ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

   Начиниющие радиолюбители, которых большинство, для сборки регулированного блока питания выбирают схемы попроще. Такую схемку решил сделать и я, так как возможностей достать дорогие детали и настроить сложный БП вряд-ли получится. 

   Самое основное для любой конструкции корпус. Тут мне повезло досать нерабочий БП ATX от компьютера, куда и будет помещён будущий блок питания.

   Разъёмы сзади для сети 220В оставил, а на место кулера прикрутил обычную розетку, так как их постоянно не хватает для массы моих электронных устройств. Короче лишней она не будет.

   Печатная плата блока питания простейшая и изготовить её будет легко даже начинающим. В крайнем случае можно вырезать дорожки резаком, а не травить. Для защиты по максимальному току — а это обязательно должно быть в радиолюбительском блоке питания, выбрал схему электронного предохранителя с индикацией перегрузки на светодиоде.

   Передняя панель блока питания изготавливается из пластика, текстолита или даже фанеры — кто на что богат. На ней будут крепиться стрелочные индикаторы — вольтметр и амперметр (как впоследствии стало понятно, что это намного лучше и удобней цифровой индикации), регулятор напряжения и кнопки включения и переключения режимов защиты. Я выбрал 0,1 и 1А, но можно расчитать резистор токовой защиты на любое значение.

   Ещё на передней панели блока питания будут две клеммы для подключения проводов выхода БП.

   Получается вот что-то уже похожее на блок питания. Трансформатор выбираем такой, чтоб он поместился в корпус. Так что если вы идёте его покупать на радиобазаре — сначала замеряйте габариты коробки.

   Корпус обклеиваем самоклеющейся плёнкой или красим лаком.

   Зелёный светодиод будет светиться при включении БП в сеть, а красный сигнализирует о срабатывании защиты от токовой перегрузки.

   Здесь написано как рассчитать шунт для стрелочных индикаторов. А чтоб нанести на шкалу новые значения вольт и ампер, придётся раскрыть их корпуса и аккуратно наклеить бумажки с новыми значениями поверх старых.

   Вот и всё. Отличный простой блок питания из подручных материалов полностью готов. Работа с ним в течении нескольких месяцев показала его высокую надёжность и простоту эксплуатации. Материал предоставил in_sane.

   Форум по блокам питания

   Форум по обсуждению материала ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Схемы защиты на блоке питания компьютера — Ответы на вопросы

Имеют ли блоки питания компьютера схемы защиты и какие, и что обозначают OVP, UVP, SCP, OCP и OTP в описании?

При покупке БП, в первую очередь необходимо посмотреть на наличие сертификатов и на соответствие его современным международным стандартам.
В спецификации качественного блока питания должны быть указаны меры защиты, такие как: UVP, OVP, SCP, OPP, OCP, OTP.

В характеристиках дешевых блоков питания могут быть указаны не все схемы защиты или вообще не указываться.
Если производитель не упомянул о схемах защиты, то это не значит, что они отсутствуют.

В дешевых блоках питания чаще всего используют OPP и SCP — т.е. обычный предохранитель, но такой защиты не всегда может хватить и в случае ЧП, придется заниматься ремонтом материнской платы, блока питания и т.д.

Определить какие схемы защит установлены в вашем блоке питания можно по спецификации производителя.

Качественные блоки питания оснащены всеми схемами защиты, которые перечислены ниже:

— UVP (Under Voltage Protection) — защита от проседания выходных напряжений.
Срабатывает защита после преодоления 20-25% барьера.
Недостаток напряжения влияет на работу жесткого диска, не давая ему раскрутиться.

— OVP (Over Voltage Protection) — защита от перегрузки по напряжению (от превышения выходных напряжений) блока по выходным напряжениям.
Согласно документу ATX12V Power Supply Design Guide, наличие OVP обязательно.
Срабатывает защита при 20-25% превышении выходного напряжения на любом канале.

— SCP (Short Circuit Protection) — защита от короткого замыкания на выходе блока.
Защита обязательна для всех блоков питания стандарта ATX12V.

— OPP (Over Power Protection) или OLP — защита от перегрузки по суммарной мощности по всем каналам (разъемов).

— OCP (Over Current Protection) — защищает от скачков тока при перегрузке любого из выходов.
Позволяет отключать блок питания, не подвергая опасности возникновения короткого замыкания.

— OTP (Over Temperature Protection) — защита от перегрева.
Максимальная температура во время работы не должна быть выше +50 °С.

Кроме того могут быть указаны:

— Dual core CPU support — поддержка многоядерных процессоров.

— Industial class components — в блоке питания используются детали, способные работать в диапазоне от -45 до +105 °C.

Double transformer design — указывает на наличие двух силовых трансформаторов (встречается в блоках большой мощности).

FCC — соответствие нормам электромагнитных наводок (EMI) и радионаводок (RFI), генерируемых блоком питания.

CB — международный сертификат соответствия своим техническим характеристикам.

CE — сертификат, который показывает, что блок питания соответствует строжайшим требованиям директив европейского комитета.

Мощный блок питания с защитой по току

Каждому человеку, собирающему электронные схемы, необходим универсальный источник питания, позволяющий в широких пределах изменять напряжение на выходе, контролировать ток и при необходимости отключать питаемое устройство. В магазинах подобные лабораторные блоки питания стоят весьма недёшево, но зато собрать такой можно самостоятельно из распространённых радиодеталей. Представленный блок питания включает в себя:

• Регулировку напряжения до 24 вольт;
  
• Максимальный ток, отдаваемый в нагрузку, до 5 ампер;
  
• Защиту по току с выбором нескольких фиксированных значений;
  
• Активное охлаждение для работы при больших токах;
  
• Стрелочные индикаторы тока и напряжения;

Схема регулятора напряжения

Самый простой и доступный вариант регулятора напряжения – схема на специальной микросхеме, называемой стабилизатором напряжения. Наиболее подходящим вариантом является LM338, она обеспечивает максимальный ток в 5 А и минимум пульсаций на выходе. Также сюда подойдут LM350 и LM317, но максимальный ток в этом случае составит 3 А и 1,5 А соответственно. Переменный резистор служит для регулировки напряжения, его номинал зависит от того, какое максимальное напряжение необходимо получить на выходе. Если максимальное выходное требуется 24 вольта – необходим переменный резистор сопротивлением 4,3 кОм. В этом случае нужно взять стандартный потенциометр на 4.7 кОм и соединить параллельно с ним постоянный на 47 кОм, общее сопротивление получится примерно 4.3 кОм. Для питания всей схемы необходим источник постоянного тока с напряжением 24-35 вольт, в моём случае это обычный трансформатор со встроенным выпрямителем. Также можно применять зарядные устройства ноутбуков или другие различные импульсные источники, подходящие по току.
Данный регулятор напряжения является линейным, а значит, вся разница между входным и выходным напряжением приходится на одну микросхему и рассеивается на ней в виде тепла. При больших токах это весьма критично, поэтому микросхема должна быть установлена на большом радиаторе, лучше всего для этого подойдёт радиатор от процессора компьютера, работающий в паре с вентилятором. Для того, чтобы вентилятор не вращался всё время зря, а включался только при нагреве радиатора, необходимо собрать небольшой датчик температуры.

Схема управления вентилятором

В его основе лежит NTC термистор, сопротивление которого меняется в зависимости от температуры — при увеличении температуры сопротивление значительно уменьшается, и наоборот. Операционный усилитель выполняет роль компаратора, регистрируя изменение сопротивление термистора. При достижении порога срабатывания на выходе ОУ появляется напряжение, транзистор отпирается и запускает вентилятор, вместе с которым загорается светодиод. Подстроечный резистор служит для настройки порога срабатывания, его номинал стоит выбирать исходя из сопротивления термистора при комнатной температуре. Допустим, термистор имеет сопротивление 100 кОм, подстроечный резистор в этом случае должен иметь номинал примерно 150-200 кОм. Главное преимущество этой схемы – наличие гистерезиса, т.е. разницы между порогами включения и выключения вентилятора. Благодаря гистерезису не происходит частого включения-выключения вентилятора при температуре, близкой к пороговой. Термистор выводится на проводках непосредственно на радиатор и устанавливается в любое удобное место.



Схема защиты по току

Пожалуй, самая важная часть всего блока питания – защита по току. Работает она следующим образом: падение напряжение на шунте (резистор сопротивлением 0.1 Ом) усиливается до уровня 7-9 вольт и с помощью компаратора сравнивается с эталонным. Эталонное напряжение для сравнения задаётся четырьмя подстроечными резисторами в диапазоне от нуля до 12 вольт, вход операционного усилителя подключается к резисторам через галетный переключатель на 4 положения. Таким образом, меняя положение галетного переключателя мы можем выбирать из 4-х заранее установленных вариантов токов защиты. Например, можно установить следующие значения: 100 мА, 500 мА, 1,5 А, 3 А. При превышении тока, заданного галетным переключателем, сработает защита, напряжение перестанет поступать на выход и загорится светодиод. Для сброса защиты достаточно кратковременно нажать на кнопку, напряжение на выходе появится вновь. Пятый подстроечный резистор необходим для установки коэффициента усиления (чувствительности), его нужно установить так, чтобы при токе через шунт 1 Ампер напряжение на выходе ОУ было примерно 1-2 вольта. Резистор настройки гистерезиса срабатывания защиты отвечает за «чёткость» защёлкивания схемы, его нужно настраивать в том случае, если напряжение на выходе не пропадает полностью.Данная схема хороша тем, что имеет высокую скорость срабатывания, моментально включая защиту при превышении тока.

Блок индикации тока и напряжения

Большинство лабораторных блоков питания оснащено цифровыми вольтметрами и амперметрами, показывающими величины в виде цифр на табло. Такой вариант компактен и обеспечивает неплохую точность показаний, однако совершенно неудобен для восприятия. Именно поэтому для индикации решено использовать стрелочные головки, показания которых легко и приятно воспринимаются. В случае с вольтметром всё просто – он подключается к выходным клеммам блок питания через подстроечный резистор с сопротивлением примерно 1-2 МОм. Для правильной работы амперметра необходим усилитель шунта, схема которого показана ниже.

Подстроечный резистор необходим для настройки коэффициента усиления, в большинстве случаев его достаточно оставить в среднем положении (примерно 20-25 кОм). Стрелочная головка подключается через галетный переключатель, с помощью которого можно выбирать один из трёх подстроечных резисторов, с помощью которых задаётся ток максимального отклонения амперметра. Таким образом, амперметр может работать в трёх диапазонах – до 50 мА, до 500 мА, до 5А, это обеспечивает максимальную точность показаний при любом токе нагрузки.

Сборка платы блока питания

Плата печатная:

Теперь, когда все теоретические аспекты учтены, можно приступать к сборке электронной части конструкции. Все элементы блока питания – регулятор напряжения, датчик температуры радиатора, блок защиты, усилитель шунта для амперметра собираются на одной плате, размеры которой 100х70 мм. Плата выполняется методом ЛУТ, ниже представлены несколько фотографий процесса изготовления.



