный (опять же, одно и то же) в 12-вольтовых системах обычно ЛИБО черные или иногда желтые. Сделайте это простым и последовательным здесь и используйте черный для отрицательных проводов, если у вас нет действительно веской конкретной причины выбрать иное.

Электромонтаж вилок на 12 В в кемпере своими руками

Штепсельные вилки

12 В питают любые ваши подключаемые устройства, такие как зарядные устройства для аккумуляторов фотоаппаратов, телефоны, дроны и в некоторых случаях: холодильники.

Стандартная вилка на 12 В

На задней стороне стандартной вилки на 12 В будут 2 контакта, к которым вы будете прикреплять провода с помощью лопаток.

Объединение нескольких розеток 12 В

Если вы хотите соединить несколько розеток 12 В в одной цепи, подключите их следующим образом:

Если вы решите подключить несколько розеток на 12 В к одной цепи, помните, сколько общих ампер вы планируете использовать во ВСЕЙ схеме, и правильно рассчитайте предохранитель и размер провода.

Лично я не люблю последовательно подключать несколько розеток на 12 В. Я предпочитаю использовать 1 розетку 12 В на цепь с предохранителями от распределительного блока.

Электропроводка 12 В DIY Кемпер Аксессуары для автофургонов:

Большинство аксессуаров на 12 В можно подключать точно так же, как описано выше. Вентиляторы, холодильники, бустеры 4G и т.д ..

Дополнительный провод 12 В

Я большой поклонник дуплексного провода 12ga для цепей 12В. Он достаточно велик для 95% вспомогательных цепей, и при установке такой длины, которая соответствует установке внутри кемпера, он остается в пределах диапазона падения напряжения 3%, хотя большую часть времени в этом нет необходимости.Это красно-черный провод с высококачественной изоляцией 105 ° C, заключенный в белую защитную оболочку

.

Теперь, когда вы узнали, как подключить аксессуары на 12 В и распределительный блок, пора научиться подключать фонари и вещи, требующие переключателей. В этом следующем уроке мы даже поговорим о подключении двухпозиционных переключателей, так что не упустите его. Проверьте это здесь:

https://www.explorist.life/how-to-wire-12v-lights-switches-2-way-switches-in-a-camper/

Все, что вы здесь изучаете, используется в наших БЕСПЛАТНЫХ интерактивных схемах подключения солнечных батарей.Если вы еще этого не сделали, ознакомьтесь с ними, поскольку они представляют собой полное решение для электрической системы автофургона. Посмотрите их здесь: https://www.explorist.life/solarwiringdiagrams/

.

Помните, что это лишь часть полной обучающей серии по электрике автофургонов. Чтобы увидеть все отдельные руководства, щелкните здесь: https://www.explorist.life/diy-campervan-solar

Наконец, если вы нашли это руководство полезным, оно действительно означало бы для нас весь мир, если бы вы поделились им с кем-то, кто может его использовать, прикрепили его к pinterest для дальнейшего использования или поделились им в группе facebook, когда у кого-то есть вопрос по этой теме.Нажмите на пузырь в правом нижнем углу, чтобы подписаться на уведомления о будущих обновлениях и, как всегда, оставляйте любые вопросы в комментариях ниже.

Как работает импульсный источник питания

Как работает импульсный источник питания

В этом разделе мы дадим очень краткое объяснение того, что происходит внутри импульсного источника питания. Опять же, мы настоятельно рекомендуем вам прочитать нашу статью о PSU 101, если вы хотите получить более подробный анализ.

Что внутри и как оно работает?

