Схема стабилизированного блока питания на 12 вольт

Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой. Как сделать выпрямитель и простейший блок питания.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схема стабилизированного блока питания на 12 вольт

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Блок питания 12В 10А
• Блок питания 12В 5А
• Схема блок питания 12 вольт 5 ампер
• Простой блок питания
• Блок питания на 12 В своими руками — схема и пошаговая инструкция выполнения работ
• Блок питания своими руками
• Схема блок питания 12 вольт 5 ампер
• Схемы блоков питания своими руками
• Простой БП для трансивера

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: МОЩНЫЙ САМОДЕЛЬНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ (power supply unit)

Блок питания 12В 10А

Всем радиолюбителям привет, в этой статье хочу представить вам блок питания с регулировкой напряжения от 0 до 12 вольт. На нем очень легко выставить нужное напряжение, даже в милливольтах. Схема не содержит никаких покупных деталей — всё это можно вытащить из старой техники, как импортной, так и советской. Диод Шоттки. Конденсатор С2 нужно брать с большой емкостью, например чтобы подключать к блоку питания усилитель и чтобы напряжение не проваливалось на низких частотах. Транзистор VT2 лучше установить на небольшой радиатор.

Потому что при длительной работе он может нагреться и сгореть, у меня уже 2 штуки сгорело, пока не поставил приличный по размерам радиатор. Резистор R1 можно ставить постоянный он большой роли не играет. Сверху на корпусе есть переменный резистор, которым регулируется напряжение, и красный светодиод, который показывает есть ли напряжение на выходе БП.

На выходе устройства, чтобы постоянно не прикручивать проводки к чему-нибудь, я припаял крокодильчики — с ними очень удобно.

Схема не требует никаких настроек и работает надёжно и стабильно, ее действительно может сделать любой радиолюбитель. Спасибо за внимание, всем удачи! Автор: Игорь. Схема, фото и описание сборки устройства.

Теория и практика. Все права защищены.

Блок питания 12В 5А

Мощный 12 вольтовый блок питания, описываемый в этой статье, на сегодняшний день имеет большую востребованность, это связано с тем, что очень много различной аппаратуры и электронных устройств требуют стабилизированного, 12 вольтового питания с большим током потребления до 10 Ампер. Это такие потребители как мощные светодиодные ленты, автомобильные магнитолы которые используются в стационарных условиях, радиолюбительские конструкции и различные электрические инструменты. Схема 12 вольтового блока питания очень проста, так как для стабилизации напряжения и хорошей фильтрации помех, используется интегральный стабилизатор на микросхеме КРЕН8Б. Для увеличения выходного тока применён мощный биполярный транзистор TIP, падение напряжения на транзисторе в пределах 0,5 вольта, компенсируется диодом VD2, включенным в цепь средней ножки стабилизатора, тем самым поднимая напряжение на выходе микросхемы на нужные нам пол вольта.

Простая схема стабилизированного источника питания на 12 вольт 0,5 ампер на стабилизаторе LM Сетевое напряжение.

Схема блок питания 12 вольт 5 ампер

Простой и надежный блок питания своими руками при нынешнем уровне развития элементной базы радиоэлектронных компонентов можно сделать очень быстро и легко. При этом не потребуются знания электроники и электротехники на высоком уровне. Вскоре вы в этом убедитесь. Изготовление своего первого источника питания довольно интересное и запоминающееся событие. Поэтому важным критерием здесь является простота схемы, чтобы после сборки она сразу заработала без каких-либо дополнительных настроек и подстроек. Следует заметить, что практически каждое электронное, электрическое устройство или прибор нуждаются в питании. Отличие состоит лишь в основных параметрах — величина напряжения и тока, произведение которых дают мощность. Изготовить блок питания своими руками — это очень хороший первый опыт для начинающих электронщиков, поскольку позволяет прочувствовать не на себе различные величины токов, протекающих в устройствах.

Простой блок питания

Для проверки работы отдельных блоков бытовых приборов домашнему мастеру может понадобиться напряжение 12 вольт как постоянного, так и переменного тока. Подробно разберем оба случая, но вначале необходимо рассмотреть еще одну величину электроэнергии — мощность, которая характеризует способность устройства надежно совершить работу. Автомобильный аккумулятор обладает большим резервом мощности для задач компьютера, а вот блок питания ПК при таком же напряжении 12 вольт абсолютно не пригоден для раскрутки стартера, он просто сгорит. Способы получения постоянного напряжения. Из гальванических элементов батареек.

К списку Источник питания 12 В 20 А.

Блок питания на 12 В своими руками — схема и пошаговая инструкция выполнения работ

Полезные советы. Простой регулируемый блок питания 1, Вольт. Простой блок питания Схема, описание работы, готовые модули. Блок питания своими руками. Простой регулируемый стабилизированный

Блок питания своими руками

Блок питания нужен всем. Тем более нет на это желания, когда точно знаешь, что без дела валяется исправный понижающий трансформатор. Вот его-то мы и приспособим давать чистые девять вольт. Блок питания собран уже бессчетное количество раз. При правильном монтаже и исправных компонентах запускается всегда. Допускаются отклонения в номиналах элементов. Даташит на всю Lю серию стабилизаторов. Называется он так оттого, что понижает переменное розеточное напряжение вольт в переменное же другого напряжения.

Как сделать блок питания на 12В своими руками В основном блоки питания имеют выходное напряжение от 12 до 36 вольт. модели блока питания на регулируемый (импульсный) и нерегулируемый ( стабилизированный).

Схема блок питания 12 вольт 5 ампер

Схема стабилизированного блока питания на 12 вольт

Простой и надежный блок питания своими руками при нынешнем уровне развития элементной базы радиоэлектронных компонентов можно сделать очень быстро и легко. При этом не потребуются знания электроники и электротехники на высоком уровне. Вскоре вы в этом убедитесь. Изготовление своего первого источника питания довольно интересное и запоминающееся событие.

Схемы блоков питания своими руками

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК СДЕЛАТЬ РЕГУЛИРУЕМЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

О двух вариантах исполнения: на биполярных и полевых транзисторах. К слову сказать, именно тот конструктив был позже переделан на новую элементную базу и об этом будет рассказано в самом конце. Было решено не уходить от наработанного опыта и использовать то, что было недорого и рядом. Главное в источнике питания — это трансформатор и силовые транзисторы. Теперь транзисторы.. В предыдущем источнике стояло три КТБМ на небольшом радиаторе — это и определило срок службы блока питания, в целом, ибо умер он именно из-за перегрева транзисторов.

Блок питания 12 Вольт позволит осуществить питание практически любой бытовой техники, включая даже ноутбук.

Простой БП для трансивера

Блок питания является вторичным источником энергии для технических устройств, преобразующим напряжение питающей электрической сети в их рабочее напряжение. По принципу преобразования напряжения блоки питания БП подразделяются на два вида:. Если в схеме БП предусмотрен стабилизатор выходного напряжения, то такое устройство называется стабилизированным блоком питания. Основными техническими характеристиками, определяющими возможность использования подобных технических устройств, являются:. Принципиальная схема и принцип работы блока питания зависит от вида устройства, и поэтому необходимо рассмотреть их отдельно:.

Всем нам известно, что блоки питания сегодня являются неотъемлемой частью большого количества электрических приборов и осветительных систем. Без них наша жизнь нереальна, тем более экономия электроэнергии способствует эксплуатации этих приборов.

В основном блоки питания имеют выходное напряжение от 12 до 36 вольт.

Схема блока питания, расчитанного на 12 Вольт и 360 Ватт с диодным мостом на 30 Ампер

В продолжение темы блоков питания я заказал еще один БП, но в этот раз мощнее предыдущего.
Обзор будет не очень длинным, но как всегда, осмотрю, разберу, протестирую.

На самом деле данный обзор является лишь промежуточным шагом к тестам более мощных блоков питания, которые уже в пути ко мне. Но я подумал, что данный вариант также нельзя оставлять без внимания, потому и заказал его для обзора.

Буквально несколько слов об упаковке.
Обычная белая коробка, из опознавательных знаков только номер артикула, все.

При сравнении с блоком питания из предыдущего обзора выяснилось, что обозреваемый просто немного длиннее. Обусловлено это тем, что обозреваемый БП имеет активное охлаждение, потому при практически том же объеме корпуса мы имеем мощность в полтора раза больше.
Размеры корпуса составляют — 214х112х50мм.

Все контакты выведены на один клеммник. Назначение контактов выбито штамповкой на корпусе блока питания, такой вариант немного надежнее чем наклейка, но хуже заметен.

Крышка закрывается с заметным усилием и прочно фиксируется в закрытом состоянии. При открывании обеспечивается полный доступ к контактам. Иногда у БП встречается ситуация, когда крышка не открывается полностью, потому теперь я этот момент проверяю обязательно.

1. На корпусе блока питания присутствует наклейка с указанием базовых параметров, мощности, напряжения и тока.
2. Также присутствует переключатель входного напряжения 115/230 Вольт, который в наших сетях является лишним и не всегда безопасным.
3. Блок питания выпущен почти год назад.
4. Около клеммника присутствует светодиод индикации работы и подстроечный резистор для изменения выходного напряжения.

Сверху располагается вентилятор. Как я писал в предыдущем обзоре, мощность 240-300 Ватт является максимальной для блоков питания с пассивным охлаждением. Конечно есть безвентиляторные БП и на большую мощность, но встречаются они гораздо реже и стоят весьма дорого, потому введение активного охлаждения преследует цель сэкономить и сделать блок питания дешевле.

Крышка фиксируется шестью небольшими винтами, но при этом и сама по себе сидит плотно, корпус алюминиевый и также как у других БП выполняет роль радиатора.