Силовые дорожки, по которым течёт ток нагрузки, желательно залудить толстым слоем припоя для уменьшения сопротивления. Сперва на плату устанавливаются мелкие детали.

После этого все остальные компоненты. Микросхему 78L12, питающую датчик температуры и кулер, необходимо установить на небольшой радиатор, место для которого предусмотрено на печатной плате. В последнюю очередь на плату запаиваются провода, на которых выводятся вентилятор, термистор, кнопка сброса защиты, галетные переключатели, светодиоды, микросхема LM338, вход и выход напряжения. Вход напряжения удобнее всего подключить через DC разъём, при этом необходимо учитывать, что он должен обеспечивать большой ток. Все силовые провода необходимо использовать соответствующего току сечения, желательно медные. Плюс выхода с печатной платы идёт к выходным клеммам не напрямую, а через тумблер с двумя группами контактов. Вторая группа при этом включает и выключает светодиод, показывающий, подаётся ли на клеммы напряжение.

Сборка корпуса

Корпус можно как найти готовый, так и собрать самостоятельно. Изготовить его можно, например, из фанеры и ДВП, как я и сделал. В первую очередь вырезается прямоугольная передняя панель, на которой будут установлены все органы управления.

Затем изготавливаются стенки и днище ящика, конструкция скрепляется воедино саморезами. Когда готов каркас, можно устанавливать внутрь всю электронику.

Органы управления, стрелочные головки, светодиоды устанавливаются на свои места в передней панели, плата укладывается внутри корпуса, радиатор с вентилятором крепятся на заднюю панель. Для крепления светодиодов используются специальные держатели. Выходные клеммы желательно продублировать, тем более что место позволяет. Размеры корпуса получились 290х200х120 мм, внутри корпуса остаётся ещё много свободного пространства, и туда может уместиться, например, трансформатор для питания всего аппарата.

Настройка

Несмотря на множество подстроечных резисторов, настройка блока питания довольно проста. Первых делом калибруем вольтметр, подключив к выходным клеммам внешний. Вращая подстроечный резистор, включенный последовательно со стрелочной головкой вольтметра добиваемся равенства показаний. Затем подключаем на выход какую-либо нагрузку с амперметром и калибруем усилитель шунта. Вращая каждый и трёх подстрочных резисторов добиваемся совпадений показаний на каждом из трёх диапазонов измерений амперметра – в моём случае это 50 мА, 500 мА и 5А. Далее устанавливаем необходимые токи защиты с помощью четырёх подстроечных резисторов. Сделать это несложно, учитывая, что штатный амперметр уже откалиброван и показывает точный ток. Плавно повышаем напряжение (при этом повышается и ток) и смотрим, при каком токе срабатывает защита. Затем вращаем каждый из резисторов, устанавливая четыре нужных тока защиты, между которыми можно переключаться с помощью галетного переключателя. Теперь осталось лишь установить нужный порог срабатывания датчика температуры радиатора – настройка закончена.

Смотрите видео

Самодельный блок питания с эффективной защитой. Несколько защитных устройств блоков питания

Данная схема представляет собой простейший блок питания на транзисторах, оборудованный защитой от короткого замыкания (КЗ). Его схема представлена на рисунке.

Основные параметры:

• Выходное напряжение — 0..12В;
• Максимальный выходной ток — 400 мА.

Схема работает следующим образом. Входное напряжение сети 220В преобразуется трансформатором в 16-17В, затем выпрямляется диодами VD1-VD4. Фильтрация пульсаций выпрямленного напряжения осуществляется конденсатором С1. Далее выпрямленное напряжение поступает на стабилитрон VD6, который стабилизирует напряжение на своих выводах до 12В. Остаток напряжения гасится на резисторе R2. Далее осуществляется регулировка напряжения переменным резистором R3 до требуемого уровня в пределах 0-12В. Затем следует усилитель тока на транзисторах VT2 и VT3, который усиливает ток до уровня 400 мА. Нагрузкой усилителя тока служит резистор R5. Конденсатор С2 дополнительно фильтрует пульсации выходного напряжения.

Защита работает так. При отсутствии КЗ на выходе напряжение на выводах VT1 близко к нулю и транзистор закрыт. Цепь R1-VD5 обеспечивает смещение на его базе на уровне 0,4-0,7 В (падение напряжения на открытом p-n переходе диода). Этого смещения достаточно для открытия транзистора при определённом уровне напряжения коллектор-эмиттер. Как только на выходе происходит короткое замыкание, напряжение коллектор-эмиттер становится отличным от нулевого и равным напряжению на выходе блока. Транзистор VT1 открывается, и сопротивление его коллекторного перехода становится близким к нулю, а, значит, и на стабилитроне. Таким образом, на усилитель тока поступает нулевое входное напряжение, через транзисторы VT2, VT3 будет протекать очень маленький ток, и они не выйдут из строя. Защита отключается сразу же при устранении КЗ.

Детали

Трансформатор может быть любой с площадью сечения сердечника 4 см 2 и более. Первичная обмотка содержит 2200 витков провода ПЭВ-0,18, вторичная — 150-170 витков провода ПЭВ-0,45. Подойдёт и готовый трансформатор кадровой развёртки от старых ламповых телевизоров серии ТВК110Л2 или подобный. Диоды VD1-VD4 могут быть Д302-Д305, Д229Ж-Д229Л или любые на ток не менее 1 А и обратное напряжение не менее 55 В. Транзисторы VT1, VT2 могут быть любые низкочастотные маломощные, например, МП39-МП42. Можно использовать и кремниевые более современные транзисторы, например, КТ361, КТ203, КТ209, КТ503, КТ3107 и другие. В качестве VT3 — германиевые П213-П215 или более современные кремниевые мощные низкочастотные КТ814, КТ816, КТ818 и другие. При замене VT1 может оказаться, что защита от КЗ не работает. Тогда следует последовательно с VD5 включить ещё один диод (или два, если потребуется). Если VT1 будет кремниевый, то и диоды лучше применять кремниевые, например, КД209(А-В).

В заключение стоит заметить, что вместо указанных на схеме p-n-p транзисторов можно применять и аналогичные по параметрам транзисторы n-p-n (не вместо какого-либо из VT1-VT3, а вместо всех из них). Тогда нужно будет поменять полярности включения диодов, стабилитрона, конденсаторов, диодного моста. На выходе, соответственно, полярность напряжения будет другая.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
VT1, VT2	Биполярный транзистор	МП42Б	2	МП39-МП42, КТ361, КТ203, КТ209, КТ503, КТ3107	Поиск в Fivel	В блокнот
VT3	Биполярный транзистор	П213Б	1	П213-П215, КТ814, КТ816, КТ818	Поиск в Fivel	В блокнот
VD1-VD4	Диод	Д242Б	4	Д302-Д305, Д229Ж-Д229Л	Поиск в Fivel	В блокнот
VD5	Диод	КД226Б	1		Поиск в Fivel	В блокнот
VD6	Стабилитрон	Д814Д	1

Практически каждый начинающий радиолюбитель стремится вначале своего творчества сконструировать сетевой блок питания, чтобы впоследствии использовать его для питания различных экспериментальных устройств. И конечно, хотелось бы, чтобы этот блок питания «подсказывал» об опасности выхода из строя отдельных узлов при ошибках или неисправностях монтажа.

На сегодняшний день существует множество схем, в том числе и с индикацией короткого замыкания на выходе. Подобным индикатором в большинстве случаев обычно служит лампа накаливания, включенная в разрыв нагрузки. Но подобным включением мы увеличиваем входное сопротивление источника питания или, проще говоря, ограничиваем ток, что в большинстве случаев, конечно, допустимо, но совсем не желательно.

Схема, изображенная на рис.1, не только сигнализирует о коротком замыкании, абсолютно не влияя на выходное сопротивление устройства, но и автоматически отключает нагрузку при закорачивании выхода. Кроме того, светодиод HL1 напоминает, что устройство включено в сеть, a HL2 светится при перегорании плавкого предохранителя FU1, указывая на необходимость его замены.

Электрическая принципиальная схема самодельного блока питания с защитой от коротких замыканий

Рассмотрим работу самодельного блока питания . Переменное напряжение, снимаемое со вторичной обмотки Т1, выпрямляется диодами VD1…VD4, собранными по мостовой схеме. Конденсатеры С1 и С2 препятствуют проникновению в сети высокочастотных помех, а оксидный конденсатор С3 сглаживает пульсации напряжения, поступающего на вход компенсационного стабилизатора, собранного на VD6, VT2, VT3 и обеспечивающего на выходе стабильное напряжение 9 В.

Напряжение стабилизации можно изменить, подбирая стабилитрон VD6, например, при КС156А оно составит 5 В, при Д814А — 6 В, при ДВ14Б — В В, при ДВ14Г -10 В, при ДВ14Д -12 В. При желании выходное напряжение можно сделать регулируемым, для этого между анодом и катодом VD6 включают переменный резистор сопротивлением 3-5 кОм, а базу VT2 подключают к движку этого резистора.

Рассмотрим работу защитного устройстваблока питания . Узел защиты от КЗ в нагрузке состоит из германиевого п-р-п транзистора VT1, электромагнитного реле К1, резистора R3 и диода VD5. Последний в данном случае выполняет функцию стабистора, поддерживающего на базе VT1 неизменное напряжение около 0,6 — 0,7 В относительно общего.

В обычном режиме работы стабилизатора транзистор узла защиты надежно закрыт, так как напряжение на его базе относительно эмиттера отрицательное. При возникновении короткого замыкания эмиттер VT1, как и эмиттер регулирующего VT3, оказывается соединенным с общим минусовым проводом выпрямителя.

Другими словами, напряжение на его базе относительно эмиттера становится положительным, вследствие чего VT1 открывается, срабатывает К1 и своими контактами отключает нагрузку, светится светодиод HL3. После устранения короткого замыкания напряжение смещения на эмиттерном переходе VT1 снова становится отрицательным и он закрывается, реле К1 обесточивается, подключая нагрузку к выходу стабилизатора.

Детали для изготовления блока питания. Электромагнитное реле любое с возможно меньшим напряжением срабатывания. В любом случае должно соблюдаться одно непременное условие: вторичная обмотка Т1 должна выдавать напряжение, равное сумме напряжений стабилизации и срабатывания реле, т.е. если напряжение стабилизации, как в данном случае 9 В, а U сраб реле 6 В, то на вторичной обмотке должно быть не менее 15 В, но и не превышать допустимое на коллекторе-эмиттере применяемого транзистора. В качестве Т1 на опытном образце автор использовал ТВК-110Л2. Печатная плата устройства изображена на рис.2.

Печатная плата блока питания

Прус С. В.

У каждого радиолюбителя, регулярно занимающегося конструированием электронных устройств, думаю, имеется дома регулируемый блок питания. Штука действительно удобная и полезная, без которого, испробовав его в действии, обходиться становится трудно. Действительно, нужно ли нам проверить, например светодиод, то потребуется точно выставлять его рабочее напряжение, так как при значительном превышении подаваемого напряжения на светодиод, последний может просто сгореть. Также и с цифровыми схемами, выставляем выходное напряжение по мультиметру 5 вольт, или любое другое нужное нам и вперед.

