Как модифицировать электронный трансформатор для галогенных ламп в полноценный блок питания. Какие доработки нужны для защиты от КЗ и запуска без нагрузки. Какие компоненты использовать для увеличения мощности.
Что такое электронный трансформатор и зачем его модифицировать
Электронный трансформатор (ЭТ) — это импульсный блок питания, предназначенный для понижения сетевого напряжения 220В до 12В для питания галогенных ламп. Основные характеристики стандартных ЭТ:
- Мощность от 20 до 250 Вт
- Простая схема полумостового инвертора
- Нестабильная работа
- Отсутствие защиты от короткого замыкания
- Запуск только при подключенной нагрузке определенной мощности
Несмотря на недостатки, ЭТ можно модифицировать в полноценный блок питания для радиолюбительских конструкций, внеся несколько простых изменений в схему.
Цели модификации электронного трансформатора
Основные задачи при переделке ЭТ в универсальный блок питания:
![](/800/600/https/svoimi-rukami2.ru/wp-content/uploads/d/c/3/dc345064cf2947331b815313b8a5281a.jpg)
- Добавить защиту от короткого замыкания на выходе
- Обеспечить запуск при подаче сетевого напряжения без подключенной нагрузки
- Стабилизировать выходное напряжение
- При необходимости увеличить выходную мощность
Схема доработки электронного трансформатора
Для модификации ЭТ потребуется внести следующие изменения в схему:
- Удалить обмотку обратной связи на трансформаторе ОС и заменить ее перемычкой
- Добавить резистор 3-8 Ом для ограничения тока КЗ
- Намотать дополнительные витки на силовом трансформаторе и трансформаторе ОС
- Установить сглаживающий конденсатор на выходе
Пошаговая инструкция по модификации
Шаг 1: Подготовка
Для работы потребуются следующие компоненты и инструменты:
- Электронный трансформатор мощностью 60-150 Вт
- Резистор 3-8 Ом, 3-5 Вт
- Провод 0.4-0.8 мм для намотки
- Электролитический конденсатор 1000-2200 мкФ, 25В
- Паяльник, бокорезы, отвертка
Шаг 2: Модификация схемы ОС
1. Найдите на плате ЭТ два трансформатора — силовой и трансформатор обратной связи (ОС).
2. На трансформаторе ОС найдите обмотку из 1 витка, подключенную к силовому трансформатору.
![](/800/600/https/img.usamodelkina.ru/uploads/posts/2018-12/1544559015_bandicam-2018-12-11-22-52-04-631.jpg)
3. Удалите эту обмотку и замените ее перемычкой.
Шаг 3: Добавление защиты от КЗ
1. Установите резистор 3-8 Ом последовательно с перемычкой на месте удаленной обмотки ОС.
2. Чем больше сопротивление резистора, тем меньше ток срабатывания защиты от КЗ.
Шаг 4: Намотка дополнительных витков
1. На силовом трансформаторе намотайте 2 витка провода 0.4-0.8 мм.
2. На трансформаторе ОС намотайте 1 виток того же провода.
Шаг 5: Установка выходного фильтра
1. На выходе ЭТ установите электролитический конденсатор 1000-2200 мкФ, 25В.
2. Подключите конденсатор параллельно выходным клеммам, соблюдая полярность.
Увеличение мощности электронного трансформатора
Для увеличения выходной мощности ЭТ можно выполнить следующие доработки:
- Заменить силовые транзисторы на более мощные (например, MJE13009)
- Увеличить емкость конденсаторов в силовой части до 0.5 мкФ
- Намотать силовую обмотку трансформатора более толстым проводом
- Заменить выпрямительные диоды на более мощные (ток 2-3 А)
- Установить радиатор на силовые элементы
Проверка и настройка модифицированного блока питания
После внесения изменений необходимо проверить работу устройства:
![](/800/600/https/forum.cxem.net/uploads/monthly_02_2013/post-84896-0-78003700-1361969365.png)
- Подключите блок питания к сети через лампочку 60-100 Вт
- Проверьте запуск без нагрузки — генерация должна начаться
- Измерьте выходное напряжение — оно должно быть около 12В
- Проверьте работу защиты, замкнув на короткое время выход
- Подключите нагрузку 50-80% от номинала и проверьте нагрев элементов
Преимущества модифицированного электронного трансформатора
После доработки ЭТ приобретает следующие полезные свойства:
- Запуск без нагрузки при подаче питания
- Защита от короткого замыкания на выходе
- Стабилизированное выходное напряжение
- Компактные размеры
- Высокий КПД (до 85-90%)
- Низкая стоимость компонентов
Области применения модифицированного блока питания
Доработанный электронный трансформатор можно использовать в качестве источника питания для:
- Радиолюбительских конструкций
- Зарядных устройств
- Лабораторных блоков питания
- Питания автомобильной электроники
- Маломощных инверторов
Меры предосторожности при работе с электронным трансформатором
При модификации и использовании ЭТ необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
![](/800/600/https/encom74.ru/wp-content/uploads/8/a/6/8a6141830bc448b3ab7d6f67cc2d26cc.jpg)
- Работать только при отключенном питании
- Не прикасаться к элементам схемы во время работы
- Использовать изолированный инструмент
- Обеспечить хорошую вентиляцию при работе
Заключение
Модификация электронного трансформатора в универсальный блок питания — несложная, но эффективная доработка. Она позволяет получить надежный и недорогой источник питания для различных радиолюбительских проектов. При соблюдении несложных правил безопасности такой блок питания прослужит долго и надежно.
Переделка электронного трансформатора | all-he
Электронный трансформатор — сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Подробнее о данном устройстве в статье «Электронный трансформатор (ознакомление)».
Устройство имеет достаточно простую схему. Простой двухтактный автогенератор, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота порядка 30кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки.
Схема такого блока питания очень не стабильна, не имеет никаких защит от КЗ на выходе трансформатора, пожалуй именно из-за этого, схема пока не нашла широкого применения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на разных форумах наблюдается продвижение данной темы. Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов. Я сегодня попытаюсь все эти доработки совместить в одной статье и предложить варианты не только доработки, но и умощнения ЭТ.
В основу работы схемы углубляться не будем, а сразу приступим к делу.
Мы попытаемся доработать и увеличить мощность китайского ЭТ Taschibra на 105 Ватт.
Для начала хочу пояснить, по какой причине я решил взяться за умощнение и переделку таких трансформаторов. Дело в том, что недавно сосед попросил сделать ему на заказ зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, который был бы компактным и легким. Собирать не хотелось, но позже я наткнулся на интересные статьи в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло на мысль — почему бы не попробовать?
Таким образом, были приобретены несколько ЭТ от 50 до 150 Ватт, но опыты с переделкой не всегда завершались успешно, из всех выжил только ЭТ на 105 Ватт. Недостатком такого блока является то, что трансформатор у него не кольцевой, в связи с чем неудобно отмотать или домотать витки. Но другого выбора не было и пришлось переделать именно этот блок.
Как нам известно, эти блоки не включаются без нагрузки, это не всегда является достоинством. Я планирую получить надежное устройство, которое можно свободно применять в любых целях, не боясь, что блок питания может перегореть или выйти из строя при КЗ.
Доработка №1
Суть идеи заключается в добавлении защиты от КЗ, также устранения вышеуказанного недостатка (активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой).
Глядя на сам блок, мы можем увидеть простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не до конца отработана производителем. Как мы знаем, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то меньше, чем за секунду схема выйдет из строя. Ток в схеме резко возрастает, ключи в миг выходят из строя, иногда и базовые ограничители. Таким образом, ремонт схемы обойдется дороже стоимости (цена такого ЭТ порядка 2,5$).
Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток. Две из этих обмоток питают базовые цепи ключей.
Для начала удаляем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора.
Затем на силовом трансформаторе мотаем всего 2 витка и один виток на кольце (трансформаторе ОС). Для намотки можно использовать провод с диаметром 0,4-0,8мм.
Далее нужно подобрать резистор для ОС, в моем случае он на 6,2 ОМ, но резистор можно подобрать с сопротивлением 3-12 Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от КЗ. Резистор в моем случае использован проволочный, чего делать не советую. Мощность этого резистора подбираем 3-5 ватт (можно использовать от 1 до 10 ватт).
Во время КЗ на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает (в стандартных схемах ЭТ при КЗ ток возрастает, выводя из строя ключи). Это приводит к уменьшению тока на обмотке ОС. Таким образом, прекращается генерация, сами ключи запираются.
Единственным недостатком такого решение является то, что при долговременном КЗ на выходе, схема выходит из строя, поскольку ключи греются и достаточно сильно. Не стоит подвергать выходную обмотку КЗ с длительностью более 5-8 секунд.
Схема теперь будет заводиться без нагрузки, одним словом мы получили полноценный ИБП с защитой от КЗ.
Доработка №2
Теперь постараемся, в какой-то мере сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого будем использовать дроссели и сглаживающий конденсатор. В моем случае использован готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. Данный дроссель был снят от ИБП DVD проигрывателя, хотя можно использовать и самодельные дросселя.
После моста следует подключить электролит с емкостью 200мкФ с напряжением не менее 400 Вольт. Емкость конденсатора подбирается исходя из мощности блока питания 1мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш БП рассчитан на 105 Ватт, почему же конденсатор использован на 200мкФ? Это поймете уже совсем скоро.
Доработка №3
Теперь о главном — умощнение электронного трансформатора и реально ли это? На самом деле есть только один надежный способ умощнения без особых переделок.
Для умощнения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, поскольку нужно будет перемотать вторичную обмотку, именно по этой причине мы заменим наш трансформатор.
Сетевая обмотка растянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,5-0,65мм. Обмотка мотается на двух сложенных ферритовых кольцах, которые были сняты от ЭТ с мощностью 150 Ватт. Вторичная обмотка мотается исходя от нужд, в нашем случае она рассчитана на 12 Вольт.
Планируется увеличить мощность до 200 Ватт. Именно поэтому и нужен был электролит с запасом, о котором говорилось выше.
Конденсаторы полумоста заменяем на 0,5мкФ, в штатной схеме они имеют емкость 0,22 мкФ. Биполярные ключи MJE13007 заменяем на MJE13009.
Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, намотка делалась 5-ю жилами провода 0,7мм, таким образом, имеем в первичке провод с общим сечением 3,5мм.
Идем дальше. Перед и после дросселей ставим пленочные конденсаторы с емкостью 0,22-0,47мкФ с напряжением не менее 400 Вольт (я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЭТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности).
Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N4007. Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы. Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1,5-2 Ампер, обратное напряжение не менее 400 Вольт.
Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки.
Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром.
Дросселя намотаны на кольцах из порошкового железа (сняты от компьютерного БП), состоят из 5-8 витков. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,4-0,6мм каждая жила.
Сглаживающий конденсатор подбираем с напряжением 25-35 Вольт, в качестве выпрямителя применен один мощный диод шоттки (диодные сборки из компьютерного блока питания). Можно использовать любые быстрые диоды с током 15-20 Ампер.
Импульсный блок питания из электронного трансформатора
Электрика и электрооборудование, электротехника и электроника — информация! Рассмотрим основные преимущества, достоинства и недостатки электронных трансформаторов. Рассмотрим схему их работы. Электронные трансформаторы появились на рынке совсем недавно, но успели завоевать широкую популярность не только в радиолюбительских кругах.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Блок питания на основе электронного трансформатора
Подробная схема выбора электронного трансформатора и как переделать своими руками
Электронный трансформатор — сетевой импульсный блок питания, который предназначен для питания галогенных ламп 12 Вольт. Устройство имеет достаточно простую схему.
Простой двухтактный автогенератор, который выполнен по полумостовой схеме, рабочая частота порядка 30кГц, но этот показатель сильно зависит от выходной нагрузки. Схема такого блока питания очень не стабильна, не имеет никаких защит от КЗ на выходе трансформатора, пожалуй именно из-за этого, схема пока не нашла широкого применения в радиолюбительских кругах. Хотя в последнее время на разных форумах наблюдается продвижение данной темы. Люди предлагают различные варианты доработки таких трансформаторов.
Я сегодня попытаюсь все эти доработки совместить в одной статье и предложить варианты не только доработки, но и умощнения ЭТ. В основу работы схемы углубляться не будем, а сразу приступим к делу. Мы попытаемся доработать и увеличить мощность китайского ЭТ Taschibra на Ватт.
Для начала хочу пояснить, по какой причине я решил взяться за умощнение и переделку таких трансформаторов. Дело в том, что недавно сосед попросил сделать ему на заказ зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, который был бы компактным и легким. Собирать не хотелось, но позже я наткнулся на интересные статьи в которых рассматривалась переделка электронного трансформатора. Это натолкнуло на мысль — почему бы не попробовать? Таким образом, были приобретены несколько ЭТ от 50 до Ватт, но опыты с переделкой не всегда завершались успешно, из всех выжил только ЭТ на Ватт.
Недостатком такого блока является то, что трансформатор у него не кольцевой, в связи с чем неудобно отмотать или домотать витки. Но другого выбора не было и пришлось переделать именно этот блок. Как нам известно, эти блоки не включаются без нагрузки, это не всегда является достоинством. Я планирую получить надежное устройство, которое можно свободно применять в любых целях, не боясь, что блок питания может перегореть или выйти из строя при КЗ.
Электронный трансформатор ознакомление. Суть идеи заключается в добавлении защиты от КЗ, также устранения вышеуказанного недостатка активация схемы без выходной нагрузки или с маломощной нагрузкой. Глядя на сам блок, мы можем увидеть простейшую схему ИБП, я бы сказал, что схема не до конца отработана производителем. Как мы знаем, если замкнуть вторичную обмотку трансформатора, то меньше, чем за секунду схема выйдет из строя.
Ток в схеме резко возрастает, ключи в миг выходят из строя, иногда и базовые ограничители. Трансформатор обратной связи состоит из трех отдельных обмоток. Две из этих обмоток питают базовые цепи ключей.
Для начала удаляем обмотку связи на трансформаторе ОС и ставим перемычку. Эта обмотка включена последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Затем на силовом трансформаторе мотаем всего 2 витка и один виток на кольце трансформаторе ОС. Для намотки можно использовать провод с диаметром 0,,8мм. Далее нужно подобрать резистор для ОС, в моем случае он на 6,2 ОМ, но резистор можно подобрать с сопротивлением Ом, чем выше сопротивление этого резистора, тем меньше ток защиты от КЗ.
Резистор в моем случае использован проволочный, чего делать не советую. Мощность этого резистора подбираем ватт можно использовать от 1 до 10 ватт.
Во время КЗ на выходной обмотке импульсного трансформатора ток во вторичной обмотке падает в стандартных схемах ЭТ при КЗ ток возрастает, выводя из строя ключи. Это приводит к уменьшению тока на обмотке ОС.
Таким образом, прекращается генерация, сами ключи запираются. Единственным недостатком такого решение является то, что при долговременном КЗ на выходе, схема выходит из строя, поскольку ключи греются и достаточно сильно.
Не стоит подвергать выходную обмотку КЗ с длительностью более секунд. Схема теперь будет заводиться без нагрузки, одним словом мы получили полноценный ИБП с защитой от КЗ. Теперь постараемся, в какой-то мере сгладить сетевое напряжение от выпрямителя. Для этого будем использовать дроссели и сглаживающий конденсатор.
В моем случае использован готовый дроссель с двумя независимыми обмотками. После моста следует подключить электролит с емкостью мкФ с напряжением не менее Вольт. Емкость конденсатора подбирается исходя из мощности блока питания 1мкФ на 1 ватт мощности. Но как вы помните, наш БП рассчитан на Ватт, почему же конденсатор использован на мкФ?
Это поймете уже совсем скоро. Теперь о главном — умощнение электронного трансформатора и реально ли это? На самом деле есть только один надежный способ умощнения без особых переделок. Для умощнения удобно использовать ЭТ с кольцевым трансформатором, поскольку нужно будет перемотать вторичную обмотку, именно по этой причине мы заменим наш трансформатор.
Сетевая обмотка растянута по всему кольцу и содержит 90 витков провода 0,,65мм. Обмотка мотается на двух сложенных ферритовых кольцах, которые были сняты от ЭТ с мощностью Ватт. Вторичная обмотка мотается исходя от нужд, в нашем случае она рассчитана на 12 Вольт. Планируется увеличить мощность до Ватт.
Именно поэтому и нужен был электролит с запасом, о котором говорилось выше. Конденсаторы полумоста заменяем на 0,5мкФ, в штатной схеме они имеют емкость 0,22 мкФ. Силовая обмотка трансформатора содержит 8 витков, намотка делалась 5-ю жилами провода 0,7мм, таким образом, имеем в первичке провод с общим сечением 3,5мм.
Идем дальше. Перед и после дросселей ставим пленочные конденсаторы с емкостью 0,,47мкФ с напряжением не менее Вольт я использовал именно те конденсаторы, которые были на плате ЭТ и которые пришлось заменить для увеличения мощности.
Далее заменяем диодный выпрямитель. В стандартных схемах применяются обычные выпрямительные диоды серии 1N Ток диодов составляет 1 Ампер, наша схема потребляет немало тока, поэтому диоды стоит заменить на более мощные, во избежание неприятных результатов после первого включения схемы.
Можно использовать буквально любые выпрямительные диоды с током 1, Ампер, обратное напряжение не менее Вольт. Все компоненты, кроме платы с генератором смонтированы на макетной плате. Ключи были укреплены на теплоотвод через изоляционные прокладки. Продолжаем нашу переделку электронного трансформатора, дополнив схему выпрямителем и фильтром. Намотку удобно сделать сразу 5-ю жилами провода с диаметром 0,,6мм каждая жила.
Сглаживающий конденсатор подбираем с напряжением Вольт, в качестве выпрямителя применен один мощный диод шоттки диодные сборки из компьютерного блока питания. Можно использовать любые быстрые диоды с током Ампер. Дальше делать не стал. И, одновременно, — реклама электронного трансформатора 3х35 Вт Вт — три галогенные лампы. Исходная схема, обнародованная изобретателем, имеет защиту от КЗ в нагрузке.
Автогенерация срывается при перегрузке из-за наличия обратной связи между силовым и задающим трансформаторами. Восстановление синуса во вторичной сети осуществляется переключателем на 2-х полевых транзисторах.
Собрал по схеме- резистор в доработке сильно греется. Обмотки намотал с точностью да наоборот- 2 на маленьком кольце обратной связи, а один на силовом, сопротивление поставил 3,9. Поставил перемычку на обратной связи по току. Блок запустился и ничего не грелось. К концам припаял диод шотке от компа на 20а 45вольт — центральный выход с диода — плюс, вторая коса 16 жил — минус, на выход повесил два кондера 0,1 и мкф.
