Простой импульсный блок питания 12в своими руками: расчеты на микросхеме sg3525, ir2153 для 5, 12, и 24В

Как сделать импульсные блоки питания своими руками? :: SYL.ru

На сегодняшний день импульсные блоки питания устанавливаются во многих электроприборах. Основным их элементом принято считать катушку индуктивности. По своим параметрам она может довольно сильно отличаться, и в первую очередь это связано с пороговым напряжением в сети.

Дополнительно следует учитывать мощность самого прибора. Сделать простой блок питания в домашних условиях довольно просто. Однако в данном случае необходимо уметь рассчитывать показатель частотной модуляции. Для этого учитывается вектор прерывания в сети и параметр интеграции.

Как сделать блок для компьютера?

Для того чтобы собирать импульсные блоки питания своими руками для компьютеров, потребуются катушки индуктивности средней мощности. Частотный сдвиг в данном случае будет полностью зависеть от типа используемых конденсаторов. Дополнительно перед началом работы следует рассчитать показатель модуляции. При этом важно учесть пороговое напряжение в системе.

Если параметр модуляции находится в районе 80 %, то конденсаторы можно использовать с емкостью менее 4 пФ. Однако следует позаботиться о наличии мощных транзисторов. Основной проблемой данных блоков принято считать перегрев обмотки катушки. При этом человек может наблюдать небольшую задымленность. Ремонт импульсного блока питания в данном случае следует начинать с отключения в первую очередь всех конденсаторов. После этого контакты необходимо тщательно зачистить. Если в конечном счете проблема будет не устранена, катушку индуктивности придется полностью заменить.

Модель на 3 В

Сделать импульсные блоки питания своими руками на 3 В можно используя обычные катушки индуктивности серии РР202. Показатели проводимости у них находятся на среднем уровне. В данной ситуации параметр модуляции в системе не должен превышать 70 %. В противном случае пользователь может столкнуть с частотным сдвигом, который будет происходить в блоке.

Дополнительно важно подбирать конденсаторы с емкостью не менее 5 пФ. Принцип работы импульсного блока питания данного типа основывается на смене фазы. При этом нередко специалистами дополнительно устанавливаются преобразователи. Все это необходимо для того, чтобы промежуточная частота была как можно меньше. Кулеры на блоки данного типа монтируются крайне редко.

Устройство на 5 В

Чтобы сделать импульсные блоки питания своими руками, необходимо обязательно подобрать выпрямитель, исходя из мощности электроприбора. Конденсаторы в данном случае используются с емкостью до 6 пФ. При этом дополнительно в приборе устанавливаются попарно транзисторы. Это необходимо для того, чтобы показатель модуляции как минимум вывести на уровень 80 %.

Все это позволит повысить также параметр индуктивности. Проблемы данных блоков чаще всего связаны именно с перегревом конденсаторов. При этом на катушку особого напряжения не оказывается. Ремонт импульсного блока питания в данном случае следует начинать стандартно — с зачистки контактов. Только после этого устанавливается более мощный преобразователь.

Что понадобится для блока на 12 В?

Стандартная схема импульсного блока питания данного типа включает в себя катушку индуктивности, конденсаторы, а также выпрямитель вместе с фильтрами. Параметр модуляции в этом случае значительно зависит от показателя предельной частоты. Дополнительно важно учитывать скорость интегрального процессора. Транзисторы для блока данного типа в основном подбираются полевого вида.

Конденсаторы необходимы только с емкостью на уровне 5 пФ. Все это в конечном счете позволит значительно понизить риск термального повышения в системе. Катушки индуктивности устанавливаются, как правило, средней мощности. При этом обмотки для них обязательно должны использоваться медные. Регулируется импульсный блок питания 12В за счет специальных контролеров. Однако многое в данной ситуации зависит от типа электроприбора.

Блоки с фильтрами ММ1

Схема импульсного блока питания с фильтрами данной серии включает в себя, помимо катушки индуктивности, выпрямитель, конденсатор и резистор вместе с преобразователем. Использование фильтров в устройстве позволяет значительно сократить риск термального повышения. При этом чувствительность модели повышается. Коэффициент модуляции в этом случае напрямую зависит от прерывания сигнала.