Многие начинающие радиолюбители, сначала собирают простой регулируемый блок питания, без регулировки выходного тока и защиты от короткого замыкания. Так было и со мной, лет 5 назад собрал простой БП с регулировкой только выходного напряжения от 0,6 до 11 вольт. Его схема приведена на рисунке ниже:

Но несколько месяцев назад решил провести апгрейд этого блока питания и дополнить его схему небольшой схемкой защиты от короткого замыкания. Эту схему нашел в одном из номеров журнала Радио. При более детальном изучении выяснилось, что схема во многом напоминает приведенную выше принципиальную схему, собранного мной ранее блока питания. При коротком замыкании в питаемой схеме светодиод индикации КЗ гаснет, сигнализируя об этом, и выходной ток становится равен 30 миллиампер. Было решено, взяв часть этой схемы дополнить свою, что и сделал. Оригинал, схему из журнала Радио, в которую входит дополнение, привожу на рисунке ниже:

На следующем рисунке показывается часть этой схемы, которую нужно будет собрать.

Номинал некоторых деталей, в частности резисторов R1 и R2, нужно пересчитать в сторону увеличения. Если у кого-то остались вопросы, куда подсоединять выходящие провода с этой схемы, приведу следующий рисунок:

Еще дополню, что в собираемой схеме, вне зависимости, будет это первая схема, или схема из журнала Радио необходимо поставить на выходе, между плюсом и минусом резистор 1 кОм. На схеме из журнала Радио это резистор R6. Дальше осталось протравить плату и собрать все вместе в корпусе блока питания. Зеркалить платы в программе Sprint Layout не нужно. Рисунок печатной платы защиты от короткого замыкания:

Примерно месяц назад мне попалась на глаза схема приставки регулятора выходного тока, которую можно было использовать совместно с этим блоком питания. взял с этого сайта. Тогда собрал эту приставку в отдельном корпусе и решил подключать её по мере необходимости для зарядки аккумуляторов и тому подобных действий, где важен контроль выходного тока. Привожу схему приставки, транзистор кт3107 в ней заменил на кт361.

Но впоследствии пришла в голову мысль соединить, для удобства, все это в одном корпусе. Открыл корпус блока питания и посмотрел, места осталось маловато, переменный резистор не поместится. В схеме регулятора тока используется мощный переменный резистор, имеющий довольно большие габариты. Вот как он выглядит:

Тогда решил просто соединить оба корпуса на винты, сделав соединение между платами проводами. Также поставил тумблер на два положения: выход с регулируемым током и нерегулируемым. В первом случае, выход с основной платы блока питания соединялся с входом регулятора тока, а выход регулятора тока шел на зажимы на корпусе блока питания, а во втором случае, зажимы соединялись напрямую с выходом с основной платы блока питания. Коммутировалось все это шести контактным тумблером на 2 положения. Привожу рисунок печатной платы регулятора тока:

На рисунке печатной платы, R3.1 и R3.3 обозначены выводы переменного резистора первый и третий, считая слева. Если кто-то захочет повторить, привожу схему подключения тумблера для коммутации:

Печатные платы блока питания, схемы защиты и схемы регулировки тока прикрепил в архиве . Материал подготовил AKV.

Представленные ниже радиолюбительские схемы защиты блоков питания или зарядных устройств могут совместно работать практически с любыми источниками — сетевыми, импульсными и аккумуляторными батареями. Схемотехническая реализация этих конструкция относительна проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителем.

Силовая часть выполнена на мощном полевом транзистор. В процессе работы он не перегревается, поэтому теплоотвод можно не использовать. Устройство одновременно является отлично защитой от переплюсовки, перегрузки и короткого замыкания в выходной цепи, ток срабатывания можно подобрать подбором резистора шунта, в нашем случае он составляет 8 Ампер, использовано 6 параллельно подключенных сопротивлений мощностью 5 ватт 0,1 Ом. Шунт можно сделать также из сопротивления мощностью 1-3 ватт.

Более точно защиту можно подстроить путем регулировки сопротивления подстроечного резистора. При коротком замыкании и перегрузке на выходе, защита почти сразу сработает, отключив блок питания. О сработавшей защите подскажет светодиод. Даже при замыкании выхода на 30-40 секунд, полевик остается почти холодным. Его тип не критичен, подойдут практически любые силовые ключи с током 15-20 Ампер на рабочее напряжение 20-60 Вольт. Отлично подойдут транзисторы из серии IRFZ24, IRFZ40, IRFZ44, IRFZ46, IRFZ48 или более мощные.

Данный вариант схемы будет полезен автолюбителям в роли защиты зарядного устройства для свинцовых аккумуляторов, если вдруг перепутаете полярность подсоединения, то с ЗУ ничего страшного не случится.

Благодаря быстрому срабатыванию защиты, ее можно отлично использовать для импульсных схем, при коротком замыкании защита сработает гораздо быстрее, чем перегорят силовые ключи импульсного БП. Конструкция подойдет также для импульсных инверторов, в роли токовой защиты.

Защита от короткого замыкания на MOSFET-транзисторе

Если в ваших блоках питания и ЗУ для переключения нагрузки используется полевой транзистор (MOSFET), то вы можете легко добавить в такую схему защиту от короткого замыкания или перегрузки. В данном примере мы будем применять внутреннее сопротивление RSD, на котором возникает падение напряжения, пропорциональное току, идущему через MOSFET.

Напряжение, следующее через внутренний резистор, может регистрироваться с помощью компаратора или даже транзистора, переключающегося при напряжении уровнем от 0.5 В, т.е, можно отказаться от применения токочувствительного сопротивления (шунта), на котором обычно возникает излишек напряжения. За компаратором можно следить с помощью микроконтроллера. В случае КЗ или перегрузки программно можно запустить ШИМ-регулирование, сигнализацию, аварийную остановку). Возможно также подсоединение выхода компаратора к затвору полевого транзистора, если при возникновении КЗ нужно сразу же отключить полевик.

На сегодняшний день существует множество схем, в том числе и с индикацией короткого замыкания (КЗ) на выходе. Подобным индикатором в большинстве случаев обычно служит лампа накаливания, включенная в разрыв нагрузки. Но подобным включением мы увеличиваем входное сопротивление источника питания или, проще говоря, ограничиваем ток, что в большинстве случаев, конечно, допустимо, но совсем не желательно. Схема, изображенная на рис.1, не только сигнализирует о КЗ, абсолютно не влияя на выходное сопротивление устройства, но и автоматически отключает нагрузку при закорачивании выхода. Кроме того, светодиод HL1 напоминает, что устройство включено в сеть, а HL2 светится при перегорании плавкого предохранителя FU1, указывая на необходимость его замены.

Незаменимой частью множественных радиоустройств является стабилизированный блок питания , собранный, как правило, на транзисторах. В процессе работы таких устройств может случится перегрузка блока питания . Особенно частенько это случается с лабораторными блоками, предназначенными для отработки и налаживания самых различных конструкций.

Такие нарушения нормального режима работы устройства нередко приводят к повреждениям его элементов, чаще всего — регулирующего транзистора стабилизатора. При пробое этого транзистора к нагрузке окажется приложенным полное выходное напряжение выпрямителя, часто небезопасное и для нее.

Плавкие предохранители мало спасают от повреждения блока питания и нагрузки, так как нередко регулирующий транзистор стабилизатора выходит из строя раньше, чем перегорит предохранитель. Надежную защиту в этих случаях можно обеспечить с помощью специального электронного защитного устройства.

В помещенной ниже подборке заметок описаны различные по сложности устройства, предложенные радиолюбителями-читателями. Выпрямителям и стабилизаторам в заметках уделено минимум внимания.

Защитные устройства разделяются на две группы: встроенные в стабилизатор и воздействующие на его регулирующий транзистор (например, устройство В. Захарченко) и автономные, содержащие отдельный ключевой элемент (устройство В. Мельникова). Устройства второй группы чаще называют электронными предохранителями. Защитное устройство Н. Цесарука занимает промежуточное положение между этими группами.

Некоторые виды нагрузки имеют свойство сильно перегружать блок питания в момент включения в сеть, вызывая ложное срабатывание защитного устройства. Отмечены также случаи, когда в момент включения усилителя НЧ из-за резкого всплеска тока через громкоговоритель усилителя выходили из строя динамические головки громкоговорителей (разрушались их звуковые катушки). Защитное устройство Л. Выскубова и В. Макарова позволяет устранить эти недостатки.

Кажущаяся сложность защитного устройства Н. Цесарука окупается высокими эксплуатационными характеристиками, в частности быстродействием и надежностью защиты.

Нередко радиолюбители оснащают блоки питания только лампами накаливания или электронно-оптическими индикаторами, сигнализирующими о перегрузке. Подобные устройства целесообразны в большинстве случаев, иногда же индикатора вообще бывает достаточно, чтобы вовремя зафиксировать перегрузку блока питания и отключить его от сети. Поэтому редакция сочла возможным включить в подборку описания и этих индикаторов.

Защитное устройство стабилизатора блока питания, схема которого показана на рис. 1, обладает высоким быстродействием и хорошей «релейностью”, то есть малым влиянием на характеристики блока в рабочем режиме и надежным закрыванием регулирующего транзистора Т2 в режиме перегрузки. Защитное устройство состоит из тринистора Д1, диодов Д2 и Д3 и резисторов R2 и R3. Оно работает следующим образом. В рабочем режиме тринистор Д1 закрыт и напряжение на базе транзистора Т1 равно напряжению стабилизации цепочки стабилитронов Д4, Д5. При перегрузке ток через резистор R2 и падение напряжения на нем достигают величины, достаточной для открывания тринистора Д1 по цепи управляющего электрода. Открывшийся тринистор замыкает цепочку стабилитронов Д4, Д5. что приводит к закрыванию транзисторов Т1 и Т2.

Для того чтобы восстановить рабочий режим после устранения причины перегрузки, нужно нажать и отпустить кнопку Кн1. При этом тринистор закроется, а транзисторы Т1 и Т2 вновь откроются. Резистор R3 и диоды Д2, Д3 защищают управляющий переход тринистора Д1 от перегрузок по току и напряжению соответственно.

Стабилизатор обладает следующими основными параметрами: входное напряжение 28-38 В, выходное стабилизированное напряжение — 24 В; коэффициент стабилизации — около 30; ток срабатывания защиты — 2 А. быстродействие — несколько микросекунд.

Транзистор Т2 можно заменить на КТ802А, КТ805Б, а Т1 — на П307- П309. КТ601, КТ602 с любым буквенным индексом. Тринистор Д1 может быть любым из серии КУ201, кроме КУ201А и КУ201Б.

В. Захарченко г. Киев

* * *

Стабилизатор блока питания , схема которого представлена на рис. 2, может быть защищен от перегрузок и коротких замыканий нагрузки введением всего двух деталей — тринистора Д2 и резистора R5. Защитное устройство срабатывает, когда ток нагрузки превысит определенное пороговое значение, определяемое сопротивлением резистора R5. В этот момент падение напряжения на этом резисторе достигает напряжения открывания тринистора Д2 (около 1 В), он открывается и напряжение на базе транзистора Т1 уменьшается почти до нуля. Поэтому транзистор Т1, а вслед за ним и Т2 закрываются, отключая цепь нагрузки.