Под нагрузкой снял на выходе 13,6 вольт и чуть более 7 ампер со ватного трансформатора. Сопротивление в доработке можно применять от 3 до 10 Ом, двойной диод шотке необходимо брать в 2 раза больше, так как ампераж указан суммой с двух плеч, то есть 20а это один диод 10а и второй 10а. Д2 радиочастотные вч диоды, 1n силовые.
Разница в назначение. Ферритовые обязательно, желательно импортные, у наших бывают очень забавные приколы…. Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Skip to content В тему: Электронный трансформатор ознакомление. Related Post. Отзывы: 8. Alexander Ххх :. Рейтинг: 0. Войдите, чтобы ответить. Натэлла Аскарова :. Skazochnic :. Добавить комментарий Отменить ответ Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться. Войти с помощью:.
Электронные трансформаторы. Устройство и работа. Особенности
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 блок питания из электронного трансформатора.
Для начала блок был снабжен сетевым фильтром. Плата электронного трансформатора для галогенных ламп. Дроссель был выпаян из блока питания.
Блок питания для шуруповерта 18 в своими руками – как продлить жизнь инструменту
Электронные трансформаторы: назначение и типовое использование. Применение электронного трансформатора. Для того чтобы улучшить условия электробезопасности систем освещения в некоторых случаях рекомендуется использование ламп не на напряжение В, а значительно ниже. Как правило, такое освещение устраивается во влажных помещениях: подвалах, погребах, ванных комнатах. Для этих целей в настоящее время применяются в основном галогенные лампы с рабочим напряжением 12В. Питание таких ламп осуществляется через электронные трансформаторы , о внутреннем устройстве которых будет рассказано несколько позже. А пока несколько слов о штатном использовании этих устройств. Все достаточно просто и понятно.
Каталог радиолюбительских схем
Все больше и больше радиолюбители переходят на питание своих кострукций импульсыми источниками питания. На прилавках магазинов сейчас размещено очень много дешевых электронных трансформаторов дальше просто ЭТ. При небольших размерах они обеспечивают большую выходную мощность, да и малые размеры хорошо — это на тот случай, если упадет на ногу: Радиолюбители пытаются использовать эти ЭТ, но у них есть определённые недостатки, такие как: нежелание запуститься без нарузки, выход из строя при КЗ, и сильный уровень помех. В этой статье хочу поделиться с вами переделками электронных трансформаторов, чтобы избавитса от вышеуказанных недостатков.
Очень многие любители мастерить сейчас пользуются аккумуляторными дрелями-шуруповертами. Инструмент действительно очень полезный, так как ускоряет и упрощает работу по завинчиванию шурупов, болтов и не связывает вас с электросетью.
Переделка электронного трансформатора
При сборке той или иной конструкции иногда встает вопрос источника питания, особенно если устройство требует мощного блока питания, а без переделки его не обойтись. В наши дни найти железные трансформаторы с нужными параметрами не трудно, они довольно дорогие, к тому же большие размеры и вес — их основной недостаток. Хорошие импульсные источники питания сложны в сборке и наладке, поэтому многим они недоступны. В своем выпуске видеоблогер Aka Kasyan покажет процесс постройки мощного и особо простого блока питания на базе электронного трансформатора. Хотя в большей мере этот видеоролик посвящен переделке и увеличению его мощности.
Простой ИБП на основе электронного трансформатора
При сборке той или иной конструкции иногда встает вопрос источника питания, особенно если устройство требует мощного блока питания, а без переделки его не обойтись. В наши дни найти железные трансформаторы с нужными параметрами не трудно, они довольно дорогие, к тому же большие размеры и вес — их основной недостаток. Хорошие импульсные источники питания сложны в сборке и наладке, поэтому многим они недоступны. Хотя в большей мере этот видеоролик посвящен переделке и увеличению его мощности. Купить электронный трансформатор можно этом китайском магазине. В качестве экспериментального выступил электронный трансформатор с мощностью 60 ватт, из которого мастер намерен вытянуть целых ватт. В теории все должно работать.
Для создания такого устройства типа импульсного блока питания (ИБП) необходимо.
Блок питания из электронного трансформатора Taschibra
Для острожного, бережливого радиолюбителя, электронный импульсный трансформатор [ЭТ] — это эффективный, удобный, экономичный и простой в устройстве, назначении и свойствах эксплуатации современный энергоприбор. Так ли это, или все-таки вполне можно применять его в быту и работе, получая на выходе чистый, стабильный сигнал электроэнергии во всех подробностях рассмотрим далее. Любое освещение, будь то бытовое или производственное, в современном мире стремится к безопасности, минимальным габаритам и экономичному энергопотреблению. Особенно, если речь идет о покрытии световым потоком зон с пыльной или влажной средой.
ПЕРЕДЕЛКА ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Такой интересный компонент, как электронный трансформатор, так и просится для разнообразных радиолюбительских поделок. Цена его составляет всего пару долларов, и его легко можно приобрести и переделать в блок питания или компактное автомобильное зарядное устройство. Сегодня мы расскажем, как можно сделать блок питания из электронного трансформатора. Использовать его как обычный блок питания без доделки практически невозможно так как основная проблема в том, что на выходе электронного трансформатор переменное напряжение высокой частоты.
Введите электронную почту и получайте письма с новыми самоделками.
Войти Регистрация. Логин: Пароль Забыли? Популярные ICO. Обзор ICO Agrotechfarm: цели, преимущества, токены. Обзор ICO fatcats. Универсальный коммутатор для ноутбуков от Baseus — обзор фото. Обзор быстрой зарядки для мобильных девайсов от Baseus.
Недавно в магазине на глаза попался электронный трансформатор для галогенных ламп. Блок был куплен для опытов. Как позже оказалось, он не имел защиту и при КЗ случился настоящий взрыв
Блок питания на электронном трансформаторе своими руками. Переделка электронного трансформатора в блок питания
Электронные трансформаторы начали входить в моду совсем недавно. По сути, он является импульсным блоком питания, который предназначен для понижения сетевых 220 Вольт до 12 Вольт. Такие трансформаторы применяются для питания галогенных ламп 12 Вольт. Мощность выпускаемых ЭТ на сегодня 20-250 Ватт. Конструкции почти у всех схем подобного рода схожи друг с другом. Это простой полумостовой инвертор, достаточно нестабильный в работе. Схемы лишены защиты от КЗ на выходе импульсного трансформатора. Еще одним недостатком схемы является то, что генерация происходит только тогда, когда на вторичную обмотку трансформатора подключают нагрузку определенной величины. Я решил написать статью, поскольку считаю, что ЭТ может быть использован в радиолюбительских конструкциях в качестве источника питания, если внести некоторые простые альтернативные решения в схему ЭТ. Суть переделки — дополнить схему защитой от КЗ и заставить ЭТ включаться при подаче сетевого напряжения и без лампочки на выходе. На самом деле переделка достаточно проста и не требует особых навыков в электронике. Схема показана ниже, красным — изменения.
На плате ЭТ мы можем увидеть два трансформатора — основной (силовой) и трансформатор ОС. Трансформатор ОС содержит 3 отдельные обмотки. Две из них являются базовыми обмотками силовых ключей и состоят из 3-х витков. На этом же трансформаторе есть еще одна обмотка, которая состоит всего из одного витка. Эта обмотка последовательно подключена к сетевой обмотке импульсного трансформатора. Именно эту обмотку нужно снять и заменить перемычкой. Дальше нужно поискать резистор с сопротивлением 3-8 Ом (от его величины зависит срабатывания защиты от КЗ). Затем берем провод диаметром 0,4-0,6мм и мотаем два витка на на импульсном трансформаторе, затем 1 виток на трансформаторе ОС. Резистор ОС подбираем с мощностью от 1 до 10 ватт, он будет нагреваться, и достаточно сильно. В моем случае использован проволочный резистор с сопротивлением 6,2 Ом, но не советую использовать их, поскольку проволока имеет некоторую индуктивность, что может повлиять на дальнейшую работу схемы, хотя точно сказать не могу — время покажет.
При КЗ на выходе тут же сработает защита. Дело в том, что ток во вторичной обмотке импульсного трансформатора, а также и на обмотках трансформатора ОС резко спадет, это приведет к запиранию ключевых транзисторов. Для сглаживания сетевых помех на входе питания установлен дроссель, который был выпаян от другого ИБП. После диодного моста желательно установить электролитический конденсатор с напряжением не менее 400 Вольт, емкость подобрать исходя от расчета 1мкФ на 1 ватт.
Но даже после переделки, не стоит замыкать выходную обмотку трансформатора более 5 секунд, поскольку силовые ключи будут греться и могут выйти из строя. Переделанный таким образом импульсный БП включится без выходной нагрузки вообще. При КЗ на выходе генерация срывается, но схема не пострадает. Обычный же ЭТ при замыкании выхода, просто мгновенно сгорает:
Продолжая экспериментировать с блоками электронных трансформаторов для питания галогенных ламп, можно доработать сам импульсный трансформатор, например для получения повышенного двухполярного напряжения для питания автомобильного усилителя.
Трансформатор в ИБП галогенных ламп выполнен на ферритовом кольце, и по виду с этого кольца можно выжимать нужные ватты. С кольца были сняты все заводские обмотки и на их место были намотаны новые. Трансформатор на выходе должен обеспечивать двухполярное напряжение — 60 вольт на плечо.
Для намотки трансформатора использовался провод от китайских обычных железных трансформаторов (входили в комплект приставки сега). Провод — 0,4 мм. Первичная обмотка — мотается 14-ю жилами, сначала 5 витков по всему кольцу, провод не отрезаем! После намотки 5 витков делаем отвод, скручиваем провод и мотаем еще 5. Такое решение избавит от трудной фазировки обмоток. Первичная обмотка готова.
Вторичка мотается также. Обмотка состоит из 9-ти жил того же провода, одно плечо состоит из 20 витков, тоже мотается по всему каркасу, затем отвод и мотаем еще 20 витков.
Для очищения лака я просто поджег провода зажигалкой, затем очистил их монтажным ножом и вытер кончики растворителем. Должен сказать — работает великолепно! На выходе получил требуемые 65 вольт. В дальнейших статьях мы рассмотрим варианты такого рода, а также добавим выпрямитель на выходе, превращая ЭТ в полноценный импульсный блок питания, который может быть использован практически для любых целей.
Недавно в магазине на глаза попался электронный трансформатор для галогенных ламп. Стоит такой трансформатор копейки — всего 2,5$, что в разы дешевле стоимости используемых в нем компонентов. Блок был куплен для опытов. Как позже оказалось, он не имел защиту и при КЗ случился настоящий взрыв… Трансформатор был довольно мощным (150 Ватт), поэтому на входе был установлен предохранитель, который буквально лопнул. После проверки, оказалось, что половина компонентов сгорело. Ремонт обойдется дорого, да и незачем тратить нервы и время, лучше купить новый. На следующий день были куплены сразу три трансформатора на 50, 105 и 150 ватт.
Планировалось доработать блок, поскольку это был ИБП — без каких-либо фильтров и защит.
После доработки должен был получиться мощный ИБП, основная особенность которого — компактность.
Для начала блок был снабжен сетевым фильтром.
Дроссель был выпаян из блока питания DVD проигрывателя, состоит из двух идентичных обмоток, каждая содержит по 35 витков провода 0.3мм. Только проходя через фильтр, напряжение подается на основную схему. Для сглаживания НЧ помех использовались конденсаторы на 0.1 мкФ (подобрать с напряжением 250-400 вольт). Светодиод показывает наличие сетевого напряжения.
Регулятор напряжения
Была использована схема с применением всего одного транзистора. Эта самая простая схема из всех существующих, содержит пару компонентов и работает очень хорошо. Недостаток схемы — перегрев транзистора при больших нагрузках, но все не так уж и страшно. В схеме можно использовать любые мощные биполярные НЧ транзисторы обратной проводимости — КТ803,805,819,825,827 — рекомендую использовать последние три. Подстроечник можно брать с сопротивлением 1…6.8к, дополнительный защитный резистор берем с мощностью 0,5-1 Ватт.
Регулятор готов, идем дальше.
Защита
Еще одна простая схема, по сути это защита от переплюсовки. Реле буквально любое на 10-15 Ампер. Диод тоже можно применить любой выпрямительный, с током 1 ампер и более (отлично справляется широко применяемый 1N4007). Светодиод сигнализирует о неправильной полярности. Эта система отключает напряжение, если на выходе КЗ или неправильно подключено проверяемое устройство. БП можно использовать для проверки работоспособности самодельных УНЧ, преобразователей, автомагнитол и т.п., при этом не нужно боятся, что вдруг перепутаете полярность питания.
В дальнейшем мы рассмотрим еще несколько простых переделок электронного трансформатора, ну а пока у нас есть простой, компактный и мощный ИБП, который можно использовать в качестве лабораторного блока для начинающего.
Список радиоэлементов
Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
---|---|---|---|---|---|---|
Т1 | Биполярный транзистор | КТ827А | 1 | В блокнот | ||
VD1 | Выпрямительный диод | 1N4007 | 1 | В блокнот | ||
Диодный мост | 1 | В блокнот | ||||
С1, С2 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | В блокнот | ||
С3 | Конденсатор | 0.22 мкФ | 1 | В блокнот | ||
С4-С5 | Электролитический конденсатор | 3300 мкФ | 2 | В блокнот | ||
R2 | Резистор | 480 Ом | 1 | В блокнот | ||
R3 | Переменный резистор | 1 кОм | 1 | В блокнот | ||
R4 | Резистор | 2.2 кОм | 1 | В блокнот | ||
R5 | Резистор |
Электронный трансформатор является сетевым импульсным блоком питания с весьма хорошими показателями. Такие блоки питания лишены защиты от КЗ на выходе, но эту недоработку можно исправить. Сегодня решил представить весь процесс увеличения мощности электронных трансформаторов для галогенных ламп. Китайский ЭТ с мощностью 150 ватт, мы превратим в мощный ИБП, который может быть использован практически для любых целей. Вторичная обмотка импульсного трансформатора, в моем случае содержит всего один виток. Обмотка намотана 10-ю жилами провода 0,5мм. Блок питания умощнен до 300 ватт, следовательно, его можно использовать для НЧ, таких как Холтон, Ланзар, Маршалл Лич и т.п. При желании, можно на основе такого ИБП собрать мощный лабораторный блок питания. Мы знаем, что многие ИБП такого типа не включаются без нагрузки, такой недостаток имеют электронные трансформаторы Tashibra с мощностью 105 ватт.
Наша схема не имеет такого недостатка, схема заводится без нагрузки и может работать с маломощными нагрузками (светодиоды и т.п.). Для умощнения нужно сделать несколько переделок. Нужно перемотать импульсный трансформатор, подобрать конденсаторы полумоста, заменить диоды в выпрямителе и использовать более мощные ключи. В моем случае использованы диоды на полтора ампера, которые я не заменил, но обязательно замените на любые диоды с обратным напряжением не менее 400 Вольт и с током 2 Ампер и более.
Для начала давайте переделаем импульсный трансформатор. На плате можно увидеть кольцевой трансформатор с двумя обмотками, обе обмотки нужно снять. Затем берем еще одно аналогичное кольцо (снял с такого же блока) и склеиваем их. Сетевая обмотка состоит из 90 витков, витки растянуты по всему кольцу.
Диаметр провода, которым намотана обмотка 0,5…0,7мм. Далее уже мотаем вторичную обмотку. Один виток дает полтора вольта, к примеру — для получения 12 Вольт выходного напряжения, обмотка должна содержать 8 витков (но бывают и другие значения).
Далее заменяем конденсаторы полумоста. В стандартной схеме использованы конденсаторы 0,22мкФ 630 Вольт, которые были заменены на 0,5мкФ 400 Вольт. Силовые ключи использованы серии MJE13007, которые были заменены на более мощные — MJE13009.
На этом переделка почти завершена и можно уже подключить в сеть 220 Вольт. После проверки работоспособности схемы идем дальше. Дополняем ИБП сетевого напряжения. Фильтр содержит из дросселей и сглаживающего конденсатора. Электролитический конденсатор подбирается с расчетом 1мкФ на 1 Вольт, для наших 300 Ватт подбираем конденсатор с емкостью 300мкФ с минимальным напряжением 400 Вольт. Дальше приступаем к дросселям. Дроссель у меня использован готовый, был выпаян с другого ИБП. Дроссель имеет две отдельные обмотки по 30 витков провода 0,4мм.
На входе питания можно поставить предохранитель, но в моем случае он уже был на плате. Предохранитель подбирают на 1,25 — 1,5Ампер. Вот теперь все готово, уже можно дополнить схему выпрямителем на выходе и сглаживающими фильтрами. Если планируете собрать на основе такого ИБП зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, то на выходе хватит и одного мощного диода шоттки. К числу таких диодов относится мощный импульсный диод серии STPR40, который достаточно часто применяется в компьютерных блоках питания. Ток указанного диода 20Ампер, но для 300 ваттного блока питания и 20 Ампер маловато. Не беда! Дело в том, что указанный диод содержит в себе два аналогичных диода на 20 Ампер, нужно всего лишь подключить два крайних вывода корпуса друг к другу. Теперь у нас есть полноценный диод на 40 Ампер. Диод нужно будет установить на достаточно большой теплоотвод, поскольку последний будет перегреваться достаточно сильно, возможно понадобится небольшой кулер.
Для сборки самодельных мощных источников питания можно использовать электронные трансформаторы, применяемые для питания галогенных ламп. Электронный трансформатор представляет собой полумостовой автогенераторный импульсный преобразователь напряжения. Стоят такие импульсные трансформаторы достаточно дёшево, и после небольшой доработки их можно использовать для питания своих самодельных устройств требующих мощного источника питания.
При небольших размерах они обеспечивают большую выходную мощность, но у них есть определённые недостатки, такие как: нежелание запуститься без нагрузки, выход из строя при коротком замыкании, и очень сильный уровень помех.
Классическая схема электронного трансформатора на примере Taschibra
, но это может быть и любой другой электронный трансформатор, к примеру ZORN New, приведена ниже.