Для повышения порогового напряжения специалисты резисторы рекомендуют применять только полевого типа. При этом емкость конденсатора минимум должна быть на уровне 4 Ом. Основной проблемой таких устройств принято считать повышение отрицательного сопротивления. В результате все резисторы на плате довольно быстро выгорают. Ремонт блока в такой ситуации необходимо начинать с замены внешней обмотки катушки индуктивности. Дополнительно следует проверить полярность резисторов. В некоторых случаях повышение отрицательного сопротивления в цепи связано с увеличением диапазона частоты. В данном случае целесообразнее поставить более мощный преобразователь.

Как собрать блок с выпрямителем?

Чтобы сделать импульсные блоки питания своими руками с выпрямителем, транзисторы понадобятся закрытого типа. При этом конденсаторов в системе должно быть предусмотрено как минимум четыре единицы. Минимальная их емкость обязана находиться на уровне 5 пФ. Принцип работы импульсного блока питания данного типа основывается на изменении фазы тока. Происходит данный процесс непосредственно за счет преобразователя. Фильтры у таких моделей устанавливаются довольно редко. Связано это в большей степени с тем, что пороговое напряжение вследствие их использования значительно повышается.

Модели со сглаживающими фильтрами

Схема импульсного блока питания 12В со сглаживающими фильтрами конденсаторы предусматривает с емкостью как минимум в 4 пФ. За счет этого показатель модуляции должен находится на уровне 70 %. Для того чтобы стабилизировать процесс преобразования, многие используют резисторы только закрытого типа. Пропускная способность у них довольно малая, однако проблему они решают. Принцип импульсного блока питания основывается на изменении фазы устройства. Фильтры у него чаще всего устанавливаются сразу возле катушки.

Блоки повышенной стабилизации

Сделать блок данного типа можно используя катушку индуктивности только большой мощности. При этом конденсаторов в системе должно быть как минимум пять единиц. Также следует заранее подсчитать количество необходимых резисторов. Если преобразователь используется в блоке низкочастотный, то резисторов необходимо использовать только два. В противном случае они устанавливаются также и на выходе. Фильтры для данных систем применяются самые разнообразные.

В этой ситуации многое зависит от показателя модуляции. Основной проблемой таких систем принято считать перегрев резисторов. Происходит это из-за резкого повышения порогового напряжения. При этом преобразователь также выходит из строя. Ремонт блока в такой ситуации необходимо начинать также с зачистки контактов. Только после этого можно проверить уровень отрицательного сопротивления. Если данный параметр превышает 5 Ом, то необходимо полностью заменить все конденсаторы в устройстве.

Модели с конденсаторами РС

Сделать блоки с конденсаторами данной серии можно довольно просто. Резисторы для них используются только закрытого типа. При этом полевые аналоги значительно снизят параметр модуляции до 50 %. Катушки индуктивности с конденсаторами применяются средней мощности. Прерывание сигнала в данном случае напрямую зависит от скорости возрастания предельного напряжения. Преобразователи в устройствах используются довольно редко. В данном случае интегрирование происходит за счет изменения положения резистора.

Устройства с конденсаторами СХ

Сделать блоки данного типа можно только на резисторах закрытого типа. Катушки индуктивности на них можно устанавливать различной мощности. В данном случае параметр модуляции зависит исключительно от порогового напряжения. Если рассматривать модели для телевизоров, то блок лучше всего делать сразу с системой фильтрации. В данном случае низкочастотные помехи будут отсеиваться сразу на входе. Конденсаторов в устройстве должно быть предусмотрено как минимум пять. Емкость их в среднем обязана составлять 5 пФ.

Если устанавливать их непосредственно возле катушки индуктивности, то лучше всего использовать дополнительно многослойный конденсатор. Контролеры в данном случае устанавливаются только поворотного типа. При этом регулировка импульсного блока питания будет происходить довольно плавно.

Как сделать блок с синазным дросселем?