Для возвращения стабилизатора в исходный режим нужно кратковременно нажать на кнопку Кн1. Резистор R3 служит для ограничения тока базы транзистора Т2. Резистор R5 наматывают медным проводом.

Номинальное входное напряжение стабилизатора — 40 В, выходное можно регулировать от 27 В почти до нуля. Максимальный ток нагрузки — 2 А.

Вместо транзистора П701А можно использовать КТ801А, КТ801Б. Транзистор Т2 можно заменить на КТ803А, КТ805А, КТ805Б, П702, П702А.

А. Бизер г. Херсон

Примечание редакции. Выходное сопротивление стабилизатора можно уменьшить на величину сопротивления резистора R5, если изменить место его включения (как показано на рис. 2 штриховыми линиями). Чтобы избежать случаев ложного срабатывания защиты от зарядного тока конденсатора С2 при включении блока питания в сеть, этот конденсатор лучше изъять из устройства.

* * *

Особенностью электронного предохранителя стабилизатора, схема которого изображена на рис. 3, является возможность регулирования тока срабатывания. Предохранитель собран на транзисторах Т1 и Т2 (в его состав входят также резисторы R1-R4, стабилитрон Д1, переключатель В1 и лампа накаливания Л1). Устанавливают требуемое значение тока срабатывания переключателем В1. Работает устройство следующим образом. В рабочем режиме за счет базового тока, протекающего через резистор R1 (R2 или R3), транзистор Т1 открыт и падение напряжения на нем невелико. Поэтому ток в базовой цепи транзистора Т2 очень мал, стабилитрон Д1, включенный в прямом направлении, и транзистор Т2 закрыты.

С увеличением тока нагрузки стабилизатора падение напряжения на транзисторе Т1 увеличивается. В некоторый момент стабилитрон Д1 открывается, вслед за ним открывается транзистор Т2, что приводит к закрыванию транзистора Т1. Теперь на этом транзисторе падает почти все входное напряжение и ток через нагрузку резко уменьшается до нескольких десятков миллиампер. Лампа Л1 загорается, указывая на срабатывание предохранителя. Возврат его в исходный режим производят кратковременным отключением от сети.

Входное напряжение устройства, собранного по схеме на рис. 3, равно 50±5 В, выходное стабилизированное можно регулировать в пределах примерно от 1 до 27 В. Коэффициент стабилизации — около 20. Для повышения температурной стабильности выходного напряжения последовательно со стабилитроном Д3 включен еще один стабилитрон Д2 в прямом направлении.

Каскад на транзисторе Т1 сравнивает напряжение на резисторе R2, пропорциональное току нагрузки стабилизатора, с напряжением на стабилитроне Д2. включенном в прямом направлении. При перегрузке стабилизатора напряжение на резисторе R2 становится больше напряжения на стабилитроне и транзистор Т1 открывается. Благодаря действию положительной обратной связи между цепями коллектора и базы этого транзистора в системе транзистор Т1 — реле Р1 развивается блокинг-процесс.

Длительность импульса — около 30 мс (в случае применения реле РМУ, паспорт РС4.533.360СП). Во время импульса напряжение на коллекторе транзистора Т1 резко уменьшается. Это падение напряжения через диод Т3 передается на базу регулирующего транзистора Т2 стабилизатора (напряжение на базе транзистора становится положительным относительно эмиттера), транзистор закрывается и ток через цепь нагрузки резко уменьшается.

Одновременно с открыванием транзистора Т1 начинает увеличиваться ток через коллекторную обмотку реле Р1, и примерно через 10 мс оно срабатывает, самоблокируется и отключает цепь нагрузки контактами P1/1. По окончании блокинг-процесса транзистор Т1 закрывается, реле Р1 остается включенным, а стабилизатор — обесточенным. Для восстановления исходного режима на короткое время отключают блок питания от сети. Быстродействие электронной защиты зависит от частотных свойств транзисторов Т1 и Т2 и скорости нарастания тока через коллекторную обмотку реле P1 (то есть от собственной емкости и индуктивности рассеяния обмоток реле) и не превышает нескольких десятков микросекунд. Защитное устройство срабатывает при токе нагрузки, равном 0,4 А.

Стабилизатор блока обладает коэффициентом стабилизации около 50. Номинальное входное напряжение 20 В, выходное — 15 В. Порог срабатывания защиты можно сделать регулируемым, для чего параллельно резистору R2 включают переменный резистор сопротивлением 10-20 Ом, к среднему выводу которого и подключают провод от вывода к базовой обмотки реле Р1.

Как только ток нагрузки достигает порогового значения, падение напряжения на резисторах R5 и R6 увеличивается настолько, что яркость свечения светодиода оптрона становится достаточной для открывания фототиристора. Его сопротивление становится очень малым, и на базу транзистора Т1 поступает положительное напряжение, закрывающее электронный ключ. При этом напряжение на нагрузке резко уменьшается, лампа Л1 гаснет. Ток, протекающий через фототиристор и резисторы R4 и R1, достаточен для удержания оптрона во включенном состоянии

Для того чтобы вернуть устройство в исходное состояние, нужно на короткое время нажать на кнопку Кн1. При этом фототиристор оптрона оказывается замкнутым накоротко и закрывается, электронный ключ поддерживается закрытым, а конденсатор С1 разряжается. В первый момент после отпускания кнопки электронный ключ остается закрытым и плавно открывается по мере заряда конденсатора С1 через резистор R1 Напряжение на нагрузке плавно увеличивается до номинального (описанный процесс происходит и при включении блока питания в сеть). Этим полностью устраняется опасность первоначального броска тока через нагрузку, который нередко является причиной выхода из строя элементов нагрузки и блока питания. Отсутствие броска тока, кроме этого, позволяет избежать ложных срабатываний защитного устройства.

Диоды Д1 и Д2 ускоряют процесс перехода транзисторов электронного ключа от режима насыщения к закрыванию при возникновении перегрузки. Порог срабатывания ключа устанавливают переменным резистором R5. Лампу Л1 выбирают исходя из требуемого номинального напряжения на нагрузке. Транзисторы Т2 и Т3 следует устанавливать на теплоотвод площадью не менее 100-120 см2.

Максимальное входное напряжение, при котором возможно использование описываемого устройства, — 50 В; максимальный ток нагрузки — 5 А; минимальный ток срабатывания — 0.4 А. Паление напряжения на защитном устройстве при открытом электронном ключе не превышает 1,5 В. Устройство может применяться для защиты выпрямителей, стабилизаторов напряжения, транзисторов мощных каскадов усилителей НЧ.

В. Макаров, Л. Выскубов, г. Ленинград

UET-VAJ-060A67 Блок питания для светодиодов с защитой от короткого замыкания и перегрузок, алюминиевый корпус, 60Вт, 12В, IP67 (арт.10588) Uniel (10588)

Код товара 5250508

Артикул 10588

Производитель Uniel

Страна Китай

Наименование  

Упаковки  

Сертификат ПИСЬМО 00373-ИП

Тип изделия Блок питания

Мощность, Вт 60

Номинальный ток,А 2.5

Входное напряжение, В 170-250

Выходное напряжение, В 12

Степень защиты IP67

Все характеристики

Характеристики

Код товара 5250508

Артикул 10588

Производитель Uniel

Страна Китай

Наименование  

Упаковки  

Сертификат ПИСЬМО 00373-ИП

Тип изделия Блок питания

Мощность, Вт 60

Номинальный ток,А 2.5

Входное напряжение, В 170-250

Выходное напряжение, В 12

Степень защиты IP67

Все характеристики

Всегда поможем:
Центр поддержки
и продаж

Скидки до 10% +
баллы до 10%

Доставка по городу
от 150 р.

Получение в 150
пунктах выдачи

5 вещей, на которые следует обращать внимание при выборе блока питания

С появлением видеокарт NVIDIA GeForce RTX 30-й серии, процессоров AMD Ryzen 5000-й серии и видеокарт серии Radeon RX 6000 мы вступили в эру еще более высокопроизводительных компьютеров. Это вызывает постепенное увеличение спроса на блоки питания высокой мощности.

В магазинах имеется множество блоков питания. Какие же из них лучше отвечают потребностям пользователей, вливающихся в новую волну апгрейда? При выборе подходящей модели следует обратить внимание на несколько факторов:

Мощность

Перед обсуждением прочих параметров следует объяснить самый базовый. Мощность, указанная в характеристиках блока питания, может отличаться от его действительной мощности. Для хорошего продукта это будет мощность при длительной работе, а для других – лишь пиковая выходная мощность, то есть выдавать ее постоянно они не смогут. На каждом блоке питания имеется этикетка с характеристиками. Также их можно прочитать на его упаковке. Из них вы сможете узнать, какую именно выходную мощность имеет та или иная модель. Далее мы рассмотрим оба типа мощности более детально.

Длительная мощность

Это максимальное значение выходной мощности, которую способен обеспечить блок питания при длительной работе, независимо от входного напряжения и температуры. Как правило, этикетка на задней панели блока питания оформляется в соответствии с правилами по электробезопасности, и на ней должна быть указана именно длительная мощность.

Пиковая мощность

Мощность блока питания, которую тот способен поддерживать в течение короткого времени (менее 10 мс) до активации защитных механизмов, называется пиковой. Как правило, она в 1,1 раза больше, чем длительная и чаще всего не указывается в таблицах характеристик и на этикетках продуктов. Например, пиковая мощность 850-ваттного блока питания будет составлять примерно 935 Вт (850 Вт х 1,1 = 935 Вт).

У некоторых блоков питания общая выходная мощность, написанная на этикетке, отличается от той, что указана в их названии или описании, поэтому обязательно перед покупкой изучите технические характеристики устройства, чтобы убедиться, что вы получите именно столько ватт, сколько вам требуется.

Безопасность

Еще одним важным аспектом блока питания являются его защитные функции, которые предотвращают повреждение устройства при возникновении внештатных ситуаций. Ниже приведены краткие описания самых популярных из них.

Защита от перегрузок по напряжению (OVP)

При нестабильной работе системы питания могут случиться скачки выходного напряжения. Если оно выйдет за безопасные пределы, блок питания будет отключен, чтобы предотвратить повреждение компонентов компьютера. После устранения внештатной ситуации его можно будет включить снова.

Допустимые диапазоны напряжений, данные в руководстве компании Intel по проектированию блоков:

Защита от перегрузок по току (OCP)

Если ток на выходных линиях превысит безопасный уровень, блок питания будет вовремя выключен, чтобы избежать повреждения компонентов компьютера. Его можно будет снова включить после устранения внештатной ситуации.

Защита от общей перегрузки (OPP)

Если общее энергопотребление компьютера превысит возможности блока питания, тот будет вовремя отключен, чтобы предотвратить поломку.

Защита от перегрева (OTP)

Если температура внутри блока питания превысит безопасный уровень, например, из-за плохого отвода тепла или сломавшегося вентилятора, то он будет вовремя отключен, чтобы предотвратить поломку. Блок питания можно будет включить вновь, когда температура опустится до приемлемой.

