Блок питания на транзисторе п213а. Блок питания на транзисторе П213А: Пошаговая инструкция по сборке регулируемого источника питания

Блок питания на стабилитроне и транзисторе своими руками Рассмотренный далее стабилизированный блок питания является одним из первых устройств, которые собираются начинающими радиолюбителями. Это очень простой, но весьма полезный прибор. Для его сборки не нужны дорогостоящие компоненты, которые достаточно легко подобрать новичку в зависимости от требуемых характеристик блока питания.
Материал будет также полезен тем, кто желает более детально разобраться в назначении и расчете простейших радиодеталей. В том числе, вы подробно узнаете о таких компонентах блока питания, как:

• силовой трансформатор;
  
• диодный мост;
  
• сглаживающий конденсатор;
  
• стабилитрон;
  
• резистор для стабилитрона;
  
• транзистор;
  
• нагрузочный резистор;
  
• светодиод и резистор для него.

Также в статье детально рассказано, как подобрать радиодетали для своего блока питания и что делать, если нет нужного номинала. Наглядно будет показана разработка печатной платы и раскрыты нюансы этой операции. Несколько слов сказано конкретно о проверке радиодеталей перед пайкой, а также о сборке устройства и его тестировании.

Типовая схема стабилизированного блока питания

Всевозможных схем блоков питания со стабилизацией напряжения существует сегодня очень много. Но одна из самых простых конфигураций, с которой и стоит начинать новичку, построена всего на двух ключевых компонентах – стабилитроне и мощном транзисторе. Естественно, в схеме присутствуют и другие детали, но они вспомогательные.

Схемы в радиоэлектронике принято разбирать в том направлении, в котором по ним протекает ток. В блоке питания со стабилизацией напряжения все начинается с трансформатора (TR1). Он выполняет сразу несколько функций. Во-первых, трансформатор понижает сетевое напряжение. Во-вторых, обеспечивает работу схемы. В-третьих, питает то устройство, которое подключено к блоку.
Диодный мост (BR1) – предназначен для выпрямления пониженного сетевого напряжения. Если говорить другими словами, то в него заходит переменное напряжение, а на выходе получается уже постоянное. Без диодного моста не будет работать ни сам блок питания, ни устройства, которые будут к нему подключаться.
Сглаживающий электролитический конденсатор (C1) нужен для того, чтобы убирать пульсации, присутствующие в бытовой сети. На практике они создают помехи, которые отрицательно сказываются на работе электроприборов. Если для примера взять усилитель звука, запитанный от блока питания без сглаживающего конденсатора, то эти самые пульсации будут отчетливо слышны в колонках в виде постороннего шума. В других приборах помехи могут привести к некорректной работе, сбоям и прочим проблемам.
Стабилитрон (D1) – это компонент блока питания, который стабилизирует уровень напряжения. Дело в том, что трансформатор будет выдавать желаемые 12 В (например) только тогда, когда в сетевой розетке будет ровно 230 В. Однако на практике таких условий не бывает. Напряжение может как просаживаться, так и повышаться. То же самое трансформатор будет давать и на выходе. Благодаря своим свойствам стабилитрон выравнивает пониженное напряжение независимо от скачков в сети. Для корректной работы этого компонента нужен токоограничивающий резистор (R1). О нем более детально сказано ниже.
Транзистор (Q1) – нужен для усиления тока. Дело в том, что стабилитрон не способен пропускать через себя весь потребляемый прибором ток. Более того, корректно он будет работать только в определенном диапазоне, например, от 5 до 20 мА. Для питания каких-либо приборов этого откровенно мало. С данной проблемой и справляется мощный транзистор, открывание и закрывание которого управляется стабилитроном.
Сглаживающий конденсатор (C2) – предназначен для того же, что и вышеописанный C1. В типовых схемах стабилизированных блоков питания присутствует также нагрузочный резистор (R2). Он нужен для того, чтобы схема сохраняла работоспособность тогда, когда к выходным клеммам ничего не подключено.
В подобных схемах могут присутствовать и другие компоненты. Это и предохранитель, который ставится перед трансформатором, и светодиод, сигнализирующий о включении блока, и дополнительные сглаживающие конденсаторы, и еще один усиливающий транзистор, и выключатель. Все они усложняют схему, однако, повышают функциональность устройства.