Схема импульсного блока питания 12В с синазным дросселем включает в себя катушку, конденсатор, а также преобразователь. Последний элемент подбирается исходя из уровня отрицательного сопротивления в цепи. Также важно заранее рассчитать параметр предельной частоты. В среднем он должен быть не ниже 45 Гц. За счет этого стабильность системы значительно повысится. Работа импульсного блока питания данного типа основывается на изменении фазы за счет повышения модуляции.

Блоки с применением керамических конденсаторов

Сделать мощный импульсный блок питания с керамическими конденсаторами довольно сложно из-за высокого сопротивления цепи. В результате встретить такие модификации на сегодняшний день проблематично. Как правило, они изредка применяются на различном аудиоборудовании. Резисторы в данном случае подходят только полевого типа. Также следует заранее подбирать качественный преобразователь. Обмотка на нем должна быть только медная.

При этом витки обязаны быть направлены как сверху вниз, так и снизу вверх. Прерывание сигнала в данном случае напрямую зависит от скорости процесса преобразования. Если температура в системе повышается довольно быстро, в первую очередь страдают именно конденсаторы. При этом дымок над платой появляется довольно часто. В таком случае ремонт блока следует начинать с замены конденсаторов. После этого проверяется пороговое напряжение на внешней обмотке катушки индуктивности. Завершать работы следует с зачистки контактов.

Модели с каплевидными конденсаторами

Принцип работы блоков с каплевидными конденсаторами стандартно заключается в изменении фазы. При этом преобразователь в процессе играет ключевую роль. Для стабильной работы системы параметр отрицательного сопротивления должен находиться на уровне не ниже 5 Ом. В противном случае конденсаторы перегружаются. Катушку индуктивности в данном случае можно использовать любую. При этом параметр модуляции обязан находиться в районе 70 %. Резисторы для таких блоков используются только векторные. Проходимость тока у них довольно высокая. При этом стоят они на рынке дешево.

Применение варисторов

Варисторы в маломощных блоках используются крайне редко. При этом они способны значительно повысить стабильность работы прибора. Устанавливаются данные элементы, как правило, возле катушки индуктивности. Скорость процесса интегрирования в данном случае зависит напрямую от типов конденсаторов. Если использовать их с предельной емкостью на уровне 5 пФ, то коэффициент модуляции будет находиться на уровне 60 %.

Прерывание сигнала в данном случае может происходить из-за сбоев преобразователя. Ремонт блока необходимо начинать с обследования состояния контактов. Только после этого проверяется целостность обмотки катушки индуктивности. Контролеры для таких блоков подходят самые разнообразные. Кнопочные варианты следует рассматривать в последнюю очередь. Регулирование блока при этом будет зависеть во многом от проводимости контактов.

Импульсный блок питания — схема, устройство, принцип работы, фото, видео-инструкция как сделать импульсный блок питания своими руками

Автор Aluarius На чтение 5 мин. Просмотров 1.1k. Опубликовано 16.12.2015

Содержание

• 1 Принципиальные схемы
  • 1.1 Высокочастотный преобразователь
  • 1.2 Выбор трансформатора
• 2 Выпрямитель напряжения
• 3 Заключение по теме

Импульсные блоки питания на 12В сегодня все чаще применяются в быту. С их помощью заряжаются различные виды аккумуляторных батарей, реализуются некоторые виды освещения, даже бесперебойное электрическое питания для компьютерных и других сетей. Конечно, самый простой способ обзавестись необходимым импульсным блоком питания – это купить его в магазине. К примеру, импульсный блок питания на tl494.

Внутреннее устройство импульсного блока питания на 12в

Но нас интересует возможность собрать этот прибор своими руками.

Итак, импульсный блок питания – схема, детализация и рекомендации по его сборке.

Если рассматривать структурную схему, то состоит она из четырех элементов:

• Сетевой выпрямитель.
• Высокочастотный преобразователь.
• Выпрямитель напряжения.
• Система управления.

Структура блока питания показана на нижнем рисунке.