Напряжение сети поступает на диодный мост. Выпрямленное напряжение питает полумостовой преобразователь на транзисторах. В диагональ моста, образованного этими транзисторами и конденсаторами С1, С2, включена обмотка I импульсного трансформатора Т2. Запуск преобразователя обеспечивается цепью, состоящей из резисторов R3, конденсатора С3, диода D5 и диака D6. Трансформатор обратной связи Т1 имеет три обмотки — обмотка обратной связи по току, которая включена последовательно с первичной обмоткой силового трансформатора (то есть чем больше ток нагрузки — тем больше ток базы ключей, поэтому трансформатор не запускается без нагрузки, или при малой нагрузке напряжение меньше 12В, да и при коротком замыкании базовый ток ключей растет и они выходят из строя, а часто еще и резисторы в базовых цепях), и две обмотки по 3 витка, питающие базовые цепи транзисторов. Выходное напряжение электронного трансформатора представляет собой прямоугольные импульсы частотой 40 кГц, промодулированные частотой 100 Гц.
Внешний вид платы ZORN New 150 и обратная сторона
Первая проблема отсутствия запуска без нагрузки или при малой нагрузке устраняется довольно просто — меняем ОС (обратную связь) по току на ОС по напряжению. Удаляем обмотку ОС по току на коммутирующем трансформаторе и ставим вместо нее перемычку. Далее наматываем 1-2 витка на силовом трансформаторе и 1 на коммутирующем, используем резистор в ОС от 3-10 Ом мощностью не меньше 3 — 5 ватт, чем выше сопротивление — тем меньше ток защиты от КЗ. Этим токоограничивающим резистором устанавливается частота преобразования. При увеличении тока нагрузки частота становится больше. Если преобразователь не запустится необходимо изменить направление намотки.
Подключаем на выходе выпрямительного моста конденсатор, для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Емкость выбирается из расчета 1 — 1,5 мкФ на 1Вт. Рабочее напряжение конденсатора должно быть не менее 400В. При включении в сеть выпрямительного моста с конденсатором возникает бросок тока, поэтому нужно в разрыв одного из сетевых проводов включить терморезистор NTC или резистор 4,7 Ом 5Вт.
Если необходимо другое выходное напряжение, перематываем вторичную обмотку силового трансформатора. Самое простое, это посчитать количество витков вторичной обмотки на силовом трансформаторе, к примеру в электронном трансформаторе ZORN New 150 — 8 витков вторичной обмотки при выходном напряжении 11,8 вольт, соответственно получаем 1,47 вольт/виток. Необходимо также учитывать что, под нагрузкой напряжение упадет, примерно на 2 вольта. Диаметр провода выбирается исходя из тока нагрузки. Таким образом можно получить широкий спектр выходных напряжений от единиц до нескольких сотен вольт. Также можно намотать несколько обмоток для получения нескольких напряжений с одного блока питания, естественно при этом нужно учитывать суммарную мощность электронного трансформатора.
Для выпрямления переменного напряжения на выходе электронного трансформатора устанавливаем диодный мост. Электронные трансформаторы плохо работают с емкостной нагрузкой или не запускаются вообще. Для нормальной работы необходим плавный запуск устройства. Обеспечению плавного запуска способствует дроссель L1. Совместно с конденсатором он также выполняет функцию фильтрации выпрямленного напряжения. Емкость выходного конденсатора желательно подобрать из расчёта не менее 10 мкф на 1 ватт потребляемой нагрузки. Параллельно желательно поставить конденсатор емкостью 0.1 мкф.
Схема электронного трансформатора с переделками.
В нём применяются транзисторы . Даташит на него
Динистор И немного о динисторе.
DB3 — популярный зарубежный двусторонний динистор — диак. Выполнен в стеклянном цилиндрическом корпусе с гибкими проволочными выводами.
Наибольшее распространение прибор DB3 нашел в схемах сетевых регуляторов мощности нагрузки (диммеров).
Динистор DB3 является двунаправленным диодом (триггер-диод), который специально создан для управления симистором или тиристором. В основном своем состоянии динистор DB3 не проводит через себя ток (не считая незначительный ток утечки) до тех пор, пока к нему не будет приложено напряжение пробоя.
В этот момент динистор переходит в режим лавинного пробоя и у него проявляется свойство отрицательного сопротивления. В результате этого на динисторе DB3 происходит падение напряжения в районе 5 вольт, и он начинает пропускать через себя ток, достаточный для открытия симистора или тиристора.
Поскольку DB3 является симметричным динистором (оба его вывода являются анодами), то нет абсолютно ни какой разницы, как его подключать.
Характеристики:
- (I откр — 0.2 А), В 5 — это напряжение при открытом состоянии;
- Среднее максимально допустимое значение при открытом состоянии: А 0.3;
- В открытом состоянии импульсный ток составляет А 2;
- Максимальное напряжение (во время закрытого состояния): В 32;
- Ток в закрытом состоянии: мкА — 10;
- Максимальное импульсное не отпирающее напряжение составляет В 5.
- Диапазон рабочих температур: C -40…70
Электронные трансформаторы приходят на смену громоздким трансформаторам со стальным сердечником. Сам по себе электронный трансформатор, в отличие от классического, представляет собой целое устройство — преобразователь напряжения.
Применяются такие преобразователи в освещении для питания галогенных ламп на 12 вольт. Если вы ремонтировали люстры с пультом управления , то, наверняка, встречались с ними.
Вот схема электронного трансформатора JINDEL (модель GET-03 ) с защитой от короткого замыкания.
Основными силовыми элементами схемы являются n-p-n транзисторы MJE13009 , которые включены по схеме полумост. Они работают в противофазе на частоте 30 — 35 кГц. Через них прокачивается вся мощность, подаваемая в нагрузку — галогенные лампы EL1…EL5. Диоды VD7 и VD8 необходимы для защиты транзисторов V1 и V2 от обратного напряжения. Симметричный динистор (он же диак) необходим для запуска схемы.
На транзисторе V3 (2N5551 ) и элементах VD6, C9, R9 — R11 реализована схема защиты от короткого замыкания на выходе (short circuit protection ).
Если в выходной цепи произойдёт короткое замыкание, то возросший ток, протекающий через резистор R8, приведёт к срабатыванию транзистора V3. Транзистор откроется и заблокирует работу динистора DB3, который запускает схему.
Резистор R11 и электролитический конденсатор С9 предотвращают ложное срабатывание защиты при включении ламп. В момент включения ламп нити холодные, поэтому преобразователь выдаёт в начале пуска значительный ток.
Для выпрямления сетевого напряжения 220V используется классическая мостовая схема из 1,5-амперных диодов 1N5399 .
В качестве понижающего трансформатора используется катушка индуктивности L2. Она занимает почти половину пространства на печатной плате преобразователя.
В силу своего внутреннего устройства, электронный трансформатор не рекомендуется включать без нагрузки. Поэтому, минимальная мощность подключаемой нагрузки составляет 35 — 40 ватт. На корпусе изделия обычно указывается диапазон рабочих мощностей. Например, на корпусе электронного трансформатора, что на первой фотографии указан диапазон выходной мощности: 35 — 120 ватт. Минимальная мощность нагрузки его составляет 35 ватт.
Галогенные лампы EL1…EL5 (нагрузку) лучше подключать к электронному трансформатору проводами не длиннее 3 метров. Так как через соединительные проводники протекает значительный ток, то длинные провода увеличивают общее сопротивление в цепи. Поэтому лампы, расположенные дальше будут светить тусклее, чем те, которые расположены ближе.
Также стоит учитывать и то, что сопротивление длинных проводов способствует их нагреву из-за прохождения значительного тока.
Стоит также отметить, что из-за своей простоты электронные трансформаторы являются источниками высокочастотных помех в сети. Обычно, на входе таких устройств ставится фильтр , который блокирует помехи. Как видим по схеме, в электронных трансформаторах для галогенных ламп нет таких фильтров. А вот в компьютерных блоках питания, которые собираются также по схеме полумоста и с более сложным задающим генератором, такой фильтр, как правило, монтируется.
Бп для унч из электронного трансформатора. Как сделать блок питания из электронного трансформатора
Электронные трансформаторы для галогенных ламп (ЭТ) – не теряющая актуальности тема как среди бывалых, так и очень посредственных радиолюбителей. И это не удивительно, ведь они весьма просты, надежны, компактны, легко поддаются доработке и усовершенствованию, чем существенно расширяют сферу применения. А в связи с массовым переходом светотехники на светодиодные технологии ЭТ морально устарели и сильно упали в цене, что, как по мне, стало чуть ли не главным их преимуществом в радиолюбительской практике.
Про ЭТ есть много различной информации относительно преимуществ и недостатков, устройства, принципа работы, доработки, модернизации и т.д. А вот найти нужную схему, особенно качественных устройств, или приобрести блок с нужной комплектацией бывает весьма проблематично. Поэтому в этой статье я решил изложить фото, срисованные схемы с моточными данными и краткие обзоры тех устройств, которые попадались (попадутся) мне в руки, а в следующей статье планирую описать несколько вариантов переделок конкретных ЭТ из этой темы.
Все ЭТ для наглядности я условно делю на три группы:
- Дешевые ЭТ или «типичный Китай». Как правило только базовая схема из самых дешевых элементов. Зачастую сильно греются, низкий КПД, при незначительном перегрузе или КЗ сгорают. Иногда попадается «фабричный Китай», отличающийся более качественными деталями, но все равно далекий от совершенства. Самый распространенный вид ЭТ на рынке и в обиходе.
- Хорошие ЭТ . Главное отличие от дешевых — наличие защиты от перегрузки (КЗ). Надежно держат нагрузку вплоть до срабатывания защиты (обычно до 120-150%). Комплектация дополнительными элементами: фильтрами, защитами, радиаторами происходит в произвольном порядке.
- Качественные ЭТ , отвечающие высоким европейским требованиям. Хорошо продуманны, комплектуются по максимуму: хорошим теплоотводом, всеми видами защит, плавным пуском галогенок, входными и внутренними фильтрами, демпферными, а иногда и снабберными цепями.
Теперь давайте перейдем к самим ЭТ. Для удобства они отсортированы по выходной мощности в порядке возрастания.
1. ЭТ мощностью до 60 Вт.
1.1. L&B
1.2. Tashibra
Два вышеизложенные ЭТ – типичные представители самого дешевого Китая. Схема, как видите, типовая и широко распространенная в интернете.
1.3. Horoz HL370
Фабричный Китай. Хорошо держит номинальную нагрузку, греется не сильно.
1.4. Relco Minifox 60 PFS-RN1362
А вот представитель хорошего ЭТ итальянского производства, оснащенный скромным входным фильтром и защитами от перегрузки, перенапряжения и перегрева. Силовые транзисторы выбраны с запасом по мощности, поэтому не требуют радиаторов.
2. ЭТ мощностью 105 Вт.
2.1. Horoz HL371
Подобный вышеизложенной модели Horoz HL370 (п.1.3.) фабричный Китай.
2.2. Feron TRA110-105W
На фото две версии: слева более старая (2010 г.в.) – фабричный Китай, справа более новая (2013 г.в.), удешевленная до типичного Китая.
2.3. Feron ET105
Подобный Feron TRA110-105W (п.2.2.) фабричный Китай. Фото родной платы не сохранилось, поэтому взамен выкладываю фото Feron ET150, плата которого очень похожа на вид и подобна по элементной базе.
2.4. Brilux BZE-105
Подобный Relco Minifox 60 PFS-RN1362 (п.1.4.) хороший ЭТ.
3. ЭТ мощностью 150 Вт.
3.1. Buko BK452
Удешевленный до фабричного Китая ЭТ, в который не впаяли модуль защиты от перегрузки (КЗ). А так, блок весьма неплох по форме и содержанию.
3.2. Horoz HL375 (HL376, HL377)
А вот и представитель качественных ЭТ с весьма богатой комплектацией. Сразу кидается в глаза шикарный входной двухкаскадный фильтр, мощные парные силовые ключи с объемным радиатором, защиты от перегруза (КЗ), перегрева и двойная защита от перенапряжения. Данная модель знаменательна еще и тем, что является флагманской для последующих: HL376 (200W) и HL377 (250W). Отличия отмечены на схеме красным цветом.
3.3. Vossloh Schwabe EST 150/12.645
Очень качественный ЭТ от всемирно известного немецкого производителя. Компактный, хорошо продуманный, мощный блок с элементной базой от лучших европейских фирм.
3.4. Vossloh Schwabe EST 150/12.622
Не менее качественная, более новая версия предыдущей модели (EST 150/12.645), отличающаяся большей компактностью и некоторыми схемными решениями.
3.5. Brilux BZ-150B (Kengo Lighting SET150CS)
Один из самых качественных ЭТ, которые мне попадались. Очень хорошо продуманный блок на очень богатой элементной базе. Отличается от подобной модели Kengo Lighting SET150CS только трансформатором связи, который чуть меньше размером (10х6х4мм) с количеством витков 8+8+1. Уникальность этих ЭТ состоит в двухступенчатой защите от перегрузки (КЗ), первая из которых самовосстанавливающаяся, настроена на плавный пуск галогенных ламп и легкий перегруз (до 30-50%), а вторая – блокирующая, срабатывает при перегрузе более 60% и требующая перезагрузки блока (кратковременное отключение с последующим включением). Также примечательностью является довольно большой силовой трансформатор, габаритная мощность которого позволяет выжимать с него до 400-500 Вт.
Мне лично в руки не попадались, но видел на фото подобные модели в том же корпусе и с тем же набором элементов на 210Вт и 250Вт.
4. ЭТ мощностью 200-210 Вт.
4.1. Feron TRA110-200W (250W)
Подобный Feron TRA110-105W (п.2.2.) фабричный Китай. Наверное, лучший в своем классе блок, рассчитанный с большим запасом мощности, а посему является флагманской моделью для абсолютно идентичного Feron TRA110-250W, выполненного в таком же корпусе.
4.2. Delux ELTR-210W
По максимуму удешевленный, немного топорный ЭТ с множеством не впаянных деталей и теплоотводом силовых ключей на общий радиатор через кусочки электрокартона, который можно отнести к хорошим только из-за наличия защиты от перегруза.
4.3. Светкомплект EK210
Согласно электронной начинке подобный предыдущему Delux ELTR-210W (п.4.2.) хороший ЭТ с силовыми ключами в корпусе TO-247 и двухступенчатой защитой от перегруза (КЗ), не смотря на которую достался сгоревшим, причем практически полностью, вместе с модулями защиты (отчего отсутствуют фото). После полного восстановления при подключении нагрузки близкой к максимальной снова сгорел. Поэтому ничего толкового про этот ЭТ сказать не могу. Возможно брак, а возможно и плохо продуман.
4.4. Kanlux SET210-N
Без лишних слов довольно качественный, хорошо продуманный и очень компактный ЭТ.
ЭТ мощностью 200Вт можно также найти в п.3.2.
5. ЭТ мощностью 250 Вт и более.
5.1. Lemanso TRA25 250W
Типичный Китай. Та же общеизвестная Tashibra или жалкое подобие Feron TRA110-200W (п.4.1.). Даже не смотря на мощные спаренные ключи с трудом держит заявленные характеристики. Плата досталась искореженная, без корпуса, посему фото оных отсутствует.
5.2. Asia Elex GD-9928 250W
По сути усовершенствованная до хорошего ЭТ модель TRA110-200W (п.4.1.). До половины залита в корпусе теплопроводным компаундом, что значительно усложняет его разборку. Если такой попадется и потребуется разборка, поставьте его в морозилку на несколько часов, а после в темпе отламывайте по кусочкам застывший компауд, пока он не нагрелся и снова не стал вязким.
Следующая по мощности модель Asia Elex GD-9928 300W имеет идентичный корпус и схему.
ЭТ мощностью 250Вт можно также найти в п.3.2. и п.4.1.
Ну вот, пожалуй, и все ЭТ на сегодняшний момент. В заключение опишу некоторые нюансы, особенности и дам парочку советов.
Многие производители, особенно дешевых ЭТ, выпускают данную продукцию под разными названиями (брендами, типами) используя одну и ту же схему (корпус). Поэтому при поиске схемы следует более обращать внимание на ее подобность, нежели на название (тип) устройства.
Определить по корпусу качество ЭТ практически невозможно, поскольку, как видно на некоторых фото, модель может быть недоукомплектованной (с отсутствующими деталями).
Корпуса хороших и качественных моделей как правило выполнены из качественного пластика и разбираются довольно легко. Дешевые нередко скрепляются заклепками, а иногда и склеиваются.
Если после разборки определение качества ЭТ затруднительно, обратите внимание на печатную плату – дешевые обычно монтируются на гетинаксе, качественные – на текстолите, хорошие, как правило, тоже на текстолите, но бывают и редкие исключения. Про многое скажет и количество (объем, плотность) радиодеталей. Индуктивные фильтра в дешевых ЭТ всегда отсутствуют.
Также в дешевых ЭТ теплоотвод силовых транзисторов либо полностью отсутствует, либо выполнен на корпус (металлический) через электрокартон или ПВХ пленку. В качественных и многих хороших ЭТ он выполнен на объемном радиаторе, который обычно изнутри плотно прилегает к корпусу, также используя его для рассеивания тепла.
Присутствие защиты от перегрузки (КЗ) можно определить по наличию хотя-бы одного дополнительного маломощного транзистора и низковольтного электролитического конденсатора на плате.
Если планируется приобретение ЭТ, то обратите внимание, что есть много флагманских моделей, которые по цене обойдутся дешевле, чем их «более мощные» копии. Электронные трансформаторы .
Жизненных и творческих всем успехов.
На сегодняшний день, электромеханики достаточно редко занимаются починкой электронных трансформаторов. В большинстве случаев, я и сам не очень заморачиваюсь тем, чтобы потрудиться над реанимацией подобных устройств, просто потому что, обычно покупка нового электронного трансформатора обходится куда дешевле, чем ремонт старого. Однако, в обратной ситуации — почему бы и не потрудиться экономии ради. К тому же не у всех есть возможность добраться до специализированного магазина, чтобы подыскать там замену, или обратиться в мастерскую. По этой причине, любому радиолюбителю нужно уметь и знать, как производится проверка и ремонт импульсных (электронных) трансформаторов в домашних условиях, какие могут возникнуть неоднозначные моменты и как их разрешить.
Ввиду того, что не все имеют обширный объём знаний по теме, постараюсь представить всю имеющуюся информацию максимально доступно.
Немного о трансформаторах
Рис.1: Трансформатор.
Прежде, чем приступить к основной части, сделаю небольшое напоминание о том, что же такое электронный трансформатор и для чего он предназначен. Трансформатор используется для преобразования одной переменной напряжения в другую (например, 220 вольт в 12 вольт). Это свойство электронного трансформатора очень широко используется в радиоэлектронике. Существуют однофазные (ток течёт по двум проводам – фаза и «0») и трёхфазные (ток течёт по четырём проводам – три фазы и «0») трансформаторы. Основным значимым моментом при использовании электронного трансформатора является то, что при понижении напряжения сила тока в трансформаторе увеличивается.