Импульсный источник питания состоит из нескольких ступеней.Фильтр сетевого питания находится сразу за входом, отфильтровывая скачки, гармоники и различные другие нежелательные явления, обнаруживаемые в электросети. Он также предотвращает воздействие электромагнитных помех, создаваемых блоком питания, на расположенные рядом устройства. На втором этапе поток мощности переменного тока выпрямляется и экранируется одним или несколькими мостовыми выпрямителями. На данный момент мы имеем дело с напряжением около 325 В (при входном напряжении 230 В), которое подается на преобразователь APFC. Полевые транзисторы APFC (обычно два) разделяют промежуточное напряжение постоянного тока на постоянные последовательности импульсов.Эти импульсы сглаживаются конденсатором (-ами) большой емкости и подаются на главные переключатели. Последний прерывает сигнал постоянного тока, поступающий от сглаживающего конденсатора, на импульсы, амплитуда которых является величиной входного напряжения, а рабочий цикл регулируется контроллером импульсного регулятора. Таким образом, сигнал постоянного тока преобразуется в прямоугольный сигнал переменного тока, который подается на главный трансформатор. Чем выше частота переключения первичных переключателей, тем меньше размер основного трансформатора, и мы также получаем выигрыш в отношении шума EMI, подавления пульсаций и переходной характеристики.С другой стороны, более низкие скорости переключения повышают эффективность, хотя требуется более крупный трансформатор и увеличивается шум электромагнитных помех, нарушается подавление пульсаций, и переходная характеристика становится медленнее.

Внутреннее устройство Corsair AX1500i. Это, наверное, самый продвинутый коммерческий блок питания на сегодняшний день.

В конечном итоге потребуются различные напряжения: 3,3, 5 и 12 В, что означает, что простые импульсные блоки питания ПК имеют либо одну выходную шину с разными ответвлениями для каждого напряжения, либо отдельные шины для каждого напряжения.Верхние блоки питания даже имеют отдельные катушки для напряжений (если они не используют резонансный преобразователь LLC, поскольку блоки питания с ними не нуждаются в катушках; даже если они существуют, они просто играют роль в процессе фильтрации), что затем корректируются и сглаживаются второй раз после преобразования. Самое главное, чтобы эти напряжения оставались постоянными. Независимо от того, находится ли компьютер в режиме ожидания или при полной нагрузке, напряжения не могут отклоняться от своих характеристик более чем на пять процентов в соответствии со спецификацией ATX.Схема регулятора гарантирует, что это так.

Это подводит нас к следующей теме: эффективность. Если вы ищете новую машину, вы спросите своего местного дилера: «Итак, сколько миль на галлон у этой машины?» БП могут не сжигать бензин, но вам все равно нужно следить за их эффективностью. Действительно, это одна из областей, где большинство строителей неосознанно тратят больше энергии, увеличивая стоимость ПК в течение срока его службы. Хотите убедиться, что вы не совершили этой ошибки? Взгляните на следующую страницу!

Блок питания для комплекта функционального генератора «Сделай сам» — НЕМНОГО ТАЙНЫ

Мне нравятся наборы для самостоятельной сборки / пайки, и благодаря онлайн-магазинам, таким как eBay, я смог купить и собрать некоторые из них за последние несколько месяцев.

Одним из последних, которые я получил, был очень простой, но полезный генератор функций / сигналов, единственная проблема которого заключалась в том, что он требовал источника питания с шинами +12 В / + 5 В / -12 В (он также прибыл уже собранным, несмотря на то, что продавался как Комплект DIY, который в некотором роде разочаровал).

Мои первые тесты набора проводились с блоком питания ПК (единственным источником -12 В, который у меня был в моей лаборатории), пока я не получил «подходящую» альтернативу в виде другого комплекта, который иногда рекламируется как « Hiland». USB-источник питания с двумя выходами и несколькими выходами ».Я назову его HL поставка во время этой публикации (у меня на печатной плате написано «Hyland», поэтому, если исходная версия существует, моя, вероятно, будет дешевым клоном). Этот действительно требовал сборки (ура!) И отлично работал в моих ограниченных тестах, но все еще было проблемой, когда две свисающие платы были соединены всякий раз, когда я хотел использовать генератор сигналов, поэтому через некоторое время я решил сделать ( временное) ограждение для всего этого.

Функциональный генератор и источник питания во временном корпусе ручной работы.Левый модуль: генератор сигналов. Правый борт: питание HL.

Несмотря на то, что коробка выглядит не очень хорошо, она, по крайней мере, способна вместить обе вещи в довольно практичном форм-факторе, так что пока я доволен этим. Строить тоже было весело, так что… вот и все.