Защита от коротких замыканий (SCP)

При коротком замыкании выходных линий блок питания будет вовремя выключен, чтобы избежать повреждения. Его можно будет снова включить после устранения неисправности.

Конструкция шин питания и их характеристики

Блоки питания могут иметь одну или несколько выходных линий с напряжением +12 В. Оба варианта имеют свои плюсы и сферы применения. +12 В – это основное системное напряжение, которое используется и процессором, и видеокартой, и материнской платой, поэтому сила тока на такой линии будет довольно высокой. Понять, какой именно конструктивный вариант используется в том или ином блоке питания, как правило, можно из его технических характеристик.

Одиночная выходная линия

Как подразумевает название, при таком варианте имеется лишь одна выходная линия +12 В, по которой и поставляется весь ток, нужный системным компонентам. Его преимущество состоит в том, что сила тока такой линии может быть сравнительно высока. В таблице характеристик будет указана лишь одна линия +12 В с максимальной силой тока и мощностью, которые она поддерживает.

Несколько выходных линий

При таком варианте одна внутренняя шина +12 В разделяется на несколько выходных линий, причем на каждой линии имеется свое ограничение по силе тока с соответствующей защитой, и это повышает уровень электробезопасности. В характеристиках блока питания будет указано несколько выходных линий +12 В с максимальной силой тока и мощностью каждой из них. Впрочем, независимо от их числа, общая мощность внутренней шины +12 В останется неизменной. Возьмем для примера модель MPG A850GF. У нее имеется 4 выходных линии +12 В, питающие материнскую плату, процессор и видеокарту, а их общая мощность составляет 850 Вт.

Различные варианты схемотехники и защитных механизмов будут влиять на максимальную мощность блока питания. Как правило, пиковая мощность больше номинальной в 1,1 раза. При превышении этого порога активируется защита: защита от перегрузки по току или общей перегрузки. Пороговые значения защиты устанавливаются каждым производителем самостоятельно, и для блоков питания с одной выходной линией +12 В их значения практически совпадают. Для устройств с несколькими выходными линиями +12 В защита от перегрузки по току обычно более важна.

В блоках питания MSI серии MPG используется разделение внутренней шины +12 В на четыре выходных линии, и для каждой из них защита от перегрузки по току задана на уровне в 1,35 раза выше, чем ее номинал. Возьмем к примеру модель MPG A850GF. Для каждой выходной линии указана максимальная сила тока в амперах. Умножив это число на лимит перегрузки по току, мы получим максимальную пиковую мощность – столько энергии может получить подключенный к ней процессор или видеокарта. Видеокарты рекомендуется подключать к линиям с большим запасом по току (см. инструкции на нашем официальном сайте).

Уровень защиты от перегрузки по току

+12VCPU: 25A x 1.35 x 12V = 405W
+12VVGA1: 40A x 1.35 x 12V = 648W
+12VVGA2: 40A x 1.35 x 12V = 648W

Защита от общей перегрузки устанавливается на уровне в 1,35 раза выше, чем номинальная мощность блока питания. Таким образом, кратковременно выходная мощность может доходить до 1147 Вт (850 Вт x 1,35 = 1147 Вт).

Чтобы сымитировать энергопотребление компьютера при игре в разрешениях 4K и FHD, мы воспользовались игровым бенчмарком. Кроме того, мы применили тест AIDA64 + 3DMark D12X, чтобы оценить потребности системы под максимально высокой нагрузкой.

Ниже представлены компоненты, которые мы использовали в наших тестах.

Тестовая система №1

• Материнская плата: MEG Z490 ACE
• Процессор: Intel i9-10900K (с включенной функцией Turbo Boost)
• Видеокарта: RTX 3090 Gaming X Trio
• Блок питания: MPG A850GF

Тестовая система №2

• Материнская плата: MEG X570 UNIFY
• Процессор: AMD Ryzen™ 9 5950X (с включенной функцией Game Boost)
• Видеокарта: RTX 3090 Gaming X Trio
• Блок питания: MPG A850GF

По итогам игровых и стресс-тестов мы можем заключить, что среднее энергопотребление не превышает 600 Вт, а пиковое находится в безопасных пределах (для модели MPG A850GF: 850 Вт x 1,35 = 1147 Вт). Хотя компания NVIDIA официально рекомендует использовать для видеокарты RTX 3090 блок питания мощностью 750 Вт, тесты показывают, что 850-ваттный будет более оптимальным выбором.

Модульная конструкция кабелей и персонализация

Кабели блока питания могут быть фиксированными или отсоединяемыми, в последнем случае – все или некоторые из них. Преимуществами полностью модульной конструкции (при которой все кабели можно отсоединить) являются экономия места и удобство прокладки кабелей. Большинство предлагаемых на сегодняшний день блоков питания высокого класса являются полностью модульными.

Модульная конструкция, например, у продуктов MSI серии MPG, также позволяет пользователю персонализировать внешний вид блока питания путем замены кабелей. Для этого нужно лишь знать, к каким именно разъемам они подключаются.

Распиновка разъемов блоков питания MSI серии MPG.

Сертификация энергоэффективности 80 PLUS

80 Plus – это сертификация энергоэффективности (коэффициента полезного действия) блоков питания. В ней предусмотрено шесть уровней. Чем выше уровень, тем выше КПД и больше экономия энергии. Обычно для достижения лучшей энергоэффективности требуется применять более качественные материалы. Ниже указаны требования стандарта «80 Plus» разных уровней, которым должны отвечать соответствующие блоки питания.

В настоящее время большинство блоков питания высшего сегмента обладают сертификацией Gold, а самые мощные модели – Platinum и Titanium. Геймерам вполне подойдет модель стандарта Gold с полностью модульной конструкцией. Хотя модели стандартов Platinum и Titanium могут похвастать лучшим качеством и эффективностью, их цена будет довольно высока. На уровне Gold КПД остается достаточно высоким, а вот цена удовлетворит большинство пользователей.

Блоки питания MPG A850GF, MPG A750GF и MPG A650GF от MSI – это модели стандарта «80 Plus Gold» с модульной конструкцией. Разделение 12-вольтовой шины на несколько выходных линий повышает уровень электробезопасности. Выбирать конкретную модель следует на основе конфигурации и сценариев использования компьютера. В представленной ниже таблице показаны наши рекомендации по выбору блоков питания MSI для сборок с видеокартами NVIDIA GeForce RTX 30-й серии и процессорами Intel/AMD. Данные по энергопотреблению готовящихся к выходу видеокарт AMD будут предоставлены позже.

Подробную информацию вы всегда можете найти на официальном сайте MSI.
MPG A850GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A850GF
MPG A750GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A750GF
MPG A650GF https://ru.msi.com/Power-Supply/MPG-A650GF

Блок питания с защитой

Данный блок питания обеспечивает стабилизированное напряжение на выходе с возможностью регулировки в пределах 1,25…14 В при токе нагрузки до 2 А. Если выходной ток превысит это значение — сработает защита, отключающая нагрузку.

Устройство состоит из двух функциональных частей: собственно стабилизатора напряжения и узла защиты. Стабилизированный источник питания состоит из понижающего трансформатора Т1, мощного выпрямительного моста VD1, сглаживающего конденсатора С1 и стабилизатора постоянного напряжения на микросхеме DA1. Выходное напряжение регулируют переменным резистором R6, а его значение определяют по показаниям микроамперметра РА1, шкала которого проградуирована в вольтах.

Узел защиты выполнен на транзисторе VT1 и тринисторе VS1. Резистор R1, включенный в цепь нагрузки, является датчиком, по падению напряжения на котором транзистор «следит» за выходным током. Если по какой-либо причине значение тока нагрузки превысит 2 А, падение напряжения на резисторе R1 оказывается достаточным для открывания транзистора. Возникающий импульс тока через диод VD2 открывает тринистор. В результате сработает реле К1 и своими контактами разомкнет цепь питания нагрузки; одновременно включится светодиод HL1, сигнализируя об аварийном режиме.

Для того чтобы снова подключить нагрузку, необходимо кратковременно нажать на кнопку SB2. Напряжение на тринисторе уменьшится до нуля, и он закроется. Если в процессе налаживания питаемого устройства возникнет необходимость отключить его, следует нажать на кнопку SB1: тринистор откроется, и нагрузка отключится.

В устройстве применены резисторы МЛТ-0,125, С1-4-0,125. Оксидный конденсатор С1 — К50-46 или импортный. Конденсаторы С2, СЗ желательно применить танталовые — например, К52-1Б или подобные. Они заменимы оксидными алюминиевыми конденсаторами (К50-6, К50-16 и т.д.), при этом их емкость следует увеличить в несколько раз. Диодный мост — импортный, однако ни что не мешает заменить его на отечественный, или мост собранный из отдельных диодов. Важно лишь, чтобы их допустимый прямой ток был не менее 3 А. Переменный резистор R6 — ППЗ-40. Микросхема DA1 установлена на задней стенке корпуса, которая выполняет функцию теплоотвода. Она изготовлена из алюминиевого листа толщиной 2,5…3 мм и площадью примерно 180 см².

Микроамперметр РА1 применен малогабаритный; его шкала проградуирована с точностью 1 В. Можно использовать микроамперметр М4248 с пределом измерения 100 мкА. В этом случае сопротивление резистора R7 следует увеличить до 200 кОм. Интегральный стабилизатор SD1084 заменим микросхемой SD1083, у которой максимальный выходной ток равен 7,5 А. Реле К1 применено импортное, но допустимо применение подходящего реле с рабочим напряжением 9…15 В. При необходимости последовательно с обмоткой включают резистор (R8). Его подбирают, исходя из тока срабатывания, значение которого должно быть около 40 мА. Можно применить реле РЭС-10 с паспортами РС4.529.031-04, РС4.529.031-19 и им подобные.

Номинальная мощность трансформатора Т1 — 30 Вт; напряжение на его вторичной обмотке — 15 В. Для уменьшения размеров можно применить трансформатор с тороидальным магнитопроводом. Кнопки SB1, SB2 — любые малогабаритные. Выключатель SA1 — ПТ17-1, ТВ2-1 и другие, еще лучше применить появившиеся на рынке импортные сетевые выключатели со встроенной лампой, которая индицирует режим включения. Резистор R1 – представляет собой отрезок нихромовой проволоки диаметром 0,5 мм и длиной примерно 5 см.

Налаживание источника питания начинают с проверки правильности монтажа. Далее движок переменного резистора устанавливают в нижнее по схеме положение, включают устройство в сеть и измеряют напряжение на конденсаторе С1. Оно должно составлять около 20 В. По образцовому вольтметру градуируют шкалу микроамперметра РА1 подборкой резистора R7. Нажимая кнопки SB1 и SB2, убеждаются, что реле срабатывает и отключает нагрузку.