В качестве сравнения приведу фото рядом с БП мощностью 240 Ватт. Видно что в основном они одинаковы, и по сути 360 Ватт Бп отличается от своего младшего собрата только наличием вентилятора и некоторыми небольшими коррективами связанными с большей выходной мощностью.

Например силовой трансформатор у них имеет одинаковый размер, а вот выходной дроссель у обозреваемого заметно больше.
Общая черта обоих БП — весьма свободный монтаж и если у БП с пассивным охлаждением это оправданно, то при наличии активного охлаждения размер корпуса можно было смело уменьшить.

Перед дальнейшей разборкой проверка работоспособности.

Исходно на выходе напряжение немного завышено относительно заявленных 12 Вольт, хотя по большому счету это не имеет никакого значения, меня больше интересует диапазон перестройки и он составляет 10-14.6 Вольта.
В конце выставляю 12 Вольт и перехожу к дальнейшему осмотру.

Как ни странно, но емкость входных конденсаторов совпадает с указанной на их корпусе 🙂
Емкость каждого из конденсаторов 470мкФ, суммарная около 230-235мкФ, что заметно меньше рекомендуемых 350-400 которые необходимы блоку питания мощностью 360 Ватт. По хорошему должны быть конденсаторы с емкостью хотя бы 680мкФ каждый.

Выходные конденсаторы имеют суммарную емкость в 10140мкФ, что также не очень много для заявленных 30 Ампер, но часто такую емкость имеют конденсаторы и у фирменных БП.

Транзисторы и выходные диоды прижаты к корпусу через теплораспределительную пластину, в качестве изоляции выступает только теплопроводящая резина.
Обычно в более дорогих БП применяется колпачок из более толстой резины, который полностью закрывает компонент и если для выходных диодов он особо не нужен, то вот для высоковольтных транзисторов явно не помешал бы. Собственно по этому я советую в целях безопасности заземлять корпус БП.

Теплораспределительные пластины прижаты к алюминиевому корпусу, но термопаста между ними и корпусом отсутствует.

После случая с одним из блоков питания я теперь всегда проверяю качество прижима силовых элементов. Здесь с этим проблем нет, впрочем обычно проблем со сдвоенными элементами и не бывает, чаще сложности когда мощный элемент один и прижат Г-образной скобой.

Вентилятор самый обычный, с подшипниками скольжения, но почему-то на напряжение 14 Вольт.
Размер 60мм.

Разбираем дальше.
Плата держится на трех винтах и элементах крепления силовых компонентов. Снизу корпуса присутствует защитная изолирующая пленка.

Фильтр довольно стандартен для подобных БП. Входной диодный мост имеет маркировку KBU808 и рассчитан на ток до 8 Ампер и напряжение до 800 Вольт.
Радиатор отсутствует, хотя при такой мощности уже желателен.

1. На входе установлен термистор диаметром 15мм и сопротивлением 5 Ом.
2. Параллельно сети присутствует помехоподавляющий конденсатор класса Х2.
3. Помехоподавляющие конденсаторы имеющие непосредственную связь с сетью установлены класса Y2
4. Между общим проводом выхода и корпусом БП установлен обычный высоковольтный конденсатор, но в этом месте его достаточно так как при отсутствии заземления он подключен последовательно с конденсаторами класса Y2, показанными выше.

ШИМ контроллер KA7500, аналог классической TL494. Схема более чем стандартна, производители просто штампуют одинаковые БП, которые отличаются только номиналами некоторых компонентов и характеристиками трансформатора и выходного дросселя.
Выходные транзисторы инвертора также классика недорогих БП — MJE13009.

1. Как я писал выше, входные конденсаторы имеют емкость 470мкФ и что интересно, если конденсаторы имеют изначально непонятное название, то чаще емкость указана реальная, а если подделка, например Rubicong, то чаще занижена. Вот такое вот наблюдение. 🙂
2. Магнитопровод выходного трансформатора имеет размеры 40х45х13мм, обмотка пропитана лаком, правда весьма поверхностно.
3. Рядом с трансформатором присутствует разъем для подключения вентилятора. Обычно в описании подобных БП указывают автоматическую регулировку оборотов, на самом деле ее здесь нет. Хотя вентилятор меняет обороты в небольших пределах в зависимости от выходной мощности, просто это скорее побочный эффект. При включении вентилятор работает очень тихо, а на полную мощность выходит при токе около 2.5 Ампера что составляет меньше 10% от максимальной.
4. На выходе пара диодных сборок MBR30100 по 30 Ампер 100 Вольт каждая.

1. Размеры выходного дросселя заметно больше чем у 240 Ватт версии, намотан в три провода на двух кольцах 35/20/11.
2. Как и ожидалось после предварительной проверки, выходные конденсаторы имеют емкость 3300мкФ, так как они новые, то в сумме показали не 9900, а 10140мкФ, напряжение 25 Вольт. Производитель, известный всем noname.
3. Токовые шунты для схемы защиты от КЗ и перегрузки. Обычно ставят одну такую «проволочку» на 10 Ампер тока, соответственно здесь БП 30 Ампер и три такие проволочки, но мест 7, потому предположу что есть похожий вариант но с током в 60 Ампер и меньшим напряжением.
4. А вот и небольшое отличие, компоненты отвечающие за блокировку при пониженном выходном напряжении перенесли ближе к выходу, хотя при этом сохранили даже позиционные месте согласно схеме. Т.е. R31 в схеме БП 36 Вольт соответствует R31 в схеме БП 12 Вольт, хотя находятся в разных местах на плате.

При беглом взгляде я бы оценил качество пайки на твердую четверку, все чисто, аккуратно.

Пайка довольно качественная, на плате в узких местах сделаны защитные прорезы.

Но «ложка дегтя» все таки нашлась. Некоторые элементы имеют непропай. Место особенно несущественно, важен сам факт.
В данном случае плохая пайка была обнаружена на одном из выводов предохранителя и конденсатора цепи защиты от снижения напряжения на выходе.
Исправить дело нескольких минут, но как говорится — «ложки нашлись, а осадочек остался».

Так как схему подобного БП я уже чертил, то в данном случае просто внес коррективы в уже существующую схему.
Кроме того я выделил цветом элементы, которые изменены.
1. Красным — элементы которые меняются в зависимости от изменения выходного напряжения и тока
2. Синим — изменение номиналов этих элементов при неизменной выходной мощности мне непонятно. И если с входными конденсаторами отчасти понятно, они были указаны как 680мкФ, но реально показывали 470, то зачем увеличили в полтора раза емкость С10?

С осмотром закончили, переходим к тестам, для этого я использовал привычный «тестовый стенд», правда дополненный Ваттметром.
1. Электронная нагрузка
2. Мультиметр
3. Осциллограф
4. Тепловизор
5. Термометр
6. Ваттметр
7. Ручка и бумажка.

На холостом ходу пульсации практически отсутствуют.

Небольшое уточнение к тесту. На дисплее электронной нагрузки вы увидите значения токов заметно ниже чем я буду писать. Дело в том, что нагрузка аппаратно умеет нагружать большими токами, но программно ограничена на уровне в 16 Ампер. В связи с этим пришлось сделать «финт ушами», т.е. откалибровать нагрузку на двукратный ток, в итоге 5 Ампер на дисплее равны 10 Ампер в реальности.

При токе нагрузки 7.5 и 15 Ампер блок питания вел себя одинаково, полный размах пульсаций в обоих случаях составил около 50мВ.

При токах нагрузки 22.5 и 30 Ампер пульсации заметно выросли, но при этом были на одном уровне. Рост уровня пульсаций был при токе около 20 Ампер.
В итоге полный размах составил 80мВ.
Отмечу очень хорошую стабилизацию выходного напряжения, при изменении тока нагрузки от нуля до 100% напряжение изменилось всего на 50мВ. Причем с ростом нагрузки напряжение растет, а не падает, что может быть полезным. В процессе прогрева напряжение не изменялось, что также является плюсом.

Результаты теста я свел в одну табличку, где показана температура отдельных компонентов.
Каждый этап теста длился 20 минут, тест с полной нагрузкой проводился два раза для термопрогрева.
Крышка с вентилятором вставлялась на место, но не привинчивалась, для измерения температуры я ее снимал не отключая БП и нагрузку.

В качестве дополнения я сделал несколько термограмм.
1. Нагрев проводов к электронной нагрузке при максимальном токе, также через щели в корпусе видно тепловое излучение от внутренних компонентов.
2. Самый большой нагрев имеют диодные сборки, думаю если бы производитель добавил радиатор как это сделано в 240 Ватт версии, то нагрев существенно снизился.
3. Кроме того большой проблемой был отвод тепла от всей этой конструкции, так как суммарная рассеиваемая мощность всей конструкции составила более 400 Ватт.

Кстати насчет отвода тепла. Когда я готовил тест, то больше боялся что нагрузке тяжело будет работать при такой мощности. Вообще я проводил уже тесты на такой мощности, но 360-400 Ватт это предельная мощность которую моя электронная нагрузка может рассеивать длительно. Кратковременно же она без проблем «тянет» и 500 Ватт.
Но проблема вылезла в другом месте. На радиаторах силовых элементов у меня установлены термовыключатели рассчитанные на 90 градусов. Один контакт у них припаян, а второй припаять не получилось и я применил клеммники.
При токе 15 Ампер через каждый выключатель эти контакты начинали довольно сильно нагреваться и срабатывание происходило раньше, пришлось принудительно охлаждать еще и эту конструкцию. А кроме того пришлось частично «разгрузить» нагрузку подключением к БП нескольких мощных резисторов.

Но вообще выключатели рассчитаны максимум на 10 Ампер, потому я и не ожидал от них нормальной работоспособности при токе в 1.5 раза больше их максимума. Теперь думаю как их переделать, видимо придется делать электронную защиту с управлением от этих термовыключателей.