Расчет и подбор радиокомпонентов для простейшего блока питания

Трансформатор подбирается по двум основным критериям – напряжению вторичной обмотки и по мощности. Есть и другие параметры, но в рамках материала они не особо важны. Если вам нужен блок питания, скажем, на 12 В, то трансформатор нужно подбирать такой, чтобы с его вторичной обмотки можно было снять чуть больше. С мощностью все то же самое – берем с небольшим запасом.
Основной параметр диодного моста – это максимальный ток, который он способен пропускать. На эту характеристику и стоит ориентироваться в первую очередь. Рассмотрим примеры. Блок будет использоваться для питания прибора, потребляющего ток 1 А. Это значит, что диодный мост нужно брать примерно на 1,5 А. Допустим, вы планируете питать какой-либо 12-вольтовый прибор мощностью 30 Вт. Это значит, что потребляемый ток будет около 2,5 А. Соответственно, диодный мост должен быть, как минимум, на 3 А. Другими его характеристиками (максимальное напряжение и прочее) в рамках такой простой схемы можно пренебрегать.

Дополнительно стоит сказать, что диодный мост можно не брать уже готовый, а собрать его из четырех диодов. В таком случае каждый из них должен быть рассчитан на ток, проходящий по схеме.
Для расчета емкости сглаживающего конденсатора применяются достаточно сложные формулы, которые в данном случае ни к чему. Обычно берется емкость 1000-2200 мкФ, и этого для простого блока питания будет вполне достаточно. Можно взять конденсатор и побольше, но это существенно удорожит изделие. Другой важный параметр – максимальное напряжение. По нему конденсатор подбирается в зависимости от того, какое напряжение будет присутствовать в схеме.
Здесь стоит учитывать, что на отрезке между диодным мостом и стабилитроном после включения сглаживающего конденсатора напряжение будет примерно на 30% выше, чем на выводах трансформатора. То есть, если вы делаете блок питания на 12 В, а трансформатор выдает с запасом 15 В, то на данном участке из-за работы сглаживающего конденсатора будет примерно 19,5 В. Соответственно, он должен быть рассчитан на это напряжение (ближайший стандартный номинал 25 В).
Второй сглаживающий конденсатор в схеме (C2) обычно берется небольшой емкости – от 100 до 470 мкФ. Напряжение на этом участке схемы будет уже стабилизированным, например, до уровня 12 В. Соответственно, конденсатор должен быть рассчитан на это (ближайший стандартный номинал 16 В).
А что делать, если конденсаторов нужных номиналов нет в наличии, и в магазин идти неохота (или банально нет желания их покупать)? В таком случае вполне возможно воспользоваться параллельным подключением нескольких конденсаторов меньшей емкости. При этом стоит учесть, что максимальное рабочее напряжение при таком подсоединении суммироваться не будет!
Стабилитрон подбирается в зависимости от того, какое напряжение нам нужно получить на выходе блока питания. Если подходящего номинала нет, то можно соединить несколько штук последовательно. Стабилизируемое напряжение, при этом, будет суммироваться. Для примера возьмем ситуацию, когда нам надо получить 12 В, а в наличии есть только два стабилитрона на 6 В. Соединив их последовательно мы и получим желаемое напряжение. Стоит отметить, что для получения усредненного номинала параллельное подключение двух стабилитронов не сработает.
Максимально точно подобрать токоограничивающий резистор для стабилитрона можно только экспериментально. Для этого в уже рабочую схему (например, на макетной плате) включается резистор номиналом примерно 1 кОм, а между ним и стабилитроном в разрыв цепи ставится амперметр и переменный резистор. После включения схемы нужно вращать ручку переменного резистора до тех пор, пока через участок цепи не потечет требуемый номинальный ток стабилизации (указывается в характеристиках стабилитрона).
Усиливающий транзистор подбирается по двум основным критериям. Во-первых, для рассматриваемой схемы он обязательно должен быть n-p-n структуры. Во-вторых, в характеристиках имеющегося транзистора нужно посмотреть на максимальный ток коллектора. Он должен быть немного больше, чем максимальный ток, на который будет рассчитан собираемый блок питания.
Нагрузочный резистор в типовых схемах берется номиналом от 1 кОм до 10 кОм. Меньшее сопротивление брать не стоит, так как в случае, когда блок питания не будет нагружен, через этот резистор потечет слишком большой ток, и он сгорит.