Однако после сборки я обнаружил проблему; мой осциллограф Rigol изо всех сил пытался непрерывно запускаться по сгенерированной форме волны. Было немного нестабильно, особенно с непрямоугольными волнами.Хотя этот комплект никогда не давал 100% чистого сигнала (и не помню, пробовал ли я его вывод на этом конкретном осциллографе раньше), кривая была слишком шумной, поэтому я начал подозревать, что неисправен источник питания. Либо сам комплект HL, либо регулируемый усилитель постоянного тока, который я использовал в качестве источника напряжения. Поэтому я подключил к осциллографу только блок питания и, к моему удивлению, вот как выглядели соответствующие напряжения:

Думаю, этим можно объяснить нестабильный и шумный выход.
Просто предположение.

Что ж, выглядит ужасно. В то время как мой усилитель DC-DC имеет несколько скачков 100 мВ здесь и там (внизу справа), выходы HL Supply были повсюду, иногда с разницей, близкой к 1 полному вольту от пика к пику. Чтобы быть уверенным, что это не было полностью вызвано скачками на входе, я попробовал использовать стандартный настенный трансформатор 12 В (вместо моего усилителя при 15 В), и неприятный шум все еще присутствовал, всего на ~ 100-200 мВ ниже, что все еще было много.

Итак, я попытался снова, но с помощью разъема USB на плате HL, напрямую подключенного к моему компьютеру вместо источника постоянного тока 12-15:

Два выходных напряжения, на этот раз с источником питания HL, подключенным к USB-порту (5 В).

Почти 200 мВ шума по-прежнему слишком много, но это лучше, чем ~ 700-1000 мВ, которые я получил с моим импульсным усилителем, установленным на 15 В, или ~ 500-700 мВ от настенного адаптера 12 В. Я также попробовал со своим настольным питанием, и шум был немного ниже, но, как я и думал, он также уменьшился при уменьшении входного напряжения. Однако ни в одном из тестов я получил менее ~ 150-200 мВ, даже с моим лучшим и наиболее стабильным источником питания, установленным на + 5 В, поэтому шум определенно зависел как от стабильности входа, так и от его напряжения, с нижним пределом около 150 мВ.

Не знаю, есть ли у меня неисправный блок или этого следует ожидать от комплекта HL; все, что я знаю, это то, что для генератора сигналов это был довольно неприемлемый уровень шума, поэтому я решил разработать свой собственный источник питания с несколькими выходами, задача, немного выходящая за рамки моей зоны комфорта, поскольку я почти исключительно проектирую цифровые логические схемы, и Мои схемы «источника питания» никогда не были сложнее линейного регулятора и нескольких конденсаторов.

«Сложной» частью, конечно же, должен был стать выход с отрицательным напряжением, который, согласно моим тестам, должен был обеспечивать ток не менее 50-70 мА (как это то, что функциональный генератор получает от входов +12 В и -12 В. ).Это означало, что я не мог просто использовать ICL7660S , который, насколько я понимаю, способен только на 20 мА.

К счастью, я наткнулся на это старое, но весьма обучающее видео с EEVBlog, в котором описаны все этапы проектирования регулятора постоянного тока с использованием популярной и универсальной микросхемы MC34063 IC. Он завершает настройку бустера, но шаги для получения отрицательного питания от ИС очень похожи (только разные формулы и разное расположение компонентов), и вся информация находится прямо здесь в таблице данных.

Обладая этими знаниями, я разработал схему, которая принимает входное напряжение> 13 В, регулирует его до +12 В постоянного тока с помощью стандартного LM7812 , а затем питает LM7805 (который создает выход + 5 В) и MC34063 , настроенный для инвертирования. +12 В в -12 В при ~ 150 мА, создавая шину -12 В с достаточным запасом тока, чтобы сделать этот источник питания более универсальным. Я прототипировал это на макетной плате и, получив все необходимые выходные данные, переместил его на кусок перфорированной платы, который я вырезал по размеру, чтобы точно соответствовать посадочному месту блока питания HL, поэтому мне не нужно было изменять или переделывать корпус.

Мой нестандартный блок питания смонтирован внутри корпуса.

После тестирования всего этого я все еще получал пульсации> 100 мВ на отрицательном выходе, несмотря на то, что рассчитал все компоненты для максимального «шума» только 50 мВ Vpp. Это было даже с дополнительным фильтром, предложенным в таблице данных.