А кроме того теперь у меня появилась еще одна задача. По просьбе некоторых читателей я заказал для обзора блоки питания мощностью 480 и 600 Ватт. Теперь думаю чем их лучше нагружать, так как такую мощность (не говоря о токах до 60 Ампер), моя нагрузка точно не выдержит.

Как и в прошлый раз я измерил КПД блока питания, этот тест я планирую проводить и в дальнейших обзорах. Проверка проходила при мощности 0/33/66 и 100%

Вход — Выход — КПД.
5.2 — 0 — 0
147,1 — 120,3 — 81,7%
289 — 241 — 83,4%
437,1 — 362 — 82,8%

Что можно сказать в итоге.
Блок питания прошел все тесты и показал довольно неплохие результаты. В плане нагрева есть даже заметный запас, но выше 100% я бы не советовал его нагружать. Порадовала весьма высокая стабильность выходного напряжения и отсутствие зависимости от температуры.
К тому что не очень понравилось я отнесу безымянные входные и выходные конденсаторы, огрехи пайки некоторых компонентов и посредственную изоляцию между высоковольтными транзисторами и радиатором.

В остальном блок питания самый обычный, работает, напряжение держит, сильно не греется.

На этом все, как обычно жду вопросов.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Ремонт Импульсных Блоков Питания: обучение в Bgacenter

ИБП предназначен для преобразования сетевого напряжения 220V в напряжения необходимые для стабильной работы подключенных к нему потребителей. Также PSU обеспечивает стабилизацию выходных напряжений, осуществляет защиту от коротких замыканий, выдает необходимую мощность, в зависимости от присоединенной нагрузки.

Данный материал подготовлен преподавателями Bgacenter, в рамках курса – ремонт импульсных блоков питания.

Импульсный блок питания

Как работает ИБП

Неисправности ИБП

Диагностика ИБП

Как проверить блок питания

Пайка блоков питания

Оборудование для ремонта ИБП

Выводы:

Импульсный блок питания

Для обеспечения нагрузки майнеров применяются ИБП различной мощности. В данном материале подробно рассматривается БП применяемый для разных моделей асиков.

В конструкцию ИБП APW7 входит:

• корпус – из экранированной металлической коробки
• печатная плата ИБП имеет установленные радиотехнические компоненты
• система охлаждения состоит из принудительного вентилятора
• провода необходимые для подключения нагрузки

Основную функцию выполняет плата с расположенными на ней элементами.

Сторона монтажа APW7

Элементы расположенные на печатной плате ИБП:

1. FUSE предохранитель
2. Варистор
3. Конденсатор сетевого фильтра
4. Дросселя
5. Блокировочные конденсаторы
6. Конденсатор сглаживающий
7. Фильтрующие конденсаторы
8. Силовые транзисторы
9. Разъем для подключения вентилятора
10. Сглаживающие конденсаторы синхронного выпрямителя
11. Выходной трансформатор
12. Диод
13. PFC транзистор
14. Терморезисторы NTC
15. Реле
16. Дроссель схемы PFC
17. Диодный мост

Сторона печати APW7

Как работает ИБП

 

Итак, импульсный блок питания APW7 работает по следующему принципу:

1. Схема защиты от превышения напряжения и короткого замыкания. Схема состоит из варистора и предохранителя в термоусадочной трубке. При превышении напряжения свыше 350 V срабатывает варистор (пробивается), предохранитель перегорает, защищая плату ИБП от повышенного напряжения. В таком случае, ремонт состоит из замены предохранителя.
2. Следующий блок – это схема сетевого фильтра. В нее входит конденсатор два дросселя, еще один конденсатор и ряд блокировочных конденсаторов предназначенных для устранения сетевых помех и выбросов помех от блока питания в сеть. При незначительных скачках напряжения дроссель старается увеличить свое магнитное поле, в результате этого все повышенное напряжение поступающее из сети скачкообразно гасится на нем. Конденсаторы сглаживают выбросы от работы импульсного преобразователя и препятствуют проникновению в сеть.
3. После сетевого фильтра стоят терморезисторы с отрицательным сопротивлением (NTC), которые работают на уменьшение сопротивления при нагреве. Это необходимо для ограничения тока через диодный мост в первоначальный момент зарядки конденсаторов сглаживающего фильтра, стоящих после диодного моста.
4. Затем идет выпрямительный диодный мост, на нем получаем из переменного постоянное напряжение. Это напряжение на начальном этапе сглаживается фильтрующими конденсаторами большой емкости 470 мкФ на 450 V каждый. В этот момент времени на конденсаторах появляется напряжение порядка 315 V. 
5. Так как у ИБП кроме активной мощности существует реактивная, что отрицательно сказывается для работы. Конструктивно это устраняется за счет схемы PFC (Power Factor Correction) – Коррекция фактора мощности. В данном ИБП она сконструирована на задающей микросхеме импульсов и полевого транзистора. Перед транзистором установлен мощный дроссель высокой индуктивности. В результате работы данной схемы, напряжение на конденсаторах фильтра возрастает до 390 Вольт и оно теперь является основным для питания схем преобразователя постоянного тока.
6. Для работы ШИМ контроллера необходимо использовать постоянное напряжение +12 Вольт. Это напряжение формируется на вспомогательном трансформаторе и выпрямляется диодами. Также данное напряжение необходимо для питания системы охлаждения (вентилятора).
7. От 12 Вольт вспомогательного источника питается схема ШИМ-контроллера, которая формирует импульсы для преобразователя постоянного тока, состоящего из силового трансформатора и двух полевых транзисторов. Импульсы подаются от ШИМ контроллера на задающий генератор. А уже с задающего генератора импульсы поступают на затворы транзисторов которые управляют силовым трансформатором.
8. Импульсное напряжение полученное на вторичной обмотке трансформатора , за счет работы однотактного прямого преобразователя, поступает на схему синхронного выпрямителя. Где напряжение сглаживается синхронным фильтром построенным на конденсаторах и поступает на выходные клеммы для питания хешплат. Обратная связь и стабилизация напряжения осуществляется через схему ШИМ контроллера.
9. Синхронный выпрямитель управляется от схемы формирователя постоянного тока.

Неисправности ИБП

Для импульсных блоков питания характерны следующие неисправности:

• выход из строя диодного моста
• поломка PFC транзистора
• пробой силовых транзисторов
• короткозамкнутые витки силового трансформатора или его обрыв
• перегорание синхронного выпрямителя
• изменение номинала емкости фильтра синхронного выпрямителя
• отсутствие запускающих импульсов в ШИМ-контроллерах, вспомогательного источника 12V и основного 
• неисправность реле (слышны щелчки, но ИБП не включается)
• выгорание контактов клемм присоединяемой нагрузки
• не держит нагрузку
• не работает система охлаждения при исправном вспомогательном источнике 12 V
• обрыв SMD резисторов питающих микросхемы ШИМ
• неисправность SMD транзисторов в каскадах согласования

Диагностика ИБП

Ремонт блока питания APW7 начинается с внешнего осмотра. Следует обратить внимание на наличие механических повреждений и ранее выполнявшиеся ремонты. По отсутствию герметика и не отмытому флюсу, можно предположить, что ранее проводился ремонт – плату паяли. Диагностику платы начинаем с нахождения конденсаторов фильтра питания. Как правило они имеют большой размер. Смотрим номиналы его, как видим из надписи на конденсаторе он имеет параметры 450V 470 мкФ каждый.

Фильтрующие конденсаторы диодного моста

Для дальнейшего ремонта необходимо произвести его разряд, независимо от времени его нахождения в нерабочем состоянии. Тестером в режиме измерения постоянного напряжения убеждаемся в отсутствие напряжения на выводах конденсаторов. Для этого подключаем прибор со стороны печатной платы. Если есть напряжение, разряжаем конденсатор при помощи лампы накаливания мощностью 60W и проверяем заново тестером на отсутствие напряжения.

Только после этой процедуры можно выполнять дальнейший ремонт. Для облегчения поиска неисправности убеждаемся косвенно в отсутствие КЗ по цепи основного питания синхронного выпрямителя по основной цепи +12V.  

Для этого черный щуп прикладываем к выводу расположенному внизу, а красный к выводу расположенному вверху, мы должны увидеть исправные полевые транзисторы (показания мультиметра MS-319 (стрелочный), должно быть порядка 20 Ом). 

Замер выходного сопротивления по цепи 12V

Меняем местами щупы, происходит заряд конденсаторов и сопротивление увеличилось, это говорит о исправности выпрямителя.

Разряд конденсаторов выходного выпрямителя

Продолжаем ремонт, приступаем к диагностике силовой части. Тестером от разъема питания сети в режиме прозвонки проверяем вход одного провода до диодного моста (вход переменного обозначения). Тестер должен показывать 0 (или издать своеобразный звуковой сигнал), что сразу говорит о исправности одной цепи фильтра индуктивности и целостности печатного проводника и предохранителя. 

Проверка целостности предохранителя и LC фильтра до входа диодного моста

Аналогично проверяем второй провод, но на другой вывод диодного моста. Это говорит о исправности второго проводника.

Проверка провода и LC фильтра

Ремонт необходим, если мультиметр показал отличные от нуля значения. В таком случае ищем обрыв, устраняем его. В данном случае все исправно.

Далее проверяем сопротивление между двумя сетевыми контрольными точками входа. Оно должно быть высоким (тестер в режиме МОм). Измерение показало в данном случае высокое сопротивление. Это говорит об отсутствии КЗ на входе и исправности варистора. Убедившись в исправности входного блока проверяем диодный мост. 

Проверка варистора на отсутствие КЗ

Методика проверки диодного моста стандартная, режим диодной прозвонки. Убедившись в его исправности исследуем блок PFC и его цепи. Проверяем MOSFET (полевой транзистор). Ставим щупы между затвором и истоком, потом затвором и стоком – сопротивление должно быть высоким и тестер нам ничего не показывает. Это правильно.