Разработка и изготовление печатной платы

Теперь вкратце рассмотрим наглядный пример разработки и сборки стабилизированного блока питания своими руками. В первую очередь, необходимо найти все присутствующие в схеме компоненты. Если нет конденсаторов, резисторов или стабилитронов нужных номиналов – выходим из ситуации вышеописанными путями.

Далее нужно будет спроектировать и изготовить печатную плату для нашего прибора. Начинающим лучше всего использовать для этого простое и, самое главное, бесплатное программное обеспечение, например, Sprint Layout.
Размещаем на виртуальной плате все компоненты согласно выбранной схемы. Оптимизируем их расположение, корректируем в зависимости от того, какие конкретно детали есть в наличии. На этом этапе рекомендуется перепроверять реальные размеры компонентов и сравнивать их с добавляемыми в разрабатываемую схему. Особое внимание обратите на полярность электролитических конденсаторов, расположение выводов транзистора, стабилитрона и диодного моста.
Если вы заходите добавить в блок питания сигнальный светодиод, то его можно будет включить в схему как до стабилитрона, так и после (предпочтительнее). Чтобы подобрать для него токоограничивающий резистор, необходимо выполнить следующий расчет. Из напряжения участка цепи вычитаем падение напряжения на светодиоде и делим результат на номинальный ток его питания. Пример. На участке, к которому мы планируем подключать сигнальный светодиод, имеется стабилизированные 12 В. Падение напряжения у стандартных светодиодов около 3 В, а номинальный ток питания 20 мА (0,02 А). Получаем, что сопротивление токоограничивающего резистора R=450 Ом.

Проверка компонентов и сборка блока питания

После разработки платы в программе переносим ее на стеклотекстолит, травим, лудим дорожки и удаляем излишки флюса.






После этого выполняем установку радиокомпонентов. Здесь стоит сказать, что не лишним будет сразу же перепроверить их работоспособность, особенно, если они не новые. Как и что проверять?
Обмотки трансформатора проверяются омметром. Где сопротивление больше – там первичная обмотка. Далее его нужно включить в сеть и убедиться, что он выдает требуемое пониженное напряжение. При его измерении соблюдайте предельную осторожность. Также учтите, что напряжение на выходе переменное, потому на вольтметре включается соответствующий режим.
Резисторы проверяются омметром. Стабилитрон должен «звониться» только в одном направлении. Диодный мост проверяем по схеме. Встроенные в него диоды должны проводить ток только в одном направлении. Для проверки конденсаторов потребуется специальный прибор для измерения электрической емкости. В транзисторе n-p-n структуры ток должен протекать от базы к эмиттеру и к коллектору. В остальных направлениях он протекать не должен.
Начинать сборку лучше всего с мелких деталей – резисторов, стабилитрона, светодиода. Затем впаиваются конденсаторы, диодный мост.
Особое внимание обращайте на процесс установки мощного транзистора. Если перепутать его выводы – схема не заработает. Кроме того, этот компонент будет достаточно сильно греется под нагрузкой, потому его необходимо устанавливать на радиатор.
Последним устанавливается самая большая деталь – трансформатор. Далее к выводам его первичной обмотки припаивается сетевая вилка с проводом. На выходе блока питания тоже предусматриваются провода.

Осталось только хорошенько перепроверить правильность установки всех компонентов, смыть остатки флюса и включить блок питания в сеть. Если все сделано правильно, то светодиод будет светиться, а на выходе мультиметр покажет желаемое напряжение.

Назад в СССР – Блок питания своими руками

Приветствую Вас, господа МозгоЧины!

Вот решил показать вам свой блок питания, который я собрал своими руками, когда мне было как многим из вас 13 лет. Это были счастливые Восьмидесятые, мы после школы бегали на радио кружки, а вечерами, кое- как, сделав уроки, хватались за паяльник и собирали очередную самоделку, увиденную в каком-нибудь радиожурнале. Вот про одну из таких самоделок, я и хочу рассказать.

Сейчас конечно смешно говорить, что у меня в мои 13 лет не было фотоаппарата, и я не мог фотографировать процесс работы, но это так и было, поэтому я сейчас просто взял, и разобрал своё детище, и постарался, как можно детально всё сфотографировать, и заодно окунуться в воспоминания.