Затем проверяют срабатывание узла защиты при увеличении тока нагрузки. Для этого необходимо к выходной цепи подключить последовательно включенные амперметр на ток 10 А и резистор сопротивлением 5,1 Ом, мощностью не менее 20 Вт. Постепенно увеличивая выходное напряжение, проверяют срабатывание защиты при токе около 2 А. Подборкой сопротивления резистора R1 устанавливают необходимое значение тока. Для проверки замыкают выход блока питания — защита должна сработать. Достоинство, а одновременно и недостаток узла защиты — его высокое быстродействие. При подключении к источнику питания устройства с фильтрующими конденсаторами большой емкости протекает импульсный ток их зарядки, приводящий к срабатыванию защиты. Запускают источник с такой нагрузкой, нажимая несколько раз кнопку SB2.

Не рекомендуется долговременно использовать режим работы блока питания, когда рассеиваемая стабилизатором мощность превышает 25 Вт (т. е. при наименьшем входном напряжении 1,25…5 В и близком к максимальному токе нагрузки 1.5…2А).

Подобный источник можно собрать на отечественной микросхеме КР142ЕН22 (полный аналог) или на КР142ЕН12А, но в последнем случае максимальный ток нагрузки не превышает 1,5 А, а минимальное напряжение вход-выход этой микросхемы – 2…2,5 В.

скачать архив

Основы самозащиты источников питания — Power Electronic Tips

Источники питания переменного / постоянного и постоянного / постоянного тока обычно относительно надежны при нормальной работе. Тем не менее, в большинство этих устройств встроены некоторые защитные функции, которые гарантируют, что они не «самоуничтожатся» или не повредят связанные схемы — в первую очередь их нагрузки — в случае отказа или режима работы вне спецификации.

(примечание: строго говоря, источник питания представляет собой блок переменного / постоянного или постоянного / постоянного тока, но последние также называются преобразователями или регуляторами.Однако использование этих терминов часто бывает небрежным, особенно в повседневной беседе.)

Разве предохранитель не все, что нужно для защиты источника питания и нагрузки?

Да и нет. Предохранитель защищает источник питания в случае короткого замыкания в цепи нагрузки или возникновения слишком большого тока. Плавкий предохранитель может не понадобиться, так как многие источники питания «самоограничиваются» в том смысле, что они могут подавать только до определенного количества тока. Открывающийся предохранитель необходимо будет заменить вручную, и это проблема для многих приложений (но преимущество для других).Кроме того, предохранитель не может защитить от других типов отказов или неправильной работы, кроме слишком большого тока на выходе.

Что такое блокировка при пониженном напряжении (UVLO)?

UVLO гарантирует, что преобразователь постоянного тока в постоянный не будет пытаться работать, когда входное напряжение, которое он видит, слишком низкое, Рисунок 1 . Это делается по двум причинам: во-первых, схема внутри преобразователя может работать со сбоями или действовать неопределенным образом, если входное напряжение постоянного тока слишком низкое, и некоторые компоненты с более высокой мощностью могут фактически быть повреждены; во-вторых, он не позволяет преобразователю потреблять первичную мощность, даже если он не может обеспечить допустимую выходную мощность.Этот последний аспект означает, что такой источник, как батарея, которая подавала недостаточное напряжение на преобразователь, все еще может быть разряжена преобразователем. Как следствие, время перезарядки батареи будет больше, особенно если она от источника с ограниченным энергопотреблением, такого как сбор энергии.

Рис. 1. Источник питания не «мгновенно» выходит на полную мощность, а вместо этого имеет переходные диапазоны включения и выключения и время; UVLO гарантирует, что источник питания не пытается обеспечить полную выходную мощность, когда его входное напряжение ниже минимума, необходимого для правильной работы.(Источник: Texas Instruments)

Для реализации UVLO небольшая схема сравнения с низким энергопотреблением в преобразователе сравнивает входное напряжение с заданным пороговым значением и переводит источник питания в режим покоя до тех пор, пока пороговое значение не будет превышено. Чтобы гарантировать, что UVLO не колеблется около порогового значения, с ним используется небольшой гистерезис. Так, например, питание отключится, когда входное напряжение упадет ниже 5,0 В, но не включится, пока возрастающее напряжение не достигнет 5,5 В

Что такое защита от перенапряжения (OVP)?

Хотя источник питания или преобразователь обычно предназначены для выработки фиксированного выходного напряжения постоянного тока, внутренний сбой в источнике питания может вызвать повышение этого напряжения и, возможно, повредить нагрузку, к которой подключен источник питания.Этот отказ может быть вызван коротким замыканием в жгуте проводов, отказом пассивного компонента или отказом активного устройства, такого как полевой МОП-транзистор. Независимо от источника, это, конечно, нежелательно само по себе, но особенно если оно также может повредить нагрузку. OVP — это функция, которая контролирует выход по сравнению с внутренним опорным сигналом и закорачивает выход, если напряжение поднимается выше порогового значения.

Контур, который отслеживает и отключает, называется «лом», якобы названный так потому, что он имеет тот же эффект, что и металлический лом на выходе.Ключ к правильно спроектированному лому заключается в том, что он прост и функционирует независимо от самого источника питания, Рисунок 2 .

Рис.2: Эта схема лома работает от источника питания 8 В и имеет защиту от перенапряжения, установленную на 9,1 В (это можно изменить, используя другой стабилитрон ZD1 на диод с предпочтительным напряжением; при 9,1 В стабилитрон начинает работать. проводит и вызывает триггерный сигнал для включения тиристора Q1 (обратите внимание, что предохранитель предназначен для защиты от чрезмерного тока).

Есть два типа ломов: первый, в котором лом после срабатывания сбрасывается, только если я отключил питание; и тот, где он сам сбросится после устранения неисправности выходного напряжения. Второй полезен, когда состояние, при котором сработал лом, вызвано каким-то переходным процессом, а не серьезным отказом источника питания. В то время как большинство расходных материалов теперь поставляется со встроенным ломом, многие поставщики предлагают небольшую отдельную цепь лома, которую при необходимости можно добавить к существующей поставке.

Что такое тепловая защита от перегрузки?

По своей природе любой блок питания выделяет тепло, поскольку его КПД менее 100%. Даже эффективный источник питания создает потенциально проблемную сумму: источник питания мощностью 100 Вт, который эффективен на 90%, все же рассеивает 10 Вт, что очень хорошо для нагрева корпуса. По этой причине источник питания должен быть спроектирован с достаточным активным охлаждением (например, вентилятором) или пассивным охлаждением (достигаемым за счет конвекционного и кондуктивного охлаждения).

Но что происходит, если вентилятор выходит из строя, или блокируется поток воздуха, или в шкаф попадает другой источник тепла? Блок питания может превышать допустимую температуру, что значительно сокращает срок его службы и может даже вызвать немедленную неисправность. Решением является цепь в источнике питания, которая измеряет температуру и переводит источник питания в режим покоя, если она превышает заданный предел. Как и в случае с OVP, некоторые тепловые отсечки автоматически позволяют возобновить работу источника питания при падении температуры, а другие — нет.Какой подход «лучше», зависит от характера приложения и цикла использования.

Это основные механизмы внутренней защиты в источнике питания или преобразователе. Также существуют «защиты» от внешних событий и сбоев, которые обычно предоставляются вне источника питания или в качестве дополнительных устройств.

Артикул:

Texas Instruments SLVA769, «Понимание блокировки при пониженном напряжении в устройствах питания дисплея»

Защита источника питания — Новости

При разработке платы всегда важна мощность.Независимо от того, является ли источник питания батареями или настенной бородавкой, вы должны подумать, как пользователь будет подключать источник питания. Учитывая возможность, мы должны предположить, что питание будет подключено неправильно. Это вызывает обсуждение «защиты от обратной мощности».

Как бы вы спроектировали схему, чтобы выдерживать обратную подачу мощности?

Если вы когда-либо подключали чип назад, перемычку назад или закорачивали VCC на GND, вы знаете, о чем мы говорим.И если вы не подключили что-то задом наперед, вы не человек.

Крис Андерсон недавно поднял со мной эту дискуссию по поводу ArduPilot. Эта небольшая доска — хороший пример различных доступных опций. Вы можете увидеть небольшой диод BAS16, выделенный на приведенном выше макете печатной платы Eagle. Этот небольшой диод встроен в изделие для защиты от обратной поляризации. Если кто-то подключает питание в обратном направлении, диод не смещает вперед, и плата просто не включается, защищая ее от повреждений.

1) Встроенный защитный диод: Проблема заключается в прямом падении напряжения на диоде.

D1 — это встроенный защитный диод

Дешевые диоды имеют теоретическое падение 0,7 В. Таким образом, если вы подключите 5 В к плате, вы получите 5-0,7 = 4,3 В, доставленное на плату. На практике прямое падение диода немного ниже (0,5 В), и существуют специальные диоды, которые имеют еще меньшее прямое падение (германий?).Все это отлично работает, если ваша входящая мощность на 2-3 вольта выше, чем ваша выходная, но если вы используете плату 5 В от источника 5 В, диод значительно снизит напряжение в вашей системе.

2) Без защиты: Это мой любимый, потому что он очень опасен!
Нет защитного диода!
Мы действительно заботимся? Сможет ли электроника выжить, если мы вставим батареи задом наперед? Если вы разрабатываете свою собственную доску, работа без какой-либо защиты может быть очень сомнительной.Многие современные электронные устройства могут выдерживать обратную мощность без каких-либо негативных последствий, но если вы играете с какой-либо деталью стоимостью более 5 долларов, я бы нашел на плате что-нибудь для защиты своих частей. Начальный урок по встроенной электронике №1 покажет вам, как создать хороший макетный блок питания. По крайней мере, я рекомендую большие прозрачные метки на контактах питания:

Ознакомьтесь с руководством по Eagle DFM, чтобы узнать больше о маркировке вашей платы.

3) Регулятор напряжения : Во многих регуляторах напряжения хорошо то, что они имеют встроенную защиту от короткого замыкания и обратной поляризации!

LDO стабилизатор напряжения с двумя танталовыми конденсаторами 10 мкФ

Нам нравится деталь Micrel (MIC5207).Вы можете сделать некоторые действительно опасные вещи с этим V-reg SOT-23 (показанным выше), и он выживет и защитит электронику за секцией регулятора источника питания. Эти регуляторы лучше диодных, потому что прямое падение MIC5207 составляет ~ 100 мВ под нагрузкой — намного меньше падения, чем у диодного варианта. Проблема в том, что стабилизатор напряжения может выдерживать меньший ток (максимум 180 мА), физически больше (с необходимыми конденсаторами) и дороже (0,50 доллара против 0,07 доллара), чем диод аналогичного размера.

Примечание: Перепутать напряжение на электролитических или танталовых крышках — это плохо.Тантал с номинальным напряжением 16 В может «взорваться» (взорваться с большой силой), если вы подадите 10 В неправильно. Электролитические колпачки не взорвутся так сильно, но могут немного расшириться или раздуваться.

4) Разъем поляризованного аккумулятора: Использование поляризованного разъема, такого как 2-контактный разъем SMD JST, вместо неизолированного разъема с шагом 0,1 дюйма.