Структура блока питания

Итак, какие функции выполняет каждый из этих элементов. Сетевой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. То есть, происходит сглаживание пульсации напряжения. Высокочастотный преобразователь, наоборот, преобразует постоянное напряжение в переменное. При этом форма импульсов становится, во-первых, прямоугольной, во-вторых, с необходимой амплитудой.

Выпрямитель напряжения частично сглаживает напряжение. Кстати, в некоторых блоках питания этот элемент отсутствует, электрический ток поступает сразу на сглаживающий фильтр, который своим выходом соединяется с нагрузкой. На схеме показано, что система управления связана и с высокочастотным преобразователем, и с выпрямителем напряжения.

Все дело в том, что управление ВЧП происходит за счет обратной связи с выпрямителем.

Эта структурная схема простого импульсного блока питания на 12В, кстати, имеет большое количество критиков, которые уверяют, что коэффициент полезного ее действия достаточно мал. В принципе, так оно и есть, но если правильно подойти к подбору всех элементов, если правильно провести расчеты, то импульсные блоки питания этого типа будут обладать КПД не ниже 90%. А это уже кое-что, да и значит.

Схема миниатюрный блок питания

Принципиальные схемы

Итак, в основе сборки импульсного блока питания лежит не только принципиальная схема, а точнее, ее обоснованный выбор, но и выбор ее основных элементов. В принципе, в данном случае необходимо точно подобрать два элемента:

• Высокочастотный преобразователь.
• Выпрямитель напряжения.

О них и пойдет речь.

Высокочастотный преобразователь

По сути, это длинное название можно заменить коротким – инвертор. Он бывает одно- или двухтактным, в котором используется импульсный трансформатор. Вот несколько схем этого элемента:

Схема высокочастотного преобразователя

Самая простая схема, в которой установлен только трансформатор, однотактная (первая позиция). Именно простота создает некоторые недостатки:

• Необходима установка трансформатора большого размера, потому что этот прибор действует по частной петле гистерезиса.
• Чтобы мощность тока на выходе была большой, надо увеличить его импульсную амплитуду.

Поэтому данная схема чаще всего применяется в блоках питания для маломощных приборов, где влияние этих недостатков не будет сказываться на работе самого прибора.

Вторая позиция – это схема двухтактная, которая носит название пушпульная. Здесь нет недостатков однотактной, но и у нее есть свои минусы: повышенные требования к максимальному значению напряжения ключей и более сложная конструкция самого трансформатора.

Схема блока питания компьютера

Третья позиция – двухтактная полумостовая. По сути, это предыдущая модель только с упрощенным трансформатором. Именно этот критерий стал основой импульсных источников питания, которые используются для электрических приборов мощностью не больше 3 кВт.

Четвертая позиция – мостовой импульсный блок питания. В нем увеличено количество силовых ключей в два раза, что дает возможность увеличить мощность. А этой выгодно и с технической точки зрения, и с экономической.

Выбор трансформатора

Импульсный блок питания, а точнее сказать, его мощность, будет зависеть от выбранного вида трансформаторного сердечника. Для источников питания до 1 кВт устанавливается трансформатор с ферритовым сердечником.

Внимание! Необходимо помнить, что в трансформаторах с ферритовым сердечником происходят большие потери напряжения, если его частота будет приближаться к 100 Гц.

Выпрямитель напряжения

Существует три основные схемы выпрямления напряжения номиналом 220 вольт.

• Однополупериодная.
• Двухполупериодная.
• Нулевая или, как и предыдущая, только со средней точкой.

Первая схема самая простая, в которой используется минимальное количество полупроводниковых элементов. Единственный ее минус – это высокая пульсация напряжения на выходе. Хотя можно было бы добавить и небольшой коэффициент выпрямления (0,45), поэтому, используя эту схему, придется устанавливать мощный фильтр.

Нулевая является обладателем высокого коэффициента выпрямления – 0,9. Правда, при этом необходимо увеличить число диодов выпрямления практически в два раза. Недостаток – наличие сетевого трансформатора. То есть, его габаритные размеры мало связаны с понятием малогабаритных приборов, тем более, когда это касается импульсного блока питания.