У трансформатора имеется как минимум одна первичная и одна вторичная обмотка. Питающее напряжение подключается на первичную обмотку, ко вторичной обмотке подключается нагрузка, либо снимается выходное напряжение. В понижающих трансформаторах провод первичной обмотки всегда имеет меньшее сечение, чем провод вторичной. Это позволяет увеличить количество витков первичной обмотки и как следствие её сопротивление. То есть при проверке мультиметром первичная обмотка показывает сопротивление в разы большее, чем вторичная. Если же по какой-то причине диаметр провода вторичной обмотки будет небольшим, то по закону Джоуля-Лэнса вторичная обмотка перегреется и спалит весь трансформатор. Неисправность трансформатора может заключаться в обрыве и или КЗ (коротком замыкании) обмоток. При обрыве мультиметр показывает единицу на сопротивлении.
Как проверять электронные трансформаторы?
На самом деле, чтобы разобраться с причиной поломки не нужно обладать огромным багажом знаний, достаточно иметь под рукой мультиметр (стандартный китайский, как на рисунке №2) и знать, какие цифры должен выдавать на выходе каждый из компонентов (конденсатор, диод и т.д.).
Рис 2: Мультиметр.
Мультиметр может измерить постоянное, переменное напряжение, сопротивление. Также он может работать в режиме прозвонки. Желательно, чтобы щуп мультиметра был обмотан скотчем, (как на рисунке №2), это убережёт его от обрывов.
Чтобы правильно производить прозвонку различных элементов трансформера рекомендую всё-таки выпаивать их (многие пытаются обойтись без этого) и исследовать отдельно, поскольку в противном случае показания могут быть неточными.
Диоды
Нельзя забывать, что диоды прозваниваются только в одну сторону. Для этого мультиметр устанавливается в режим прозвонки, красный щуп прикладывается к плюсу, чёрный к минусу. Если всё в норме, то прибор издаёт характерный звук. При наложении щупов на противоположные полюса не должно происходит вообще ничего, а если это не так, то можно диагностировать пробой диода.
Транзисторы
При проверке транзисторов, их также нужно выпаивать и прозванивать переходы база-эмиттер, база-коллектор, выявляя их проходимость в одну, и в другую сторону. Обычно, роль коллектора в транзисторе выполняет задняя железная часть.
Обмотка
Нельзя забывать проверять обмотку, как первичную, так и вторичную. Если возникают проблемы с определением того, где первичная обмотка, а где вторичная, то помните, что первичная обмотка даёт большее сопротивление.
Конденсаторы (радиаторы)
Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах (пикофарадах, микрофарадах). Для его исследования тоже используется мультиметр, на котором выставляется сопротивление в 2000 кОм. Положительный щуп прикладывается к минусу конденсатора, отрицательный к плюсу. На экране должны появляться всё возрастающие цифры вплоть до почти двух тысяч, которые сменяются единицей, что расшифровывается как бесконечное сопротивление. Это может свидетельствовать об исправности конденсатора, но лишь в отношении его способности накапливать заряд.
Ещё один момент: если в процессе прозвонки возникла путаница с тем, где расположен «вход», а где «выход» трансформатора, то нужно просто перевернуть плату и на обратной стороне на одном конце платы вы увидите небольшую маркировку «SEC» (второй), которой обозначается выход, а на другом «PRI» (первый) — вход.
А также, не забывайте, что электронные трансформаторы нельзя запускать без загрузки! Это очень важно.
Ремонт электронного трансформатора
Пример 1
Возможность попрактиковаться в починке трансформатора представилась не так давно, когда мне принесли электронный трансформатор от потолочной люстры (напряжение — 12 вольт). Люстра рассчитана на 9 лампочек, каждая по 20 ватт (в сумме – 180 ватт). На упаковке от трансформатора значилось также: 180 ватт.А вот пометка на плате гласила: 160 ватт. Страна производитель – конечно же,Китай. Аналогичный электронный трансформатор стоит не более 3$, и это на самом деле совсем немного, если сравнивать со стоимостью остальных компонентов устройства, в котором он был задействован.
В полученном мной электронном трансформаторе сгорела пара ключей на биполярных транзисторах (модель: 13009).
Рабочая схема стандартная двухтактная, на месте выходного транзистора поставлен инвертор ТОР(Thor), у которого вторичная обмотка состоит из 6-ти витков, а переменный ток сразу же перенаправляется на выход, то есть к лампам.
Такие блоки питания обладают весьма значимым недостатком: отсутствует защита против короткого замыкания на выходе. Даже при секундном замыкании выходной обмотки, можно ожидать весьма впечатляющего взрыва схемы. Поэтому рисковать подобным образом и замыкать вторичную обмотку крайне не рекомендуется. В целом, именно по этой причине радиолюбители не очень любят связываться с электронными трансформаторами подобного типа. Впрочем, некоторые наоборот пытаются их самостоятельно доработать, что, на мой взгляд, весьма неплохо.
Но вернёмся к делу: поскольку наблюдалось потемнение платы прямо под ключами, то не приходилось сомневаться, что они вышли из строя именно из-за перегрева. Тем более, что радиаторы не слишком активно охлаждают заполненную множеством деталей коробочку корпуса, да ещё и прикрываются картонкой. Хотя, если судить по исходным данным, также имела место перегрузка в 20 ватт.
Из-за того, что нагрузка превышает возможности блока питания, достижение номинальной мощности практически равнозначно выходу из строя. Те более, что в идеале, с расчётом на долговременное функционирование, мощность БП должна быть не меньше, а вдвое больше необходимого. Вот такая она китайская электроника. Снизить уровень нагрузки, сняв несколько лампочек, не представлялось возможным. Поэтому единственный подходящий, на мой взгляд, вариант исправления ситуации заключался в наращивании теплоотводов.
Чтобы подтвердить (или опровергнуть) свою версию, я запустил плату прямо на столе и дал нагрузку с помощью двух галогеновых парных ламп. Когда всё было подключено – капнул немного парафина на радиаторы. Расчёт был такой: если парафин будет таять и испаряться, то можно гарантировать, что электронный трансформатор (благо, если только он сам) будет сгорать меньше чем за полчаса работы по причине перегрева.После 5 минут работы воск так и не расплавился, получалось, что основная проблема связана именно с плохой вентиляцией, а не с неисправностью радиатора. Наиболее изящный вариант решения проблемы – просто подогнать другой более просторный корпус под электронный трансформатор, который обеспечит достаточную вентиляцию. Но я предпочёл подсоединить теплоотвод в виде алюминиевой полоски. Собственно, этого оказалось вполне достаточно для исправления ситуации.
Пример 2
В качестве ещё одного примера починки электронного трансформатора я хотел бы рассказать о ремонте устройства, обеспечивающего понижение напряжения с 220 на 12 Вольт. Оно использовалось для галогенных ламп на 12 Вольт (мощность – 50 Ватт).
Рассматриваемый экземпляр перестал работать без всяких спецэффектов. До того, как он оказался у меня в руках, от работы с ним отказалось несколько мастеров: некоторые не смогли найти решение проблемы, другие, как уже и говорилось выше, решили, что это экономически нецелесообразно.
Для очистки совести я проверил все элементы, дорожки на плате, нигде не обнаружил обрывов.
Тогда я решил проверить конденсаторы. Диагностика мультиметром вроде бы прошла успешно, однако, с учётом того, что накопление заряда происходило на протяжении целых 10 секунд (это многовато для конденсаторов подобного типа), возникло подозрение, что неполадка именно в нём. Я произвёл замену конденсатора на новый.
Тут нужно небольшое отступление: на корпусе рассматриваемого электронного трансформатора имелось обозначение: 35-105 VA. Эти показания говорят о том, при какой нагрузке можно включать устройство. Включать его вообще без нагрузки (или, если по-человечески, без лампы), как уже говорилось ранее, нельзя. Поэтому я подсоединил к электронному трансформатору лампу на 50 Ватт (то есть значение, которое вписывается между нижней и верхней границей допустимой нагрузки).
Рис. 4: Галогеновая лампа на 50Ватт (упаковка).
После подключения никаких изменений в работоспособности трансформатора не произошло. Тогда я ещё раз полностью осмотрел конструкцию и понял, что при первой проверке не обратил внимания на термопредохранитель (в данном случае модель L33, ограничение до 130C). Если в режиме прозвонки этот элемент даёт единицу, то можно говорить о его неисправности и обрыве цепи. Изначально термопредохранитель не был проверен по той причине, что при помощи термоусадки он вплотную крепится к транзистору. То есть для полноценной проверки элемента придётся избавляться от термоусадки, а это весьма трудоёмко.
Рис.5: Термопредохранитель, прикреплённый термоусадкой к транзистору (элемент белого цвета, на который указывает ручка).
Впрочем, для анализа работы схемы без данного элемента, достаточно закоротить его «ножки» на обратной стороне. Что я и сделал. Электронный трансформатор тут же заработал, да и произведённая ранее замена конденсатора оказалась не лишней, поскольку ёмкость установленного до этого элемента не отвечала заявленной. Причина, вероятно, была в том, что он просто износился.
В итоге, я заменил термопредохранитель, и на этом ремонт электронного трансформатора можно было считать завершённым.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на , буду рад если вы найдете на моем еще что-нибудь полезное.
Бывает, что, собирая то или иное устройство, требуется определиться с выбором источника питания. Это чрезвычайно важно, когда устройствам необходим мощный блок питания. Приобрести железные трансформаторы с необходимыми характеристиками на сегодняшний день не составляет труда. Но они довольно дорогостоящие, а большие размеры и вес являются их главными недостатками. А сборка и наладка хороших импульсных блоков питания весьма сложная процедура. И многие не берутся за это.
Далее, вы узнаете о том, как собрать мощный и при этом несложный блок питания, взяв за основу конструкции электронный трансформатор. По большому счету, разговор пойдет об увеличении мощности таких трансформаторов.
Для переделки был взят 50-ваттный трансформатор.
Планировалось увеличить его мощность до 300 Вт. Этот трансформатор был приобретен в ближайшем магазине и стоил примерно 100 р.
Стандартная схема трансформатора выглядит следующим образом:
Трансформатор представляет собой обычный двухтактный полумостовой автогенераторный инвертор. Симметричный динистор является основным компонентом, осуществляющим запуск схемы, поскольку он подает первоначальный импульс.
В схеме задействованы 2 высоковольтных транзистора с обратной проводимостью.
Схема трансформатора до переделки содержит следующие компоненты:
- Транзисторы MJE13003.
- Конденсаторы 0,1 мкФ, 400 В.
- Трансформатор, имеющий 3 обмотки, две из которых являются задающими и имеют по 3 витка провода сечением 0,5 кв. мм. Еще одна в качестве обратной связи по току.
- Входной резистор (1 Ом) используется как предохранитель.
- Диодный мост.
Несмотря на отсутствие в этом варианте защиты от КЗ, электронный трансформатор работает без сбоев. Назначение устройства – это работа с пассивной нагрузкой (к примеру, офисные «галогенки»), поэтому стабилизация выходного напряжения отсутствует.
Что касается основного силового трансформатора, то его вторичная обмотка выдает около 12 В.
Теперь взгляните на схему трансформатора с увеличенной мощностью:
В ней стало даже меньше компонентов. Из первоначальной схемы были взяты трансформатор обратной связи, резистор, динистор и конденсатор.
Оставшиеся детали были извлечены из старых компьютерных БП, а это 2 транзистора, диодный мост и силовой трансформатор. Конденсаторы были приобретены отдельно.
Транзисторы не помешает заменить на более мощные (MJE13009 в корпусе TO220).
Диоды были заменены на готовую сборку (4 А, 600 В).
Также годятся и диодные мосты от 3 А, 400 В. Емкость должна составлять 2,2 мкФ, но можно и 1,5 мкФ.
Силовой трансформатор был изъят из БП формата ATX на 450 Вт. На нем были удалены все штатные обмотки и намотаны новые. Первичная обмотка была намотана тройным проводом 0,5 кв. мм в 3 слоя. Общее количество витков – 55. Необходимо следить за аккуратностью намотки, а также за ее плотностью. Каждый слой изолировался синей изолентой. Расчет трансформатора производился опытным путем, и была найдена золотая середина.
Вторичная обмотка наматывается из расчета 1 виток – 2 В, но это лишь в том случае если сердечник такой же, как в примере.
При первом включении обязательно использовать страховочную лампу накаливания на 40-60 Вт.
Стоит заметить, что в момент запуска лампа не вспыхнет, поскольку после выпрямителя нет сглаживающих электролитов. На выходе высокая частота, поэтому для того чтобы делать конкретные замеры, необходимо сначала выпрямить напряжение. Для этих целей был использован мощный сдвоенный диодный мост, собранный из диодов КД2997. Мост выдерживает токи до 30 А, если прикрепить к нему радиатор.
Вторичная обмотка предполагалась на 15 В, хотя на деле получилось чуть больше.
В качестве нагрузки было взято все, что оказалось под рукой. Это мощная лампа от кинопроектора на 400 Вт при напряжении в 30 В и 5 20-ваттных ламп на 12 В. Все нагрузки подключались параллельно.
Биометрический замок – Схема и сборка ЖК дисплея
Электронные трансформаторы приходят на смену громоздким трансформаторам со стальным сердечником. Сам по себе электронный трансформатор, в отличие от классического, представляет собой целое устройство — преобразователь напряжения.
Применяются такие преобразователи в освещении для питания галогенных ламп на 12 вольт. Если вы ремонтировали люстры с пультом управления , то, наверняка, встречались с ними.
Вот схема электронного трансформатора JINDEL (модель GET-03 ) с защитой от короткого замыкания.
Основными силовыми элементами схемы являются n-p-n транзисторы MJE13009 , которые включены по схеме полумост. Они работают в противофазе на частоте 30 — 35 кГц. Через них прокачивается вся мощность, подаваемая в нагрузку — галогенные лампы EL1…EL5. Диоды VD7 и VD8 необходимы для защиты транзисторов V1 и V2 от обратного напряжения. Симметричный динистор (он же диак) необходим для запуска схемы.
На транзисторе V3 (2N5551 ) и элементах VD6, C9, R9 — R11 реализована схема защиты от короткого замыкания на выходе (short circuit protection ).
Если в выходной цепи произойдёт короткое замыкание, то возросший ток, протекающий через резистор R8, приведёт к срабатыванию транзистора V3. Транзистор откроется и заблокирует работу динистора DB3, который запускает схему.
Резистор R11 и электролитический конденсатор С9 предотвращают ложное срабатывание защиты при включении ламп. В момент включения ламп нити холодные, поэтому преобразователь выдаёт в начале пуска значительный ток.
Для выпрямления сетевого напряжения 220V используется классическая мостовая схема из 1,5-амперных диодов 1N5399 .
В качестве понижающего трансформатора используется катушка индуктивности L2. Она занимает почти половину пространства на печатной плате преобразователя.
В силу своего внутреннего устройства, электронный трансформатор не рекомендуется включать без нагрузки. Поэтому, минимальная мощность подключаемой нагрузки составляет 35 — 40 ватт. На корпусе изделия обычно указывается диапазон рабочих мощностей. Например, на корпусе электронного трансформатора, что на первой фотографии указан диапазон выходной мощности: 35 — 120 ватт. Минимальная мощность нагрузки его составляет 35 ватт.
Галогенные лампы EL1…EL5 (нагрузку) лучше подключать к электронному трансформатору проводами не длиннее 3 метров. Так как через соединительные проводники протекает значительный ток, то длинные провода увеличивают общее сопротивление в цепи. Поэтому лампы, расположенные дальше будут светить тусклее, чем те, которые расположены ближе.
Также стоит учитывать и то, что сопротивление длинных проводов способствует их нагреву из-за прохождения значительного тока.
Стоит также отметить, что из-за своей простоты электронные трансформаторы являются источниками высокочастотных помех в сети. Обычно, на входе таких устройств ставится фильтр , который блокирует помехи. Как видим по схеме, в электронных трансформаторах для галогенных ламп нет таких фильтров. А вот в компьютерных блоках питания, которые собираются также по схеме полумоста и с более сложным задающим генератором, такой фильтр, как правило, монтируется.
После всего сказанного в предыдущей статье (смотрите ), кажется, что сделать импульсный блок питания из электронного трансформатора достаточно просто: поставить на выход выпрямительный мост, при необходимости стабилизатор напряжения и подключить нагрузку. Однако это не совсем так.
Дело в том, что преобразователь не запускается без нагрузки или нагрузка не достаточна: если к выходу выпрямителя подключить светодиод, разумеется, с ограничительным резистором, то удастся увидеть, лишь только одну вспышку светодиода при включении.
Чтобы увидеть еще одну вспышку, потребуется выключить и включить преобразователь в сеть. Чтобы вспышка превратилась в постоянное свечение надо подключить к выпрямителю дополнительную нагрузку, которая будет просто отбирать полезную мощность, превращая ее в тепло. Поэтому такая схема применяется в том случае, когда нагрузка постоянна, например, двигатель постоянного тока или электромагнит, управление которыми будет возможно только по первичной цепи.
Если для нагрузки необходимо напряжение более, чем 12В, которое выдают электронные трансформаторы потребуется перемотка выходного трансформатора, хотя есть и менее трудоемкий вариант.
Вариант изготовления импульсного блока питания без разборки электронного трансформатора
Схема такого блока питания показана на рисунке 1.
Рисунок 1. Двухполярный блок питания для усилителя
Блок питания изготовлен на основе электронного трансформатора мощностью 105Вт. Для изготовления такого блока питания понадобится изготовить несколько дополнительных элементов: сетевой фильтр, согласующий трансформатор Т1, выходной дроссель L2, VD1-VD4.
Блок питания в течение нескольких лет эксплуатируется с УНЧ мощностью 2х20Вт без нареканий. При номинальном напряжении сети 220В и токе нагрузки 0,1А выходное напряжение блока 2х25В, а при увеличении тока до 2А напряжение падает до 2х20В, что вполне достаточно для нормальной работы усилителя.
Согласующий трансформатор Т1 выполнен на кольце К30х18х7 из феррита марки М2000НМ. Первичная обмотка содержит 10 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,8мм, сложенного вдвое и свитого жгутом. Вторичная обмотка содержит 2х22 витка со средней точкой, тем же проводом, также сложенным вдвое. Чтобы обмотка получилась симметричной, мотать следует сразу в два провода — жгута. После обмотки для получения средней точки соединить начало одной обмотки с концом другой.
Также самостоятельно придется изготовить дроссель L2 для его изготовления понадобится такое же ферритовое кольцо, как и для трансформатора Т1. Обе обмотки намотаны проводом ПЭВ-2 диаметром 0,8мм и содержат по 10 витков.
