Трансформаторный блок питания своими руками: Простой БП своими руками — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Efaster — быстрый поиск электронных компонентов

Двухканальный лабораторный блок питания своими руками

Собираем двухканальный лабораторный блок питания на основе универсальных преобразователей PW841 от Мастер Кит

В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.

Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. Рисунок 1).

Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:

устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30 В;
регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5 А;
индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;
защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.


Рисунок 1.	*Модуль Мастер Кит PW841.*

В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19 В и ток нагрузки 3 А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.

Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на Рисунке 2.


Рисунок 2.	*Простейший трансформаторный блок питания.*

Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220 В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.

Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220 В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15 В с максимальным током нагрузки до 2 А.

Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5 В и 12 В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания.

Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4 А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На Рисунке 3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.


Рисунок 3.	*Компоненты для сборки трансформаторного блока питания.*

При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15 В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15×1.4=21 В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25 В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ на рабочее напряжение 50 В.

Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.


Рисунок 4.	*Монтаж блока питания в корпусе.*

Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8 МОм: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.

Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).

Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. Рисунок 5.).


Рисунок 5.	*Монтаж передней панели.*

В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7 мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.

Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм².


Рисунок 6.	*Резистор, выключатель, разъём питания.*

На Рисунке 7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03 В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания; если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12 В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2 А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.


Рисунок 7.	*Блок питания в сборе.*

Мастер Кит

как он есть (часть 1)

Вступление
Трансформаторный блок питания
Трансформатор
Узел выпрямления
Сглаживающие конденсаторы
Расчет трансформаторного блока питания
Стабилизатор напряжения
Расчет стабилизатора
Зарядное устройство

Прогресс не стоит на месте, в домашнем хозяйстве используется множество электронных приборов и всем им требуется блок питания. В крупных аппаратах его встраивают в корпус устройства, а «мелочь» довольствуется внешним исполнением. Но что-то теряется, что-то перестает удовлетворять требованиям и приходится покупать новые модели. А так ли это необходимо? Можно ли сделать свой блок питания или улучшить старый? Одни из самых востребованных типов БП — те, что встраиваются в усилители низкой частоты. Сам усилитель, особенно начального уровня, собрать не трудно, обычно на все уходит одна-две микросхемы и немного «мелочевки», проблема возникает с блоком питания. Давайте об этом и поговорим.

Подобный блок подразумевает использование низкочастотного трансформатора для получения пониженного напряжения, из которого формируется постоянное выходное напряжение. Типовая топология БП выглядит следующим образом:

Входное напряжение сети 220 вольт через предохранитель FU1 подается на первичную обмотку трансформатора TV1 (выводы 1-2). На его вторичной обмотке (выводы 3-4) наводится переменное напряжение, которое выпрямляется диодным выпрямителем D1, сглаживается конденсатором С1 и подается на выход.

Такое построение является типичным, меняются лишь номиналы и количество компонентов, а топология остается прежней.

Рассмотрим назначение элементов схемы.

Предохранитель FU1 защищает блок питания и сеть 220 вольт от чрезмерного тока. При увеличении тока в цепи выше предельного он разрушается (расплавляется низкоплавкая проволочка) и цепь разрывается.
Трансформатор TV1 преобразует величину напряжения с первичной стороны во вторичную, при этом обеспечивается гальваническая развязка выхода от сети 220 вольт.
Диодный выпрямитель D1 выпрямляет переменное напряжение в однополярное пульсирующее.

Конденсатор С1 сглаживает выходное напряжение.

Теперь подробнее про использование элементов устройства.

рекомендации

Предохранитель защищает устройство в случае возникновения экстренных ситуаций. При перегрузке или коротком замыкании в нагрузке возникает большой ток в первичной обмотке, что может привести к ее перегреву с последующим возгоранием устройства. Кроме того, не исключена вероятность пробоя межслойной изоляции, и фазное напряжение попадет на выход. Лучше уж отключенный БП, чем подобное, поэтому присутствие предохранителя обязательно.

К слову, зачастую элемент защиты монтируют в обмотку трансформатора, что позволяет отключать его при критическом нагревании. К сожалению, такой прием срабатывает только один раз, и восстановить работоспособность трансформатора удается не всегда – предохранитель, в конструктивном исполнении резистора 0.125 Вт, подключен к внешнему концу первичной обмотки и «намотан» вместе с ней под слоем изоляции.

Трансформатор преобразует переменное напряжение в магнитное поле, которое наводит напряжение во вторичной обмотке. Степень понижения (повышения) выходного напряжения, иначе говоря «коэффициент трансформации» зависит от соотношения числа витков в этих обмотках.

Диодный выпрямитель служит для преобразования переменного напряжения (положительной и отрицательной полярности) с вторичной обмотки в однополярную форму.

Выходной конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения. Дело в том, что трансформатор «предоставляет» напряжение той же формы, что и в сети 220 вольт, а именно синусоидальной. К слову, при работе от бесперебойных источников его форма может быть далеко не синусоидальной. Форма выпрямленного напряжения непостоянна во времени, наличествует длительное снижение до нуля вольт, поэтому необходима установка элемента, поддерживающего выходное напряжение постоянной величины, что выполняется на сглаживающем конденсаторе. Рассмотрим происходящие процессы подробнее, на модели блока питания 10 В.

На картинке представлены напряжения, токи вторичных обмоток трансформатора и выходных напряжений для трех вариантов:

1. (красный). Выходной конденсатор отсутствует.
2. (зеленый). Выходной конденсатор присутствует, но его емкости явно недостаточно.
3. (синий). Выходной конденсатор обладает достаточной емкостью.

Форма напряжения на выходной обмотке, в первом приближении, остается синусоидальной для всех трех случаев, но только в первом – обмотки трансформатора намотаны медным проводом, и хотя медь хорошо проводит электрический ток, но ее используется довольно много, а потому сопротивление обмоток весьма чувствительно по величине.