Третья позиция – это одно и то же, что и вторая, только без трансформатора. Его заменяет емкостной фильтр, который имеет свой недостаток – это высокий импульс выходного тока. Правда, данный недостаток не критичен.

Принцип работы импульсного блока питания

Заключение по теме

Как видите, принципиальная схема для импульсных блоков питания имеет несколько разновидностей. Но чтобы каждая из них работала корректно, необходимо правильно подобрать ее составляющие. Конечно, все это не так просто как может показаться на первый взгляд, но если принять во внимание наши рекомендации, то можно самостоятельно собрать небольшой мощности блок, к примеру, для освещения помещений LED-лампами.

Схемы

— Как собрать простейший импульсный блок питания 12В 2А?

спросил 4 года 9 месяцев назад

Изменено 4 года, 9 месяцев назад

Просмотрено 1к раз

\$\начало группы\$

Проблема:
Мне нужно научиться собирать простейший импульсный блок питания. Если мне это удастся, я надеюсь, что смогу продвинуться дальше и создать более совершенные SMPS для других приложений.

Я провел исследование:
Я везде искал руководство по созданию простого импульсного источника питания, однако найденные мной руководства и решения кажутся мне очень сложными. До сих пор я просмотрел несколько статей и использовал

PI Expert и Power Stage Designer Tool (от Texas Instruments), чтобы ознакомиться с проектированием схемы. Я знаю, как работает SMPS, но боюсь, мне нужно научиться настраивать «переключающую» часть (то есть, как настраивать микросхему, отвечающую за управление полевыми МОП-транзисторами).

My Stash:
Включает в себя 5 блоков питания для ПК, собранных из очищенных компонентов, и мне было интересно, смогу ли я собрать печатную плату меньшего размера, которая выдает только 12 В 2 А.

Применения:
Самое простое — мне нужно подать постоянное напряжение 12В на два вентилятора, установленных на радиаторах двух светодиодов по 50Вт, которые питаются от светодиодного драйвера на 100Вт.

Линейное регулирование не является хорошей идеей по очевидным причинам.

Буду признателен за любую помощь.

• импульсный источник питания
• схемы
• драйвер MOSFET

\$\конечная группа\$

14

\$\начало группы\$

Перво-наперво — SMPS — это не простая схема, и они становятся все более и более сложными. Таким образом, у вас есть один вариант — начать с игрушечной реализации с катушкой индуктивности, биполярным транзистором, конденсатором и микроконтроллером для управления биполярным транзистором. Вы не получите 2А с первого раза, и вы, вероятно, поджарите несколько BJT, но вы многому научитесь.

Но если вы хотите построить что-то полезное, вам нужно выбрать микросхему. Трудно найти что-то более простое, чем серия Simple Switcher от TI. LMZ14202H, вероятно, удовлетворит ваши потребности.

Катушка индуктивности и переключатель интегрированы, поэтому вам нужно сосредоточиться только на цепи обратной связи. Очень внимательно следуйте их указаниям по применению, и у вас должно что-то работать довольно быстро. Однако LMZ14202H поставляется только в SMD-корпусе, так что вам, вероятно, также понадобится переходная плата 0,05 дюйма для прототипирования.0005

Попытка повторно использовать компоненты существующих блоков питания вряд ли будет плодотворным путем — эти компоненты, скорее всего, будут весьма специализированными, выбранными в соответствии с конкретной конструкцией, а перепроектировать коммерческий блок питания сложнее, чем построить его с нуля.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Если вы хотите узнать об импульсных источниках питания, не делайте тот, который работает от сети. Простейшей топологией, из которой можно изучить основы, является понижающий преобразователь.