Выпрямительный мост собран на диодах КД213, можно применить также КД2997 или импортные, важно лишь, чтобы диоды были рассчитаны на рабочую частоту не менее 100КГц. Если вместо них поставить, например, КД242, то они будут только греться, а требуемого напряжения получить от них не удастся. Диоды следует установить на радиатор площадью не менее 60 — 70см2, используя при этом изолирующие слюдяные прокладки.
C4, C5 составлены из трех параллельно соединенных конденсаторов емкостью по 2200 микрофарад каждый. Обычно так делается во всех импульсных источниках питания для того, чтобы снизить общую индуктивность электролитических конденсаторов. Кроме этого полезно также параллельно им установить керамические конденсаторы емкостью 0.33 — 0,5мкФ, которые будут сглаживать высокочастотные колебания.
На входе блока питания полезно установить входной сетевой фильтр, хотя будет работать и без него. В качестве дросселя входного фильтра использован готовый дроссель ДФ50ГЦ, применявшийся в телевизорах 3УСЦТ.
Все узлы блока монтируют на плате из изоляционного материала навесным монтажом, используя для этого выводы деталей. Всю конструкцию следует поместить в экранирующий корпус из латуни или жести, предусмотрев в нем отверстия для охлаждения.
Правильно собранный источник питания в наладке не нуждается, начинает работать сразу. Хотя, прежде чем ставить блок в готовую конструкцию следует его проверить. Для этого на выход блока подключается нагрузка — резисторы сопротивлением 240Ом, мощностью не менее 5Вт. Включать блок без нагрузки не рекомендуется.
Еще один способ доработки электронного трансформатора
Случаются ситуации, что хочется применить подобный импульсный блок питания, но нагрузка оказывается очень «вредной». Потребление тока либо очень мало, либо меняется в широких пределах, и блок питания не запускается.
Подобная ситуация возникла, когда попытались в светильник или люстру со встроенными электронными трансформаторами, вместо поставить . Люстра просто отказалась с ними работать. Что же делать в таком случае, как заставить все это работать?
Чтобы разобраться с этим вопросом давайте, посмотрим на рисунок 2, на котором показана упрощенная схема электронного трансформатора.
Рисунок 2. Упрощенная схема электронного трансформатора
Обратим внимание на обмотку управляющего трансформатора Т1, подчеркнутую красной полосой. Эта обмотка обеспечивает обратную связь по току: если тока через нагрузку нет, или он просто мал, то трансформатор просто не заводится. Некоторые граждане, купившие это устройство, подключают к нему лампочку мощностью 2,5Вт, а потом несут обратно в магазин, мол, не работает.
И все же достаточно простым способом можно не только заставить работать устройство практически без нагрузки, да еще и сделать в нем защиту от короткого замыкания. Способ подобной доработки показан на рисунке 3.
Рисунок 3. Доработка электронного трансформатора. Упрощенная схема.
Для того, чтобы электронный трансформатор мог работать без нагрузки или с минимальной нагрузкой следует обратную связь по току заменить обратной связью по напряжению. Для этого следует убрать обмотку обратной связи по току (подчеркнутую красным на рисунке 2), а вместо нее запаять в плату проволочную перемычку, естественно, помимо ферритового кольца.
Далее на управляющий трансформатор Тр1, это тот, который на маленьком кольце, наматывается обмотка из 2 — 3 витков. А на выходной трансформатор один виток, и далее получившиеся дополнительные обмотки соединяется, как указано на схеме. Если преобразователь не заведется, то надо поменять фазировку одной из обмоток.
Резистор в цепи обратной связи подбирается в пределах 3 — 10Ом, мощностью не менее 1Вт. Он определяет глубину обратной связи, которая определяет ток, при котором произойдет срыв генерации. Собственно это и есть ток срабатывания защиты от КЗ. Чем больше сопротивление этого резистора, тем при меньшем токе нагрузки будет происходить срыв генерации, т.е. срабатывание защиты от КЗ.
Из всех приведенных доработок, эта, пожалуй, самая лучшая. Но это не помешает дополнить ее еще одним трансформатором как в схеме по рисунку 1.
Как увеличить мощность электронного трансформатора
Бывает, что, собирая то или иное устройство, требуется определиться с выбором источника питания. Это чрезвычайно важно, когда устройствам необходим мощный блок питания. Приобрести железные трансформаторы с необходимыми характеристиками на сегодняшний день не составляет труда. Но они довольно дорогостоящие, а большие размеры и вес являются их главными недостатками. А сборка и наладка хороших импульсных блоков питания весьма сложная процедура. И многие не берутся за это.
Далее, вы узнаете о том, как собрать мощный и при этом несложный блок питания, взяв за основу конструкции электронный трансформатор. По большому счету, разговор пойдет об увеличении мощности таких трансформаторов.
Для переделки был взят 50-ваттный трансформатор.
Планировалось увеличить его мощность до 300 Вт. Этот трансформатор был приобретен в ближайшем магазине и стоил примерно 100 р.
Стандартная схема трансформатора выглядит следующим образом:
Трансформатор представляет собой обычный двухтактный полумостовой автогенераторный инвертор. Симметричный динистор является основным компонентом, осуществляющим запуск схемы, поскольку он подает первоначальный импульс.
В схеме задействованы 2 высоковольтных транзистора с обратной проводимостью.
Схема трансформатора до переделки содержит следующие компоненты:
- Транзисторы MJE13003.
- Конденсаторы 0,1 мкФ, 400 В.
- Трансформатор, имеющий 3 обмотки, две из которых являются задающими и имеют по 3 витка провода сечением 0,5 кв. мм. Еще одна в качестве обратной связи по току.
- Входной резистор (1 Ом) используется как предохранитель.
- Диодный мост.
Несмотря на отсутствие в этом варианте защиты от КЗ, электронный трансформатор работает без сбоев. Назначение устройства – это работа с пассивной нагрузкой (к примеру, офисные «галогенки»), поэтому стабилизация выходного напряжения отсутствует.
Что касается основного силового трансформатора, то его вторичная обмотка выдает около 12 В.
Теперь взгляните на схему трансформатора с увеличенной мощностью:
В ней стало даже меньше компонентов. Из первоначальной схемы были взяты трансформатор обратной связи, резистор, динистор и конденсатор.
Оставшиеся детали были извлечены из старых компьютерных БП, а это 2 транзистора, диодный мост и силовой трансформатор. Конденсаторы были приобретены отдельно.
Транзисторы не помешает заменить на более мощные (MJE13009 в корпусе TO220).
Диоды были заменены на готовую сборку (4 А, 600 В).
Также годятся и диодные мосты от 3 А, 400 В. Емкость должна составлять 2,2 мкФ, но можно и 1,5 мкФ.
Силовой трансформатор был изъят из БП формата ATX на 450 Вт. На нем были удалены все штатные обмотки и намотаны новые. Первичная обмотка была намотана тройным проводом 0,5 кв. мм в 3 слоя. Общее количество витков – 55. Необходимо следить за аккуратностью намотки, а также за ее плотностью. Каждый слой изолировался синей изолентой. Расчет трансформатора производился опытным путем, и была найдена золотая середина.
Вторичная обмотка наматывается из расчета 1 виток – 2 В, но это лишь в том случае если сердечник такой же, как в примере.
При первом включении обязательно использовать страховочную лампу накаливания на 40-60 Вт.
Стоит заметить, что в момент запуска лампа не вспыхнет, поскольку после выпрямителя нет сглаживающих электролитов. На выходе высокая частота, поэтому для того чтобы делать конкретные замеры, необходимо сначала выпрямить напряжение. Для этих целей был использован мощный сдвоенный диодный мост, собранный из диодов КД2997. Мост выдерживает токи до 30 А, если прикрепить к нему радиатор.
Вторичная обмотка предполагалась на 15 В, хотя на деле получилось чуть больше.
В качестве нагрузки было взято все, что оказалось под рукой. Это мощная лампа от кинопроектора на 400 Вт при напряжении в 30 В и 5 20-ваттных ламп на 12 В. Все нагрузки подключались параллельно.
Первым делом был произведен замер тока, который показал, что токи свыше 20 А.
После этого нужно измерить выходное напряжение под нагрузкой. Расчетное напряжение составляло около 15 В. Реальное значение без нагрузки – 17 В, а под нагрузкой просело до 15,3 В. В итоге легко узнать мощность, которая составляет примерно 300 Вт. Это чистая мощность на выходе.
Прикрепленные файлы: СКАЧАТЬ
Автор: АКА КАСЬЯН
Блок питания из электронного трансформатора
В настоящее время существует немало электроинструмента, работающего от аккумуляторных батарей. Однако через определенное время ресурс батарей постепенно снижается и не обеспечивает инструменту достижение нужной мощности. В таких случаях не помогает даже более частая зарядка, поэтому приходится решать, что делать дальше: вообще отказаться от агрегата или перевести его на питание от общей сети. Поскольку новая батарея по цене может сравниться с самим инструментом, можно самостоятельно изготовить блок питания из электронного трансформатора, что обойдется значительно дешевле.
Технические условия изготовления
Переделать электронный трансформатор в импульсный блок питания не так просто, как это оказывается на практике. Помимо трансформатора потребуется установка выпрямительного моста на выходе и сглаживающего конденсатора. В случае необходимости используется стабилизатор напряжения и подключение нагрузки.
Необходимо учитывать, что запуск преобразователя невозможен без нагрузки или при недостаточной нагрузке. Это легко проверить с помощью светодиода, подключаемого к выходу выпрямляющего устройства с использованием ограничительного резистора. В итоге все дело закончится лишь одной вспышкой светодиодного источника света в момент включения.
Для того чтобы появилась еще одна вспышка, преобразователь необходимо сначала выключить, а затем снова включить в сеть. Добиться постоянного свечения вместо вспышек возможно путем подключения выпрямителя к дополнительной нагрузке, которая производит отбор полезной мощности с выделением тепла. Данная схема может использоваться только при постоянной нагрузке, управляемой через первичную цепь.
Если же нагрузка требует более 12 вольт, выдаваемых электронным трансформатором, необходимо перемотать выходной трансформатор. Существуют и другой вариант решения этой проблемы, более эффективный и менее затратный.
Как создать импульсный блок питания не разбирая трансформатор
Изготовление такого блока питания осуществляется в соответствии с представленной схемой. Его основой служит электронный трансформатор, мощность которого 105 ватт. Кроме того, переделка электронного трансформатора в блок питания потребует использования дополнительных элементов – выпрямительного моста VD1-VD4, выходного дросселя L2, согласующего трансформатора Т1 и сетевого фильтра.
Для изготовления трансформатора Т1 потребуется ферритовое кольцо с размерами К30х18х7. Провод в первичной обмотке уложен вдвое, скручен в жгут и намотан в таком виде в количестве 10 витков. Лучше всего подойдет провод диаметром 0,8 мм, например, ПЭВ-2. Вторичная обмотка состоит из такого же провода с такой же укладкой, намотанного в 2х22 витка. В итоге получается двойная симметричная обмотка с общей средней точкой, получаемой путем соединения начала одной обмотки с концом другой.
Дроссель L2 также изготавливается своими руками. Он состоит из такого же ферритового кольца, как и трансформатор. Для обмоток используются аналогичные провода ПЭВ-2, наматываемые по 10 витков. Сборка выпрямительного моста выполняется с помощью диодов КД213 или КД2997, которые могут функционировать при минимальной рабочей частоте 100 кГц. В случае использования других элементов, например, КД242, они будут лишь нагреваться, но не обеспечат требуемого напряжения. Площадь радиатора для установки диодов должна быть не меньше 0,6-0,7 м2. Радиатор используется вместе с изолирующими прокладками.
В цепочку электролитических конденсаторов С4, С5 включено три элемента по 2200 мкф, соединенные параллельно. Данный вариант используют все импульсные источники питания с целью снижения общей индуктивности электролитических конденсаторов. В некоторых схемах могут параллельно с ними подключаться керамические конденсаторы на 0,33-0,5 мкф для сглаживания высокочастотных колебаний.
Сетевой фильтр устанавливается на входе блока питания, хотя вся система сможет функционировать и без него. Входной фильтр оборудуется готовым дросселем марки ДФ50ГЦ, который можно взять в телевизоре. Все узлы и элементы блока монтируются на общую плату методом навесного монтажа. Для платы используется изоляционный материал, а вся готовая конструкция помещается в латунном или жестяном корпусе с вентиляционными отверстиями.
При правильной сборки источника питания, какая-либо дальнейшая наладка не требуется, поскольку устройство сразу начинает нормально функционировать. Однако, проверить работоспособность все-таки необходимо. С этой целью на выходе блока питания подключаются резисторы на 240 Ом и минимальной мощностью 5 ватт в качестве нагрузки.
Блок питания для использования в особых условиях
Довольно часто возникают ситуации, когда применение импульсного трансформатора становится проблематичным из-за специфических условий эксплуатации. Это может быть слишком малое потребление тока или его изменение в широком диапазоне, в результате, блок питания просто не запускается. Характерным примером становится люстра, в которую устанавливаются светодиодные лампы вместо галогенных, несмотря на то, что в приборе освещения имеется встроенный электронный трансформатор. Решить эту проблему поможет упрощенная схема этого трансформатора, представленная на рисунке.
На данной схеме обмотка управляющего трансформатора Т1, отмеченная красным, служит для обеспечения обратной связи по току. То есть, когда ток не идет через нагрузку или проходит в очень малом количестве, трансформатор просто не будет включаться. Это значит, что устройство не станет работать, если к нему подключить лампочку на 2,5 Вт.
Данная схема может быть доработана, что позволит устройству работать вообще без нагрузки. Прибор окажется защищен от короткого замыкания. Как все это осуществить на практике, показано на следующем рисунке.
Работа электронного трансформатора при минимальной нагрузке или вообще без нее, обеспечивается путем замены обратной связи по току, обратной связью по напряжению. С этой целью обмотка обратной связи по току убирается, а взамен ее в плату впаивается перемычка из проволоки, не затрагивая ферритовое кольцо.
Затем на управляющем трансформаторе TR1, установленном на малом кольце, следует намотать обмотку, состоящую из 2-3 витков. На выходном трансформаторе наматывается еще один виток, после чего выполняется соединение обеих дополнительных обмоток. Если устройство не начнет функционировать, рекомендуется поменять расположение фаз на какой-либо обмотке.
Резистор, устанавливаемый в цепь обратной связи, должен иметь сопротивление в диапазоне от 3 до 10 Ом. С его помощью определяется глубина обратной связи, определяющая значение тока, при котором наступает срыв генерации. Это и будет током срабатывания против короткого замыкания, в зависимости от сопротивления резистора.
Переделка шуруповерта на питание от сети — 5 способов
Ценность шуруповерта как домашнего или строительного инструмента, чаще всего, заключается в его портативности. Однако в силу тех или иных обстоятельств от портативности иногда приходится отказываться в пользу функциональности. Речь идет о переделке аккумуляторного шуруповерта в инструмент с питанием от сети. Этот процесс имеет ряд тонкостей, которые желательно соблюдать.
Блок: 1/4 | Кол-во символов: 373
Источник: https://TehnoPanorama.ru/instrumenty/peredelka-shurupoverta-na-pitanie-ot-seti.html
Общие сведения о питании и мощности шуруповёртов
Сначала рассмотрим электрическую составляющую аккумуляторного шуруповёрта. Инструмент представляет собой низковольтный двигатель постоянного тока с редуктором, который получает питание от аккумулятора. Обороты патрона регулируются при помощи планетарной системы редуктора и электронного ШИМ-узла, совмещённого с кнопкой включения. В зависимости от класса и мощности инструмента, он может питаться напряжением 12 В, 14 В или 18 В.
Один из вариантов электрической схемы шуруповёрта
В качестве батареи питания используется набор никель-кадмиевых или литиевых аккумуляторов. Последние дороже, но с лучшими характеристиками при небольших габаритах. Что касается потребляемого от батареи тока, он зависит от мощности применяемого двигателя и может достигать 7–10 А для простых бытовых моделей и 30–40 А — для профессиональных.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Ток, потребляемый шуруповёртом, конечно, непостоянный и зависит от нагрузки. В момент пуска и при затягивании шурупа он максимален, на холостом ходу и лёгком вворачивании может уменьшаться в разы.
Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1188
Источник: https://Acums.ru/bespereboyniki-i-bloki-pitaniya/dlya-shurupoverta-svoimi-rukami-na-12-14-ili-18-volt-skhema-impulsniy-ili-transformatorniy
Варианты источника питания
Любой шуруповерт требует гораздо меньше напряжения, чем выдает обычная розетка. Поэтому для подпитки обязательно понадобится специальный преобразователь, на выходе которого получится необходимый вольтаж. Все источники питания делятся на две большие группы: импульсные и трансформаторные. Рассмотрим каждую из них в отдельности.
Импульсный
Принцип работы импульсных систем заключается в том, что напряжение сначала выпрямляется, а потом преобразуются в специальный импульсный сигнал. При этом важно добиться стабильного напряжения. В этом может помочь трансформаторная обмотка или резисторы.
Импульсные источники питания достаточно эффективны и могут быть использованы в разных условиях. При этом они имеют высокий уровень защиты от короткого замыкания и подобных эффектов. Однако по мощности импульсные системы явно проигрывают трансформаторным. К тому же подобные блоки очень капризны к входному напряжению. Если оно ниже установленного, то элемент может попросту не работать.
К минусам также относят сложность ремонтных работ в случае неисправности.
Трансформаторный
Более распространенные блоки питания, которые доказали свою надежность и эффективность во многих сферах. Состоит прибор из понижающего трансформатора и выпрямителя, через который проходит пониженное напряжение. Выпрямители могут быть разными, в зависимости от количества используемых диодов.
Такие элементы просты в изготовлении, дешевы и надежны. Поэтому зачастую именно им отдается предпочтение. Они обеспечивают стабильное напряжение без помех с большой максимальной мощностью. Но есть и несколько недостатков. Главный недостаток заключается в громоздкости, при гораздо меньшем КПД, чем у импульсных источников. Этот факт требует подбирать для шуруповерта блок питания с мощностью большей, чем необходимо инструменту. Так как часть мощностей будет уходить на побочные процессы.
Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1868
Источник: https://TehnoPanorama.ru/instrumenty/peredelka-shurupoverta-na-pitanie-ot-seti.html
Использование светодиодного драйвера
Для 12-вольтового инструмента такой драйвер — самый простой вариант, хотя и не самый дешёвый. Единственное условие — мощность драйвера должна быть на 10–15 % больше мощности инструмента. В противном случае блок питания выйдет в защиту уже при пуске инструмента, а если запустит его, то не позволит развить достаточную мощность для затягивания шурупа.