Измерение сопротивления между затвором и стоком

Далее проверяем Сток-Исток. При приложении к истоку красного щупа, а к стоку черного, мы увидим падение напряжения на диоде порядка 0. 470 mV. В обратном приложении щупов мы не увидим никаких падений. Делаем вывод о исправности транзистора.

Проверка Сток-Исток полевого транзистора

Для измерения импульсов управления на затворе данного транзистора необходимо применить осциллограф. Если импульсы есть делаем вывод о исправности микросхемы и подачи импульса на затвор полевого транзистора.

Проверка ШИМ PFC

Далее проверяем цепь вспомогательного источника питания +12V, собранного на микросхеме ICE2QR4765 указанной по схеме принципиальной. Для этого в режиме диодной прозвонки ставим один щуп на + высоковольтного конденсатора, а второй на вывод 4 данной микросхемы ШИМ, убеждаемся в целостности обмотки трансформатора вспомогательного источника.

Проверка цепи питания микросхемы ШИМ и целостности обмотки трансформатора вспомогательного источника питания

Ремонт необходимо проводить при разряженном высоковольтном конденсаторе и отключенным ИБП от сети!

После этого проверяем работу основного ШИМ и цепей его питания согласно схемы электрической принципиальной. Далее проверяем полу мостовую схему на транзисторах MOSFET. Проверяются они при помощи мультиметра в режиме диодной прозвонки. Первоначально для каждого транзистора проверяем переход Затвор-Исток, мультиметр должен показать OL, это говорит о исправности перехода (он не пробит).

Измерение Затвор-Сток

Следующий шаг, в режиме измерения сопротивления проверяем Затвор-Исток. Одновременно проверяем сопротивление согласующего драйвера. Сопротивление исправного выхода должно быть от 10 до 20 Ом.

Проверка Затвор-Исток

Как видно из измерений, это косвенно говорит о исправности транзисторов. В случае сомнения в исправности транзисторов, их необходимо выпаять, проверить отдельно. Для проверки транзисторов применяется цифровой измеритель LCR-T4.

LCR-T4

Затем проверяем переход Сток-Исток на предмет короткого замыкания. Для этого устанавливаем красный щуп мультиметра на Исток, а черный подсоединяем к Стоку. Падение напряжения в режиме диодной прозвонки должно быть 0,434 V. Это говорит о исправности полевого транзистора.  

Измерение перехода Сток-Исток

При приложении щупов в обратном направлении мультиметр показывает OL.

Проверка перехода в обратном направлении

Как проверить блок питания

После успешного определения неисправностей и ремонта поврежденных элементов, блок необходимо протестировать. Для этого ИБП подключают через развязывающий трансформатор к питанию сети. Затем к PSU подключают электронную нагрузку необходимой мощности, для проверки на работоспособность. Тестирование выполняется на протяжении 1-2 часа. Для исключения повторного ремонта, не рекомендуется включать ИБП без подключенной нагрузки. 

Пайка блоков питания

Во время ремонта ИБП возникает необходимость проверки элементов. Для этого необходимо выпаять соответствующий элемент с печатной платы. Пайку важно производить аккуратно, используя паяльник требуемой мощности: 

• от 80 Ватт – для ремонта силовых элементов: трансформатор, силовые транзисторы, выходные диоды, диодный мост, сглаживающие конденсаторы; 
• до 60 Ватт (или термовоздушную паяльную станцию) – для ремонта компонентов малой и средней мощности.  

Если ИБП работал с нарушением температурных режимов (перегревался), то при удалении компаунда возможен отрыв SMD компонентов с печатной платы. Важно помнить про это, а при дальнейшем ремонте восстановить обвязку на плату.

При ремонте ИБП используется сплав Розе, для уменьшения температуры заводского припоя и исключения повреждения подводящих проводников. 

При монтаже необходимо припаивать на:

• паяльную пасту с температурой плавления 183 градуса Цельсия – элементы малой мощности
• ПОС 61-63 (Pb 61-63/ Sn 40) – силовые электронные компоненты.

После ремонта, перед проведением измерений на транзисторах, важно понизить температуру ИБП, так как в нагретом состоянии, ключи открыты.

Перед пайкой вновь устанавливаемых компонентов (транзисторов) их выводы нужно зачистить и залудить.

После пайки, необходимо отмыть спиртом или другим очистителем те места где выполнялась пайка.

Оборудование для ремонта ИБП

Используемое во время ремонта ИБП оборудование, расходные материалы:

• набор отверток
• бокорезы 
• пассатижи
• разрядная лампа
• мультиметр
• осциллограф
• LCR-T4
• SMD-tester 3910
• паяльник от 80 Ватт
• фен термовоздушной станции Quick 857DW+
• микроскоп СМ0745
• бор-машинка
• оловоотсос электрический
• пинцет
• зонд стоматологический (зубочистки деревянные)
• флюс паяльный
• паста BGA
• очиститель платы Falcon 530
• зубная щетка
• оплетка медная шириной 1,5 и 3,0 мм
• сплав Розе 
• ацетон для смывания лака

Выводы:

• ИБП – сложное электронное устройство. Ремонт импульсного блока питания в случае возникновения неисправности, необходимо выполнять зная принцип его узлов и элементной базы 
• Для определения неисправности ИБП важно соблюдать технику безопасности, так как имеются опасные напряжения от 300 до 400 V, в зависимости от конструкции блока (без PFC 300V с PFC 390V)
• Ремонт иногда осложняется наличием трудно удаляемого влагозащитного покрытия. В своей конструкции ИБП имеет мощные выводы силового трансформатора. Для его выпаивания требуется паяльник с большей мощностью. При ремонте необходимо соблюдать осторожность, чтобы не повредить токопроводящие дорожки
• ИБП для проверки, после выполненного ремонта, обязательно включается под нагрузку. С отключенной нагрузкой могут выйти из строя силовые ключи
• Для того чтобы научиться ремонту импульсных блоков питания для майнеров, приглашаем вас на соответствующий курс в Bgacenter

Сильноточный источник питания 13,8 В

Сильноточный источник питания 13,8 В

Эллиот Саунд Продактс

Проект 77

© Род Эллиот (ESP), апрель 2001 г.
Последнее обновление: ноябрь 2019 г.

---

Введение

Как это обычно бывает, этот запас возник по необходимости. В схеме нет абсолютно ничего особенного, за исключением того, что, как показано, она вполне способна выдавать до 20 ампер в прерывистом режиме или 10 А в непрерывном режиме. Просто используйте более крупный трансформатор, мостовой выпрямитель и больше конденсаторов и выходных транзисторов, чтобы получить больший ток. Базовая схема должна быть рассчитана на ток до 50 А или около того, но ее, очевидно, можно увеличить еще больше (если вы действительно do нужен источник питания на 500А!). Нет никаких причин, по которым предложение нельзя было бы также уменьшить (я слышал, как кто-то сказал: «Боже мой!»?). Используя меньшее количество транзисторов и меньший трансформатор, он будет работать от 1 А и выше.

Это , а не проект, предназначенный для начинающих или для питания операционных усилителей (или других подобных легкомысленных целей). питание 12В.

Правила

не особенно прекрасны, но так задумано. Его можно было бы сделать намного лучше, но с риском нестабильности и повышенной сложности, особенно по мере увеличения текущих возможностей. Как оказалось, относительно плохое регулирование на самом деле является преимуществом — блок питания предназначен для тестирования автомобильных усилителей мощности и т.п., и даже с самым толстым проводом всегда будет некоторое падение напряжения, и это очень хорошо имитируется блоком питания. .

В результате испытания, проводимые с использованием этого источника питания, будут намного ближе к реальности, чем если бы использовался источник с идеальной регулировкой. Его также можно использовать в качестве зарядного устройства (с осторожностью!), так как напряжение холостого хода очень стабильно.

Этот проект требует знания электропроводки. Если вы не знакомы (или обоснованно боитесь) бытовой электросети — НЕ ПЫТАЙТЕСЬ СТРОИТЕЛЬСТВО. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Никогда не используйте свинцово-кислотные аккумуляторы в помещении, если не обеспечена очень хорошая вентиляция. Не курите и не допускайте открытого огня на расстоянии менее 10 метров от заряжаемой батареи, , так как во время зарядки образуются взрывоопасные газы. Эти батареи содержат серную кислоту, которая обладает высокой коррозионной активностью и может вызвать сильные ожоги. Безопасная работа и методы обработки в любое время .

Описание

Схема источника питания показана на рисунках 1 и 2. Для основного регулирования используется положительный трехполюсный стабилизатор 7812, за которым следует столько эмиттерных повторителей мощности, сколько необходимо для требуемого тока. Транзисторы не критичны. Я использовал приборы 2N3771 (50В, 20А, 200Вт) просто потому, что у меня их целая куча лежала в барахле. Они в значительной степени идеальны, но я предлагаю вам использовать все, что вы можете получить дешево. Если вы используете TIP35 (как показано на схеме), рассчитывайте использовать четыре транзистора для первых 10 А и по одному транзистору для каждых дополнительных пиковых 5 А (или 4 А непрерывных) выходной мощности, чтобы обеспечить достаточный запас безопасности. Номинальное напряжение не имеет значения, так как основное питание будет только около 22 В с трансформатором на 18 В, и с этим справится любой силовой транзистор. Если вам нужно больше 10 А, используйте схему, показанную на рис. 3.

Рис. 1. Базовый блок питания на 10 А — блок питания

Светодиоды не являются обязательными, но рекомендуются. Резисторы серии 2,2 кОм (как показано) обеспечивают ток светодиода около 10 мА. В качестве альтернативы используйте сверхъяркие светодиоды и увеличьте номиналы резисторов. Это уменьшит разрядный ток, если во время зарядки батареи произойдет сбой сетевого питания. Тем не менее, разница незначительна, и использование источника питания в качестве постоянно включенного зарядного устройства не рекомендуется для , а не для .