Чем больше ток нагрузки, чем она более «импульсная», тем сильнее искажается напряжение на выходе трансформатора.

Посмотрите на форму тока для всех трех вариантов – по мере увеличения емкости сглаживающего конденсатора растет величина тока потребления вторичной обмотки с одновременным его «сужением» в зонах максимума напряжений. Ток нагрузки блока питания 1 ампер, но от вторичной обмотки потребляется 4 А, то есть следует говорить о «пик факторе» четыре. Иначе говоря, в трансформаторном БП пиковый ток выходной обмотки в три-четыре раза больше тока нагрузки, и по мере увеличения емкости сглаживающих конденсаторов он только возрастает, хоть и не так существенно. Это важный момент.

От общего к частному, рассмотрим основные составные части блока питания.

Сетевой трансформатор работает на частоте 50 Гц, что определяет тип магнитопровода – тонкие листы трансформаторного железа. Толщина пластин, или ленты, выбирается из уровня потерь на вихревые токи в железе, так называемые «токи Фуко» — переменное магнитное поле наводит напряжение в любом металлическом предмете, не только в обмотках, но и в самом магнитопроводе.

Для уменьшения потерь применяют тонкие листы с лакокрасочным покрытием для изоляции между слоями. Впрочем, не будем самостоятельно выпиливать сердечник трансформатора из цельного куска железа.

По конструктивному исполнению трансформаторы делятся на тороидальные, стержневые и броневые.

Внешне они выглядят следующим образом:

Тороидальный трансформатор. Это конструктивное исполнение самое простое – обмотки наматываются на кольце из ленты трансформаторного железа, никаких специальных каркасов не требуется. Кроме того, у такого решения самое эффективное использование поверхности магнитопровода, что означает низкое рассеивание магнитного поля и снижение потерь в меди обмоток. Отсутствие каркаса приближает провод к сердечнику, диаметр витка уменьшается, что снижает общую длину провода, то есть его сопротивление.

Броневой трансформатор гораздо технологичнее тороидального – применяется один каркас для намотки обмоток, сам процесс изготовления не вызывает каких-либо технических трудностей, не требует весьма специфического оборудования, свойственного тороидальным трансформаторам. Увы, на этом его достоинства заканчиваются и начинаются недостатки – относительно низкий коэффициент использования магнитопровода, сильно ограниченное место для обмоток, плохое рассеивание тепла.

Стержневой трансформатор занимает среднее положение между тороидальным и броневым – от последнего он «взял» каркас для обмоток, а от первого – улучшенное использование поверхности магнитопровода. Да и по техническим свойствам данный тип расположен посредине между тороидальным и броневым вариантами. Из особенностей его исполнения отмечу то, что количество обмоток на трансформаторе удвоено. А именно, на каждом стержне присутствует первичная (сетевая) и вторичная обмотка (их может быть несколько).

При подключении такого трансформатора надо проявлять максимальную аккуратность – всегда можно спутать начало-конец обмоток, что может окончиться весьма печально. У меня были случаи, когда в партии советских трансформаторов некоторое их количество обладало «перевернутыми» обмотками. Как легко понять, это привело к необходимости «ручной настройки» серийной продукции, регулировщики были счастливы.

От исполнения перейдем к электрическим характеристикам. В домашних условиях мало кто возьмется изготавливать подобное самостоятельно – намотка сетевой обмотки тороидального трансформатора крайне утомительна, а другие исполнения требуют каркас, который хоть и облегчает работу, но все же является проблемой. Чаще всего подбирают подходящий трансформатор, удаляют с него вторичные обмотки и наматывают свои, с нужным числом витков. Такое решение довольно легко реализуется – достаточно узнать количество вольт на виток и намотать свои обмотки.

Методика переделки:

1. Определить первичную обмотку (или обмотки) трансформатора.
2. Удалить вторичные обмотки.
3. Намотать на трансформаторе тестовую обмотку с известным числом витков (например, сто), диаметр провода роли не играет.
4. Подключить его к сети 220 вольт и померить напряжение на временной обмотке.

Зная напряжение на тестовой обмотке и то, которое необходимо получить, нетрудно вычислить нужное количество витков. После удаления вторичных обмоток на каркасе освободилось место, вот исходя из этого и количества витков, можно вычислить диаметр провода для вторичной. Только не забудьте два момента – если выходных обмоток несколько, то надо их все уместить на свободном пространстве каркаса. И не следует забывать о слое изоляции поверх первичной – пробой фазы на вторичную обмотку хотелось бы получить меньше всего. Впрочем, вернемся к теме.

При рассмотрении схемы замещения трансформатора следует учитывать два фактора – сопротивление первичной и вторичной обмоток, а также величину индуктивности первичной обмотки. Дело в том, что трансформатор представляет собой дроссель, который подключен к источнику переменного напряжения довольно низкой частоты. Это означает, что через первичную обмотку протекает ток даже при отсутствии нагрузки на выходе.

Возьмем конкретный пример и оценим вклад каждого параметра. Скажем, трансформатор настольной лампы — 12 вольт, 20 Вт. Измерения показали следующие характеристики трансформатора:

Сопротивление первичной обмотки 144 Ом;
Сопротивление вторичной обмотки 0. 7 Ом;
Индуктивность первичной обмотки 5.2 Гн;
Выходное напряжение холостого хода 13.8 В.

Представим его в эквивалентном виде:

Резисторы R1 и R2 показывают сопротивление первичной и вторичной обмотки, L1 – индуктивность первичной стороны. «А»-«B» и «C»-«D» — «внешние» выводы обмоток.

Рассмотрим два варианта работы трансформатора – без нагрузки и с подключенной лампой накаливания.