Если, к примеру, 12-вольтовый шуруповёрт потребляет ток в 10 А, то мощность блока питания должна быть хотя бы 130 Вт. Для 30-амперного инструмента понадобится уже 400-ваттный блок питания. Найти такой прибор, конечно, не проблема, но стоимость его может превышать стоимость самого шуруповёрта.
Драйвер для светодиодной ленты самый простой, но не самый дешёвый
Как переделать шуруповёрт под такой блок питания? Если штатная батарея выходит из строя, то мы её просто разбираем, вынимаем аккумуляторы, а к клеммам подачи напряжения на инструмент припаиваем провода, подключенные к выходным зажимам драйвера, обязательно соблюдая полярность. Сам драйвер подключаем к сети через входные клеммы — и переделка окончена. Вставляем «батарею» в шуруповёрт — и пользуемся.
Если аккумулятор исправен, то его, конечно, разрушать не надо. Просто разбираем шуруповёрт и подпаиваем колодку питания к питающим клеммам самого инструмента. Колодку, естественно, выводим наружу, провод питания оснащаем ответной частью разъёма. Соединили разъём — работаем от сети. Отключили БП, установили батарею — и у нас автономный инструмент.
Разъём поможет удобно хранить и транспортировать шуруповёрт с сетевым питанием и оперативно отключить БП для штатного режима работы от АКБ
Важно! 10 А — приличный ток, поэтому сечение проводов должно быть достаточно большим, а их длина как можно меньше (в разумных пределах). В противном случае на питающих проводах будет большое падение напряжения, и шуруповёрт не разовьёт нужную мощность.
Блок: 3/6 | Кол-во символов: 1884
Источник: https://Acums.ru/bespereboyniki-i-bloki-pitaniya/dlya-shurupoverta-svoimi-rukami-na-12-14-ili-18-volt-skhema-impulsniy-ili-transformatorniy
Переделка электронного трансформатора
Неплохой и достаточно компактный блок питания можно сделать из так называемого электронного трансформатора (ЭТ), предназначенного для питания низковольтных галогенных ламп.
Электронный трансформатор для питания 12-вольтовых галогенных ламп
Но чтобы использовать трансформатор совместно с шуруповёртом, его (блок) необходимо доработать. Взглянем на классическую схему простейшего ЭТ.
Электрическая схема электронного трансформатора
Это простейший импульсный понижающий источник питания, собранный по двухтактной схеме. Выходное напряжение снимается со вторичной обмотки выходного трансформатора. Схема, приведённая на рисунке, конечно, не единственная. Есть приборы проще, есть сложнее. Есть со стабилизацией выходного напряжения, системой плавного пуска и защитой от короткого замыкания. Но то, что нас интересует, является неизменной частью любого электронного трансформатора. Так, в чем трудность?
Проблема заключается в том, что выходное напряжение подобных БП переменное с частотой десятки килогерц, да ещё и промодулированное частотой 50 Гц. Оно годится для питания ламп накаливания, но не подходит для шуруповёрта. Значит, его нужно выпрямить и сгладить. Для этого используем диод VD1 и два сглаживающих конденсатора — С1 и С2, подключив их по схеме, приведённой ниже.
Схема доработанного электронного трансформатора
Лампа Н1 служит нагрузочной, когда шуруповёрт отключён. Она необходима для старта преобразователя — без нагрузки он просто не запустится. Высоковольтный электролитический конденсатор можно взять из БП для компьютера или любого другого устройства, скажем, из телевизора с импульсным блоком питания. Он находится в корпусе электронного трансформатора. Диод и конденсатор помещают в корпус инструмента, а лампу устанавливают так, чтобы она ещё и рабочее место освещала — убила, как говорится, сразу двух зайцев. Такая лампа будет много удобнее штатной подсветки, которая включается только вместе с инструментом. Вслепую целишься в темноте, потом запускаешь шуруповёрт и смотришь, куда попал.
Диод КД2960 представляет собой быстродействующий выпрямительный диод, рассчитанный на ток 20 А и выдерживающий обратное напряжение 1200 В. Его зарубежный аналог — 20ETS12. Заменить этот диод обычным выпрямительным не получится — у него слишком низкое быстродействие, и на частоте в десятки килогерц он будет больше греться, чем выпрямлять.
Но замена есть. Вполне подходит диод Шоттки, выдерживающий ток 15–20 А и обратное напряжение не ниже 25 В. Найти такие диоды можно в блоках питания ПК. Там они служат для этих же целей. Диод, конечно, нужно поставить на теплоотвод.
Лампочка миниатюрная. Её можно найти в советских новогодних гирляндах или использовать две на 6,3 В, включённые последовательно. Собираем выпрямитель, размещаем его в корпусе инструмента, выводим через проделанное отверстие провода, подпаиваем одну часть разъёма. Вторую подпаиваем к проводам от трансформатора — и доработка закончена. Поскольку напряжение на выходе электронного трансформатора переменное, полярность подключения проводов от ЭТ к выпрямителю можно не соблюдать.
Как указывалось выше, существуют трансформаторы, обеспечивающие плавный пуск галогенных ламп. Подойдут ли они нам? Вполне. Как только мы подключим ЭТ к сети, он запустится и в течение 1–3 секунд выйдет на рабочий режим — это будет хорошо заметно по плавному разгоранию лампы Н1. После этого инструментом можно пользоваться без проблем.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопрос
Важно! Выбирая электронный трансформатор без защиты от перегрузки, необходимо обеспечить запас его мощности в 30–40 %. В противном случае блок либо не будет «тянуть» инструмент, либо (что более вероятно) просто сгорит.
Блок: 4/6 | Кол-во символов: 3767
Источник: https://Acums.ru/bespereboyniki-i-bloki-pitaniya/dlya-shurupoverta-svoimi-rukami-na-12-14-ili-18-volt-skhema-impulsniy-ili-transformatorniy
Конструкция аккумулятора шуруповерта
Переделка шуруповерта на литиевые аккумуляторы 18650
Устройство аккумуляторной батареи не зависит от марки. Во всех аппаратах конструкция аккумуляторов похожа и отличается внешним видом, корпусом и контактами.
Устройство аккумуляторной батареи
В корпусе находятся несколько элементов, соединённых последовательно. Их количество зависит от напряжения каждого элемента и батареи в целом. При использовании самых распространённых, никель-кадмиевых элементов с напряжением 1,2В, для питания устройства номиналом 12В необходимо 10 шт. Ёмкость батареи указывается в ампер-часах.
Интересно. При последовательном соединении растёт выходное напряжение, а ёмкость не меняется и равна ёмкости отдельных элементов.
Блок: 4/12 | Кол-во символов: 738
Источник: https://instanko.ru/drugoe/blok-pitaniya-dlya-shurupoverta.html
Переделка шуруповерта на питание от сети 220В
При выходе из строя аккумуляторной батареи и невозможности её ремонта единственный выход – переделка аккумуляторного шуруповерта в сетевой.
Источники питания 24 и 12 Вольт
При этом мощность блока питания должна превышать мощность двигателя с учётом возможных перегрузок в момент завершения закручивания. В паспорте устройства она не указана, но этот параметр написан на корпусе электромотора, или его можно вычислить, подключив аппарат к источнику постоянного напряжения через амперметр. Для двигателя мощностью 70Вт достаточно блока питания 120Вт.
Важно! Мощность зарядного устройства недостаточна для его работы. При переделке аккумуляторного шуруповёрта в сетевой, на 220 вольт, необходимо использовать другой блок питания.
Использование внешнего блока питания
Внешнее питающее устройство имеет большие габариты, чем встроенное, но в любом случае, если запитать шуруповерт от сети, то инструмент будет “привязан” проводом к розетке.
Внешний блок питания
Ток, идущий от блока питания, достигает 10-15А, поэтому сечение кабеля должно быть не менее 1мм².
Интересно. Шуруповёрт можно запитать от старого автомобильного аккумулятора или от машины, через гнездо прикуривателя.
Компьютерный блок питания
Самый простой и дешёвый вариант – использование блока питания от старого компьютера мощностью не меньше 300Вт и током 15А.
В старых блоках был выключатель, в современных – для включения необходимо замкнуть провода, идущие к аппарату. Цвет этих проводов зависит от модели. Это можно узнать в интернете или методом подбора.
Выход 12В находится в четырёхштырьковом разъёме: чёрный “–”, жёлтый “+”.
Такие приборы имеют встроенный вентилятор, поэтому при изготовлении для него корпуса необходимо сделать отверстия или устанавливать вентилятором наружу. Лучше всего просто спрятать лишние провода внутрь корпуса.
Важно! Шуруповёрт 14,4 или 18 вольтовый будет работать на пониженной мощности.
Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора
Требования к этому устройству такие же, как и при использовании компьютерного блока.
Если есть, то желательно использовать устройство со встроенным вольтметром и регулировкой напряжения. В некоторых моделях внутри установлено токоограничивающее сопротивление. Его необходимо закоротить.
Как сделать самодельный блок питания
Кроме покупного, блок питания можно изготовить самостоятельно. Для этого необходим трансформатор мощностью 160Вт, такие устанавливались в ламповых телевизорах.
Прежде всего, необходимо определить необходимое количество витков. Порядок действий следующий:
- разобрать трансформатор;
- с катушки отмотать все вторичные обмотки;
- намотать 10 витков провода;
- собрать трансформатор;
- подсоединить к сети 220В;
- замерить напряжение на вторичной обмотке;
- разделить количество витков (в данном случае 10) на измеренное напряжение.
Получившуюся величину умножают на напряжение питания шуруповёрта и получают необходимое число витков.
Трансформатор
Внимание! Количество витков на вольт можно получить, измерив напряжение и посчитав витки во вторичной обмотке.
Наматывается понижающая обмотка проводом, сечением 1мм² для уменьшения падения напряжения в трансформаторе.
На выходе трансформатора переменное напряжение, а устройству необходимо постоянное, поэтому дополнительно к трансформатору устанавливается диодный мост. Он собирается из диодов на радиаторах, напряжением более 20В и током 10А. Монтируется он вместе с трансформатором или в корпусе аккумулятора, из которого вынуты элементы.
Встроенный блок питания в корпусе от аккумулятора
При наличии желания, времени и “прямых” рук блок можно разместить в корпусе аккумулятора. Для этого приобретается готовое устройство с соответствующими параметрами, вынимается из своего корпуса и монтируется в корпусе аккумулятора. Вывода припаиваются проводом, сечением не менее 1мм² к клеммам батареи, и меняется сетевой шнур на более длинный.
Встроенный блок питания
Важно! Если в корпусе блока питания были вентиляционные отверстия, то необходимо сделать аналогичные в новой конструкции.
Блок: 8/12 | Кол-во символов: 3998
Источник: https://instanko.ru/drugoe/blok-pitaniya-dlya-shurupoverta.html
Схемы и их описание
Вариант самостоятельной сборки БП необходимо производить при условии знаний в области радиотехники. Кроме того, перед сборкой нужно хорошо все обдумать, найти корпус для монтажа и соответствующие радиоэлементы.
Простой вариант БП
Простая схема 1 БП (шуруповерта от сети 220 вольт), состоящая из трансформатора питания (вход диодного моста), выпрямителя и конденсаторного фильтра.
Схема 1 — Блок питания для шуруповерта 18 В
Трансформатор нужно подобрать с мощностью от 300 Вт и выше, напряжение на II обмотке должно быть в диапазоне от 20 до 24 В и силой тока свыше 15 А. Для диодного моста следует использовать мощные диоды, подобранные под ток вторичной обмотки. Сложнее будет подобрать соответствующее питание для шуруповерта. На выходе выпрямителя необходимо поставить конденсатор емкостью от 2000 мкФ (можно ограничиться емкостью на 470) и напряжением от 25 В и выше. Детали необходимо брать с запасом по току и напряжению. Все радиоэлементы монтируются на гетинаксовую плату, которая крепится в корпусе.
Универсальный адаптер питания
Предложенный вариант универсального БП обладает отличными характеристиками и выдерживает ток нагрузки до 10 А. Напряжение на выходе составляет 18 В, хотя можно произвести расчеты и сделать блок питания для шуруповерта 12 В. Этот БП можно применять в качестве зарядного устройства для аккумуляторной батареи (АКБ) и резервного источника питания при обесточивании сети (схема 2).
Адаптер собран на стабилизаторе напряжения, состоящего из транзистора VT3 и VD2-VD5 (стабилитроны). При помощи тумблера SB1 включается питание и замыкает свои контакты реле К1. Питание идет на трансформатор, который преобразует переменный ток до необходимого номинала. Выходной ток с трансформатора поступает на выпрямитель. Далее выпрямленное напряжение поступает на стабилизатор. Присутствует в схеме и усилитель тока, собранный на транзисторах VT1 и VT2. К этому усилителю подключается нагрузка. Режим подзарядки аккумулятора (резервный источник питания) осуществляется через VD6 и ограничитель в виде резистора R4. При помощи SB2 можно отключить подзарядку батареи.
Схема 2 — Универсальный БП для шуруповерта и зарядки АКБ
При отсутствии напряжения питания 220 В реле обесточивается, и напряжение с батареи подается на другие контакты реле (питание напрямую от АКБ). Для защиты от токов КЗ и перегрузок используются предохранители. Такую систему можно использовать без резервного источника питания. Дополнительная наладка не требуется.
Перечень радиодеталей указан на соответствующей схеме 2, однако возможны и замены аналогами, например:
- VT1 и VT2 можно заменить на КТ808 или КТ819 по таким же параметрам. Транзисторы требуют охлаждения, и поэтому наличие радиатора обязательно. Транзисторы можно посадить на термопасту для улучшения теплоотдачи. Аналогом VT3 являются КТ815 или КТ817. Допустимы любые буквенные индексы.
- Трансформатор следует использовать с выходной мощностью более 150 Вт и с напряжением под нагрузкой на II обмотке 14-16 В.
- АКБ является стандартной на 12 В.
- Реле К1 необходимо использовать переменного тока на напряжение от 220 В и током в 3 А.
- Предохранитель FU1 на 3А, FU2 должен быть на 10 А.
- Выпрямитель используют уже готовый (КЦ405А, в крайнем случае — КЦ407А) или собранный на диодах Д231 и Д242 (буквенный индекс любой). Диод VD6 можно заменить аналогичным, руководствуясь справочником или интернетом.
- Стабилитроны желательно оставить такие же: от них зависят выходные параметры напряжения, хотя возможно и последовательное соединение на необходимый показатель U.
- Конденсаторы меняются на любые аналоги согласно справочной документации. Следует учитывать U в цепочке, к которой подсоединен конденсатор.
- Резисторы R2 и R3 (МЛТ-0,5), R1 и R4 (тип ПЭВ-10 или ВЗР-10).
После сборки осуществляется монтаж и приведение изделия к соответствующему виду, дизайн выбирается самостоятельно.
Адаптер на 12 В
Адаптер собирается на микросхеме 7912 и представляет собой линейный регулятор. Транзистор увеличивает мощность БП (схема 3). Этой самоделкой можно запитать и шуруповерт на 18 В, для чего необходимо рассчитать трансформатор.
Схема 3 — Блок питания для шуруповерта 12 В
Вторичный источник питания представляет собой трансформатор, на выходе которого 16 В (для модели с питанием на 12 В постоянного тока) или 22 В (питание шуруповерта 18 В). Выпрямитель собирается из обычных диодов с обратным напряжением свыше 50 В (возможно использовать уже готовые варианты). Сглаживающий фильтр представляет собой конденсатор высокой емкости около 10000 мкФ, но чем больше эта величина, тем лучше.
Микросхему нужно приобрести в специализированном магазине радиодеталей. Кроме того, в схеме использованы светодиоды, позволяющие производить диагностику при неисправностях БП. Радиоэлемент 2N3055 является транзистором p-n-p структуры и его можно заменить любым (аналог нужно подбирать из справочной литературы с напряжением около 50 В и током более 5 А). Возможно применение ЛУТ для изготовления монтажной платы. В интернете подробно описан процесс изготовления печатной платы по лазерно-утюжной технологии (ЛУТ).
Регулируемая модификация
Регулируемый БП очень удобен в использовании и является универсальным. Благодаря регулируемым значениям напряжений можно запитать любую технику, использовать для зарядки аккумулятора. Основным элементом является микросхема типа LM317. Усиление происходит при помощи двух транзисторов типа 2N3055, но можно применять и более мощные, ведь от этого мощность БП возрастает и позволяет получить ток до 20 А. Транзисторы устанавливаются на радиатор, и желательно применить в конструкции еще и вентилятор для охлаждения (кулер с персонального компьютера на 12 В).
Схема 4 — Регулируемый БП
Перечень деталей:
- Трансформатор двухобмоточный на 15 В и током в 10 ампер.
- Диоды D1-D4 (диодный мост): MR750 или другой аналог.
- Вставки плавкие на 1 А и 10 А. Второй показатель выбирается согласно реальной нагрузке (потребляемый ток).
- Резисторы: R1 (2,2 к на 2,5 Вт), R2 (240), R3 и R4 (0,1 на 10 Вт), R7 (6,8 к), R8 (10к), R9 (47 на 0,5 Вт), R10 (8,2 к).
- Конденсаторы: C1, C7 и C9 (47n), C11 (22n), C2 (4700 мк на 50 В), C3 и C5 (10 мк на 50 В), C4 и C6 (100n), C8 (330 мк на 50 В), C10 (1мк на 25 В).
- Диоды (возможно применение аналогов): D5 (1N4148, 1N4448 или 1N4151), D6 (1N4001), D10 (1N5401), D7, D8 и D9 (1N4001).
- Микросхема: LM317.
- Транзисторы: 2N3055.
- Переменные сопротивления: P1 (5к), P2 (47 или 230 мощностью 1 Вт), P3 (10к).
При сборке нужно изолировать транзисторы применением теплопроводящих прокладок. Кроме того, при любых сборках мощных БП следует использовать толстые провода.
Блок: 4/5 | Кол-во символов: 6527
Источник: https://pochini.guru/svoimi-rukami/variantyi-blokov-pitaniya-dlya-shurupoverta-18-v
Бытовой или профессиональный
Как известно, профессиональные шуруповерты отличаются большей стоимостью, но это не случайно. Они сделаны с большим запасом прочности, для чего используются более качественные и дорогие материалы. Кроме того, они обладают большей мощностью, что дает возможность вкручивать более длинные саморезы и/или работать с более жесткими материалами.