Вот так выглядит компоновка внутренностей

Это транзистор П213Б на радиаторе, кстати, один из популярных и ходовых транзисторов в то время

Это понижающий трансформатор, с 220 вольт до 15 вольт, ТВК-110-Л-2, применялся в выходном каскаде кадровой развёртке черно-белых ламповых телевизорах

Ещё вид сверху, где под электролитическим конденсатором видна монтажная плата

А вот и сама монтажная плата с разных сторон, монтаж навесной, снизу все радиодетали соединены проводами при помощи пайки

Это стрелочный прибор с построечным сопротивлением

В то время у меня не было компьютера и принтера, поэтому шкалу я рисовал сам, карандашом, хотя у меня до сих пор осталась эта привычка, вы наверно помните это по моей самоделке Перевоплощение стрелочного индикатора

Передняя панель изнутри: стрелочный прибор – индикатор напряжения, потенциометр — регулятор выходного напряжения, неоновая лампочка — индикатор включения, тумблер – выключатель и гнездо СГ-3 используется как выходной разъём

Общей вид в разборке

Нижняя панель  с ножками

Ножки сделаны из пробочек от зубных паст, я часто их использовал, удобно и симпатично

Задняя панель с предохранителем

Это штекер СГ-3 для подключения к блоку питания

Корпус сделан из фанеры и обожжен над газовой плитой.

Ну, вот на этом и всё.

Ах да, чуть не забыл, принципиальная схема этого блока питания

 

Ну, вот теперь точно всё. Надеюсь, я не утомил вас своим рассказом о такой старой и примитивной самоделке, надеюсь что кто-нибудь, что-нибудь для себя подчеркнёт из неё.

С уважением Mr. Ed

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ!

---

About Mr.Ed

Самый простой регулятор для зарядного устройства

Привет, сегодня соберём простую схему регулятора для зарядного устройства, который состоит всего из двух деталей.

Основой схемы будет транзистор П210, он выдерживает 10 ампер, его конечно надо обязательно на радиатор ставить. У меня под рукой не было радиатора, я пока соберу без него, но в конечном итоге надо обязательно ставить на радиатор.

Детали всего 2, нарисовано три — потому что добавлен конденсатор, то есть, если вы питаетесь от трансформаторного зарядное устройство, где стоит просто диодный мост тогда надо обязательно конденсатор ставить, если уже от готового блока питания, например от такого

то конденсатор ставить не обязательно. По сути, если конденсатор не брать в расчёт, у нас только транзистор и на один килоом переменный резистор. Я взял вот такой, просто он у меня был под рукой,

• 
• 

как видите он проволочный, но можете любой брать на ваше усмотрение.

Само подключение резистора, хорошо видно на схеме, на транзисторе цоколёвку привёл то есть, вот так вот

у нас корпус это коллектор, база средний и эмиттер это нижняя нога.

На коллектор приходит минус от источника, с эмиттера минус выходит уже на аккумулятор и база на средний движок переменного резистора.

Сейчас это всё соберу и покажу вам, как это будет выглядеть в собранном виде, еще раз напоминаю радиатор для транзистора обязателен.

В общем что у нас получилось, конечно я собирал всё навесным монтажом, потому что делать на какой либо плате нет смысла. Ведь переменный резистор обычно выводят на переднюю панель ЗУ, а транзистор надо будет поставить туда, где будет для него место вместе с радиатором.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Теперь я возьму блок питания от ноутбука, заявлено 18,5 вольта, подключаем плюс к плюсу, минус к минусу, нагрузкой пока послужит лампочка.

Подсоединил, попробовал, всё шикарно регулируется, кстати вначале я сказал, что регулировка тока, но это не совсем точно, тут скорее регулировка напряжения, но уменьшая напряжение мы уменьшим и ток, в принципе и то, и то верно, но точнее будет говорить всё же, что регулировка напряжения.

Регулируется кстати довольно плавно и практически от нуля, такой приставкой можно заряжать не только автомобильные АКБ, без проблем можно и мотоциклетные аккумуляторы как 6 вольтовые, так и 12.

Транзистор без радиатора греется, поэтому нужно обязательно ставить на теплоотвод.