На холостом ходу вторичная обмотка никуда не подключена, но через первичную обмотку течет некоторый ток, который определяется конечной индуктивностью первичной обмотки. Величина тока определяется из импеданса обмотки на частоте сети (50 Гц) и напряжения сети (220 В). Импеданс индуктивности считается по обычной формуле:

Z=2*PI*L*F

Где:

PI = 3.14.
L – индуктивность катушки, Гн.
F – частота, Гц.

Для данного примера это составит 2*3.14*5.2*50=1.63 КОм. При напряжении в сети 220 вольт через обмотку будет протекать ток 220 В/ 1. 63 кОм=135 мА. Обратите внимание, ток будет течь всегда, подключена ли нагрузка к трансформатору или нет. Это создает реактивный ток в проводах, но не считается за потребляемую мощность… по крайней мере счетчик электроэнергии его не должен учитывать. Увы, негативные последствия подобного тока все же присутствуют – он протекает через первичную обмотку с конечным сопротивлением, что наводит в ней чисто активную мощность потерь:

P = I*I*R = 0.135*0.135*144 = 2.6 Вт.

Вот эта мощность уже активная и вызывает вполне ощутимое последствие – трансформатор немного нагревается, даже при отключенной нагрузке (выключенной лампочке).

Фильтрация помех

Трансформатор довольно неплохо изолирует выходную обмотку от помех в сети, особенно в высокочастотной части звукового диапазона и выше. «Довольно неплохо», но никак не «хорошо» — у него существует конструктивно-технологическое ограничение, мешающее получению высокой степени изоляции. А именно – обмотки очень протяженные как по поверхности магнитопровода, так и по области их взаимного соприкосновения.

Особенно неудачно обстоят дела у тороидального варианта исполнения – межслойный экран сделать крайне сложно и не технологично, обмотки наматываются одна поверх другой с небольшим количеством слоев, что означает очень большую поверхность соприкосновения. У «стержневого» и «броневого» трансформатора с этим лучше – жесткий каркас намотки лишен искривлений и позволяет использовать экраны, да и поверхность соприкосновения обмоток менее «тороидального» варианта. Одна беда – полноценные экраны в трансформаторах встречаются довольно редко. Подчас экран вроде бы и есть, но выполнен он «одним слоем тонкого провода», что может выполнять свою функцию только на очень низких частотах.

Существует еще один способ получения высокой степени подавления помех – разнести первичную и вторичную обмотки по разные стороны магнитопровода, полностью исключив передачу помехи через емкость между обмотками. Кроме устранения емкостной связи такой способ позволяет фильтровать помехи за счет невысокой предельной рабочей частоты магнитопровода. Трансформаторное железо плохо пропускает переменное поле средней – высокой частоты, что положительно сказывается на уровне помех на вторичной стороне.

Увы, для этого трансформатор должен быть намотан специальным образом, что в серийном производстве для бытовых нужд не встречается. Для такого исполнения в «тороидальном» трансформаторе первичная и вторичная обмотки должны находиться в противоположных сторонах кольца без взаимного контакта. В «стержневом» – сетевые обмотки необходимо разместить на одном стержне, вторичные на другом. По конструктивным причинам разнесение обмоток в броневом трансформаторе выполнить сложнее, да и эффект от его применения проявится слабее – слишком компактное размещение не позволяет исключить емкостную связь между обмотками.

Трансформатор «для светильников» лишен каких-либо элементов ёмкостной изоляции обмоток, ведь они не только повышают его стоимость, но и снижают технические характеристики, поскольку возрастает индуктивность рассеивания между первичной и вторичной обмотками. Последнее в свою очередь приводит к увеличению выходного сопротивления. Но не все так плохо, и обычный трансформатор эффективно устраняет помехи средне-высокочастотного диапазона. Даже проникнув через межобмоточную емкостную связь на вторичную сторону, помеха встретит на пути проникновения как индуктивность катушки до её выводов, так и сглаживающий конденсатор довольно большой емкости.

С вторичной обмотки трансформатора поступает переменное напряжение, но для питания аппаратуры требуется постоянное, поэтому блок питания должен быть со схемой выпрямления. Обычно она выполняется на полупроводниковых диодах, синхронные выпрямители применяются крайне редко – сопротивление потерь трансформатора больше, чем теряется на p-n переходе диодов и смысл усложнения схемы отсутствует. В трансформаторном блоке питания чаще всего применяются два схемных решения – мост или полумост с удвоенным количеством обмоток.

Мост

Данное схемное решение означает применение четырех диодов:

Диоды открываются парами, D1 — D3 для положительной полуволны и D2 – D4 для отрицательной, в результате на выходе получается напряжение одной полярности, хоть и с непостоянной амплитудой.

Для сглаживания выходного напряжения применяется конденсатор довольно большой емкости (С1).

Полумост

Такое построение выпрямительного узла несколько напоминает «мост», но у него в два раза меньше диодов и удвоено количество выходных обмоток трансформатора:

Что сразу бросается в глаза – две вторичные обмотки вместо одной. На элементы в сером прямоугольнике пока не обращайте внимания. Выходные обмотки (выводы «3»-«5» и «1»-«4») включены в противофазе, напряжение на выводе «3» равно напряжению на выводе «4», но противоположно по знаку. Иначе говоря, когда на одной обмотке «+», то на другой «-».

Принцип работы схемы примерно такой же, как у ранее рассмотренной – при положительной полуволне «+» формируется на выводе «3», открывается диод D1 и на выход следует положительное напряжение. При отрицательной полуволне на выводе «3» получается «-», а на выводе «4» становится «+», диод D2 открывается и на выходе также получается положительное напряжение. В такой схеме используются всего лишь два диода, что должно (бы) уменьшить потери на выпрямительном узле и получить более стабильное выходное напряжение.