Разница между профессиональным и бытовым шуруповертом в ресурсе
Чтобы решить бытовой или профессиональный шуруповерт вам нужен, оцените объем работ, который необходимо будет выполнить. Если вы начинаете стройку или капитальный ремонт, наверное, нужна профессиональная или полупрофессиональная модель. Если инструмент нужен будет периодически — что-то выкрутить/закрутить время от времени, бытового более чем достаточно. При такой работе ресурс профи инструмента просто не будет востребован. Так что выбрать шуруповерт по этому критерию не очень сложно.
Блок: 5/12 | Кол-во символов: 919
Источник: https://instanko.ru/drugoe/blok-pitaniya-dlya-shurupoverta.html
Типы аккумуляторных элементов
Блок питания для шуруповерта 12в своими руками
В этих устройствах применяют элементы разных типов и напряжений, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.
Самые распространённые – никель-кадмиевые (Ni – Cd) напряжением 1,2В.
Достоинства:
- низкая цена;
- хранятся в разряженном состоянии.
Недостатки:
- обладают эффектом памяти;
- высокий саморазряд;
- маленькая ёмкость;
- малое количество циклов заряд/разряд.
Более прогрессивные никель-металл-гидридные (Ni-MH) напряжением 1,2В.
Достоинства:
- меньшие эффект памяти и саморазряд;
- большие ёмкость и число циклов заряд/разряд.
Недостатки:
- более высокая цена;
- плохо переносят низкие температуры и хранение в разряженном состоянии.
Самые прогрессивные литий-ионные (Li-Ion) напряжением 3,6В.
Достоинства:
- отсутствие эффекта памяти;
- очень низкий ток саморазряда;
- высокая удельная ёмкость, позволяющая уменьшить вес и габариты прибора;
- многократно превышающее другие типы аккумуляторов число циклов заряд/разряд.
Недостатки:
- высокая цена;
- потеря ёмкости через три года после изготовления.
Блок: 6/12 | Кол-во символов: 1036
Источник: https://instanko.ru/drugoe/blok-pitaniya-dlya-shurupoverta.html
Простое восстановление инструмента
Основным преимуществом аккумуляторного шуруповерта является его мобильность. Применяется в таких инструментах литий-ионный аккумулятор, который защищен от перегрузки и полной разрядки. Кроме того, существует защита и от перезарядки в виде отдельной схемы, встроенной в сам элемент. Основным источником питания (первичным) является 220 В, выполняется и подзарядка аккумуляторной батареи.
В зависимости от модели шуруповерта на аккумулятор поступает напряжение зарядки от 14 В до 21 В. На выходе батареи получается напряжение питания от 12 до 18 В. Этот тип АКБ служит долго, но если инструментом не пользоваться продолжительное время, не поможет и встроенная защита от разрядки элементов батареи: разрядка происходит постоянно.
Для увеличения срока службы необходимо постоянно разряжать и заряжать батарею. Если по какой-то причине не удалось «уследить» за инструментом, часто выходит из строя какой-либо конкретный элемент аккумулятора. Существуют основные способы решения этой проблемы:
- Заменить батарею на новую.
- Приобрести новый инструмент.
- Переделать шуруповерт с питанием от сети.
При замене аккумулятора необходимо учесть, что новый достаточно сложно найти. Инструменты делают так, чтобы тяжело было найти для них запчасти. Фирме невыгодно производить свое изделие с высокой ремонтоспособностью, так как ей нужны доходы от покупки продукции. Найти новый аккумулятор возможно только у дилеров. Кроме того, возможен еще вариант: разобрать аккумуляторную батарею и поменять неисправный элемент питания.
При покупке нового инструмента пользователь стремится купить модель более качественного образца, забывая о правилах эксплуатации аккумуляторов литий-ионного типа. Основные правила, которые помогут надолго сохранить срок службы инструмента:
- При покупке в зимний период «запускать» инструмент сразу категорически запрещается. Нужно подождать около часа, пока он не «прогреется» до уровня комнатной температуры.
- Поставить батарею на зарядку.
- Цикл зарядки и разрядки АКБ выполнить около 3 раз.
Если ни один из вариантов решения проблемы не подходит, нужно приступить к переделке шуруповерта на сетевой своими руками. Сделать это просто. Существует множество простых и сложных способов. Изменение модели инструмента имеет несколько положительных сторон:
- Нет необходимости подзарядки батареи.
- Снижается нагрузка на механическую часть.
- Множество вариантов блоков питания.
- Увеличение качественных характеристик изделия.
Кроме того, мобильность возможно сохранить, переделав зарядное устройство в блоковый вариант для зарядки практически любого аккумулятора.
Блок: 2/5 | Кол-во символов: 2573
Источник: https://pochini.guru/svoimi-rukami/variantyi-blokov-pitaniya-dlya-shurupoverta-18-v
Необходимые материалы и инструменты
Материалы и инструменты при переделке шуруповерта полностью зависят от типа инструмента и вида источника питания, а также его особенностей. Но если обобщить, то можно выделить несколько основных инструментов:
- отвертки;
- пассатижи;
- нож;
- изолирующие материалы;
- кабель для подвода электричества;
- паяльник и материалы для паяния;
- какой-либо корпус для будущего блока питания.
Блок: 3/4 | Кол-во символов: 398
Источник: https://TehnoPanorama.ru/instrumenty/peredelka-shurupoverta-na-pitanie-ot-seti.html
Особенности выбора
При выборе мощности стоит принимать во внимание не только то, какая мощность шуруповерта указана в информации от производителя. Из-за слишком большой производительности прибор может закручивать шурупы слишком сильно, вдавливая их шляпку в поверхность. В результате внешний вид покрытия портится, а крепёж, при необходимости, практически невозможно выкрутить.
Выбирая, какой вольтаж лучше для шуруповерта, следует учитывать, что напряжение является главным параметром прибора. Так, например, мощность мотора шуруповерта Makita DDF343SHE составляет 700 Вт, при напряжении 14,4В и ёмкости батареи 1300 мАч и вращающем моменте 36 Нм. Тогда как у другой модели Hammer ACD182 более слабый двигатель (22 Нм) и не такой ёмкий аккумулятор (1200 мАч) – и, кажется, что этот прибор слабее примерно на 40%. Однако за счёт напряжения 18 В «Хаммер» способен закрутить больше крепежа без подзарядки, даже уступая конкуренту по ёмкости батареи.
Понять, почему менее производительный на первый взгляд шуруповёрт уступает более мощному, можно, проведя небольшой расчёт:
- количество энергии, запасаемой первой моделью равно 1,2 х 1,8 = 21,6 Вт·ч;
- у второй показатель всего 1,3 х 14,4 = 18,72 Вт·ч, т.е. на 15,4% меньше.
В процессе выбора шуруповёрта желательно учитывать наличие в комплекте к нему запасного аккумулятора. Некоторые модели имеют даже 2 дополнительные батареи. С одной стороны, такая комплектация будет стоить дороже (тем более что стоимость аккумуляторной батареи составляет до 80% от цены оборудования), однако работать с ним будет гораздо удобнее. При этом выполнения бытовых задач дополнительный аккумулятор не нужен – время выполняемых с его помощью работ редко превышает 1–2 часа. Тогда как в процессе постоянного использования шуруповёрта (например, для ремонтных работ или сборки мебели) вторая батарея позволяет не прерывать работу дольше, чем на несколько минут. Разряженный аккумулятор ставится на зарядку, а запасной устанавливается в прибор.
Блок: 12/12 | Кол-во символов: 1962
Источник: https://instanko.ru/drugoe/blok-pitaniya-dlya-shurupoverta.html
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:
- https://Acums.ru/bespereboyniki-i-bloki-pitaniya/dlya-shurupoverta-svoimi-rukami-na-12-14-ili-18-volt-skhema-impulsniy-ili-transformatorniy: использовано 3 блоков из 6, кол-во символов 6839 (21%)
- https://instanko.ru/drugoe/blok-pitaniya-dlya-shurupoverta.html: использовано 7 блоков из 12, кол-во символов 12552 (39%)
- https://pochini.guru/svoimi-rukami/variantyi-blokov-pitaniya-dlya-shurupoverta-18-v: использовано 3 блоков из 5, кол-во символов 10236 (32%)
- https://TehnoPanorama.ru/instrumenty/peredelka-shurupoverta-na-pitanie-ot-seti.html: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 2639 (8%)
Как работают блоки питания | ОРЕЛ
Блоки питаниясоставляют основу всех наших электронных устройств и обеспечивают постоянный поток схемы там, где это больше всего необходимо. В современной электронике, такой как компьютеры и другие устройства, чувствительные к данным, питание должно работать безупречно, и один сбой может означать потерю работы и данных. Но, как разработчики электроники, мы, как правило, оставляем свои соображения по поводу источника питания на потом, часто хватаясь за готовый блок схемы, который, как мы знаем, уже работает.В конце концов, нам просто нужен выход 5 В, верно? Оказывается, под капотом происходит гораздо больше.
Источники питания с высоты 10 000 футов
Большинство блоков питания получают питание от сети переменного тока и преобразуют его в пригодный для использования в электронных устройствах постоянный ток. Во время этого процесса источник питания выполняет ряд функций, в том числе:
- Преобразование переменного тока из сети в постоянный постоянный ток
- Предотвращение помех переменного тока на выходе источника постоянного тока
- Поддержание выходных напряжений на постоянном уровне вне зависимости от изменений входных напряжений
Чтобы все это преобразование произошло, в обычном блоке питания используется несколько общих компонентов, включая трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор.
Процесс преобразования переменного тока в постоянный начинается с переменного тока, который возникает в настенной розетке в виде синусоидальной волны. Эта форма волны переменного тока колеблется между отрицательным и положительным напряжением до шестидесяти раз в секунду.
Синусоидальная форма волны переменного тока. (Источник изображения)
Напряжение переменного тока сначала понижается трансформатором для удовлетворения требований к напряжению нагрузки источника питания. Как только напряжение снижается, выпрямитель преобразует синусоидальную форму волны переменного тока в набор положительных впадин и пиков.
Выпрямление удаляет отрицательную сторону сигнала переменного тока, оставляя только положительный выходной сигнал. (Источник изображения)
В этот момент в форме сигнала переменного тока все еще присутствуют колебания, поэтому используется фильтр для сглаживания напряжения переменного тока в пригодный для использования источник постоянного тока.
Применение фильтра с накопительным конденсатором убирает агрессивные пики и впадины в нашей волновой форме. (Источник изображения)
Теперь, когда переменный ток был преобразован в пригодный для использования постоянный ток, некоторые блоки питания будут дополнительно устранять любые пульсации в форме сигнала с помощью регулятора.Этот регулятор обеспечивает стабильный выход постоянного тока независимо от изменений, происходящих с входным переменным напряжением.
Краткий обзор процесса. Независимо от того, на какой блок питания вы смотрите, он всегда будет иметь как минимум три основных компонента — трансформатор, выпрямитель и фильтр. Регуляторы могут использоваться или не использоваться в зависимости от того, является ли источник питания нерегулируемым или регулируемым (подробнее об этом позже).
Компоненты блока питания в деталях
Трансформатор
В качестве первой линии защиты трансформатор предназначен для понижения входящего переменного тока от сети до уровня напряжения, который может выдержать нагрузка источника питания.Трансформаторы также могут повышать напряжение, но в этой статье мы сосредоточимся на тех, которые понижают напряжение для низковольтных электронных устройств постоянного тока.
Внутри трансформатора две обмотки катушки, обе физически отделены друг от друга. Первая обмотка получает переменный ток от сети, а затем электромагнитно соединяется со второй обмоткой для передачи необходимого переменного напряжения во вторичную обмотку. Сохраняя эти две обмотки физически разделенными, трансформатор может изолировать сетевое напряжение переменного тока от достижения выхода схемы источника питания.
Две физически разделенные катушки в трансформаторе проводят через электромагнитную связь. (Источник изображения)
Выпрямитель
После того как переменный ток был понижен трансформатором, выпрямитель должен преобразовать сигнал переменного тока в необработанный формат постоянного тока. Это достигается либо одним, либо набором диодов в конфигурации полуволнового, полноволнового или мостового выпрямления.
Полуволновое выпрямление
В этой конфигурации один выпрямительный диод используется для извлечения напряжения постоянного тока из половины периода формы сигнала переменного тока.Это оставляет блоку питания половину выходного напряжения, которое он получил бы от полной формы волны переменного тока при Vpk x 0,318. Половина волны является самой дешевой конфигурацией для разработки, идеально подходит для нетребовательного использования энергии и обычно оставляет наибольшее количество пульсаций в выходном напряжении.
Полупериодное выпрямление в цепи и форма выходного сигнала. (Источник изображения)
Полноволновое выпрямление
В этой конфигурации два выпрямительных диода используются для извлечения двух полупериодов входящего сигнала переменного тока.Этот процесс обеспечит удвоение выходного напряжения однополупериодного выпрямления при Vpk x 0,637. Хотя эта конфигурация более дорогая, чем полуволновая, поскольку для нее требуется трансформатор с центральным отводом, она имеет дополнительное преимущество, заключающееся в улучшенном сглаживании пульсаций переменного тока.
Полноволновое выпрямление в цепи и форма выходного сигнала. (Источник изображения)
Выпрямление моста
В этой конфигурации используются четыре диода, соединенные мостом, для достижения двухполупериодного выпрямления без необходимости использования трансформатора с отводом от средней точки.Это обеспечит то же выходное напряжение, что и полная волна при Vpk x 0,637 с диодами, которым требуется только половина их обратного напряжения пробоя. В течение каждого полупериода два противоположных диода проводят ток, что обеспечивает полную форму волны переменного тока в конце полного цикла.
Мостовое выпрямление в цепи и форма выходного сигнала, такие же, как у Full Wave. (Источник изображения)
Фильтр
Теперь, когда мы преобразовали переменное напряжение, задача фильтра состоит в том, чтобы удалить любые пульсации переменного тока в выходном напряжении, оставив плавное постоянное напряжение.Зачем устранять пульсации? Если они попадут на выход источника питания, они могут повредить нагрузку и, возможно, разрушить всю вашу схему. В фильтрах используются два основных компонента: накопительный конденсатор и фильтр нижних частот.
Накопительный конденсатор
Электролитический конденсатор большой емкости используется для временного накопления выходного тока, обеспечиваемого выпрямительным диодом. При зарядке этот конденсатор сможет обеспечить выходной постоянный ток в промежутках времени, когда выпрямительный диод не проводит ток.Это позволяет источнику питания поддерживать стабильный выход постоянного тока в течение всех циклов включения/выключения источника питания.
Здесь вы можете увидеть разницу в выходном сигнале с крышкой бачка и без нее. (Источник изображения)
Фильтр нижних частот
Вы можете создать цепь питания, используя только накопительный конденсатор, но добавление фильтра нижних частот еще больше устранит пульсации переменного тока, которые проходят через накопительный конденсатор. В большинстве базовых источников питания вы не найдете фильтры нижних частот, поскольку для них требуются дорогие катушки индуктивности с ламинированным или тороидальным сердечником.Однако в современной электронике с импульсными источниками питания вы обнаружите, что фильтры нижних частот используются для удаления пульсаций переменного тока на более высоких частотах.
Добавив накопительный конденсатор и фильтр нижних частот в цепь источника питания, вы сможете устранить более 95 % пульсаций переменного тока. Это позволит вам поддерживать стабильное и чистое выходное напряжение, которое соответствует пику исходной входной волны переменного тока.
Регулятор
В регулируемых источниках питания будет добавлен стабилизатор для дальнейшего сглаживания напряжения постоянного тока и обеспечения стабильного выходного сигнала независимо от изменений входных уровней.С этим улучшенным регулированием также возникают дополнительные сложности и затраты на питание цепи. Вы найдете регуляторы в двух разных конфигурациях: шунтирующий регулятор или последовательный регулятор.
Шунтирующий регулятор
В этой конфигурации стабилизатор подключается параллельно нагрузке, что обеспечивает постоянное протекание тока через регулятор до того, как он попадет на нагрузку. Если ток нагрузки увеличивается или уменьшается, шунтирующий регулятор будет либо уменьшать, либо увеличивать свой ток для поддержания постоянного напряжения и тока питания.
Шунтирующие регуляторы подключаются параллельно нагрузке. (Источник изображения)
Регулятор серииВ этой конфигурации последовательный регулятор соединен последовательно с нагрузкой, которая обеспечивает переменное сопротивление. Этот регулятор будет последовательно измерять входное напряжение нагрузки, используя систему отрицательной обратной связи. Если образец напряжения растет или падает, то последовательный регулятор либо снижает, либо увеличивает свое сопротивление, позволяя большему или меньшему току течь через нагрузку.
Регуляторы сериидобавляют переменное сопротивление к управляющему току. (Источник изображения)
Типы блоков питания
Типичные источники питания переменного/постоянного тока будут использовать некоторые или все вышеперечисленные компоненты в своей схеме как нерегулируемый или регулируемый источник питания. Какой тип источника питания вы используете в своем проекте электроники, зависит от уникальных требований вашей конструкции.
Нерегулируемые источники питания
В этих блоках питания нет регулятора напряжения, и они обеспечивают заданное напряжение только при максимальном выходном токе.Здесь выходное напряжение постоянного тока связано с внутренним трансформатором напряжения, и выходное напряжение будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от выходного тока нагрузки. Эти источники питания известны тем, что они долговечны и недороги, но не обеспечивают достаточную точность для чувствительных к мощности электронных устройств.
Нерегулируемые источники питаниясодержат все стандартные компоненты, кроме стабилизатора.
Регулируемые блоки питания
Регулируемые блоки питания включают в себя все основные компоненты нерегулируемых блоков питания с добавлением регулятора напряжения.Обратите внимание на три конфигурации источника питания регулятора:
Линейный блок питания . В этой конфигурации используется полупроводниковый транзистор или полевой транзистор для управления выходным напряжением в определенном диапазоне. Хотя эти блоки питания не являются самыми эффективными и выделяют много тепла, они известны своей надежностью, минимальными электрическими шумами и широкой коммерческой доступностью.
Типовая линейная цепь питания. (Источник изображения)
Импульсный блок питания .В этой конфигурации используется полупроводниковый транзистор или полевой транзистор, который включается и выключается для подачи напряжения на выходной накопительный конденсатор. Режимы переключения, как правило, меньше и легче, чем линейные источники питания, предлагают широкий диапазон мощности и более эффективны. Однако они требуют сложной схемы, создают больше шума и требуют подавления помех для работы на высоких частотах.