Блок питания рассчитан на большой ток, и я использовал тороидальный трансформатор на 300 ВА и два мостовых выпрямителя, по одному на каждую обмотку. Электролит на 40 000 мкФ — это один из тех, что мне пришлось взять в руки, и он обеспечивает отличную производительность. Вы можете обойтись немного меньшей емкостью для версии на 10 А, но пульсации могут стать проблемой, если емкость недостаточна. Показанная схема имеет напряжение пульсаций около 4 В при нагрузке 20 А, и это вполне приемлемо, поскольку ИС регулятора устраняет большую часть пульсаций. Имейте в виду, что ток пульсаций конденсатора будет очень высоким, поэтому убедитесь, что используемые конденсаторы имеют достаточно высокий номинал, чтобы предотвратить перегрев и выход из строя.

Рассчитайте приблизительную емкость, которая вам нужна, по следующей формуле…

C = ( I _L / Δ V ) × k × 1000 мкФ

(где I _L — ток нагрузки, ΔV — напряжение пульсаций, k = 7 для частоты пульсаций 100 Гц или 6 для частоты пульсаций 120 Гц)

Для этого приложения приемлемо напряжение пульсаций полной нагрузки до 5 В, но не стесняйтесь и меньше. По мере уменьшения напряжения пульсаций рассеивание выходных транзисторов будет увеличиваться. Это явно странное поведение связано с тем, что среднее напряжение на транзисторах больше с меньшими пульсациями. К сожалению, не существует прямого расчета для определения тока пульсаций конденсатора.

Быстрый и грязный расчет состоит в том, чтобы просто умножить выходной ток на 1,5, поэтому, если вы потребляете 10 А в нагрузке, ток пульсаций конденсатора будет около 15 А. Это относится только к для трансформаторного выпрямителя и фильтра, работающих от сети с частотой 50 или 60 Гц. Однако есть много зависимостей, в частности полное эквивалентное сопротивление вторичной обмотки трансформатора. Трансформаторы большего размера имеют меньшее сопротивление и вызывают более высокие пульсации тока — это невозможно описать подробно из-за множества переменных.

Поскольку наиболее распространенные мостовые выпрямители с наивысшим номиналом составляют 35 А, используйте несколько трансформаторов (и/или обмоток) и мосты для получения большего тока. Это будет намного дешевле, чем пытаться получить устройства на 100 А (или более), и общая производительность, вероятно, также будет лучше. Точно так же используйте несколько фильтрующих конденсаторов, а не один большой блок — опять же, они дешевле и превзойдут один очень большой конденсатор. На рис. 1 показан рекомендуемый метод соединения нескольких обмоток для более высокого тока, который можно дублировать столько раз, сколько необходимо.

Рис. 2. Базовый блок питания 10 А — секция регулятора

Как видите, регулятор сделан регулируемым в небольшом диапазоне и обычно дает от 11В до 13,8В при полной нагрузке. При напряжении без нагрузки, установленном на 13,8 В (номинальное напряжение батареи 12 В), выходное напряжение упадет до 13,5 В при токе около 1,5 А и до 12,8 В при токе около 13 А. Это довольно типично для падений напряжения, которые можно ожидать в автомобильной установке. Излишне говорить, что если источник питания рассчитан на больший ток, то и регулирование останется примерно таким же, но на более высоких расчетных токах. C4, C5 и C7 должны быть установлены как можно ближе к регулятору IC, чтобы предотвратить колебания.

Компоненты для амперметра не являются обязательными и необходимы только в том случае, если вы включаете схему измерителя. Если счетчик вам не нужен, эти части (R8-11, VR2, M1) можно не использовать. Лично я рекомендую использовать измеритель, чтобы вы знали, какой ток потребляется. Обратите внимание, что эмиттерные резисторы показаны с проволочной обмоткой на 5 Вт, но вы также можете использовать типы с проволочной обмоткой на 2 Вт или 3 Вт, если вы можете получить их дешево.

Выходные транзисторы соединены параллельно, с проволочными резисторами 0,1 Ом 5 ​​Вт в эмиттере каждого. Чем больше транзисторов вы используете, тем лучше стабилизация и пиковый ток. Резисторы, используемые для управления дополнительным (но настоятельно рекомендуемым) амперметром, должны быть только типа 1/4 Вт. Они усредняют напряжения отдельных эмиттерных резисторов, и результат будет намного более точным, чем управление измерителем только от одного эмиттерного резистора. Хотя показаны транзисторы TIP35, можно использовать устройства 2N3055 (TO-3). Я рекомендую прикрепить пластиковые силовые транзисторы к радиатору — крепление одним винтом не обеспечивает хороших тепловых характеристик. TIP35 имеет более высокую номинальную мощность, чем 2N3055 (125 Вт против 115 Вт соответственно).

Диод (D1) от выхода обратно к входу и D2 (от регулятора к +VE) должны быть сильноточными. Я предлагаю диоды минимум на 2 А (или два диода на 1 А параллельно, как я использовал в своем устройстве). Это используется, чтобы гарантировать, что ИС не будет повреждена, если источник питания подключен к батарее или другому источнику напряжения без сетевого питания. R1 и R2, резисторы 4,7 Ом 5 ​​Вт, питающие стабилизатор, обеспечивают единственную доступную электронную защиту — когда ток ИС превышает 1 А, входное напряжение ИС будет уменьшено, а выходное напряжение упадет. Если вы используете сильноточный стабилизатор (в стиле TO3), то сопротивление резисторов должно быть уменьшено, но диод должен иметь более высокий номинал, чтобы компенсировать повышенный ток обратно в крышку основного фильтра.

D2 используется для предотвращения обратного смещения выходных транзисторов до такой степени, что они могут быть повреждены. Это не совсем необходимо, но не вредит. Если сеть выходит из строя, а источник питания используется (и постоянно подключен) к автомобильному аккумулятору или подобному аккумулятору, аккумулятор будет разряжаться током покоя регулятора и R12. Ток будет около 50 мА, и если его оставить достаточно долго, батарея будет повреждена, если она разрядится до достаточно низкого напряжения. Эта цепь не предназначен для использования в качестве постоянно подключенного зарядного устройства и не должен использоваться как таковой. Если вам нужно больше 10 А, я предлагаю использовать схему ниже.

Рис. 3. Альтернативный источник питания >10 А — секция регулятора

Дополнительный транзистор увеличивает выходной ток стабилизатора и обеспечивает больший базовый ток для выходных транзисторов. Это приводит к дополнительному падению напряжения на диоде база-эмиттер, поэтому выходное напряжение будет немного ниже с управляющим транзистором. Значение R3 уменьшается для компенсации. С драйверным транзистором, как показано, схема должна обеспечивать ток не менее 100 А с 20 выходными устройствами. Если вам нужно больше, продублируйте драйвер и выходные транзисторы, используя по одному драйверу на каждую группу из 20 выходных транзисторов (по 5 А каждый).

Внимание!   Отсутствует диод для защиты устройства от обратной полярности при подключении к аккумулятору. Последовательный диод уменьшит регулирование и быть очень дорогим, а параллельный диод может привести к короткому замыканию аккумулятора (типичный 12-вольтовый автомобильный аккумулятор может легко обеспечить несколько сотен ампер!). Это очень плохо для батареи и не слишком хорошо для диода (он, вероятно, взорвется — и да, я серьезно). При желании можно использовать выходной предохранитель, но не защитит от обратной полярности. Добавьте схему, показанную на рис. 5А, к оборудование , если вам нужна защита от обратной полярности. Кроме того, этот источник вполне способен расплавить непрочные измерительные провода или провод заземления на осциллографе (например). Как и все сильноточные мощности запасных частей, соблюдайте осторожность при сборке и использовании этого запаса, чтобы избежать риска серьезных ожогов или повреждения оборудования.

Защита только с помощью предохранителя, так как источник питания достаточно надежен, чтобы выдержать практически любое неправильное обращение в течение короткого периода времени. Минимальная защита, обеспечиваемая резисторами R1 и R2, достаточна для того, чтобы предохранитель перегорел до того, как транзисторы будут повреждены. Я ненадолго подумал об «электронном автоматическом выключателе», но очень быстро отказался от него, так как мне нужно было срочно поставлять питание!

Блок, который я сделал, использовал корпус, который у меня завалялся, и хотя радиатор незначителен, его вполне достаточно для моих нужд. Для расходных материалов, предназначенных для тестирования аудиопродукции, потребуется меньше радиатора, чем вы можете себе представить, поскольку даже мощные автомобильные усилители не будут постоянно потреблять полную мощность. Однако, если вам нужен максимальный непрерывный выходной ток для вашего источника питания (исходя из количества выходных транзисторов, размера трансформатора и т. д.), то источнику потребуется на больше радиаторов, чем вы думаете. Если вы все-таки решите сделать версию на 50А (или больше), я полагаю, что вам понадобится довольно большой объем радиатора — это не будет реальной проблемой (кроме финансовой), так как места будет предостаточно — мощность Трансформатор(ы) должен быть не менее 1200 ВА (выход 50 А), поэтому корпус должен быть довольно большим. Это оставит вам много места для игр.

---

Радиатор

Важно отметить, что радиаторы, показанные на моем устройстве, подходят для очень коротких всплесков сильного тока, но совершенно не подходят для непрерывной работы. Для источника питания, выдающего, скажем, 20 А, общее рассеивание транзистора будет около 240 Вт или около того, в зависимости от регулирования силового трансформатора.

Чтобы избавиться от такого большого количества тепла, требуется значительный радиатор — в целом вы будете смотреть на что-то около 0,1 ° C / Вт, предполагая повышение температуры корпуса транзистора на 25 ° C — температура перехода будет выше! Так как это представляет собой почти невозможно большой радиатор, вам понадобится вентилятор — возможно, два или три вентилятора. это крайне важно важно, чтобы вентиляторы обдували воздух прямо на радиаторы.

Многие считают, что хреновые вентиляторы работают так же хорошо, но это не так — на самом деле они хреновые. Чтобы получить максимальную теплопередачу, необходима высокая турбулентность на поверхности радиатора, а этого можно добиться, только обдувая ребра воздухом. Не поперек плавников — прямо на них.

Для тех, кто хочет узнать больше о радиаторах, минимизации теплового сопротивления и обеспечении безопасной рабочей температуры выходных устройств, см. Радиаторы.

---

Строительство

Конструкция не критична в обычном смысле. ИС регулятора должна быть установлена ​​на радиаторе, а конденсаторы (как показано на рис. 1) должны быть установлены как можно ближе к ИС для предотвращения колебаний. Для этого проекта печатная плата недоступна, да и не нужна, так как вся проводка должна выдерживать очень высокие токи, которые просто расплавят дорожки на печатной плате. Небольшая сигнальная секция (регулятор, транзистор, байпасные крышки и т. д.) может быть установлена ​​на крошечном кусочке Veroboard или аналогичного материала.

Используйте максимально толстый провод для всех основных силовых соединений, особенно для выхода. Любое дополнительное сопротивление, которое вы вводите в свою проводку, уменьшит регулирование. Я предлагаю, чтобы вы держали провода к эмиттерным резисторам 0,1 Ом короткими, и большая часть силовой проводки будет в значительной степени самонесущей из-за толщины провода.

Подключите амперметр так, чтобы точка возврата располагалась как можно ближе к средней точке эмиттерных резисторов. Точность никогда не будет большой, но она будет снижаться еще больше, если в цепи много меди, потому что температурный коэффициент сопротивления для меди достаточно высок. Резисторы на выходе 100 Ом (мониторинг тока) не внесут никакой ошибки. Я откалибровал свой измеритель на полную шкалу 10 А, но калибровка на 20 А вполне в порядке, чтобы учесть пиковый ток источника питания.

VR2 (можно использовать любое значение от 500 Ом до 2 кОм) используется для калибровки измерителя. Используйте амперметр и подходящую нагрузку и отрегулируйте потенциометр, чтобы получить такое же показание, что и внешний измеритель. Убедитесь, что внешний измеритель способен работать с током, на который вы собираетесь калибровать. Шкала счетчика может быть перемаркирована как 0-10А или 0-20А и соответственно откалибрована.

Если у вас нет доступа к амперметру, рассчитанному как минимум на 10 А, то для калибровки измерителя потребуется известное точное низкое значение сопротивления и точный вольтметр. Вы можете рассчитать ток, зная значение резистора и напряжение, и регулировать подстроечный резистор, пока не получите то же значение, что и при расчете. Движение измерителя также не критично — используйте любой измеритель от 100 мкА до 1 мА со схемой, как показано на рисунке. Вам нужно будет отрегулировать значения резистора подачи для других перемещений.

I = V / R   Где I — ток, V — измеренное напряжение, а R — номинал тестового резистора (в омах)

Как правило, для калибровки устройства вам понадобится резистор сопротивлением около 1 или 2 Ом. Мощность будет чрезвычайно высокой — резистор 1,25 Ом при 12,5 В и 10 А будет рассеивать 125 Вт. Восемь резисторов 10 Вт 10 Ом в ведре с водой будут работать очень хорошо и позволят вам «испытать вымачивание» устройства на полной мощности, чтобы убедиться, что все остается вместе. Обратите внимание, что при погружении в воду и при постоянном токе вы вызовете коррозию выводов резистора на их положительных концах, если только вы не используете дистиллированную воду.

Регулятор напряжения может быть откалиброван или просто поставить маркер на панели для 13,8В. При желании в схему также можно включить вольтметр — если он используется, его следует подключить к выходным клеммам.

---

Приложение

Авторский блок показан на рисунках 4 и 5 на основе схем на рисунках 1 и 2. Он был разработан как источник питания 10 А. Как я уже упоминал, этот корпус лежит у меня без дела, и я не могу использовать его при максимальном токе 20 А в течение длительного времени, так как у него недостаточно радиатора. Тем не менее, он служит цели, для которой он мне был нужен, а именно для тестирования некоторых автомобильных усилителей, которые у меня были (также валялись без дела). Я нашел его чрезвычайно удовлетворительным, и, поскольку его можно завершить за полдня, это делает его простым проектом, который должен служить много лет.

Рис. 4. Источник питания прототипа (передняя панель, вид изнутри) — версия 10A

Счетчик уже был в чехле, которым я пользовался, хорошо виден тороидальный трансформатор, а также фильтрующий конденсатор. Мостовые выпрямители находятся на вертикальном алюминиевом кронштейне между трансформатором и крышкой фильтра. Управляющая электроника (регулятор, транзистор и маленькие колпачки) находится на плате Veroboard справа от счетчика. Крайний правый колпачок — это выходной конденсатор. Регулятор термически связан с передней панелью для обеспечения теплоотвода (не забудьте про изоляционную шайбу и втулки!).

Рис. 5. Питание прототипа (задняя панель, вид изнутри) — версия 10A

На приведенном выше изображении видны монтаж силового транзистора, эмиттерный резистор и сетевой вход. Маленькая круглая штука вверху по центру фотографии — это триммер для настройки экспонометра. Все подключения к сети должны быть защищены от прикосновения. Это включает в себя розетку IEC и сетевой предохранитель.

С этого ракурса видно, что крышка фильтра — это старый блок компьютерного класса (извлеченный из моего верного ящика для мусора), а также видно, что я использовал только три силовых транзистора. Как я упоминал ранее, я использовал устройства 2N3771, и они намного мощнее, чем предложенные мной 2N3055, но, вероятно, их очень трудно достать (и почти наверняка они дороги). Маленькие радиаторы, которые я использовал, видны только сзади. Сопрягаемые поверхности были тщательно обработаны, чтобы они были абсолютно плоскими, и термически соединены с алюминиевой задней пластиной с помощью теплоотводящего компаунда и большого давления от крепления транзистора.

---

Защита вашего оборудования

Нет никаких сомнений в том, что такой блок можно использовать для питания автомобильных усилителей и, возможно, другого оборудования, и большинство из них имеют ограниченную защиту от обратной полярности или вообще не имеют ее. Если питание может отключаться и снова подключаться с какой-либо степенью регулярности, существует реальная вероятность того, что на каком-то этапе оно будет подключено с обратной полярностью. Обратите внимание, что две цепи ниже являются отдельными, но их можно использовать вместе. Этих цепей не часть блока питания — они используются как часть питаемого оборудования.

Рис. 6. (A) Обратная полярность и (B) Защита от перенапряжения

В детекторе полярности используется реле (рассчитанное как минимум на ток оборудования , максимальный .  Если источник питания подключен неправильно, реле не может закрыться.  Загорится светодиод «Обратное», и оборудование будет спасено от затруднений. чтобы его волшебный дым вышел.  При правильном подключении загорится светодиод «Правильно», реле замкнется, и на схему поступит питание.  Катушка реле должна быть рассчитана на напряжение оборудования (обычно 12 В для этого приложение)

Поскольку ни одно оборудование не может быть на 100 % отказоустойчивым, дорогое оборудование также может быть защищено от перенапряжения. Если выходное напряжение источника питания превысит примерно 16 В (со значениями, как показано), SCR сработает, замкнув источник питания — обычно это называется цепью лома. Это приведет к срабатыванию предохранителя до того, как оборудование будет повреждено (сбой в любом источнике питания может привести к повышению напряжения до полного нерегулируемого значения). SCR должен быть в состоянии проводить неповторяющийся пиковый ток, который по крайней мере в 5 раз превышает номинал предохранителя … предпочтительно выше. C122 рассчитан на непрерывный ток 8 А, но выдерживает более 80 А в течение 10 мс. «F» относится к номинальному напряжению (F означает 50 В), но подходит любое напряжение. Предпочтительным устройством является BT152-400R, который может обрабатывать 200 А в течение 10 мс. Можно получить устройство еще большего размера, но показанные варианты являются хорошей отправной точкой. R3 не является обязательным и защищает SCR от чрезмерного пикового тока. При указанном значении (0,22 Ом) максимально возможный ток составляет около 60 ампер.

Схемы, показанные на рис. 5, относятся к питаемому оборудованию… , а не к источнику питания. Такая же схема должна быть добавлена ​​к каждому элементу оборудования, которое вы планируете подключить к источнику питания. Обратите внимание, что автомобильное оборудование (усилители, проигрыватели компакт-дисков и т. д.) спроектировано так, чтобы выдерживать высокие переходные напряжения, которые могут достигать 40 В для номинальной системы 12 В. Не включайте защиту от перенапряжения в любое такое оборудование, которое может быть подключено к сети автомобиля, так как цепь гарантированно сработает в какой-то момент. Цепь лома может быть подключена к выходной цепи источника питания, если вы предпочитаете. Сделать абсолютно уверен , что управление переменным питанием не может позволить выходному сигналу превысить напряжение срабатывания лома!

Можно использовать более сложные схемы лома, которые включают временную задержку для подавления переходных импульсов, но они выходят за рамки этой статьи.

---

Создание более мощных устройств

Поскольку многим читателям может потребоваться более высокая мощность, чем показанное устройство, вот несколько рекомендаций для более крупных устройств.

• Не рассчитывайте собрать версию на 100 А (или более) за один день.
• Используйте один 2N3055 для каждых 5 А пикового выходного тока (непрерывно 4 А). Каждый транзистор будет рассеивать около 40 Вт. Нет причин, по которым вы Однако больше использовать нельзя, и это улучшит передачу тепла от перехода к радиатору.
• При коэффициенте усиления по току, равном 20 для 2N3055 (довольно типично), один регулятор TO-3 на 5 А будет управлять током до 100 А (используйте 25 транзисторов).
• Для большей силы тока используйте повышающую схему вокруг микросхемы стабилизатора (до 500 А на выходе, со 100 транзисторами!). Я оставлю подробности схемы повышения вам (она очень часто используется, и в сети есть много примеров). В качестве альтернативы используйте схему, показанную на рисунке 3.
• Рассмотрите возможность использования более мощных транзисторов для уменьшения количества компонентов. Однако стоимость, вероятно, будет выше, а производительность радиатора будет не так хорош из-за более высокого теплового сопротивления между переходом и радиатором.
• Используйте несколько трансформаторов и мостовых выпрямителей, а не по одному очень большому каждому
• Трансформатор(ы) должны быть рассчитаны на 300 ВА на каждые 10 А непрерывного тока. 100А требуется 3кВА
• Трансформаторы могут быть перегружены до 200 % в течение коротких периодов времени (50 % времени под нагрузкой и 50 % в выключенном состоянии). Другие коэффициенты перегрузки можно рассчитать (но избыточная или непрерывная перегрузка составляет не рекомендуется !). Рассмотрите возможность охлаждения трансформатора(ов) с помощью вентилятора.
• См. статью о конструкции источника питания, чтобы узнать о пульсациях тока конденсатора (это будет экстремально!)
• См. статью о радиаторах, чтобы узнать больше о наилучшем способе крепления транзисторов.
• Если вам нужен большой ток, рассмотрите возможность использования импульсного источника питания (см. ниже)

Вышеизложенное не является исчерпывающим, но вы поняли идею. Для большинства приложений показанного блока будет достаточно. Я сомневаюсь, что слишком много конструкторов захотят создавать блоки питания на 500 А, но если вам действительно нужен такой монстр, то эта схема вполне справится с этой задачей. Мда… 500А при 13,8В это 6,9кВт — я почти готов построить один, черт возьми (шучу. )

Даже блок на 1 кА (1000 ампер) не является невозможным после нескольких незначительных модификаций (включая схему повышения напряжения регулятора), но для всего, что превышает показанный базовый блок на 10 А, хорошей идеей будут дополнительные разъемы и предохранители для тяжелых условий эксплуатации. Я сомневаюсь, что это понадобится для большинства обычных приложений. Стоит отметить, что большинство электрических розеток и бытовой электропроводки рассчитаны на максимальную мощность около 2400 Вт, поэтому для обработки тока потребуется специальная цепь.

Как бы то ни было, если вам нужно что-то большее, чем базовый источник питания 10 А, используйте источник питания, как показано, подключенный к автомобильному аккумулятору. Его можно безопасно оставить постоянно подключенным, если питание установлено на 13,8 В (хотя проверьте температуру — свинцово-кислотные батареи имеют зависящее от температуры напряжение «плавающего заряда»). В этом случае устройство является зарядным устройством для аккумуляторов, но не будет привносить шум в выходное напряжение аккумулятора (в отличие от обычных зарядных устройств, которые не сглажены). Имейте в виду, что в случае сбоя в электросети батарея будет разряжаться при токе около 50 мА, поскольку не существует простого способа предотвратить разрядку.

В качестве альтернативы вы можете довольно дешево приобрести импульсные источники питания на 12 В, и, если они имеют калибровку напряжения, их можно запараллелить с помощью резисторов 0,1 Ом от выхода каждого источника питания к общей выходной шине. Каждый источник питания должен быть отрегулирован так, чтобы выходные напряжения были в пределах 0,1 В или выше. Это гарантирует, что они будут делить ток поровну. Некоторые из них предназначены для параллельного соединения без необходимости использования внешних резисторов. Источник питания 200 Вт 12 В подходит для более 16 А, поэтому легко получить очень мощный источник питания, используя 2 или 3 из них.

---

---

Основной индекс Указатель проектов

Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2001. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и защищена авторскими правами © Rod Elliott 22 апреля 2001 г./ Май — добавлены фотографии и пояснительный текст./ Сентябрь 2003 г. — Исправлена ​​ошибка в описании сильноточной версии./ Июль 07 — добавлена ​​схема и описание защиты от полярности и перенапряжения. ./ 12 февраля — включена информация о радиаторе и предложение использовать SMPS./ Сентябрь 2015 г. — небольшое обновление — добавлена ​​информация о пульсирующем токе./ Ноябрь 2019 г. — заменены транзисторы на TIP35.

Руководство по подключению источника питания 12 В/5 В

• Главная
• Учебники
• Руководство по подключению источника питания 12 В/5 В

≡ Страниц

Авторы: ббойхо

Избранное Любимый 4

Введение

Блок питания 12 В/5 В (2 А) отлично подходит для питания микроконтроллера и светодиодов. В этом уроке мы заменим молекс-разъем блока питания на два адаптера для цилиндрических разъемов.

Источник питания — 12В/5В (2А)

В наличии ТОЛ-15664

11,95 $

3

Избранное Любимый 5

Список желаний

Необходимые материалы

Чтобы следовать этому руководству, вам потребуются следующие материалы. Вам может не понадобиться все, хотя в зависимости от того, что у вас есть. Добавьте его в корзину, прочитайте руководство и при необходимости настройте корзину. Комплект слева является самым простым в подключении. Список желаний справа предназначен для тех, кто заинтересован во взломе блока питания.

Комплект для размыкания разъема питания SparkFun ATX — 12 В/5 В (4-контактный)

28 в наличии КОМПЛЕКТ-15701

19,50 $

4

Избранное Любимый 15

Список желаний

Инструменты

Вам понадобится паяльник, припой, общие принадлежности для пайки и следующие инструменты.

Монтажный провод — Ассортимент (Solid Core, 22 AWG)

В наличии ПРТ-11367

21,50 $

37

Избранное Любимый 85

Список желаний

Бокорезы

В наличии ТОЛ-08794

3

Избранное Любимый 14

Список желаний

Цифровой мультиметр — базовый

В наличии ТОЛ-12966

16,50 $ $10,73

23

Избранное Любимый 57

Список желаний

Бессвинцовый припой — 100-граммовая катушка

27 в наличии ТОЛ-09325

7

Избранное Любимый 33

Список желаний

Паяльная станция Weller WLC100

Осталось всего 2! ТОЛ-14228

67,95 $

2

Избранное Любимый 16

Список желаний

Резаки заподлицо — Xcelite

В наличии ТОЛ-14782

2

Избранное Любимый 17

Список желаний

Инструмент для зачистки проводов — 22-30AWG

Пенсионер ТОЛ-14762

4 Пенсионер

Избранное Любимый 8

Список желаний

Рекомендуемая литература

Если вы не знакомы со следующими понятиями, мы рекомендуем ознакомиться с этими учебными пособиями, прежде чем продолжить.

Основные сведения о разъемах

Разъемы

являются основным источником путаницы для людей, только начинающих заниматься электроникой. Количество различных вариантов, терминов и названий соединителей может затруднить выбор одного или поиск нужного. Эта статья поможет вам совершить прыжок в мир соединителей.

Избранное Любимый 57

Как включить проект

Учебное пособие, которое поможет определить требования к питанию вашего проекта.

Избранное Любимый 64

Работа с проводом

Как зачищать, обжимать и работать с проводом.

Избранное Любимый 47

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения непрерывности, напряжения, сопротивления и силы тока.

Избранное Любимый 64

Обзор оборудования

Схема контактов блока питания показана ниже. На накладке разъема должны быть номера, связанные с выходом, чтобы облегчить идентификацию соединения. Вы также заметите, что разъем поляризован с двумя скошенными углами.

Таблица выводов

Внимание! В зависимости от производителя цвета проводов внутри оболочки могут различаться. Обязательно проверьте соединение с помощью мультиметра, прежде чем подключать нагрузку и подавать питание на цепь!

В следующей таблице описывается разводка контактов разъема ATX и цвет провода.

Распиновка ATX (4 контакта)	Блок питания 12 В/5 В	Примечания
1	+12 В	«Красный»
2	Н/З	не может быть не подключен
3	Земля	«Желтый»
4	+5В	«Черный (или белый)»

Устройство для подключения оборудования

Коммутационная плата

Для простого подключения к 4-контактному разъему рекомендуется использовать разъем питания ATX (4-контактный). Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с учебным пособием.

---

Переделка 4-контактного разъема

В противном случае вы можете модифицировать кабель и использовать поляризованный разъем по вашему выбору. Это требует больше времени и усилий. На следующих изображениях используется более старый источник питания 12 В/5 В, поэтому провода могут отличаться в зависимости от производителя. Отрежьте кабель примерно на 1-2 дюйма от 4-контактного разъема ATX.

Разрезать оболочку с помощью резака заподлицо. Потяните его назад настолько, чтобы у вас было достаточно места для работы с проводами. Будьте осторожны, чтобы не порезаться!

Зачистите три провода блока питания. Провода скручены, так что не стесняйтесь залуживать провода, добавляя припой к наконечникам.

Затем отрежьте и зачистите кусок соединительного провода. Припаяйте его к проводу заземления.

Сплетите провод в оплетку и вставьте в цилиндрический разъем. Закрепите провода в винтовой клемме крестообразной головкой. Не стесняйтесь добавить термоусадку или изоляционную ленту к соединению на этом этапе.

Примечание: Использование винтовых клемм является одним из способов модификации источника питания 12 В/5 В. Для более надежного соединения попробуйте соединить провода с поляризованным разъемом и добавить к соединению термоусадку. Вы также можете использовать разъем USB для стороны 5 В в зависимости от ваших личных предпочтений.

Проверка выходного сигнала

Если вы модифицировали кабель с помощью штекерных разъемов, включите источник питания и проверьте напряжение с помощью мультиметра. Обычно источники питания располагаются по центру плюса, поэтому убедитесь, что провода вставлены правильно. Настройте как необходимо для вашей системы.

Пометьте выход

Если вы модифицировали кабель с разъемами цилиндрического разъема, мы рекомендуем вам четко пометить напряжение разъема цилиндрического разъема относительно выхода с помощью Sharpie. Не стесняйтесь добавлять дополнительный цилиндрический домкрат, когда он не используется.

Зарядите свою цепь!

Подсоедините блок питания к цепи и включите ее! Я лично использую блок питания в качестве инструмента для базового тестирования. Обычно сторона 12 В подключается к гнезду барреля Arduino. Выход 5 В используется для более энергоемких нагрузок, таких как светодиодная матрица RGB или адресные светодиоды длиной несколько метров (WS2812B, APA102 и т. д.).

Arduino Mega 2560 и светодиодная матрица RGB 32×64 с питанием от источника питания 12 В/5 В

Поиск и устранение неисправностей

Некоторые блоки питания сильно шумят. В то время как блок питания 12 В/5 В отлично работает с микроконтроллером и светодиодной лентой, он может работать хуже, когда вы подключаете к системе емкостный сенсорный датчик в зависимости от производителя. В некоторых источниках питания с двойным напряжением может отсутствовать надлежащая фильтрация, что приводит к большой задержке емкостного сенсорного потенциометра. Вы можете попробовать добавить дополнительную схему, чтобы исправить это, если текущий блок питания имеет много шума.

Вы не должны наблюдать эту проблему с более новым блоком питания 12 В/5 В (TOL-15664). Это более надежно, чем наша предыдущая версия. В противном случае вы также можете попробовать использовать два отдельных блока питания или более надежный блок питания, такой как Meanwell.

Внимание! В зависимости от производителя в источниках питания с двойным напряжением может отсутствовать надлежащая фильтрация, что приводит к поломке сенсорного потенциометра. Мы видели это с нашим предыдущим блоком питания 12/5 В (TOL-11296). Тем не менее, мы НЕ рекомендуем использовать старый блок питания с сенсорным потенциометром.

Пример ШИМ-контроллера освещения из руководства по подключению сенсорного потенциометра

Ресурсы и дальнейшее развитие

Теперь, когда вы успешно наладили и запустили источник питания 12 В/5 В, пришло время включить его в свой собственный проект!

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь со следующими ресурсами:

• Схема контактов разъема Molex — схема контактов одного блока питания. Помните, цвет проводов может отличаться в зависимости от производителя.
• Википедия: Разъем Molex
• Библиотеки SparkFun Eagle — ознакомьтесь с деталью Eagle для разъема molex в наших библиотеках.

Вам нужно вдохновение для вашего следующего проекта? Ознакомьтесь с некоторыми из этих связанных руководств, в которых используется источник питания 12 В/5 В (2 А).

Руководство по подключению панели RGB

Создавайте яркие, красочные дисплеи с помощью светодиодных матричных RGB-панелей 32×16, 32×32 и 32×64. В этом руководстве по подключению показано, как подключить эти панели и управлять ими с помощью Arduino.

Избранное Любимый 11

Руководство по подключению драйвера больших цифр

Руководство по началу работы с платой драйвера дисплея с большими цифрами. В этом руководстве объясняется, как припаять модуль (рюкзак) к задней части большого 7-сегментного светодиодного дисплея и запустить пример кода с Arduino.

Избранное Любимый 11

Как собрать дистанционный выключатель

Узнайте, как создать беспроводной контроллер, который отключит энергию, когда все пойдет… разумно.

Избранное Любимый 18

Или ознакомьтесь с некоторыми из этих сообщений в блоге об источниках питания

Защита источника питания

13 января 2009 г.

Избранное Любимый 0

День инженеров: припасы!

10 декабря 2015 г.

Избранное Любимый 7

Публикация продукта в пятницу: все хорошо, значит хорошо

24 марта 2017 г.

Избранное Любимый 0

Enginursday: 60 USB-зарядных устройств параллельно

25 мая 2017 г.

Избранное Любимый 0

Enginursday: больше удовольствия с 60 расходными материалами USB

6 июля 2017 г.

Избранное Любимый 0

Разработка схемы источника питания

Никакая электроника не может работать без питания, если быть точным низковольтный источник постоянного тока , а блок питания — это устройство, специально предназначенное для выполнения этой цели.

 

Здесь мы подробно расскажем о том, как спроектировать блок питания. Мы начинаем с простых схем, а затем переходим к сложным схемам, чтобы любой новичок мог легко понять концепции.

Цепь питания состоит из четырех основных компонентов.

1. Трансформатор
2. Выпрямитель (диод)
3. Фильтр (конденсатор)
4. Регулятор напряжения

Трансформатор является одним из основных компонентов в цепи электропитания, потому что нам нужно преобразовать более высокое напряжение, доступное в точке питания, в более низкое напряжение, которое нам нужно. Например, если вторичная обмотка трансформатора рассчитана на 12 вольт, то полученные 12 вольт от вторичной обмотки трансформатора будут представлять собой 12 вольт переменного тока на соответствующих проводах.

Узнайте больше о трансформаторах при работе с трансформаторами.

 

Электронная схема никогда не может работать с переменным током, поэтому это напряжение должно быть преобразовано в постоянное. Функция диода , используемого в схеме, заключается в преобразовании переменного тока, выходящего из трансформатора, в постоянный ток. Переменный ток низкого напряжения на выходе трансформатора будет выпрямляться диодом.

 

Конденсатор используется в качестве фильтра для удаления пульсаций из выпрямленного сигнала постоянного тока. Пульсации означают компоненты переменного тока в сигнале постоянного тока. Конденсатор фильтрует эти компоненты переменного тока и обеспечивает стабильный постоянный ток. Для этой цели можно использовать конденсаторы 50 В 1000 мкФ, 25 В 1000 мкФ или 35 В 1000 мкФ.

 

Регулятор напряжения обеспечивает регулируемый выход. На рынке доступно множество микросхем регуляторов напряжения. Для выхода 5 В постоянного тока мы можем использовать LM7805, для источника питания 9 В постоянного тока мы можем использовать LM7809, а для источника питания 12 В постоянного тока можно использовать LM7812.

Конфигурации диодов

Диод — это устройство, которое эффективно преобразует переменный ток в постоянный. Существует три конфигурации, с помощью которых могут быть сконфигурированы основные конструкции источников питания.

1. Использование одного диода
2. Использование двух диодов
3. Использование 4 диодов

Схема блока питания с одним диодом

Это самая простая схема блока питания, в которой используется один диод и конденсатор.

 

Поскольку один диод выпрямляет сигнал переменного тока только на половину периода, для этого типа конфигурации требуется большой конденсатор выходного фильтра для компенсации вышеуказанного ограничения.

 

Источник питания с использованием одного диода

Конденсатор фильтра гарантирует, что после выпрямления в падающих или убывающих участках результирующей диаграммы постоянного тока, где напряжение имеет тенденцию к падению, эти участки заполняются и дополняются накопленной внутри конденсатора энергией.

 

Вышеупомянутая компенсация за счет накопленной энергии конденсаторов помогает поддерживать чистый и свободный от пульсаций выход постоянного тока, что было бы невозможно при использовании только диодов.

 

Для конструкции источника питания с одним диодом вторичная обмотка трансформатора должна иметь одну обмотку с двумя выводами.

Однако приведенная выше конфигурация не может считаться эффективной конструкцией источника питания из-за грубого однополупериодного выпрямления и ограниченных возможностей формирования выходного сигнала.

Схема источника питания с использованием двух диодов

Источник питания с использованием двух диодов

Использование пары диодов для создания источника питания требует трансформатора со вторичной обмоткой с отводом от середины. На схеме показано, как диоды подключены к трансформатору.

 

Однако два диода работают в тандеме и охватывают обе половины сигнала переменного тока и производят двухполупериодное выпрямление,

 

Этот метод неэффективен, так как в любой момент используется только половина обмотки трансформатора.

 

Это приводит к плохому насыщению сердечника и ненужному нагреву трансформатора, что делает этот тип конфигурации источника питания менее эффективным и обычной конструкцией.

Схема источника питания с использованием четырех диодов

Это наилучшая и общепринятая форма конфигурации источника питания с точки зрения процесса выпрямления. Этот тип диодной конфигурации широко известен как мостовая схема 9.0020

Умное использование четырех диодов делает все очень просто, требуется только одна вторичная обмотка, насыщение сердечника идеально оптимизировано, что обеспечивает эффективное преобразование переменного тока в постоянный.

Схема блока питания с использованием четырех диодов

На рисунке показано, как создается блок питания с двухполупериодным выпрямлением с использованием четырех диодов и фильтрующего конденсатора относительно малой емкости.

 

Все вышеперечисленные конструкции блоков питания обеспечивают выходы с обычным регулированием и поэтому не могут считаться идеальными. Они не обеспечивают идеальных выходов постоянного тока и поэтому нежелательны для многих сложных электронных схем.

Кроме того, эти конфигурации не включают функции управления переменным напряжением и током. Однако вышеуказанные проблемы можно преодолеть за счет использования в этих конструкциях одной ИС и нескольких других пассивных компонентов.

Регулятор 9 В с использованием 7809

Вот принципиальная схема регулятора 9 В с использованием популярной микросхемы 7809.

Схема блока питания регулятора 9 В

7809 представляет собой микросхему регулятора напряжения 9 В с такими функциями, как внутреннее ограничение тока, защита безопасной зоны, тепловая защита и т.