Увы, это далеко не так, применение подобного решения для получения одного напряжения неизбежно проиграет «мосту» — при удваивании числа обмоток их внутреннее сопротивление возрастает (примерно в два раза), что приведет к большим потерям, чем еще один p-n переход в мостовом выпрямителе. Подробнее вопрос будет рассмотрен в разделе расчета блока питания. Запомните главное – крайне не рекомендуется использовать полумостовой выпрямитель в трансформаторных блоках питания. Какой же смысл, зачем в разделе вообще идет речь о такой конструкции выпрямительного узла, если он проигрывает «мосту»?

Все просто – на «мосте» можно получить только одно напряжение и всё, а «полумост» способен предоставить как положительное, так и отрицательное напряжение, всё с тех же обмоток. Посмотрите еще раз на схему, в «сером» прямоугольнике изображены элементы, необходимые для получения отрицательного напряжения, причем той же величины, что и положительного. Эта часть работает точно так же, как и рассмотренная ранее, только диоды проводят в противоположной полярности и на выходе формируется отрицательное напряжение.

Небольшой вывод – если аппаратура требует однополярное выходное напряжение, то необходимо применять мостовую схему выпрямления, а если двухполярное – сдвоенную полумостовую. Кстати, если посмотреть на схему внимательнее, то окажется, что двойной полумост представляет собой мост, который работает с удвоенным напряжением, при этом две выходные обмотки трансформатора выполняют роль симметрирующего элемента для деления выходного напряжения на две равные «половинки».

Трансформаторный блок питания состоит из трех ключевых элементов – самого трансформатора, который понижает напряжение до нужной величины, выпрямительного узла, формирующего однополярное напряжение и, третьего обязательного элемента устройства – сглаживающего конденсатора. Смысл его существования в снижении пульсаций напряжения после выпрямительного узла.

В сети 220 вольт, от которой должен работать БП, представляет собой переменное напряжение синусоидальной формы частотой 50 Гц. Проблема в том, что синусоида довольно значительную часть периода обладает небольшим напряжением, вплоть до нуля, а аппаратура требует жесткого удержания выходного напряжения в заданных рамках, поэтому прямое подключение к выпрямительному узлу без дополнительных фильтрующих средств невозможно – пульсации будут слишком большие и работоспособность устройства нарушится.

Для устранения проблемы после диодного выпрямителя требуется установить элемент, который бы запасал энергию при высоком уровне синусоидального напряжения и отдавал ее на выход при снижении уровня синусоиды. Этого можно добиться применением конденсаторов достаточно большой емкости. На рисунке, приведенном ранее, указаны формы напряжения для различной емкости сглаживающего конденсатора – чем она выше, тем больше выходное напряжение похоже на прямую линию, то есть уровень пульсаций уменьшается. Выбор параметров сглаживающих конденсаторов будет произведен в следующем разделе.

Рассмотрев элементы, используемые в трансформаторном БП, перейдем к конкретным, практическим решениям. Теория суха и трудна в освоении, поэтому лучше что-то сделать своими руками, так проще.

Есть трансформатор с измеренными параметрами, можно собрать на нём блок питания с вполне утилитарным применением – источник питания усилителя низкой частоты. Для такого применения чаще всего используется однополярное питание с напряжением 12 вольт. Типичные микросхемы усилителей — TDA2005 (22 Вт), TDA1554Q (2*22 Вт), TDA7385 (4*30 Вт), TDA7386 (4*45 Вт) и другие. Габаритная мощность трансформатора вряд ли превышает 20 Вт, было бы излишне оптимистично пытаться запитать от него усилитель мощнее 20 Вт, ограничим ассортимент первой микросхемой из списка, TDA2005. Впрочем, вместо нее можно применить любую другую, и более мощную – только не удастся получить полную отдачу на все каналы, а так работать будет.

Микросхема выбрана, начнем по порядку.

Сколько раз вам понадобился трансформатор для «особых» нужд? Это происходит со мной постоянно, особенно при создании инверторов и преобразователей постоянного тока в переменный или постоянный. На данный момент мне нужен 20-ваттный трансформатор, который дает мне 250-0-250 В @ 50 мА плюс 6,3 В переменного тока @ 2 Ампера. Они есть, но не по моему карману. Я не против заплатить до 90 шведских крон (15 или 7 долларов). Трансформатор, который я хочу, можно приобрести в ELFA, но он в 10 раз дороже. Есть дешевые трансформаторы из-за границы, но почтовые расходы становятся проблемой из-за веса.

Около 10 лет назад я отказался от перемотки трансформаторов, потому что не мог достать дешевые испанские автотрансформаторы 230-115 В, которые идеально подходили для перемотки. А вот по-английски мы говорим « Needs must when theЧерт гонит «, а это значит, что я еще несколько раз почесал затылок и нашел практичный способ. Это то, чем я поделюсь с вами сейчас.

Далее необходимо удалить пластины, не повредив их. Проблема в том, что они все залиты лаком. Но вы можете использовать тонкий канцелярский нож: такой вы используете при изготовлении моделей самолетов. Вы можете нажать на нее под верхней пластиной, чтобы отделить ее от остальных пластин. Вам в основном нужно сломать лаковое уплотнение.

Когда вы это сделаете, поместите трансформатор в тиски и с помощью отвертки и молотка осторожно выбейте первую пластину. Возможно, вам придется уничтожить первую, но с небольшой осторожностью ее можно удалить, даже не поцарапав поверхность.

Теперь удалите все оставшиеся пластины: разделите ножом, проведите ножом по бокам и по середине. Здесь есть два типа ламинирования, в форме «Е» и «И». Трансформатор собран с «EI», вставленными в разных направлениях. Спасите их всех и постарайтесь не согнуть.