Кстати сразу напишу, что ток которым будете заряжать аккумуляторы, напрямую зависит от источника, то есть, если это трансформатор, значит зависит от трансформатора, диодного моста. Если импульсный блок питания, то от его мощности на сколько ампер он рассчитан.

Вот такой простейший регулятор для зарядного устройства всего на 2-х деталях, собирается буквально за пару минут, чуть ли не на коленке, не спеша попивая кофе. Рекомендую к повторению, кто-то скажет сейчас такие транзисторы не найдёшь, ребята я показываю, как можно собрать с учётом того, что может у кого-то, где-то завалялось. Конечно можно и кремниевые, современные использовать, но П210 всё таки он не дефицит и я думаю у каждого найдётся, где нибудь в закромах.

БЛОК ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

   Вашему обозрению предлагаю схему регулируемого БП, который при всей своей простоте, на сегодняшний день является самой популярной и повторяемой среди начинающих радиолюбителей конструкцией. Блок питания работает от переменного напряжения 12 В которые получает трансформатора (на схеме не изображён). 

   На диодах Д1-Д4 собран выпрямитель переменного напряжения трансформатора, в постоянное. Наибольший ток, отдаваемый блоком питания в нагрузку — до 500 mA. Он ограничен допустимым прямым током диодов выпрямителя, поэтому при необходимости схема легко переделывается под больший ток. 

   В выпрямителе нашего блока питания можно использовать любые мощные диоды или готовые диодные мосты (не забывать про максимально допустимый ток вторичной обмотки трансформатора). Переменный резистор R2 — желательно с линейной шкалой. Вместо транзистора МП39 можно использовать транзисторы МП40-МП42, а вместо П213 -транзисторы П214, П215. 

   Естественно в настоящее время они являются антиквариатом, поэтому вы можете поставить вместо МП39 – КТ361, КТ814, КТ816. А мощный регулируемый заменим на КТ818, КТ825. 

   Стабилитрон можно заменить стабилитронами Д814Г, Д814Д или любыми импортными, на соответствующее напряжение и ток от 50мА. 

   Здесь наибольшее напряжение на выходе блока будет соответствовать напряжению стабилизации используемого в бп стабилитрона.

   В качестве корпуса для конструкции блока питания своими руками, использовал старый корпус от компьютерного БП. Материал подготовил: Кузьмин Александр (на форуме Александр). E-mail:[email protected]

   Форум по источникам питания

   Обсудить статью БЛОК ПИТАНИЯ СВОИМИ РУКАМИ

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ОДНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

   Всем привет 🙂 В этой статье хочу показать, как сделать регулятор напряжения на одном транзисторе, что пригодится для изготовления простого блока питания или универсального адаптера к радиоустройствам, на различные напряжения. Создать такую схему может даже самый начинающий радиолюбитель. Из компонентов нам понадобится:

 1. Транзистор КТ817Г, его можно заменить на КТ815Г.
 2. Переменный резистор на 10 кОм.
 3. Резистор обычный 0.125 ватт на 1ком.

   В виде чертежа решил сделать полную картинку, дабы новичку было легче усвоить работу и представить схему.

   Начнем сборку. Для начала распечатываем данный чертеж, и ножницами ровно срезаем его без картинок, прикладываем чертеж к текстолиту, и начинанаем сначало сверлить отверстия, т.к потом будет легче нарисовать.

   Далее дырки по чертежу просто соединяем перманентым маркером, или лаком.

   Обрезаем остатки тестолита и приступим к пайке компонентов. Сначала припаивываем транзистор, только будьте внимательны — не перепутайте ножки на транзисторе местами (эмиттер и базу).

   Дальше устанавливаем резистор на 1ком, затем впаиваем проводами переменный резистор на 10ком. Можно поставить и другой резистор, сразу припаять резистор без этих соплей, но мой резистор не позволил этого, и пришлось повесить на провода… Остается припаять 4 вывода к питанию, и к выходам.

   Готово! Подключаем питание, на выход — светодиод, мотор, лампу, в моем случае это был светодиод и вращая регулятор наглядно смотрим на изменение напряжения. Демонстрацию работы данной конструкции, а так-же подробное объяснение подключения, можете посмотреть в видеоролике ниже.
Стоит отметить, что мощность и ток нагрузки не должен превышать предельных значений для указанного транзистора — это примерно пол Ампера. Для подключения к регулируемому стабилизатору более мощных устройств, придётся заменить транзистор на КТ805, КТ819. С вами был [PC]Boil-:D

   Форум по источникам питания

   Обсудить статью РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ОДНОМ ТРАНЗИСТОРЕ

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

   В самом начале моей радиолюбительской деятельности, очень хотелось иметь свой собственный блок питания. Покупать кучу батареек и лепить из них нужное напряжение было глупо и не логично, поэтому начал искать простую схему источника питания с регулировкой напряжения. В этом мне помог мой будущий коллега по работе.