Поскольку я выбрал большинство компонентов (кроме тайминга) с некоторым запасом мощности, и у меня был потенциометр для точной настройки отрицательного напряжения, я решил настроить выход -12 В примерно на -13 В, чтобы я мог поставить это через отрицательный линейный регулятор LM7912 в качестве последнего шага.Конечно, поскольку я выбрал компоненты для выхода -12 В, схема теперь работала немного за пределами тех спецификаций, для которых я ее проектировал, поэтому я, вероятно, не получаю желаемый максимальный выход 150 мА, но, по крайней мере, теперь у меня есть линейный устройство, которое заботится о лишнем шуме. С этой модификацией это были выходы моего источника питания при анализе с помощью осциллографа (эти изображения со шкалой оси Y 50 мВ на деление вместо 200 мВ):

Мой блок питания под прицел. Пульсации менее 50 мВ на всех выходах.

Конечно, это не идеально, но это значительное улучшение по сравнению с предложением HL. Пульсация <50 мВ, по крайней мере, в 3 раза лучше, чем «лучшее», которое я когда-либо мог получить от другого источника питания. Честно говоря, я думаю, что модуль HL по-прежнему «хорош» для большинства применений, несмотря на нестабильный результат. Частота шума очень высока (намного выше 200 кГц), поэтому большинству устройств все равно. Просто артефакты были слишком заметны в моем настольном осциллографе и вызвали глючную и зашумленную кривую, и для этого конкретного использования (генератор сигналов) вам нужна самая чистая форма волны, которую вы можете получить.

Устройство подключено к моему DSO Nano. Заметьте, здесь использовался источник HL. Частота шума. был явно слишком высок для этого мини-прицела, так как его аналоговая полоса пропускания составляет всего 200 кГц.

Я действительно многому научился, проектируя источник питания. Потребовались некоторые исследования импульсных регуляторов и выходов отрицательного напряжения, и я очень доволен результатом. Это также было хорошим упражнением по поиску проблемы и созданию заменяемой детали, которая решает проблему, не требуя при этом модификации конечного продукта.

Bonus Изображение! Вот как выглядит нижняя часть «кнопок» моего корпуса, если вам интересно:

Бюджетные кнопки: деревянные колышки 6 мм с отверстием 3 мм (глубина ~ 5 мм). Другой конец был нарисован фломастером.

Они подходят и работают на удивление хорошо.

VoltMeister 100, настольный блок питания своими руками · devroom.io

Для любителей электроники одним из самых важных инструментов является настольный компьютер. поставка. У меня его еще нет, поэтому я застрял в использовании простых настенных бородавок.Это нормально для питания Arduino, но становится более липким при работе с вещами. как операционные усилители.

Потому что у меня ограниченный опыт работы с Arduino и элементарное понимание электроники, я решил не делать свой первый проект об использовании 230VAC напрямую и создание регулируемого источника питания. Вместо этого я выбрал более общий подход: используйте существующий компьютерный блок питания ATX для подачи четырех общих выходных напряжений из этих источников питания: 3,3 В, 5 В и ± 12 В.

Блок питания ATX

Все современные компьютеры соответствуют стандарту ATX, установленному Intel в 1995 году.Часть этого Стандартным является блок питания . Источники питания ATX легко доступны и взаимозаменяемы.

Старые модели блоков питания ATX имеют 20-контактный разъем, новые — 24-контактный.

24-контактная конфигурация добавляет четыре контакта, по одному для каждого напряжения питания и GND (земля). 20-контактный разъем подходит для 24-контактного разъема. Ура за стандарты!

Блок питания ATX обеспечивает в общей сложности четыре напряжения. Однако у каждого из них разная мощность. рейтинги.Вероятно, на вашем комплекте есть наклейка с точной информацией.

Источник питания, который я буду использовать в этом проекте, взят от старого Asus S-Presso. Как на этикетке указано, что он может подавать разное напряжение с разной номинальной мощностью:

  • 3,3 В при 17 А
  • 5 В при 13 А
  • 12В при 16А

Это довольно круто (кроме -12V), особенно если вы в основном играете с микроконтроллеры и микропроцессоры.

Есть также два других примечательных напряжения.-12В и 5ВСБ.

-12V идеально подходит, если вы используете операционные усилители, требующие положительного и отрицательная ссылка. Но, как видите, рейка -12V поддерживает только до 0,3 ампер. Это означает, что вы не можете комбинировать шины ± 12 В для создания выход 24 В, потребляющий большой ток.