Разъемы питания с поляризацией

Этот разъем затрудняет для людей волей-неволей присоединение аккумуляторной батареи или источника питания. Сначала это может расстраивать, но вынуждает человека правильно отключить батарею или источник питания.После завершения пользователь может быстро подключить аккумулятор и не думать об этом. Это работает, но не может обеспечить надежную защиту (пользователь может подключить стенную бородавку 12 В к предусмотренному разъему 3,7 В). Мы постоянно используем эту опцию для наших проектов на LiPo-батареях.
PTC отключит питание, если потребляемый ток превышает 250 мА. Устранение проблемы или короткого замыкания позволит PTC остыть, и ток снова потечет. Подробнее в этом руководстве. Подумайте об этом внимательно, так как дополнительные периферийные устройства могут добавить до 250 мА, что приведет к неправильному срабатыванию PTC.Нам нравится использовать PTC для защиты электроники от короткого замыкания, однако многие регуляторы напряжения уже имеют эту встроенную функцию.

Любой проект потребует тщательного обдумывания и планирования при создании надежного источника питания, выдерживающего регулярные злоупотребления. Какие еще уловки вы нашли, чтобы защитить ваш дизайн?

Повышенное напряжение источника питания »Примечания по электронике

Защита от перенапряжения блока питания действительно полезна — некоторые сбои блока питания могут привести к повреждению оборудования большим напряжением.Защита от перенапряжения предотвращает это как на линейных регуляторах, так и на импульсных источниках питания.

---

Пособие по схемам источника питания и учебное пособие Включает:
Обзор электроники источника питания Линейный источник питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания

---

Хотя современные блоки питания сейчас очень надежны, всегда есть небольшая, но реальная вероятность того, что они могут выйти из строя.

Они могут выйти из строя по-разному, и одна особенно тревожная возможность заключается в том, что элемент последовательного прохода, то есть транзистор главного прохода или полевой транзистор, может выйти из строя таким образом, что произойдет короткое замыкание. Если это произойдет, в цепи, на которую подается питание, может появиться очень высокое напряжение, часто называемое перенапряжением, что приведет к катастрофическому повреждению всего оборудования.

Добавив небольшую дополнительную схему защиты в виде защиты от перенапряжения, можно защититься от этой маловероятной, но катастрофической возможности.

В большинстве источников питания, предназначенных для очень надежной работы дорогостоящего оборудования, предусмотрена защита от перенапряжения в той или иной форме, чтобы гарантировать, что любой сбой источника питания не приведет к повреждению оборудования, на которое подается питание. Это относится как к линейным источникам питания, так и к импульсным источникам питания.

Некоторые источники питания могут не иметь защиты от перенапряжения, и их не следует использовать для питания дорогостоящего оборудования — можно немного спроектировать электронную схему и разработать небольшую схему защиты от перенапряжения и добавить ее в качестве дополнительного элемента. .

Основы защиты от перенапряжения

Есть много причин, по которым блок питания может выйти из строя. Однако, чтобы понять немного больше о защите от перенапряжения и проблемах схемы, легко взять простой пример линейного регулятора напряжения, использующего очень простой стабилитрон и транзистор с последовательным проходом.

Базовый последовательный стабилизатор с использованием стабилитрона и эмиттерного повторителя

Хотя более сложные источники питания обеспечивают лучшую производительность, они также используют последовательный транзистор для передачи выходного тока.Основное отличие заключается в способе подачи напряжения регулятора на базу транзистора.

Обычно входное напряжение таково, что на элемент последовательного регулятора напряжения падает несколько вольт. Это позволяет последовательному транзистору адекватно регулировать выходное напряжение. Часто падение напряжения на последовательном транзисторе является относительно высоким — для источника питания 12 вольт входное напряжение может составлять 18 вольт и даже больше, чтобы обеспечить необходимое регулирование и подавление пульсаций и т. Д.

Это означает, что в элементе регулятора напряжения может рассеиваться значительное количество тепла и в сочетании с любыми переходными выбросами, которые могут появиться на входе, это означает, что всегда существует вероятность отказа.

Устройство последовательного прохода транзисторов обычно выходит из строя в условиях разомкнутой цепи, но при некоторых обстоятельствах в транзисторе может возникнуть короткое замыкание между коллектором и эмиттером. Если это произойдет, то на выходе регулятора напряжения появится полное нерегулируемое входное напряжение.

Если на выходе появится полное напряжение, это может привести к повреждению многих микросхем в цепи питания. В этом случае ремонт схемы вполне может оказаться невозможным.

Принцип работы импульсных регуляторов сильно отличается, но есть обстоятельства, при которых полный выходной сигнал может появиться на выходе источника питания.

Как для источников питания с линейным стабилизатором, так и для импульсных источников питания всегда рекомендуется какая-либо защита от перенапряжения.

Виды защиты от перенапряжения

Как и во многих электронных технологиях, существует несколько способов реализации той или иной возможности. Это верно для защиты от перенапряжения.

Можно использовать несколько различных техник, каждая со своими характеристиками. При определении того, какой метод использовать на этапе проектирования электронных схем, необходимо взвесить производительность, стоимость, сложность и режим работы.

• Лом SCR: Как следует из названия, цепь лома вызывает короткое замыкание на выходе источника питания, если возникает состояние перенапряжения.Обычно для этого используются тиристоры, то есть тиристоры, поскольку они могут переключать большие токи и оставаться включенными до тех пор, пока не рассеется какой-либо заряд. Тиристор может быть снова подключен к предохранителю, который перегорает и изолирует регулятор от дальнейшего воздействия на него напряжения.

  Схема защиты от перенапряжения тиристорного лома

  В этой схеме стабилитрон выбран так, чтобы его напряжение было выше нормального рабочего напряжения на выходе, но ниже напряжения, при котором может произойти повреждение. В этой проводимости ток через стабилитрон не протекает, потому что его напряжение пробоя не было достигнуто, и ток не течет на затвор тиристора, и он остается выключенным.Блок питания будет работать нормально.

  Если последовательный транзистор в блоке питания выходит из строя, напряжение начинает расти — развязка в блоке гарантирует, что оно не поднимется мгновенно. Когда он поднимается, он поднимается выше точки, в которой стабилитрон начинает проводить, и ток будет течь в затвор тиристора, вызывая его срабатывание.

  Когда тиристор срабатывает, он замыкает выход источника питания на землю, предотвращая повреждение схемы, которую он питает.Это короткое замыкание также может быть использовано для перегорания предохранителя или другого элемента, отключая питание регулятора напряжения и изолируя устройство от дальнейшего повреждения.

  Часто развязка в виде небольшого конденсатора помещается между затвором тиристора и землей, чтобы предотвратить резкие переходные процессы или высокочастотные помехи от источника питания, которые поступают на соединение затвора и вызывают ложный запуск. Однако его не следует делать слишком большим, так как это может замедлить срабатывание цепи в реальном случае отказа, а защита может сработать слишком медленно.

  Примечание по защите от перенапряжения тиристорного лома:

  Тиристор или тиристор, кремниевый выпрямитель можно использовать для защиты от перенапряжения в цепи питания. Обнаружив высокое напряжение, схема может активировать тиристор, чтобы поместить короткое замыкание или лом на шину напряжения, чтобы гарантировать, что оно не поднимется до высокого напряжения.

  Подробнее о Схема защиты тиристорного лома от перенапряжения.

• Фиксация напряжения: Другая очень простая форма защиты от перенапряжения использует подход, называемый фиксацией напряжения. В простейшей форме это может быть обеспечено с помощью стабилитрона, установленного на выходе регулируемого источника питания. Если напряжение на стабилитроне выбрано немного выше максимального напряжения шины, в нормальных условиях он не будет проводить. Если напряжение поднимется слишком высоко, оно начнет проводить, ограничивая напряжение на значении, немного превышающем напряжение шины.

  Если для регулируемого источника питания требуется более высокий ток, можно использовать стабилитрон с транзисторным буфером. Это увеличит пропускную способность по току по сравнению с простой схемой на стабилитроне в коэффициент, равный коэффициенту усиления по току транзистора. Поскольку для этой схемы требуется силовой транзистор, вероятные уровни усиления по току будут низкими — возможно, 20-50.

  Зажим перенапряжения на стабилитроне
  (а) — простой стабилитрон, (б) — повышенный ток с транзисторным буфером

• Ограничение напряжения: Когда для импульсных источников питания требуется защита от перенапряжения, методы SMPS с зажимом и ломом используются менее широко из-за требований к рассеиваемой мощности, а также из-за возможных размеров и стоимости компонентов.

  К счастью, большинство импульсных регуляторов выходят из строя из-за низкого напряжения. Однако часто бывает целесообразно использовать возможности ограничения напряжения в случае возникновения перенапряжения.

  Часто этого можно достичь, определив состояние перенапряжения и отключив преобразователь. Это особенно применимо в случае преобразователей постоянного тока в постоянный. При реализации этого необходимо включить измерительную петлю, которая находится за пределами основного регулятора IC — многие регуляторы режима переключения и преобразователи постоянного тока используют микросхему для создания большей части схемы.Очень важно использовать внешний контур считывания, потому что, если микросхема регулятора режима переключения повреждена, вызывая состояние перенапряжения, механизм считывания также может быть поврежден.

  Очевидно, что для этой формы защиты от перенапряжения требуются схемы, специфичные для конкретной схемы, и используемые микросхемы импульсного источника питания.

Используются все три метода, которые могут обеспечить эффективную защиту источника питания от перенапряжения. У каждого есть свои преимущества и недостатки, и выбор техники должен зависеть от конкретной ситуации.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

В чем разница между классами защиты источников питания IEC?

Международная электротехническая комиссия (МЭК) определила три класса безопасности для источников питания: класс I, класс II и класс III.Эти три класса используются для определения различных методов предотвращения воздействия на пользователя источника питания опасного напряжения от входного источника питания. Хотя легко понять различия в классах IEC, многие инженеры не знакомы с определениями, поэтому в этом блоге будет представлено быстрое объяснение различий между классами.

1. Класс I — слой основной изоляции и заземленное проводящее шасси
2. Класс II — двойная изоляция (основная + дополнительная) или усиленная изоляция
3. Класс III — защита не требуется, так как входное напряжение не опасно

Источники питания класса I

В источниках питания IEC класса I пользователь защищен от опасных уровней входного напряжения как минимум слоем основной изоляции и заземленным проводящим шасси.Первый уровень безопасности обеспечивается базовой изоляцией. Второй уровень защиты обеспечивается заземленным токопроводящим шасси. В случае выхода из строя основной изоляции любой провод с опасным напряжением будет заземлен проводящим шасси до того, как опасное напряжение сможет вступить в контакт с пользователем. Все блоки питания класса I должны иметь защитное заземление, подключенное к электропроводящему шасси в блоке питания.

Источники питания класса II

В источниках питания IEC класса II пользователь защищен от опасных уровней входного напряжения, по крайней мере, одним слоем основной изоляции и слоем дополнительной изоляции или слоем усиленной изоляции.Для двойной изоляции первый уровень безопасности обеспечивается основной изоляцией, а второй уровень безопасности обеспечивается слоем дополнительной изоляции. Усиленная изоляция обеспечивает тот же коэффициент безопасности, что и комбинированный основной и дополнительный слои изоляции, но в виде одного слоя изоляции. Подробнее об изоляции читайте в нашем блоге «Изоляция, изоляция и рабочее напряжение».