   Данная схема отличается простотой и надежностью и будет легка для повторения новичкам. Выходное напряжение этого блока плавно изменяется от 0,5 до 12 В. Причем оно будет оставаться стабильным и при изменении напряжения сети и тока нагрузки. Приятным сюрпризом для меня было то, что схема имеет защиту от короткого замыкания в цепи нагрузки.

   Одним из главных элементов этой схемы является трансформатор. В книге упоминали, что в качестве него можно использовать трансформатор ТВК-110ЛМ из телевизоров. За неимением такого намотал свой собственный. Получилось очень даже неплохо. Его расчет производил с помощью нескольких формул. Также это возможно сделать через специальные программы. На выходе трансформатора должно получится напряжение 13-17 В и током до 0,5 А. После трансформатора идет выпрямительный мост на диодах Д229. Я использовал готовую диодную сборку КЦ405, для упрощения конструкции. На выходе диодного моста установлен полярный конденсатор с большой емкостью, для снижения пульсаций выпрямленного напряжения.

   Для стабилизации выходного напряжения, применяется параметрический стабилизатор, который состоит из стабилитрона Д814Д (подойдет любой с напряжением стабилизации около 13 вольт) и балластного резистора. Параллельно стабилитрону включен переменный резистор, с помощью которого мы и регулируем напряжение в цепи.

   Далее идет усилительный каскад, состоящий из транзисторов VT2 и VT3. В качестве второго транзистора используется МП39Б, МП41, МП41А, МП42Б. Я заменил его на КТ209 и не жалуюсь. Третий транзистор — большой мощности: П213, П216-217, поэтому его надо установить на теплоотвод. Выдрал его с какой-то платы. Заменой радиатору может быть лист алюминия толщиной 3 мм. Перед креплением транзистора необходимо зачистить мелкой шкуркой поверхность листа, с которой он будет соприкасаться. Также желательно нанести термопасту.

 

 

   Резистор R7 служит нагрузкой блока питания в то время, когда к выходным клеммам ничего не подключено. Защита от КЗ осуществляется с помощью транзистора VT1. Вместо него можно ставить транзисторы, перечисленные в списке замен VT2.

   Для удобства контроля напряжения служит вольтметр. В своём самодельном источнике питания использовал индикатор уровня сигнала (микроамперметр) и добавочный резистор. Для его расчета нужно подать на микроамперметр напряжение 12 В через переменный резистор 100 кОм (можно меньше). Уменьшая сопротивление резистора добиться, чтобы стрелка микроамперметра установилась в крайнем правом положении. Затем измерить сопротивление переменника и установить ближайший постоянный резистор.

   В качестве индикации работы блока питания служит неоновая лампа. Или же обычный светодиод с резистором 68 кОм мощностью 1 Вт. Корпус источника питания сделал из автоматического выключателя. Наружу вывел два зажима и подцепил к ним провода с клеммами. Готовый блок питания меня очень обрадовал и дал большой толчок в моей дальнейшей деятельности. Служит до сих пор и ни разу не давал повода в себе усомниться. Статью подготовил: SssaHeKkk.

   Форум по блокам питания

   Схемы для начинающих

Основные компоненты блока питания

Источник питания — это электронная схема, которая преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. В основном он состоит из следующих элементов: цепи трансформатора, выпрямителя, фильтра и регулятора. Блоки питания (БП) используются в компьютерах, любительских радиопередатчиках и приемниках и во всем другом электронном оборудовании, которое использует напряжение постоянного тока в качестве входа. Источник бесперебойного питания является обязательным для компьютеров, которые время от времени хранят изменчивые данные.Это предотвращает повреждение данных из-за сбоя питания и низкого напряжения.

Трансформатор

Трансформатор представляет собой статическое устройство, которое передает электрическую энергию от первичной обмотки к вторичной обмотке, не влияя на частоту. Он используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения и изолирует остальную часть электронной системы от источника переменного тока.

Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напряжения, который вырабатывает переменный ток, а вторичная — к нагрузке.Первичная и вторичная обмотки физически не связаны друг с другом, но из-за электромагнитной индукции, следуя закону Фарадея, во вторичной обмотке имеется наведенное напряжение. Существуют три основные функции трансформаторов, а именно: повышение напряжения, понижение напряжения и обеспечение изоляции между первичной и вторичной цепями.

Выпрямитель

Выпрямитель — это устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Основным выпрямителем является диод.Этот диод является однонаправленным устройством, которое работает как выпрямитель в прямом направлении. Три основные выпрямительные схемы, использующие диоды, представляют собой полуволновой, двухполупериодный центральный отвод и двухполупериодный мостовой тип.

Фильтр

Фильтр источника питания используется для предотвращения появления пульсаций на выходе. Он предназначен для преобразования пульсирующего постоянного тока из цепей выпрямителя в соответствующий плавный уровень постоянного тока. Два основных типа фильтров электропитания — это емкостный фильтр (C-фильтр) и RC-фильтр.C-фильтр является самым простым и экономичным из доступных фильтров. С другой стороны, RC-фильтр используется для уменьшения количества пульсаций напряжения на конденсаторном фильтре. Его основная функция — пропускать большую часть компонента постоянного тока, одновременно ослабляя компонент переменного тока сигнала.

Коэффициент пульсации и пульсации

Ripple — это нежелательная переменная составляющая сигнала после выпрямления. Это нежелательно, поскольку может разрушить или повредить груз. Это главная причина, по которой фильтры устанавливаются в блок питания — для предотвращения сильных пульсаций.Работа фильтра состоит в том, чтобы сгладить сигнал и подавить переменный компонент или изменения. Коэффициент пульсации — это отношение среднеквадратичного значения напряжения пульсаций к значению компонента постоянного тока при выходном напряжении. Иногда это выражается в процентах или в размахе. Коэффициент пульсации определяет эффективность фильтра, используемого в цепи.

Регуляторы напряжения

Регулятор напряжения предназначен для обеспечения очень стабильного или хорошо регулируемого выхода постоянного тока. Всегда идеально иметь стабильное выходное напряжение, чтобы нагрузка работала правильно.Выходной уровень поддерживается независимо от изменения входного напряжения. Обычно используемые транзисторные регуляторы напряжения представляют собой последовательный регулятор напряжения и шунтирующий регулятор напряжения.

Регулятор напряжения серии

Последовательный элемент контролирует количество нерегулируемого входного напряжения, которое поступает на выход в качестве регулируемого выхода. Регулируемое выходное напряжение измеряется схемой, которая обеспечивает обратную связь со схемой компаратора, и сравнивается с опорным напряжением.

Шунтирующий регулятор напряжения

Шунтирующий регулятор напряжения обеспечивает регулирование путем шунтирования тока от нагрузки для регулирования выходного напряжения.

Регуляторы напряжения микросхемы

Блок интегральных микросхем регулятора содержит схемы — эталонный источник, компаратор, усилитель, устройство управления и устройство защиты от перегрузки — внутри одной микросхемы. Существуют также регулируемые регуляторы напряжения, которые позволяют пользователю устанавливать желаемый выходной уровень.Другие регуляторы IC имеют фиксированные выходные значения. Говорят, что регуляторы IC превосходят транзисторные регуляторы напряжения, когда речь идет о линейности выходного напряжения.

,

БП 101: резисторы, транзисторы и диоды

Резисторы, транзисторы и диоды Резисторы

Резисторы

являются наиболее часто используемым электронным компонентом. Их роль заключается в том, чтобы просто ограничивать протекание электрического тока при необходимости и следить за тем, чтобы на компонент подавалось правильное напряжение. Мы измеряем сопротивление в омах. Однако, поскольку сопротивление представляет собой очень маленькое сопротивление, в большинстве случаев вы увидите сопротивление, измеренное в кОм (1000 Ом), или МОм (1 000 000 Ом) .

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Когда мы объединяем несколько резисторов в ряд, мы просто добавляем их сопротивление (уравнение 1 ниже). Один и тот же ток протекает через все последовательно соединенные резисторы, но на каждом резисторе наблюдается некоторое падение напряжения.