5VSB обеспечивает 5 В при максимальном токе 2 А , когда источник питания находится в режиме ожидания на . Когда блок питания подключен к сети, но он не работает, блок питания по-прежнему подает 5 В по этой стойке по линии ! Ваш компьютер нормально использует это, чтобы пробудиться ото сна и тому подобное.

Конструкторские цели

Я поставил следующие цели при разработке VoltMeister 100:

  • Используйте малогабаритный блок питания ATX (Asus SL-22A)
  • Выход 3,3 В, 5 В, 12 В и -12 В
  • Показать состояние ожидания и включения
  • Ограничение выходного тока до 2,5 А
  • Постройте красивый корпус, чтобы он мог сидеть у меня на скамейке 🙂

Блок питания ATX хорошо справляется с ограничением тока и отключением при ситуации короткого замыкания.Однако 16 ампер на 12 В — довольно большая мощность. и, вероятно, заставит множество микросхем выпустить свой волшебный дым. С тех пор нет ничего, о чем я могу сейчас придумать, для чего потребовалось бы более 1 А из этого источника, Я хочу ограничить выходной ток более безопасным уровнем 2,5 ампер (для каждого Напряжение).

Распиновка разъема ATX

Блоки питания

ATX имеют 20-контактный или 24-контактный разъем. Они совместимы разъемы и 20-контактный разъем подходит для 24-контактного разъема.

Давайте быстро пройдемся по ним.Все контакты COM имеют общую массу и могут использоваться при любом напряжении питания.

  • Контакты 1,2, 12 и 13 обеспечивают 3,3 В
  • Контакты 4, 6, 21, 22 и 23 обеспечивают напряжение 5 В
  • Контакты 10 и 11 обеспечивают 12 В
  • Контакт 14 обеспечивает -12В
  • Контакт 9 обеспечивает 5VSB, всегда доступен, когда питание подключено к сети
  • Контакт 16 — это выключатель питания, подключите его к GND, чтобы включить питание.
  • Контакт 8 (PWR_ON) подает 5 В, когда источник питания находится на и , обеспечивая стабильные напряжения.
  • Контакт 20 обозначен как не подключен . Раньше спецификация ATX помещала сюда необязательный -5V, но с тех пор была удалена полностью. Не полагайтесь на наличие -5В.

Самым важным моментом здесь является вывод PWR_ON . Он подает 5 В, когда поставка обеспечивает стабильный выход. PWR_ON не включается мгновенно, так как для стабилизации питания ATX требуется некоторое время. Хотя этот процесс довольно быстро, между переключениями питания есть заметная задержка примерно в полсекунды. на и PWR_ON идет высоко.

Схема

Вся тяжелая работа по преобразованию сети 230 В переменного тока в более подходящую 3,3 / 5 / ± 12 В выполняется питание ATX. Осталось сделать только кастомные вещи:

  • Подходит для 20- или 24-контактного разъема ATX
  • Обеспечивает подключение светодиодов включения и ожидания
  • Обеспечивает подключение для выключателя питания
  • Обеспечивает подключения для выходов 3,3 / 5 / ± 12 В и GND
  • Предельный ток до 2,5 А для каждого выходного напряжения

Схема для этого довольно проста:

Светодиод питания напрямую подключен к контакту 8, PWR_ON с помощью последовательного резистора для ограничения ток через светодиод и сделать его не раздражающе ярким.То же самое и со светодиодом режима ожидания.

Выключатель питания напрямую подключен к контакту 16 и GND, при включении вывод 16 имеет низкий уровень.

Четыре выходных напряжения вместе с GND направляются на выходные контакты, поэтому их легко подключить. вплоть до собственно банановых розеток в корпусе.

Каждое напряжение питания оснащено самовосстанавливающимся предохранителем на 2,5 А (или PTC). Все, что до 2,5 А, нормально, выше этого предохранитель начнет действовать как автоматический выключатель. Когда неисправная ситуация разрешена, PTC сбрасываются, и вы снова используете источник питания.

Примечание: вы можете заметить, что на выходе -12V есть PTC 2,5 А. Это странно, потому что блок питания в любом случае ограничивает это напряжение до 0,3 ампер. Имейте в виду, что другие блоки питания может быть рассчитан на более высокий ток на шине -12 В, и мне понадобится этот PTC, чтобы обезопасить меня.