Пояснение к рисунку:
1 — Кронштейн монтажный — два предмета 2 — пластины «Е» — около 30 штук 3 — «I» пластины — тоже около 30 штук 4 — Пластмассовая опора катушки — жестко фиксирует катушки для предотвращения вибраций 5 — Основная обмотка сети 230в (115в) — повторное использование 6 — обмотка 12-0-12в — под замену

Пояснение к рисунку:

1 — Кронштейн монтажный — два предмета
2 — пластины «Е» — около 30 штук
3 — «I» пластины — тоже около 30 штук
4 — Пластмассовая опора катушки — жестко фиксирует катушки для предотвращения вибраций
5 — Основная обмотка сети 230в (115в) — повторное использование
6 — обмотка 12-0-12в — под замену

Здесь есть один нюанс: пластины должны быть изолированы друг от друга. Более дешевые трансформаторы НЕТ, поэтому вам нужно покрыть их лаком или краской с одной стороны. Если пластины будут короткими, вы можете получить «закороченный виток» в конечном трансформаторе. Будет шумно и жарко.

Если вы используете те же трансформаторы, что и я, вы также можете отсоединить катушки от внутреннего пластикового держателя. Каждая катушка представляет собой отдельный модуль. В принципе, вы можете комбинировать эти модули для создания новых трансформаторов, например, 230 В в 6-0-6 В, 6-0-6 В в 12-0-12 В или 12-0-12 В в 24-0-24 В и т. д.

Можно было демонтировать низковольтную катушку и повторно использовать старую, но я решил скопировать прежние размеры и сделать новую катушку. Я использовал плакированную медью плату толщиной 0,5 мм, с которой я вытравил медь. На одной из боковых частей я сделал несколько медных площадок для подключения катушек. Это очень практично.

Вы можете сделать простой инструмент для намотки, вырезав деревянный брусок так, чтобы он помещался в центре витков, и проденьте в него болт. Используйте металлическую шайбу или пластину на концах, чтобы просверлить отверстия на месте. Затем посчитайте количество оборотов патрона, когда вы повернете рукоятку на один оборот. У меня получается 51 оборот на 13 оборотов ручки = 3,92308 оборота на оборот ручки.

Свободно соберите трансформатор с катушкой сети 230 В (115 В) и новой катушкой на 100 витков. Для этого теста проще вставить все буквы «Е» в одном направлении и использовать монтажную скобу, чтобы удерживать буквы «I» вместе на месте. Подключите трансформатор к сети переменного тока.

Измерьте выходное напряжение трансформатора. В моем случае это было 16vAC. Это означает, что у меня 100/16 витков на вольт = 6 витков на вольт. Итак, теперь я знаю, что мне нужно 6 витков, умноженных на желаемое напряжение, плюс пара дополнительных витков.

Теперь, когда вы знаете, сколько витков на вольт, и вы уже знаете желаемое напряжение, все, что вам нужно сделать, это определить, сколько витков провода вам нужно и какой толщины провод вам понадобится для тока и доступного места. Не то, чтобы всегда будет обычно от 10% до 20% неиспользуемого пространства, если вы не наматываете идеально близко расположенные слои. Вы можете сделать это для низковольтных обмоток, но когда требуется более 500 витков, вы просто наматываете их друг на друга, стараясь, чтобы слои были как можно более ровными.

Эта таблица даст вам представление о том, какой размер провода вам нужен. Если вы не можете получить достаточно витков с достаточно толстым проводом, вам нужно понизить количество витков на вольт и перемотать первичную обмотку. Но с коммерческими трансформерами размер/пространство всегда должны вас устраивать.

Диаметр (мм)	AWG	I-максимум (мА)	Длина на 100-граммовую катушку
0,05	8200
0.10	38	24	1400
0. 15	35	54	620
0.20	33	75	438
0.25	30	147	227
0.30	29	212	157
0.35	27	288	118
0.40	26	377	88
0.45	25	476	69
0.50	24	585	56
0. 60	22	849	39
0.70	21	1150	29
0.80	20	1490	21
0.90	19	1850	18.5
1.00	18	2350	13.5
1.50	15	5250	6.3
2.00	12	9350	3,4

Обратите внимание, что медный провод в воздухе будет нести в 2 или 3 раза больше этого количества, но когда он находится в пластиковом корпусе или смотан в катушку, тепло не может уйти. В результате принято понижать до 3 ампер на квадратный миллиметр площади поперечного сечения. Военные характеристики еще ниже этой цифры.

мне нужно 250-0-250в плюс 6.3в. Площадь поперечного сечения центра трансформатора внутри катушки определяется требуемой мощностью. Но это мы уже знаем, так как я выбрал 36-ваттный компонент. Мой первый имеет ширину 11 мм и глубину 6 мм внутри, где будет провод. Поэтому у меня космический бюджет 66 мм. Мне нужно 250-0-250 В при 50 мА, что составляет 25 мА на секцию 250 В. Я могу использовать 33 мм пространства для обмотки HT, а остальные 33 мм для обмотки LT.

Это означает, что при космическом бюджете мне нужно получить не менее 3000/33=91 витков на каждый квадратный миллиметр площади. При 100 витках на миллиметр я могу выбрать эмалированный медный магнитопровод диаметром 0,1 мм. Во всех смыслах и целях провод квадратный. Вы не собираетесь наматывать катушки идеальными слоями. Провод диаметром 0,1 мм оказывается достаточным для передачи 25 мА (при 3 А на квадратный миллиметр). Идеально! катушка HT выглядит так:

При 6 витках на вольт мне нужна одна обмотка 6,3 В X 6t/v = 18 витков (используйте 2 дополнительных) = 20 витков. Согласно таблицам медных проводов, диаметр 0,85 мм будет нести 2 ампера, но у меня есть место для эмалированного медного магнитного провода диаметром 1 мм. Это будет означать два хороших аккуратных слоя проволоки и займет 2 X 11 = 22 мм из моего бюджета на пространство. Провод диаметром 1 мм также обеспечивает ток до 2,5 ампер. Идеально! катушка LT выглядит так:

У меня есть сотни этих дешевых и противных карандашей, которые вы получаете каждый раз, когда идете на лекцию или конференцию. Они идеально подходят для намотки катушек. Опустошите свинец и вырежьте кишки, которые держат свинец. Теперь вы можете пройти диаметр 0,1 мм. проволока, хотя это, когда вы наматываете. Таким образом, вы можете разместить проволоку там, где хотите, и предотвратить случайный скольжение витка по щеке накладки. Для диаметра 1 мм. провода вы можете сделать это вручную.

Начните с протягивания проволоки через пустой метательный карандаш, а затем через отверстие в щеке формирователя. Очистите и припаяйте конец провода к медной соединительной клемме. Начать обмотку. В моем случае мне нужно повернуть ручку дрели на 1500/3,92308=383 оборота.

Для высоковольтных обмоток важно, чтобы провод был уложен равномерными слоями. Таким образом, вы избежите высокого напряжения между соседними слоями. Это может быть источником неудач. Но если попытаться намотать обмотку равномерно из стороны в сторону по мере наматывания, то этого будет вполне достаточно.

Когда вы закончите первую катушку ВН, отрежьте провод и проденьте конец через отверстие в бывшей щеке. Очистите и припаяйте провод ко второй площадке для пайки. Наклейте один слой малярного скотча на катушку. Лента должна быть на 1 мм шире формирователя катушки, чтобы она прилегала к боковой стороне каркаса.

Подсоедините следующий конец провода ко второй площадке и намотайте следующие 1500 витков точно так же и в том же направлении, что и первая катушка. Завершите соединение катушкой с третьей контактной площадкой. Наклейте один слой малярного скотча на катушку.

Обмотка LT 6,3В намотана поверх первой катушки. Начните с пропускания конца проволоки через отверстие в бывшей щеке. Очистите и припаяйте провод к первой контактной площадке LT. Намотайте 20 витков как можно аккуратнее в два слоя. Пропустите конец проволоки через другое отверстие в бывшей щеке. Очистите и припаяйте провод ко второй контактной площадке LT.

Временно соберите трансформатор ТОЛЬКО с сетевой катушкой 230 В (115 В). Пропустить переменный ток 50Гц (60Гц) через катушку от другого низковольтного трансформатора, например 24в идеально. Измерьте напряжение на катушке и переменный ток, потребляемый катушкой.

Теперь снова соберите трансформатор с сетевой катушкой 230 В (115 В) И новой вторичной обмоткой, как показано выше. Проверьте каждую катушку на непрерывность постоянного тока (сопротивление) и отсутствие коротких замыканий на шасси или между катушками. Пропустите переменный ток 50 Гц (60 Гц) через катушку от трансформатора низкого напряжения, как и раньше. Первичная катушка должна потреблять примерно такой же переменный ток, как и раньше. Если ток значительно выше, то у вас, вероятно, есть короткое замыкание в вашей новой катушке. Не беспокойтесь обо всех вибрациях, они прекратятся, когда трансформатор будет наконец собран должным образом.

Если у вас есть много времени или вы повторно используете старый магнитный провод, вам следует выполнить этот тест после намотки каждой обмотки катушки. Таким образом, вы можете выявить неисправность на ранней стадии и избежать повторной перемотки.

Наконец, если все в порядке, разберите трансформатор, а затем снова соберите его, вставив буквы «Е» с разных сторон . Вот как он был собран, когда вы впервые разобрали его. «И» вы вставляете в пустые прорези между концами «Е». Последние пару букв «Е» немного сложно вставить, но вам нужно выпрямить все пластины и немного их сжать.

Если вам нужно покрыть лаком или покрасить ламинированные пластины, вы должны быть осторожны, вставляя их стороной с краской вверх. Другое дело, что вместить их все не получится, а неиспользованные пластины приберегите для своего следующего трансформера. После переборки трех-четырех трансформаторов у вас может хватить ламинатов, чтобы построить еще один трансформатор из всех остатков 🙂

Ну, это было не так уж и плохо. Если вы следовали этим шагам, то обнаружите, что перемотать трансформатор того типа, который использовал я, очень просто. Эти трансформаторы стоят всего 19 шведских крон.(3 доллара, 1,5) за 5-ваттную версию. Один рулон эмалированного магнитного провода массой 100 г стоит 60 шведских крон (10,5 долларов США) и его будет достаточно для 5 обмоток по 250 В на 36-ваттном трансформаторе.

Если вам нужен трансформатор динамика для ламп, то квадратный корень из отношения импеданса для анода:динамика даст вам соотношение витков (напряжения). Анодная катушка 230в (115в) уже намотана за вас. Единственное отличие состоит в том, что все буквы «Е» должны быть установлены с той же стороны катушки, что и для теста. При сборке трансформатора положите тонкий лист фотокопировальной бумаги между банками «Е» и «И» так, чтобы был небольшой зазор 0,1 мм. Это предотвратит магнитное «насыщение» сердечника трансформатора при постоянном токе анода.
Что ж, надеюсь, вы узнали что-то полезное из этой информации. С наилучшими пожеланиями от Гарри — SM0VPO
Вернуться на страницу ИНДЕКС
Трансформаторные преобразователи переменного тока в постоянный | Источники питания
Трансформаторные преобразователи переменного/постоянного тока
Сохранить Подписаться
Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.
После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.
Самый распространенный и недорогой тип блока питания, который вы увидите, — это вилка на основе трансформатора. Всякий раз, когда вы покупаете какую-либо бытовую электронику, вы получаете один из них:
.
Эти ребята везде — всякие номиналы напряжения и тока. Они доступны для продажи в любом магазине, но есть некоторые важные вещи, на которые стоит обратить внимание! Во-первых, выходное напряжение не будет 9 В (например) из коробки, это номинальное напряжение является просто минимальным выходным значением для номинального тока (например, 200 мА). Кроме того, на выходе будет много пульсаций!
Прежде чем мы поговорим именно об этих ребятах, давайте вернемся в то время, когда инженерам приходилось создавать блоки питания голыми руками!
Старые добрые времена!
Еще пару десятилетий назад единственным способом построить источник питания было запустить большой коренастый трансформатор 120 В переменного тока / 12 В переменного тока. Трансформатор использовался для снижения высокого напряжения от стены до менее опасного уровня. Затем диоды и конденсаторы использовались для преобразования переменного тока в постоянный.
Трансформеры
Мы не будем вдаваться в подробности электромагнитной теории, лежащей в основе трансформаторов, за исключением того, что они сделаны из двух катушек проволоки вокруг куска железа. Если количество витков одинаково с обеих сторон, то переменное напряжение одинаково с обеих сторон. Если на одной стороне в два раза больше катушек, на ней в два раза больше напряжения. Их можно использовать «назад» или «вперед»! Для получения более подробной информации обязательно посетите страницу Википедии.
Чтобы использовать его, одна половина должна быть подключена к стене («основная» «высокая сторона»)
, а другая половина будет выдавать 12 В переменного тока («вторичная» «низкая сторона»). Трансформатор работал двумя способами: во-первых, он принимал опасное высокое напряжение и преобразовывал его в гораздо более безопасное низкое напряжение, во-вторых, изолировал две стороны. Это сделало его еще безопаснее, потому что горячая линия не могла появиться в вашей электронике и, возможно, убить вас электрическим током.
Мы будем использовать схематический символ для обозначения трансформатора, две его катушки внутри которого вытянуты, схематический символ будет иметь одинаковое количество катушек с обеих сторон, поэтому используйте здравый смысл и любые схематические индикаторы, которые помогут вам понять что первично, а что вторично!
Однополупериодное выпрямление
Теперь, когда напряжение находится на уровне около 12 В переменного тока, не связанном с электрическим током, его можно преобразовать в постоянный ток. Самый простой и дешевый способ преобразования (также называемого rectify ) переменного тока в постоянный — это использование одного диода. Диод — это простой электронный «клапан», пропускающий ток только в одну сторону. Поскольку переменное напряжение меняется от положительного к отрицательному, а нам нужен только положительный, мы можем подключить его так, чтобы цепь получала только положительную половину 9. 0301 цикла переменного тока.
Вы можете использовать силовой диод, такой как 1N4001, они чрезвычайно распространены и могут выдержать много злоупотреблений. Сторона с серебряной полосой соответствует стороне схематического символа, на которую указывает «стрелка» в символе диода. Это единственное направление, в котором может течь ток. Затем выходной сигнал делится пополам, так что напряжение становится только положительным.
Это преобразует
в
То, что у нас сейчас есть, на самом деле не переменный ток и не постоянный ток, а бугристая волна. Хорошей новостью является то, что теперь это только положительное напряжение, а это значит, что на него можно безопасно поставить конденсатор.
Это конденсатор на 2200 мкФ (0,0022 Фарад), рядом с одной ногой стоят знаки (-), это отрицательная сторона. Другая сторона положительная, и на ней никогда не должно быть напряжения, чтобы отрицательный контакт был «выше», чем положительный, иначе он выйдет из строя!
Конденсатор сглаживает напряжение, убирая комки, вроде того, как пружинные толчки в автомобиле или горном велосипеде уменьшают неровности дороги. Конденсаторы хороши для этого, но большие конденсаторы, которые хороши для этого (электролитические), не выдерживают отрицательного напряжения — они взорвутся!
Поскольку напряжение очень неравномерное (большие пульсации), нам нужен действительно большой конденсатор электролитического типа. Насколько велик? Ну, за этим стоит много математики, о которой вы можете прочитать, но грубая формула, которую вы должны иметь в виду, выглядит так:
Напряжение пульсаций = Потребляемый ток / ((Частота пульсаций) * (Размер конденсатора))
или записывается иначе
Размер конденсатора = Потребляемый ток / ((Частота пульсаций) * (Напряжение пульсаций))
Для однополупериодного выпрямителя (один диод) частота составляет 60 Гц (или 50 Гц в Европе). Текущее потребление — это максимальное количество тока, которое потребуется вашему проекту. Напряжение пульсаций — это то, сколько пульсаций будет на выходе, с которым вы готовы жить, а размер конденсатора указан в фарадах.
Допустим, у нас есть потребляемый ток 50 мА и максимальное напряжение пульсаций 10 мВ, с которым мы готовы жить. Для однополупериодного выпрямителя конденсатор должен быть не менее = 0,05/(60*0,01) = 0,085 Фарад = 85 000 мкФ ! Это массивный и дорогой конденсатор. По этой причине редко можно увидеть пульсации напряжения ниже 10 мВ. Чаще всего можно увидеть, может быть, 100 мВ пульсаций, а затем использовать какой-либо другой метод для уменьшения пульсаций, например, микросхему линейного регулятора.
Вам не нужно запоминать эту формулу, но вы должны помнить следующее: Когда ток возрастает с до , а емкость конденсатора остается неизменной, пульсации увеличиваются с до . Если ток идет до а вы хотите чтобы пульсации были одинаковыми, конденсатор тоже должен увеличить .
Двухполупериодные выпрямители
Одна вещь, которую можно сделать, чтобы уменьшить размер пульсаций/конденсатора вдвое, — это использовать двухполупериодный выпрямитель вместо полупериодного. Двухполупериодный выпрямитель использует 4 диода, расположенных особым образом, так что он пропускает положительное напряжение через , а «переворачивает» отрицательное напряжение в положительное.
Итак, теперь мы получаем:
Как вы можете видеть, горбов в два раза больше — нет того, что происходит «половина времени, нет напряжения». Это означает, что мы можем разделить рассчитанный размер конденсатора на половину того, что было в предыдущем случае.
По сути, двухполупериодный выпрямитель намного лучше, чем однополупериодный! Так зачем вообще говорить о выпрямителях полуволнового типа? Ну, потому что они полезны для нескольких других целей. В общем, вы вряд ли увидите преобразователь переменного тока в постоянный, который использует полуволну, поскольку стоимость диодов компенсирует экономию на размере и стоимости конденсатора!
Трансформатор AC/DC на практике
Хорошо, теперь, когда мы рассмотрели трансформаторы, диоды, используемые в качестве выпрямителей, и большие конденсаторы, давайте снова взглянем на массивный штепсельный блок. На этот раз мы заглянем внутрь, разрезав его пополам! Этот источник питания рассчитан на 9 В постоянного тока при 200 мА.
Мы можем полностью вытащить его, чтобы увидеть детали печатной платы.
Вау, это выглядит очень знакомо, не так ли? Слева направо видны провода, идущие к трансформатору от розетки, на выходе трансформатора есть два силовых диода и большой конденсатор (2200 мкФ). Вы можете быть немного озадачены два диода — разве не должно быть четыре для двухполупериодного выпрямителя? Оказывается, если у вас есть специальный трансформатор, сделанный с «центральным отводом» (провод, идущий к центру), вы можете обойтись двумя диодами. Так что это действительно двухполупериодный выпрямитель, только с трансформатором с центральным отводом.
Эти блоки вилок на основе трансформатора очень дешевы в изготовлении — порядка 1 доллара!
Проверка источника питания 9 В
Итак, теперь мы возьмем свежий блок питания (не используйте, конечно, распиленный пополам) и измерим выходное напряжение мультиметром.
Йоу! 14В? Это не похоже на 9V на упаковке, это сломанная бородавка? Нет! Это совершенно нормально! Настенные адаптеры на основе трансформатора не предназначены для получения точных выходных сигналов. Во-первых, трансформатор, если вы помните, сделан из мотков проволоки. Катушки по большей части действуют как катушки индуктивности, но все же имеют небольшое сопротивление. Например, если катушка имеет сопротивление 10 Ом, то ток 200 мА приведет к потере V = I * R = (0,2 Ампер) * (10 Ом) = 2 Вольта только в медной обмотке! Еще одна вещь, которая вызывает потери, заключается в том, что металлический сердечник трансформатора становится менее эффективным по мере увеличения величины преобразуемого тока. В целом, существует много неэффективных факторов, из-за которых объем выпускаемой продукции будет колебаться. Как правило, результат может достигать 9 0300 дважды номинальное напряжение при потребляемом токе менее 10 мА.
Рассмотрим подробно
Давайте посмотрим на осциллограф, таким образом мы сможем увидеть в деталях, что происходит.
При отсутствии тока в источнике питания выходное напряжение составляет около 14 В
Когда я подключил резистор на 100 Ом (потребление 110 мА) от положительного контакта к отрицательному, напряжение упало до 11,2 В
Подключение резистора 60 Ом (потребление ~160 мА), напряжение снижается до 10,3 В
При нагрузке 35 Ом (потребление 230 мА) напряжение падает до 7,7 В!
По мере того, как сопротивление становится все меньше и меньше, потребляемый ток становится все выше и выше, а напряжение падает (это технический термин для этого!) Вы также можете видеть увеличение пульсаций по мере увеличения тока.
Теперь мы можем, по крайней мере, понять, что стоит за надписью «9 В 200 мА» на этикетке. Пока мы рисуем меньше, чем 200 мА , напряжение будет выше, чем 9В.
Что это значит для тебя?
Итак, после всей этой работы вы задаетесь вопросом, какое это вообще имеет значение? Причина, по которой это важно, заключается в том, что куда бы вы ни посмотрели, эти бородавки на стенках «неконтролируемы» и, следовательно, крайне подозрительны. Вы просто не можете доверять им, чтобы дать вам напряжение, которое вы хотите!
Например, предположим, что у вас есть проект микроконтроллера, и для него требуется питание 5 В, как и для многих самодельных проектов. Вы не должны пойти и купить 5-вольтовый трансформаторный источник питания, подобный приведенному выше, и просто вставить выходную мощность в свой микроконтроллер — вы его уничтожите! Вместо этого вам нужно будет построить стабилизатор на 5 В, такой как обычный LM7805, который будет принимать где-то около 9V от трансформатора и преобразуйте его в хорошее стабильное напряжение 5 В почти без пульсаций.
Итак, вот что вы всегда должны делать:
Всегда проверяйте блок питания с помощью мультиметра, чтобы узнать максимальное напряжение
Предположим, что напряжение может быть в два раза выше ожидаемого
Предположим, что напряжение будет падать по мере того, как вы потребляете все больше и больше тока
Если вы используете блок для маломощного использования, скажем, ваша схема потребляет максимум 100 мА, найдите блок с очень похожим номинальным током.
Вам может быть интересно, почему кто-нибудь не сделает штепсельную вилку с трансформатором, несколькими диодами и LM7805, которая даст вам хорошее выходное напряжение 5 В, вместо того, чтобы все встраивали ее в проектную схему? Хотя это интересная идея, есть несколько причин, по которым они этого не делают. Во-первых, закрытый настенный адаптер будет перегреваться. Другое дело, что для некоторых проектов требуется более одного напряжения, скажем, 5 В и 3,3 В. Но, в конце концов, это, наверное, для простоты изготовления. Фабрика, производящая штепсельные вилки, производит сотни тысяч штепсельных вилок предсказуемых размеров и цен, в каждой стране есть множество фабрик, производящих вилки, подходящие для сетевого напряжения и типа штепсельной вилки. Разработчикам, скажем, DVD-плеера легче, когда они могут просто сказать: «Все, что выше 7 В и ниже 20 В, будет работать для нас», и производитель штекеров сопоставляет их с наиболее близкими вещами, которые они уже делают.
В настоящее время существуют переключаемые вилки питания, которые решают большую часть этой проблемы.