(1) R _серии = R1 + R2 + R3…

Когда мы объединяем несколько резисторов параллельно, мы уменьшаем общее сопротивление (уравнение 2). Кроме того, когда в цепи имеется несколько ветвей сопротивления, ток, протекающий в каждую из них, обратно пропорционален сопротивлению ветви.

(2) R _{параллельно} = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3…)

Поскольку мы сделали это далеко, мы должны упомянуть закон Ома: напряжение равно току, умноженному на сопротивление ( уравнение 3). Другим не менее известным законом является закон Джоуля (уравнение 4), который дает соотношение мощности (P) с напряжением (V) и током (I).

(3) V = I x R

(4) P = V x I = (I x R) x I = I ² XR

Транзисторы

Транзистор считается Крупнейшее открытие или новшество 20 ^{-х гг.} в.Действительно, в настоящее время внутри каждого электронного устройства вы найдете транзисторы, работающие без усилий и надежно. Двумя наиболее распространенными типами транзисторов являются транзисторы с биполярным переходом (BJT), которые можно разбить на NPN и PNP-транзисторы, и полевые транзисторы (FET). Подобно BJT, FET бывают N-канального и P-канального типа. Двумя основными типами полевых транзисторов являются полевые МОП-транзисторы (металлооксидные полупроводниковые полевые транзисторы) и полевые транзисторы (полевые транзисторы).

Транзистор имеет три провода: исток, затвор и сток.Чтобы объяснить его работу, мы будем использовать простую парадигму. Подумайте о трубе, которая соединяет источник воды с канализацией. Клапан (затвор) контролирует поток воды, будучи полностью закрытым, частично открытым или полностью открытым. То же самое относится и к транзистору. Подавая напряжение или ток (в зависимости от типа транзистора) на затвор, мы можем контролировать ток, протекающий от источника к стоку. В NPN-транзисторах исток, затвор и сток называются коллектором, базой и эмиттером соответственно. Две основные роли транзисторов — усиление слабых сигналов и переключение.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

В блоках питания в основном используются NPN FET в преобразователе APFC и в качестве главных коммутаторов. Для дальнейшего повышения эффективности они также используются на вторичной стороне для выпрямления выходов постоянного тока (синхронный дизайн).

Диоды

Диод можно рассматривать как односторонний клапан. Когда на него подается напряжение, оно позволяет току течь в одном направлении, но не через другое. Этот процесс иногда также называют процессом исправления.Один конец диода называется анодом, а другой — катодом. Большинство диодов позволяют току свободно течь от анода к катоду. Когда ток начинает течь от диода, на нем происходит постоянное падение напряжения. Для большинства диодов это падение напряжения составляет примерно 0,7 В.

Все диоды имеют номинальный ток, который указывает максимальный прямой ток, который они могут выдержать. Кроме того, значение пикового обратного напряжения (PIV) отображает максимальное обратное напряжение, с которым может справиться диод, прежде чем он выйдет из строя.Теперь, если вы хотите выяснить, работает ли диод правильно, то все, что вам нужно сделать, это измерить его с помощью мультиметра, используя шкалу омов. В одном направлении диод должен иметь низкое сопротивление (прямое смещение), а в противоположном направлении вы увидите высокое сопротивление (обратное смещение).

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Диоды имеют множество применений. Некоторыми из наиболее распространенных являются регулирование напряжения, выпрямление переменного тока (мостовые выпрямители), применение светодиодов, защита от перенапряжения и многое другое.Во многих блоках питания, кроме обычных диодов, мы почти всегда встречаем мостовые выпрямители (четыре диода в мостовой схеме, обеспечивающей двухполупериодное выпрямление входящего сигнала переменного тока) и барьерные диоды Шоттки (SBR). SBR используются в секции APFC (повышающие диоды) и иногда для процесса выпрямления выходов постоянного тока на вторичной стороне. Диоды Шоттки представляют собой специальные диоды с меньшим падением прямого напряжения, чем обычные диоды. Однако в высокоэффективных БП они полностью заменяются полевыми транзисторами, которые рассеивают меньше энергии.Но есть также случаи, когда SBR работают вместе с FET, заменяя его внутренний диод, обеспечивая повышенную эффективность, поскольку фактическое регулирование все еще обрабатывается FET.

,