Печатная плата

Поскольку в разъеме ATX (MOLEX 39-28-8240) используется шаг 4,2 мм, он не подходит на макетной плате. Итак, давайте спроектируем печатную плату! Вот моя версия C моего дизайна печатной платы:

Я сделал широкие трассы для напряжений питания, так как до 5А нужно, чтобы течь через них.(5A — ток отключения PTC). Каждое напряжение вместе с GND открывается через винтовые клеммы. Есть булавочные головки для светодиодов и переключателя.

Я выбрал SMD детали, потому что хотел попробовать пайку SMD.

Извлеченный урок

  • Блоки питания ATX просты в работе, но при этом довольно мощные. Будьте очень осторожны, если откроете один.
  • Я должен более четко обозначить +/- для светодиода и клемм
  • Рассмотрим точки подключения на печатной плате, оказалось, что было бы проще, если бы подключения светодиодов / кнопок находились на той же стороне, что и клеммы выхода напряжения.

Корпус

Я думаю, что в профессиональном процессе проектирования существует некоторая напряженность между печатными платами, которые вы проектируете, компоненты, которые вы используете, и корпус, который вам нужен, чтобы все это вместить. Я попытался проявить смекалку и решил купить «Универсальный корпус», который подошел бы к моему блоку питания ATX и оставил немного места для небольшой печатной платы.

Из-за размеров блока питания ATX (примерно 140x50x80 мм) мне нужно было что-то, что подходило бы к нему. Обратите внимание, что большинство размеров, указанных при покупке корпусов, составляют за пределами размеров .

В конце концов я остановил свой выбор на хорошем корпусе Hammond, достаточно большом, чтобы плотно уместить мой блок питания, а не в слишком дорогой. У него даже есть хорошая алюминиевая передняя и задняя панели. Для тех, кому интересно, это 1598ESGY от Хаммонда.

Еще я научился детально смотреть на чертежи спецификаций.

Обратите внимание на две опоры, обведенные красным? Да, они используются для прикручивания верхней и нижней части корпус вместе. И угадайте, мой блок питания ATX не подходит для , а не для . две опоры и теперь выступает примерно на 10 мм сзади.Бух!

Это действительно проблема. Я не хочу, чтобы блок питания ATX висел сзади.

Сначала я подумал о том, чтобы просто купить корпус побольше, но меня не так легко победить.

Из-за любопытства по натуре я открыл блок питания ATX, чтобы посмотреть, что внутри, и удалите некоторые кабели, которые мне не понадобятся.

Печатная плата для питания ATX довольно плотно упакована, но я заметил, что трансформатор сбоку был не установлен на печатной плате. На печатной плате был хороший вырез, чтобы оставить место для трансформатора.

Сложив одно и одно вместе, я решил снять корпус ATX и посмотреть, смогу ли я печатная плата в моем маленьком корпусе Hammond. Трансформатор можно было немного сдвинуть, чтобы он не мешать опоре внутри корпуса.

Это сработало блестяще. Все, что мне нужно было сделать, это сделать вырезы для шнура питания и 120 / 230V. селектор.

Единственная причина, по которой я сделал это, состоит в том, что существует четкое разделение между высокими части напряжения питания и управления (полагаю, для вентилятора).Поскольку ориентация была правильной, это также хорошо защищало мою собственную печатную плату.

Сборка

Здесь вы можете увидеть внутреннюю часть моего настольного блока питания.

Нижняя половина заполнена платой ATX. Вы можете видеть, как вокруг плавает заземляющий провод, он был правильно подключен к передней и задней панелям.

Трансформатор оставляет небольшой зазор и установлен только на другой сторона опоры.

Вверху вы можете увидеть мою печатную плату с прикрепленным к ней разъемом ATX и идущими проводами. на светодиоды, выключатель питания и различные выходные напряжения.

Результат

И это конечный результат. Достаточно сказать, что мои навыки точного сверления требуют еще немного любви. Но в остальном я вполне доволен тем, как все обернулось. Это мой в конце концов, первый проект.

Заключение

Сделать такой настольный блок питания на базе ATX — это хорошо. Если тебе нужно стабильный и надежный блок питания, вероятно, лучше купить дешевый линейный блок питания онлайн примерно за 50 евро.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *