Импульсный блок питания на два напряжения 5 и 12 вольт 1,2А для электронных самоделок
- Цена: 5,34 USD (брал за 4,81 USD)
Привет Муськовчане! Как я обещал в обзоре милливольтметра, хочу рассказать Вам об импульсном блоке питания, с двумя изолированными (друг от друга) напряжениями 5В и 12В. Потребность в таком блоке питания возникает часто, а учитывая небольшие размеры платы, подобный источник питания легко встроить (найти место) в корпус Вашего электронного устройства, самоделки… Давайте протестируем этот ИИП, что бы определится с его «проф. пригодностью».))) Кому интересно — добро пожаловать под Кат… Внимание много фото!!!!
Почему я выбрал такой источник питания?
1. Изолированные друг от друга каналы — часто это очень важно, к примеру, дать питания 12В на плату управления какого-либо силового устройства, а от 5В «запитать» цифровой индикатор (ампервольметр). Если будет гальваническая связь между каналами 5В и 12В, это может привести к неправильной работе, в лучшем случае и большому «бабаху» в худшем…
2. На фото ИИП я увидел, хотя бы какое-то подобие входного фильтра (синфазный дроссель в том числе), для блоков питания нижнего ценового диапазона это редкость, а мне не хочется «гадить» помехами в сеть, т.к в эту же сеть у меня включен осциллограф, который начинает показывать «чужие» помехи при измерении.
Скрин заказа выкладываю под спойлером:
Скрин заказа
Давайте рассмотрим детали ИИП подробнее. Я буду фонариком выделять те части которые описываю, ибо по другому прочитать маркировку деталей сложно…
1. Высоковольтная часть ИИП
Как мы видим на фото, что есть предохранитель, термистор (5D9) и синфазный дроссель. Понятно, что
Самодельный импульсный блок питания 12 вольт 2 ампера
Задумал я сделать импульсный блок питания на 12V 4A своими руками, выбрал схему, посоветовался с людьми на форуме, спаял. В результате отладки выяснилось, что нагрузку 4А, данный самодельный блок питания, не сможет держать, но с 2А он справится отлично.
За основу взята схема дежурки пользователя Starichok51. Она получила дополнения, например, обзавелась фильтрами, а также, претерпела ряд изменений номиналов, позволяющих сделать блоки питания более мощным.
Трансформатор для данного импульсного блока питания я использовал с сердечником EI-28. У боковых частей E части было полное примыкание к I части, а у средней – имелся заводской зазор в 0,65 мм. Трансформатор пришлось перематывать несколько раз.
Во второй раз перемотал трансформатор по совету пользователя Starichok51, из расчета на 12В 4А: I – 36 витков (Ø – 0.36 мм), I I – 4 витков (Ø – 1 мм х 2), обратная связь – 2 витка (Ø – 0.36 мм). Индуктивность первичной обмотки – порядка 250 uH. Как и в первом случае, первичная обмотка разделена на две половины. Блок питания при таких обмотках запускался в узком диапазоне подбираемых деталей. Но даже в тот момент, когда он запускался, его работа была нестабильна и «прожорливой».
L1 сделал самостоятельно. Его конструкцию подсмотрел из АТ компьютерного блока питания. В оригинальном исполнение кольцо имело внешний диаметр 17 мм, а ширину – 8 мм, обмотки имели по 18 витков Ø – 0.5 мм. Я подобрал кольцо, от материнской платы, похожее по габаритам, а в качестве проводов использовал часть витой пары. L2 – готовый дроссель (выпаянный не помню откуда). Сердечник L2 в высоту 20мм, Ø – 5 мм, обмотка – 18 витков Ø – 1 мм, индуктивность 3,9uH.
Привожу фотографию первой версии печатной платы с расположенной на ней элементами. Т.к. в процессе отладки, схема претерпела изменения, разводку печатной платы подправил под конечный результат. Разводку печатной платы данного самодельного блока питания 12V 2A в формате *.lay6 можно скачать ЗДЕСЬ. Печатная плата разводилась под имеющийся в наличии корпус. Для дополнительного охлаждения элементов схемы, в корпусе просверлил вентиляционные отверстия.
Увеличиваем ток (ампераж) блока питания
Приветствую, Самоделкины!
Наверное, проблема о которой поговорим сегодня, знакома многим. Думаю, у каждого возникала необходимость увеличения выходного тока блока питания. Давайте же рассмотрим конкретный пример, у вас имеется 19-ти вольтовый адаптер питания от ноутбука, который обеспечивает выходной ток, ну предположим, в районе 5А, а вам нужен 12-ти вольтовый блок питания с током 8-10А. Вот и автору (YouTube канал «AKA KASYAN») понадобился однажды блок питания с напряжением 5В и с током в 20А, а под рукой имелся 12-ти вольтовый блок питания для светодиодных лент с выходным током в 10А. И вот автор решил его переделать.
Да, собрать нужный источник питания с нуля или использовать 5-ти вольтовую шину любого дешевого компьютерного блока питания конечно можно, но многим самодельщикам-электронщикам будет полезно знать, как увеличить выходной ток (или в простонародье ампераж) почти любого импульсного блока питания.
Однотактный ШИМ-контроллер чаще всего из семейства UC38, высоковольтный полевой транзистор, который качает трансформатор, а на выходе однополупериодный выпрямитель в виде одного или сдвоенного диода Шоттки.
После него дроссель, накопительные конденсаторы, ну и система обратной связи по напряжению.
Благодаря обратной связи выходное напряжение стабилизировано и строго держится в заданном пределе. Обратную связь обычно строят на базе оптрона и источника опорного напряжения tl431.
Изменение сопротивления резисторов делителя в его обвязки, приводит к изменению выходного напряжения.
Это было общим ознакомлением, а теперь о том, что нам предстоит сделать. Сразу необходимо отметить, что мощность мы не увеличиваем. Данный блок питания имеет выходную мощность около 120Вт.
Мы собираемся снизить выходное напряжение до 5В, но взамен увеличить выходной ток в 2 раза. Напряжение (5В) умножаем на силу тока (20А) и в итоге получим расчетную мощность около 100Вт. Входную (высоковольтную) часть блока питания мы трогать не будем. Все переделки коснутся только выходной части и самого трансформатора.
Но позже после проверки оказалось, что родные конденсаторы тоже неплохие и имеют довольно низкое внутреннее сопротивление. Поэтому в итоге автор впаял их обратно.
Далее выпаиваем дроссель, ну и импульсный трансформатор.
Диодный выпрямитель довольно неплохой — 20-ти амперный. Самое хорошая то, что на плате имеется посадочное место под второй такой же диод.
В итоге второго такого диода автор не нашел, но так как недавно из Китая ему пришли точно такие же диоды только слегка в другом корпусе, он воткнул пару штук в плату, добавил перемычку и усилил дорожки.
В итоге получаем выпрямитель на 40А, то есть с двукратным запасом по току. Автор поставил диоды на 200В, но в этом нет никакого смысла просто у него таких много.
Вы же можете поставить обычные диодные сборки Шоттки от компьютерного блока питания с обратным напряжением 30-45В и меньше.
С выпрямителем закончили, идем дальше. Дроссель намотан вот таким проводом.
Выкидываем его и берем вот такой провод.
Мотаем около 5-ти витков. Можно использовать родной ферритовый стержень, но у автора поблизости валялся более толстый, на котором и были намотаны витки. Правда стержень оказался слегка длинным, но позже все лишнее отломаем.
Трансформатор — самая важная и ответственная часть. Снимаем скотч, греем сердечник паяльником со всех сторон в течение 15-20 минут для ослабления клея и аккуратно вынимаем половинки сердечника.
Оставляем все это дело минут на десять для остывания. Далее убираем желтый скотч и разматываем первую обмотку, запоминая направление намотки (ну или просто сделайте пару фоток до разборки, в случае чего они вам помогут). Второй конец провода оставляем на штырьке. Далее разматываем вторую обмотку. Также второй конец не отпаиваем.
После этого перед нами вторичная (или силовая) обмотка собственной персоны, именно ее то мы и искали. Эту обмотку полностью удаляем.
Она состоит из 4-ех витков, намотана жгутом из 8-ми проводов, диаметр каждого 0,55мм.
Новая вторичная обмотка, которую мы намотаем, содержат всего полтора витка, так как нам нужно всего лишь 5В выходного напряжения. Мотать будем тем же способом, провод возьмем с диаметром 0,35мм, но вот количество жил аж 40 штук.
Это гораздо больше чем нужно, ну, впрочем, сами можете сравнить с заводской обмоткой. Теперь все обмотки мотаем в том же порядке. Обязательно соблюдайте направление намотки всех обмоток, иначе ничего работать не будет.
Жилы вторичной обмотки желательно залудить еще до начала намотки. Для удобства каждый конец обмотки разбиваем на 2 группы, чтобы на плате не сверлить гигантские отверстия для установки.
После того как трансформатор установлен, находим микросхему tl431. Как уже ранее было сказано, именно она задает выходное напряжение.
В ее обвязке находим делитель. В данном случае 1 из резисторов этого делителя, представляет из себя пару smd резисторов, включенных последовательно.
Второй резистор делителя выведен ближе к выходу. В данном случае его сопротивление 20 кОм.
Выпаиваем этот резистор и заменяем его подстроечным на 10 кОм.
Подключаем блок питания в сеть (обязательно через страховочную сетевую лампу накаливания с мощностью в 40-60Вт). К выходу блока питания подключаем мультиметр и желательно не большую нагрузку. В данном случае это маломощные лампы накаливания на 28В. Затем крайне аккуратно, не дотрагиваясь платы, вращаем подстроечный резистор до получения желаемого напряжения на выходе.
Далее все вырубаем, ждём минут 5, дабы высоковольтный конденсатор на блоке полностью разрядился. Затем выпаиваем подстроечный резистор и замеряем его сопротивление. После чего заменяем его на постоянной, либо оставляем его. В этом случае у нас еще и возможность регулировки выхода появится.
После всего этого слегка нагрузим плату сначала автомобильной галогенкой, а затем адскими лампами от кинопроектора.
Это сделано для того, чтобы понять насколько хорошо работает обратная связь. И как видите, выходное напряжение держится молодцом. После нужно усилить дорожки по вторичной цепи. Также желательно их дополнительно армировать проводом, токи тут будут уже в 2 раза больше чем раньше.
Перед тем как все собрать обратно дополнительно пропаиваем плату (хотя пайка тут с завода была довольно хорошей). Намазываем термопасту на силовой транзистор и диоды выпрямителя. Кстати, если диоды такие как у автора, то их обязательно нужно изолировать от корпуса теплопроводящей прокладкой.
И вот — плата в корпусе. Теперь пора протестировать блок. Для этого автор сделал нагрузку из нихрома, которая способна выжать из блока питания ток в 20 и более ампер.
Токовые клещи будут нам показывать действующее значение тока на выходе, а мультиметр выходное напряжение.
Мы только что сняли с блока ток более 20А, причем без просадки выходного напряжения. Во время закадровых замеров было даже 24А, при попытке снять больше срабатывала защита, то есть можно смело сказать, что наша переделка была успешной.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник
Доставка новых самоделок на почтуПолучайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!
*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
В предыдущем обзоре я оговорился насчет того, что в посылке было два товара.Сегодня я покажу, что еще пришло ко мне. Этот блок питания заказывался с вполне конкретной целью, но об этом я напишу в конце.
Обзор будет очень похож на предыдущий, если интересно, прошу под кат.
Как я написал в аннотации, блок питания пришел в компании с первым.
Но он не только пришел вместе, а как я понял, они еще и одного производителя, об этом говорит и внешний вид и качество изготовления (хотя у этого БП оно несколько похуже) и маркировка.
У предыдущего была маркировка XK-2412DC, что означает 24\12 Вольт, т.е. плата выпускается в двух вариантах, на 24 и 12 Вольт соответственно.
Маркировка этого — XK-1205DC, т.е такой блок питания бывает на 12 или 5 Вольт. Я заказал 12 Вольт вариант.
Характеристики блока питания.
Входное напряжение: AC85-265V или DC100-370V
Выходное напряжение: DC 12V
Выходной ток: 1A (на сайте магазина ошибочно указано 1-2А)
Выходная мощность: 12 Ватт.
Так же в заголовке было заявлено о низких пульсациях, но это мы проверим отдельно 🙂
Начну по традиции с упаковки, так же по традиции спрячу ее под спойлер, ничего особо интересного там нет, можно спокойно пропустить этот пункт.
Упаковка
Пришел блок питания в стандартном антистатическом пакете, со стандартными наклейками, номер товара в магазине и предостережение.
После распаковки ничего криминального я не увидел, все аккуратно, за исключением того, что ехал он болтаясь в пакете (об этом я писал в предыдущем обзоре)
Блок питания реально маленький, размер чуть больше спичечного коробка.
Размеры 62.5х31х23мм, последний размер — высота, может быть уменьшен еще на 1мм, так как я измерял с выводами трансформатора, которые немного торчат.
В этом блоке питания так же есть сетевой фильтр и ограничитель пускового тока, но фильтр урезан, отсутствует фильтрующий конденсатор перед дросселем.
Так же отсутствует разъем, просто два отверстия с шагом 5мм.
Зато в этом БП конденсатор в цепи питания ШИМ контроллера стоит 33мкФ, а не 10 как в предыдущем, это хорошо.
С другого ракурса виден выходной диод и выходные конденсаторы с дросселем.
Радиаторов здесь не предусмотрено, да они и не сильно нужны при такой мощности.
Диод применен на 3 Ампера 100 Вольт, марка SR3100, все как положено.
А вот и первое замечание, причем серьезное.
В качестве межобмоточного конденсатора применен обычный конденсатор на 1 КВ, а не Y1, который положено ставить в таких цепях.
Дело в том, что конденсаторы Y1 ставятся в таких цепях из соображений безопасности, при пробое он всегда уходит в обрыв, так как КЗ в такой цепи чревато последствиями.
Очень рекомендую его заменить, выпаять можно из любого импульсного БП, номинал особо не критичен, главное класс конденсатора.
Силовой транзистор «спрятался» где то в глубине платы, между входным дросселем и трансформатором, радиатора не имеет, корпус мелкий, но об этом я скажу отдельно.
Как и в прошлый раз, чертеж с размерами платы и крепежных отверстий.
Плата изготовлена и собрана очень качественно, претензии отсутствуют, мало того, здесь производитель даже зафиксировал SMD элементы клеем, это видно по месту для установки выходного диода в SMD корпусе вместо выводного, да и видно по другим элементам. За это плюс.
Плата двухслойная, монтаж двухсторонний и довольно плотный, пара резисторов расположена даже под трансом.
В качестве ШИМ контроллера использована неизвестная мне микросхема 63D39, название очень похоже на микросхему 63D12 из этого обзора. Насколько я понял, ближайший аналог это FAN6862.
Резисторы, как и в прошлом обзоре, не хуже 1%.
Для экспериментов я рещил все таки установить клеммники на вход и выход платы.
По входу стал стандартный 5мм клеммник, правда пришлось чуть чуть его подкусить около дросселя, но можно установить и без этого (на фото именно так он и показан).
На выходе отверстия с шагом 3.75мм, но клеммник туда не стал, мешает выходной дроссель.
Как и в прошлый раз решил проверить характеристики установленных конденсаторов.
Ну что сказать, здесь все похуже, замечание к ESR конденсаторов, так как к емкости и напряжению нареканий нет.
Конденсаторы 470мкф х25 Вольт, емкость стоит нормально из расчета 1000мкФ на 1 Ампер выходного тока.
ESR заметно завышен, около 140мОм.
Ко входному конденсатору претензия по поводу ESR так же относится, хотя и в меньшей степени, а вот с емкостью все отлично, 22 вместо расчетных (для 220 Вольт) 12 это очень хорошо.
Первое пробное включение. Запустился без проблем. Время запуска несколько затянуто, около 1.5-2 секунды, сказывается увеличенная емкость в цепи питания ШИМ контроллера.
Когда описывал установленные компоненты, то забыл указать какой стоит транзистор.
Правда его для этого пришлось буквально выковыривать. Чего не сделаешь для науки 🙂
Установлен 2N60C производства fairchild.
Транзистор конечно маловат, но эксперименты все покажут.
Естественно перед началом экспериментов была начерчена схема.
Схема нужна не только просто для обзора, а и для помощи тем, кто купит, мало ли что бы жизни бывает. Да и самому перед проверкой неплохо знать, что делать потом, если сгорит в процессе пыток 🙂
Как и в прошлый раз я подготовил для проверки разные вещи.
Список почти не отличается от предыдущего, разница только в номиналах нагрузочных резисторов.
Для нагрузки я использовал:
Резистор 27 Ом
Резистор 15.3 Ома набранный из трех штук 5.1 Ома соединенных последовательно
Резистор 10 Ом (он был добавлен потом)
Нагрузка на ток 1 Ампер, о ней я говорил в обзоре тестирования аккумуляторов.
Процесс проверки
Проверять я буду все точно так же. Напряжение на выходе под разными нагрузками и пульсации.Мультиметр и осциллограф подключены непосредственно к выходу БП, нагрузка подключается к клеммникам, вынесенном на небольшом кабеле. Падение на кабеле небольшое, но в расчетах я их потом учту.
В этот раз я принял рекомендацию коллеги Ksiman-а и настроил синхронизацию на осциллографе.
Итак:
1. Режим холостого хода.
2. Нагрузка 27 Ом, ток около 0.44 Ампера.
1. Нагрузка 15.3 Ома, ток около 0.78 Ампера.
2. Нагрузка 1 Ампер
Все параметры в норме, пульсации около 30мВ, делитель щупа осциллографа установлен в положение 1:1, тепловой режим я распишу потом.
Дальше я решил не останавливаться на полученном, так как температуры были вполне нормальными.
1. Нагрузка 10 Ом, ток около 1.19 Ампера.
2. Нагрузка 1 Ампер + 27 Ом параллельно, ток около 1.44 Ампера
Все работает отлично.
По поводу пульсаций, такое чувство, что они даже уменьшились, на этом этапе я даже проверил, действительно ли щуп стоит в положении 1:1 и погонял туда-сюда синхронизацию, но нет, все правильно, ошибки нет.
Так как эксперимент мне хотелось продолжить дальше, но нагрев начал выходить за допустимые пределы (на мой взгляд), то я решил сначала немного допилить блок питания.
Вырезал пластинку из 1мм текстолита, залудил ее и припаял к силовому транзистору.
На фото видно, что мне пришлось ее угол немного подрезать.
Не скажу, что это красивое решение, но лучше чем ничего.
Вообще не рекомендуется соединять металлический вывод корпуса транзистора, в таком включении. с радиатором, это может увеличить электромагнитные помехи.
Но так как пластинка маленькая. а транзистор еще меньше, то я подумал что ничего страшного не будет.
В самом начале обзора я написал, что на странице магазина есть ошибка насчет указанного тока в 2 Ампера.
Ошибка это потому, что даже внешне такой БП просто принципиально не отдаст длительно такой ток, кроме того, в заголовке товара указан ток 1 Ампер, в описании мощность 12 Ватт (тот же 1 Ампер). Если не забуду, напишу менеджеру об ошибке.
Итак нагрузка 1 Ампер + резистор 15.3 Ома, итого ток около 1.78 Ампера.
Напряжение иногда перескакивало на 11.90, но основное время стояло 11.91 Вольта, как и в режиме холостого хода.
Но долго в таком режиме БП работать не захотел, примерно через пару минут я заметил, что светодиод на плате моргает с частотой около одного раза в секунду, БП ушел в защиту от перегрузки.
После отключения резистора 15.3 Ома он перестал моргать и продолжил свою работу дальше.
Кстати, обрезок ламината, лежащий под платой, выполняет очень важную функцию, защищает мой рабочий стол от последствий взрывов БП. не доживших до кончца экспериментов, хотя я и стараюсь использовать неразрушающие методы контроля.
А вот осциллограмма ухудшилась, появились пики, общая амплитуда пульсаций составила около 50-60мВ. Я бы сказал, что это очень хороший результат, а с учетом того, что БП работает в режиме перегрузки, так вообще отличный.
В процессе тестирования я как и в прошлый раз измерял температуры.
Проблема была только с измерением температуры транзистора, так как долезть до него бесконтактным термометром не получалось 🙁
В качестве измерения температуры выходного конденсатора я измерял температуру двух конденсаторов и дросселя около них.
Температуру при максимальной нагрузке измерить не получилось, БП ушел в защиту еще не прогревшись.
Небольшая доработка
В самом начале обзора я написал, что БП покупался с вполне определенной целью.Не так давно я писал обзор про микросхему преобразователя и собирал там плату для измерения тока на шунте.
Так вот блок питания предназначается для этого же устройства, туда же предназначались и аккумуляторы, но они увы не подошли мне 🙁
В моем будущем устройстве мне желательно напряжение питания чуть больше чем 12 Вольт, так как после него идет понижение до 8.5 Вольт.
Изменить выходное напряжение данного БП я решил включением еще одного резистора параллельно резистору нижнего плеча делителя ОС.
Ближайшее, что было под рукой это 20к.
Напряжение я получил около 13 Вольт, думаю хватит. Эта плата будет еще использоваться в одном из будущих обзоров и именно с этой переделкой, потому кому интересно, советую сделать себе отметку на полях 🙂
Вообще напряжение таких БП довольно безопасно можно повышать на 10-15%, максимум 20%, но думаю, что мне хватит и 10.
А вот сравнение двух блоков питания, первое что пришло мне в голову при взгляде на это фото, слова из стихотворения Маяковского — Кроха сын к отцу пришел :))
Итак резюме:
Плюсы
Достаточно хорошее качество изготовления
Очень хорошие электрические параметры
Соответствие заявленным параметрам и даже превышение их.
Цена, ну цена как цена, тяжело судить, на мой взгляд нормальная, по крайней мере для такого качества.
Минусы
Неправильный межобмоточный помехоподавляющий конденсатор, довольно большой, но легко поправимый минус.
Выходные электролиты могли бы поставить и получше качеством, хотя с емкостью все в порядке.
Мое мнение. На мой взгляд Бп вполне достойный, хоть и крошечный. Да, ток смешной, подсветку на кухне от него врядли запитаешь, но качество довольно неплохое. Как встраиваемый БП для какого нибудь прибора, более чем достаточен.
Порадовали очень низкие пульсации, но при этом очень расстроил межобмоточный помехоподавляющий конденсатор, менять обязательно, благо стоит он копейки и водится во всех импульсных БП. Сложность его перепайки соизмерима с припаиванием входных\выходных проводов.
Блок питания для обзора был предоставлен магазином banggood.
Думаю что найдутся люди, которые ищут подобный БП, да и просто интересуются устройством таких вещей и мой обзор будет им полезен.
Вопросы и пожелания жду как всегда в комментах 🙂