Как только у вас будет хорошее представление о расчетах и ​​подводных камнях, попробуйте сделать какой-нибудь изолированный переключающий преобразователь (обратноходовой, прямой, двухтактный). Тогда можно подумать о трудностях высокого напряжения.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Блок питания Eurorack

DIY — nozoid

Спецификация:

• 48 Вт Импульсный блок питания.
• Защита от перегрева
• Защита от обратной полярности
• +12 В при 3 А (3000 мА) / -12 В при 1 А (1000 мА)
• возможное расширение для источника питания +5 В
• Можно настроить на -15/+15 В
• КПД около 95 % при входном напряжении 24 В
• пульсации 8 мВ

Предупреждение

Я получил отзыв о неудачной сборке этого блока питания. К сожалению, не имея доступа к билду, я не смог помочь или понять, почему он не работает. Я надеюсь, что это сработает для вас, но я не могу помочь.

ОБНОВЛЕНИЕ: Некоторые DC/DC регуляторы теперь основаны на LM2596-5: ОНИ НЕ БУДУТ РАБОТАТЬ. Очень важно проверить, что плата основана на LM2596-ADJ!

ОБНОВЛЕНИЕ 2: мне сказали (спасибо fg), что работает только LM2596-ADJ jm88rp, jm74rp или jm84rphs. Плата hw411 с LM2596-ADJ jm97rphs не работает. Поэтому я не рекомендую больше использовать эту схему. Я держу эту страницу онлайн только для архива.

Материал для покупки

Он должен стоить менее 20€/$ на ebay или в других источниках.

• 2 x DC/DC регулятор на базе LM2596-ADJ (очень важно использовать LM2596-ADJ, а не аналог, не LM2596-5)
• 2 радиатора для LM2596 (с электроизоляционной теплопроводной пастой)
• Полоса макетной платы (около 10×16 см, 4×6 дюймов)
• 2 x 40-контактных 2,54-контактных штекерных разъема
• Разъем питания на ваш выбор
• Конденсатор 20 x 100 нФ
• 2 светодиода и резистор 4,7 кОм (дополнительно)
• Электрический кабель

Материал, который у вас уже должен быть

• Старый блок питания для ноутбука (от 15 до 36 В, минимум 80 Вт)

Если у вас его нет, вы можете недорого купить универсальный.

Необходимые инструменты

• Паяльник
• Различные ручные инструменты, отвертки и т. д.
• Мультиметр

Инструкции

• Прочтите всю эту документацию, ПРЕЖДЕ чем делать что-либо еще (прочитайте важные примечания дважды!)
• Закрепить радиаторы на модулях LM2596 и на плате

Радиатор необходимо изолировать от платы LM2596 во избежание короткого замыкания.

• Разрежьте печатную плату пополам (параллельно полосе)
• Припаять модуль по этой схеме:


Да, я знаю, это странное соединение, но оно позволяет преобразовать положительный источник питания в отрицательный источник питания.
IN- и OUT- подключены внутри модуля, поэтому у вас должно получиться что-то вроде этого:

• Вилка разъема питания
• Отрегулируйте триммер для изменения выходного напряжения (отрегулируйте до +12 В и -12 В) с помощью небольшой отвертки




• Отрежьте головку штифта, чтобы получить 10 штифтов 2×8
• Припаяйте эти штыревые разъемы один рядом с другим НА ОДНОМ РАЗДЕЛЕ платы, чтобы обеспечить электрическое соединение между ними.

1-й ряд (красный) – это -12В, 2-й, 3-й и 4-й ряды – это земля (они должны быть соединены вместе на каждом разъеме), 5-й ряд – это +12В. Другой ряд не должен быть подключен.

• Припаяйте конденсатор для каждого разъема между -12 В и землей, а также между землей и +12 В
• Используйте вторую половину печатной платы для платы расширения, которую можно подключить к 1-й плате
• Припаяйте светодиод и соответствующий им резистор, если вы хотите получить визуальную обратную связь от источника питания

Важные примечания

• Если от блока питания требуется только 2 А или менее, радиатор добавлять не нужно.
• Если вам нужен источник питания 5 В, вы можете добавить еще один LM2596 модуль.
• Навык пайки обязателен для сборки этого проекта, не будьте слишком уверены в своих навыках, вы можете сжечь свои модули.
• Если вы считаете, что это руководство недостаточно хорошо документировано, обратитесь за помощью.