Из-за двойной или усиленной изоляции в источниках питания IEC класса II не требуется подводить провод защитного заземления к источнику питания.

Распространенным источником недоразумений является разница между блоком питания IEC Class II и блоком питания NEC Class 2. Эта тема рассматривается в нашем посте. В чем разница между блоками питания класса 2 и класса II?

Источники питания класса III

В источниках питания IEC класса III входное напряжение не находится на опасном уровне, и, следовательно, пользователь не нуждается в защите от входного напряжения. Маркировка IEC для безопасного входного напряжения — безопасное сверхнизкое напряжение (SELV).Напряжение в доступных частях цепей SELV не должно превышать 42,4 В переменного тока пикового или 60 В постоянного тока в течение более 200 мс, с абсолютным пределом 71 В переменного тока пикового или 120 В постоянного тока. Цепи SELV должны быть отделены от опасного напряжения двумя уровнями защиты. Двумя слоями защиты могут быть основная и дополнительная изоляция, усиленная изоляция или основная изоляция в сочетании с безопасным заземленным электропроводящим шасси.

Понимание трех классов защиты источников питания IEC позволяет тем, кто определяет или выбирает источники питания, выбрать соответствующий класс источника питания на основе ограничений безопасности, нормативных требований и затрат.

Категории: Основы , Выбор продукта

Дополнительные ресурсы

---

У вас есть комментарии к этому сообщению или темам, которые вы хотели бы, чтобы мы освещали в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу powerblog @ cui.ком

Power Protection | Newegg.com

Устройства защиты электропитания защищают ваше чувствительное оборудование от последствий сбоев питания и скачков напряжения. Неожиданный сбой приводит к неправильному завершению работы компьютера, что приводит к повреждению жесткого диска. Использование высококачественного защитного оборудования помогает защитить компьютер, обеспечивая резервное питание, защищая от скачков напряжения, обеспечивая правильное распределение питания, предлагая вам вторичный источник питания и уменьшая неудобства, связанные с подключением.

Включить безопасное отключение в случае сбоя питания

Электричество — важная часть дома и корпоративного мира. Источник бесперебойного питания (ИБП) — это спасатель жизни при отключении питания, позволяющий продолжать работу и сохранять важные документы на вашем компьютере. При покупке ИБП ищите тот, у которого у вас будет достаточно времени для включения вторичного источника питания.

Увеличьте срок службы вашей электроники с помощью устройств защиты питания

Устройства защиты от перенапряжения

помогают защитить ваши компьютеры и периферийные устройства от скачков напряжения.Основные причины скачков напряжения включают грозы, неисправную или поврежденную проводку, быстрое выключение и включение мощных устройств, а также выход из строя линий электропередач. Сильные скачки напряжения могут привести к перегреву электрических цепей и расплавлению металлических и пластиковых деталей. Однако скачки напряжения низкого уровня могут вызвать электронную ржавчину, которая постепенно ухудшает внутреннюю схему вашего компьютера, пока она не выйдет из строя. Большинство ограничителей перенапряжения имеют печатные платы, которые поглощают большую часть мощности, поэтому она не передается на ваши устройства.

Повышение времени безотказной работы и эффективности

В центре обработки данных важнейшим компонентом, требующим постоянного мониторинга, является энергопотребление.Слишком много означает более высокие счета за электроэнергию, а слишком низкая мощность означает, что оборудование не будет работать. Решением является блок распределения питания, доставляющий энергию от сети к вашему оборудованию. Правильное распределение мощности увеличивает время безотказной работы и упрощает раннее выявление потенциальных проблем. Вы можете подключиться и получить доступ к PDU по сети или удаленно, так что вы получаете данные и статистику об эффективности использования энергии для четкого представления об использовании энергии в центре обработки данных.

Преобразование электроэнергии постоянного тока в электроэнергию переменного тока

Спрос на электроэнергию постоянно растет, но предложение не может соответствовать изменяющейся динамике.Это приводит к длительным отключениям электроэнергии для равномерного распределения ограниченного источника питания. Одно из решений по защите электропитания — это прибегнуть к альтернативным источникам энергии, которые поддерживают ваше электрическое оборудование в офисе. Инвертор преобразует ваш постоянный ток (аккумулятор) в переменный, и вырабатываемая мощность может поддерживаться при любом напряжении или частоте с помощью переключателей, трансформаторов и цепей. Эти силовые инверторы запускаются и останавливаются автоматически, и вам не придется возиться с такими вещами, как замена масла или постоянное техническое обслуживание.Инвертор от 12 В до 240 В не должен работать на полную мощность, когда вам просто нужно зарядить ноутбук. Устройство оптимизирует себя в соответствии с вашим текущим использованием, сохраняя батарею и гарантируя, что она не разрядится.

Питание нескольких устройств одновременно

Если у вас возникли проблемы с подключением к электросети небольших приборов, подумайте об использовании удлинителя. Это устройство защиты питания позволяет подключать несколько портативных устройств к одному источнику питания. Затем, вместо того, чтобы бесконечно отключать и включать их, вы можете использовать один переключатель на полосе, чтобы включить или выключить все свое устройство сразу.По внешнему виду разветвители питания варьируются от блоков розеток в больших металлических коробках до головок с пластиковым покрытием. На многих полосах есть светодиодные переключатели, которые упрощают определение включения устройства. Некоторые модели оснащены кнопкой, которая автоматически срабатывает, когда удлинитель становится слишком горячим для безопасного обращения.

Классы защиты IEC для источников питания

Безопасность

Блоки питания

подразделяются на один из трех классов защиты в зависимости от необходимости или отсутствия защитного заземления.

Класс I — защита пользователя от поражения электрическим током достигается за счет комбинации изоляции и защитного заземления.

Класс II — защита пользователя от поражения электрическим током достигается за счет двух уровней изоляции (двойной или усиленной)

Класс III — где вход подключен к цепи безопасного сверхнизкого напряжения (БСНН), что означает, что дополнительная защита не требуется.

Основное руководство по источникам питания — У вас есть копия?

Классовое различие

Важно отметить различие между блоком питания класса II, как описано выше, и блоком питания класса 2.Источник питания с ограниченным питанием (LPS), который относится к номинальной мощности ограничиваемого выхода в ВА.

Источник питания класса 2 имеет максимальную выходную мощность в ВА 100 ВА при коэффициенте мощности менее 0,9 или 100 Вт при коэффициенте мощности более 0,9. Кроме того, максимально допустимый выходной ток при любых условиях составляет 8 А, а максимальное выходное напряжение при любых условиях составляет 30 В постоянного тока. Требования к источнику питания класса 2, соответствующему UL1310, такие же, как и к источнику питания с ограниченным питанием (LPS) UL60950-1 и UL62368-1.

Использование внешнего источника питания класса II не вызывает затруднений, для безопасной работы требуется только двухжильный сетевой шнур, который отличает его от продукта класса I.

Компонент класса II или источник питания с открытой рамой не требует заземления для безопасной работы, но необходимо соблюдать минимальное расстояние от любой токоведущей части до корпуса независимо от того, является ли корпус токопроводящим или нет, чтобы поддерживать два уровня защиты, необходимые от одного сбой в системе.

Хотя источник питания класса II не требует защитного заземления, некоторые изделия с более низким уровнем мощности класса II находят применение в системах класса I, а некоторые приложения класса II используют в системе функциональное заземление.

Источник питания класса II разработан с учетом требований ЭМС по излучению и невосприимчивости, но если выход источника питания подключен к защитному заземлению или функциональному заземлению, он создаст путь с низким сопротивлением для шума, изменяющего характеристики источника питания, и Вероятно, что дополнительные компоненты фильтра необходимо будет установить вне источника питания для соответствия требованиям по выбросам.

Что такое защита от перенапряжения?

Что такое защита от перенапряжения?

Защита от перенапряжения — это функция источника питания, которая отключает источник питания или ограничивает выход, когда напряжение превышает заданный уровень.

В большинстве источников питания используется схема защиты от перенапряжения для предотвращения повреждения электронных компонентов. Воздействие состояния перенапряжения варьируется от одной цепи к другой и варьируется от повреждения компонентов до их разрушения и возникновения неисправностей в цепях или возгорания.

Состояние перенапряжения может возникнуть в источнике питания из-за неисправностей внутри источника или из-за внешних причин, например, в распределительных линиях.

Величина и продолжительность перенапряжения являются одними из основных факторов при разработке эффективной защиты. Защита включает установку порогового напряжения, выше которого схема управления отключает питание или перенаправляет дополнительное напряжение на другие части схемы, такие как конденсатор.

Идеальные характеристики схемы защиты от перенапряжения

1. Не допускайте приложения избыточного напряжения к компонентам.
2. Схема защиты не должна мешать нормальному функционированию системы или цепи. Схема защиты не должна нагружать источник питания и вызывать связанные с этим падения напряжения.
3. Схема защиты должна отличать нормальные колебания напряжения от опасного перенапряжения.
4. Быть достаточно быстрым, чтобы реагировать на переходные события, которые могут повредить источник питания и компоненты, расположенные ниже по потоку.
5. Метод OVP не должен иметь ложных срабатываний или необнаруженных условий реального перенапряжения.Это может быть неудобно в случае ложных срабатываний, а также опасно, если невозможно увидеть реальные условия перенапряжения.

Схема защиты от перенапряжения может быть сконструирована с использованием дискретных компонентов, интегральных схем, механических устройств, таких как реле и т. Д. Они могут подключаться либо внутри, либо снаружи, в зависимости от задействованных схем.

Существуют различные конструкции схем защиты, каждая со своими достоинствами, режимом работы, чувствительностью, возможностями и надежностью.Защита может либо отсечь перенапряжение, либо полностью отключить источник питания.

Схема защиты от перенапряжения лома

Схема с ломом обеспечивает один из самых простых, дешевых и эффективных методов защиты от перенапряжения. Обычно он подключается между регулируемым выходом и защищаемой цепью или нагрузкой. Последовательный регулирующий транзистор контролирует выходной ток и напряжение, а ломик защищает нагрузку, когда напряжение превышает заданное значение.Базовая схема состоит из:

• Кремниевый управляемый выпрямитель (SCR)
• Стабилитрон
• Резистор
• Конденсатор

Схема лома защиты от перенапряжения

При нормальной работе стабилитрон имеет обратное смещение и не проводит, весь ток через последовательный транзистор появляется на выходе. Как только напряжение возрастает и выходит за пределы напряжения пробоя стабилитрона, диод выходит из строя и начинает проводить.Ток развивает напряжение на резисторе, которое затем запускает SCR. Это приводит к короткому замыканию на выходе, и весь ток уходит в землю. Это привело к размыканию предохранителя и снятию напряжения с последовательного транзистора и защищаемой цепи.

Выбранный стабилитрон должен быть немного выше выходного напряжения. Конденсатор предотвращает срабатывание SCR короткими всплесками.

Простая схема широко используется благодаря своей эффективности; однако у него есть некоторые ограничения, такие как стабилитрон, который нельзя регулировать, в то время как наилучший допуск для диода составляет 5%.