Здесь мы можем увидеть дополнительную сложность в схеме переключения режимов. (Источник изображения)
Аккумуляторный блок питания .Эта конфигурация действует как накопитель энергии и обеспечивает постоянный поток постоянного тока для электронного устройства. По сравнению с линейными и импульсными источниками питания батареи являются наименее эффективным методом питания устройств, и их также трудно согласовать с правильным напряжением нагрузки. Тем не менее, батареи имеют то преимущество, что они обеспечивают источник питания, когда сеть переменного тока недоступна, и не создают электрических помех.
При выборе источника питания для вашего следующего электронного проекта обратите внимание на следующие преимущества и недостатки нерегулируемых и регулируемых источников питания:
Нерегулируемый | Регулируемый |
Преимущества:
Недостатки
| Преимущества
Недостатки
|
При выборе между линейным, импульсным или аккумуляторным регулируемым источником питания учитывайте следующее:
Регулируемые блоки питания | ||
Линейный | Режим переключения | Аккумулятор |
Преимущества
Недостатки
| Преимущества
Недостатки
| Преимущества
Недостатки
|
Технические характеристики блока питания, которые необходимо знать
При выборе готовой схемы блока питания вместо разработки собственной, необходимо знать несколько спецификаций.К ним относятся:
- Выходной ток . Это максимальный ток, который блок питания может подавать на нагрузку.
- Регулятор нагрузки . Это определяет, насколько хорошо регулятор может поддерживать постоянный выходной сигнал при изменении тока нагрузки, обычно измеряемого в милливольтах (мВ) или максимальном выходном напряжении.
- Шум и рябь . Они измеряют нежелательные электронные помехи и колебания напряжения от преобразования переменного тока в постоянный, обычно измеряемые в размахе напряжения для импульсных источников питания.
- Защита от перегрузки . Это функция безопасности, которая отключает источник питания в случае короткого замыкания или перегрузки по току.
- Эффективность . Это отношение мощности, преобразованной из сети переменного тока в постоянный ток. Высокоэффективные системы, такие как импульсные источники питания, могут достигать рейтинга эффективности 80% и снижать тепловыделение и экономить энергию.
Согласованное преобразование
Блоки питанияобеспечивают постоянную основу питания для всех наших электронных устройств, будь то ваш компьютер, смартфон или телевизор, список можно продолжить.Независимо от того, какой тип источника питания вы используете или проектируете, все они включают в себя несколько основных компонентов для преобразования сети переменного тока в устойчивый постоянный ток (DC). Трансформатор сначала понижает напряжение, которое затем выпрямляется до необработанного формата постоянного тока. Затем он фильтруется и регулируется, чтобы обеспечить плавное постоянное напряжение для стабильного выходного сигнала. При разработке собственной схемы источника питания рассчитывайте использовать эти основные компоненты вместе с уникальными характеристиками мощности для вашей конструкции, чтобы обеспечить стабильный выход постоянного тока в любое время суток.
Нужен разъем питания для вашего будущего проекта по разработке электроники? У нас есть куча бесплатных библиотек! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно уже сегодня!
Гланц
Трансформаторы составляют основу всех систем освещения на основе люминесцентных ламп и светодиодов. Трансформатор преобразует входное напряжение, обычно от сети 120 В до 347 В, либо до 2000–15 000 В переменного тока, необходимого для питания светящейся трубки, либо до 5–24 В постоянного тока для питания светодиодов. В N. Glantz & Son мы предлагаем большое количество неоновых и светодиодных трансформаторов и блоков питания, готовых для любого проекта освещения.
Неоновые трансформаторы
Neon Transformers бывают двух основных разновидностей — электронные трансформаторы и магнитные трансформаторы. Магнитные неоновые трансформаторы используют «типичную» модель трансформатора — входной ток приводит в действие катушку вокруг железного сердечника, которая приводит в действие выходную катушку, которая обеспечивает повышенное напряжение в качестве выхода. Из-за особенностей катушек и железного сердечника эти устройства, как правило, большие и тяжелые. Однако они имеют очень долгий срок службы, могут поддерживать более высокую производительность и работать при более высокой рабочей температуре.
Электронные неоновые трансформаторыизменяют частоту входного напряжения с типичных 50-60 Гц до примерно 20 000 Гц с помощью переключающей электроники. Это позволяет создать гораздо меньшую, хотя и более сложную конструкцию. Они, как правило, дешевле, но часто имеют более короткий срок службы и более чувствительны к рабочей температуре, чем магнитные трансформаторы.
Магазин неоновых трансформеров
Светодиодные трансформаторы и блоки питания
Светодиодные трансформаторы, часто называемые источниками питания для светодиодов, работают немного иначе, чем их неоновые аналоги.В то время как неоновые трансформаторы преобразуют сетевую мощность в переменный ток высокого напряжения, светодиодные трансформаторы выдают 5-24 вольта постоянного тока.
Блоки питания для светодиодов, доступные как для внутреннего, так и для наружного применения, обычно представляют собой небольшие и легкие компоненты, срок службы которых составляет от 25 000 до 50 000 часов.
Купить светодиодные силовые трансформаторы
Нужна помощь в определении того, какой трансформатор или блок питания лучше всего подходит для вашего проекта по созданию светящейся трубки или светодиода? Специалисты N. Glantz & Son могут помочь.Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше!
Принципы преобразования энергии | Astrodyne TDI
Введение:
Каждый день мы сталкиваемся с самыми разнообразными электронными устройствами. Кроме того, существует множество контрольно-измерительных приборов, систем управления, коммуникационных устройств и любого количества различных электронных устройств или систем, находящихся на заднем плане общества в целом, от которых мы ежедневно зависим.
Независимо от того, какой тип электронного устройства, будь то потребительский продукт, такой как компьютеры, сотовые телефоны, игровые системы и более промышленные OEM-системы мониторинга и управления, все они имеют одно общее требование для их работы — надежность и стабильный источник постоянного тока.
В настоящее время используются три типа устройств преобразования энергии: источник питания переменного тока в постоянный, преобразователь постоянного тока в постоянный и инвертор постоянного тока в переменный. Из этих трех наиболее часто используются источники питания переменного/постоянного тока и преобразователи постоянного/постоянного тока.
Будь то основной преобразователь переменного/постоянного тока или встроенный преобразователь постоянного/постоянного тока в более крупной распределенной системе питания, ни один другой отдельный компонент не оказывает прямого влияния на общую надежность и производительность системы так, как вездесущий источник питания.
Блок питания не только обеспечивает надежное питание устройства, но и должен соответствовать спецификациям по безопасности пользователя, излучению и средней наработке на отказ, а также удовлетворять требованиям к температуре окружающей среды.
Линейный источник питания:
Линейный источник питания, преобразующий линейное напряжение переменного тока в выходную мощность постоянного тока, выполняет несколько функций:
- Входной трансформатор; изменяет высокое напряжение сети переменного тока путем понижения до более подходящего низкого напряжения в соответствии с требованиями схемы системы — обычно от 3.от 3В до 24В.
- Входные выпрямители; изменяет пониженное напряжение переменного тока на напряжение постоянного тока.
- Фильтрация; за счет использования выходных конденсаторов сглаживает пульсации выпрямленного переменного напряжения до среднего устойчивого уровня.
- Регулировка выхода; за счет использования компонентов последовательного регулятора обеспечивает постоянное выходное напряжение по отношению к изменениям сети, нагрузки и температуры.
- Изоляция; электрически разделяет вход и выход источника питания для обеспечения безопасности и изоляции от линейных помех.
Линейная по сравнению с линейной. Сравнение импульсных источников питания:
Различия между двумя топологиями силовых преобразователей очевидны. Импульсные источники питания приобрели популярность благодаря их высокому КПД и высокой удельной мощности. Ключевой характеристикой между ними является выходная пульсация. Из-за распространения высокочастотного прерывания, используемого в импульсном источнике питания, выходная пульсация обычно выше, чем у линейного источника, в диапазоне 100 мВ.Это может быть проблематично при требованиях к низкому уровню шума, таких как контрольно-измерительные приборы, но эти эффекты можно смягчить с помощью схемы фильтрации выходного сигнала. Импульсные источники также имеют более медленное время переходного процесса, чем линейные, но имеют гораздо более длительное время удержания выходного напряжения, что является важной характеристикой во многих компьютерных и контрольно-измерительных приложениях.
Импульсный блок питания имеет преимущество в более широком диапазоне входного напряжения, чем его линейный аналог. Линейный входной диапазон источника питания обычно составляет +/-10% и напрямую влияет на эффективность источника питания.При импульсном источнике размах входного напряжения практически не влияет на КПД, а диапазон входного напряжения обычно составляет 50–100 % при использовании универсального или автоматического управления переключением линии.
Присущий коммутатору более широкий диапазон входного напряжения делает источник питания полезным в условиях пониженного напряжения. Кроме того, благодаря использованию автоматического переключателя или схемы управления универсальным входом импульсные источники питания больше не требуют механических импортных перемычек для автоматической адаптации к разнице входного сетевого напряжения по всему миру, что значительно упрощает их применение.
Прямой преобразователь:
Другая конфигурация переключения заполнения известна как прямой преобразователь. Хотя прямоходовой преобразователь имеет некоторое сходство с обратноходовым преобразователем, между ними есть некоторые ключевые отличия. Прямой преобразователь накапливает значительную энергию не в трансформаторе, а в выходной катушке индуктивности. Когда транзистор включается, выходное напряжение, генерируемое во вторичной обмотке, течет через диод в катушку индуктивности. Чем больше время включения ключа по сравнению со временем выключения, тем выше среднее вторичное напряжение и выше токовая нагрузка в разомкнутом состоянии.
Когда переключатель выключен, ток в катушке индуктивности не может измениться мгновенно. Из-за этого ток течет от элемента накопления энергии в течение обеих половин цикла переключения, в отличие от схемы обратного хода. Из-за этого прямоходовой преобразователь имеет более низкое выходное напряжение пульсаций, чем обратноходовая схема при том же уровне выходной мощности. Этот тип конфигурации используется для уровней мощности до 250 Вт.
Общая коммутационная мощность переменного/постоянного тока:
Понижающий преобразователь: Понижающий преобразователь, показанный ниже, часто используется в импульсных источниках питания с выходной мощностью до 1000 Вт, работает как прямой преобразователь, и в схеме нет изоляции входа-выхода.Высокие входные напряжения постоянного тока регулируются до более низкого уровня широтно-импульсной модуляцией переключателя.
Повышающий регулятор: Аналогичная схема представляет собой повышающий регулятор, который работает как понижающий регулятор, за исключением того, что в этом случае выходное напряжение выше входного. Выходное напряжение равно входному напряжению плюс напряжение определяется переключающим элементом.
Двухтактный преобразователь: Двухтактный преобразователь представляет собой вариант прямого преобразователя, за исключением того, что на первичной стороне трансформатора используются два переключающих элемента.
Полномостовые и полумостовые преобразователи: Другой часто используемой топологией являются полумостовые или полномостовые преобразователи, которые имеют разновидности прямого преобразователя. Единственная разница здесь заключается в том, что первичная обмотка трансформатора приводится в действие.
Коррекция коэффициента мощности: Эффекты коэффициента мощности сложны; по сути, коэффициент мощности системы переменного тока определяется как отношение реальной мощности, подаваемой на нагрузку, к полной мощности, обычно измеряемой как число от 0 до 1, часто выражаемое как процент рейтинга эффективности.
В электроэнергетической системе нагрузка с низким коэффициентом мощности потребляет больше тока, чем нагрузка с высоким коэффициентом мощности, при том же количестве передаваемой полезной мощности. Эти более высокие токи увеличивают потери энергии в системах распределения электроэнергии и требуют более крупных проводов и оборудования, чтобы свести к минимуму их влияние. Из-за затрат, необходимых для дополнительного силового оборудования для замены потерянной энергии, электрические коммунальные предприятия обычно взимают более высокую плату с промышленных или коммерческих потребителей, где используется большая мощность из-за низкого коэффициента мощности.
Импульсные источники питания в силу своей конструкции потребляют ток от сети переменного тока короткими импульсами, когда мгновенное напряжение сети превышает напряжение на входном конденсаторе большой емкости в течение оставшейся части цикла переменного тока, для которого этот конденсатор обеспечивает питание. Это приводит к высокому содержанию гармоник и относительно низкому коэффициенту мощности, что создает дополнительную нагрузку на линии электропередач. Эти гармоники могут быть удалены с помощью банков фильтров, но реализация таких больших возможностей фильтрации может быть дорогостоящей.
При выборе импульсного источника питания необходимо учитывать ряд факторов, таких как:
- Входное напряжение и частота
- Пусковой ток
- Вход/выход Изоляция
- Допуск и регулировка выходного напряжения
- Максимальный выходной ток/мощность
- Пульсация и шум
- Номинальный шаг
- Время настройки, время нарастания и время удержания
- Защита от перегрузки по току/перегрузки
— и другие факторы снижения номинальных характеристик
Все это играет огромную роль в том, что каждое приложение и компонент может сделать для этого конкретного преобразования.
Преобразователи, адаптеры и трансформаторы, о боже! — Путеводитель по иностранному электричеству
В наш век проводов путешественники хотят быть подключенными к сети, будь то компьютер, MP3-плеер или просто фен.
И даже если большинство американцев знают, что им может понадобиться какой-либо тип адаптера, преобразователя или трансформатора для использования своих электрических устройств за границей, они могут не знать точно, когда что использовать.
Начнем с терминов.
Есть два основных типа оборудования, которое может вам понадобиться за границей с точки зрения электричества.
Один адаптер для штепсельной вилки, а другой преобразователь или трансформатор.
Штепсельный адаптер, как правило, небольшой, недорогой и простой: он позволяет вашей американской вилке входить в розетку страны, которую вы посещаете, поскольку в вашем электроприборе уже есть встроенный преобразователь или трансформатор, или что вы будете использовать отдельный преобразователь или трансформатор с адаптером.
ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО ПЕРЕХОДНИКА ДЛЯ ВИЛКИ
К счастью для путешественников, широкий выбор штепсельных адаптеров (а также преобразователей) легко доступен в Интернете, а также в большинстве магазинов электроники, таких как Radio Shack, Best Buy и даже Wal-Mart.Поскольку вам почти всегда понадобится сетевой адаптер для поездок за границу, приятно знать, что они дешевы. Насколько дешево? Как насчет 99 центов?
Имейте в виду, что цена указана за самый простой доступный адаптер, который будет работать только с одним типом вилки и розетки. Но если вы путешествуете только в одно место и знаете, что встретите только один тип вилки, это определенно самый дешевый способ.
Если вы считаете, что в путешествии вы можете посетить несколько мест (или, точнее, туда, где есть более одного типа вилок), универсальные переходники для вилок или наборы переходников по-прежнему довольно дешевы.Например, BestBuy, CompUSA и Circuit City предлагают различные типы универсальных адаптеров по цене 24,99 доллара США.
Теперь помните, если ваше электронное устройство может работать с диапазоном напряжений или может переключаться между ними, адаптер штепсельной вилки может быть всем, что вам нужно для разных стран.
Но если это не так или если вы планируете находиться там более недели или двух [длительное использование при напряжениях, отличных от ожидаемых, может привести к ухудшению работы некоторых устройств], преобразователь напряжения — или для некоторого оборудования, трансформер — то, что вам нужно.
Если вы отправляетесь в страну, где подача электроэнергии нестабильна, наличие сетевого фильтра в составе адаптера или преобразователя может быть отличной идеей. Это также может быть дополнительным спокойствием, если вы путешествуете с дорогой электроникой.
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ V. ТРАНСФОРМАТОРЫ
Преобразователи и трансформаторы преобразовывают или преобразовывают электрическое напряжение от вилки в любой уровень, подходящий для подключенного к сети прибора. Разница между ними заключается в том, как устройство фактически преобразует напряжение в ток.Например, чтобы уменьшить 220 В до 110 В, преобразователь разделяет «синусоиду» (форму всплесков мощности переменного тока) пополам, тогда как трансформатор изменяет длину синусоид.
Это очень важное отличие, поскольку электронные устройства, такие как компьютеры или принтеры, требуют для работы полную синусоиду, и поэтому могут работать только с трансформатором.
С другой стороны, электрические приборы, такие как фен, работают либо с полной, либо с половинной синусоидой, поэтому могут работать как с преобразователем, так и с трансформатором.Имейте в виду, что трансформаторы обычно намного больше, тяжелее и намного дороже преобразователей.
Итак, если вы собираетесь приобрести электронное устройство, такое как компьютер, и знаете, что собираетесь путешествовать, вам следует подумать о покупке устройства с двойным напряжением, если это возможно, чтобы не тащить с собой за границу массивный трансформатор.
Помните, что и электроприборы, и электронные устройства могут работать с трансформатором (но последние не будут работать с преобразователем), поэтому, если вы сомневаетесь, используйте трансформатор.
В зависимости от устройства, которое вы хотите использовать, вам может вообще не понадобиться преобразователь или трансформатор, но вам, вероятно, всегда понадобится штепсельный адаптер. Проверьте заднюю или боковую часть устройства, которое вы хотите взять с собой. Если в нем указан диапазон допустимых напряжений, например 110–240 В, он должен быть в состоянии работать с основными напряжениями: 110 В и 220 В или новым европейским стандартом, 230 В.
Некоторые предметы (даже ваш фен) могут иметь переключатель для переключения между двумя основными стандартами.
Другое электронное оборудование, такое как большинство радиочасов, бритв и зарядных устройств для сотовых телефонов, будет иметь только одно указанное напряжение (или, возможно, вообще не будет) и потребует трансформатора.
Перечень напряжений, частот и вилок по странам см. на сайте:
KROPLA.com
Вот два других списка, которые вы можете перепроверить:
VOLTAGE VALET.com
POWERSTREAM.com
Или для получения информации о напряжении, адаптерах и частотах, необходимых для конкретной страны, в которую вы едете, проверьте:
КАКАЯ ПРОБКА.информация
Кроме того, вы можете заметить, что на некоторых из этих сайтов продаются бытовые приборы с двойным напряжением, такие как утюги и фены, которые могут быть полезны для частых путешественников.
Вообще говоря, в Северной и Южной Америке (за исключением некоторых частей Латинской Америки) и большей части Карибского бассейна используется напряжение 120 В, в то время как в большей части остального мира используется напряжение 220–230 В. Просто помните, что источник питания может быть разным в разных частях одной и той же страны — вероятным ярким примером является Бразилия — с несколькими разными напряжениями и вилками, используемыми в разных частях страны.
С напряжением небольшое отклонение допустимо и даже ожидаемо, поэтому, например, многие устройства на 220 В будут работать в розетках на 230 В или 240 В. То же самое для 110В, 115В и 120В.
ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ/ТРАНСФОРМАТОРА
Если желаемое электронное устройство не рассчитано на два напряжения, вам понадобится преобразователь или трансформатор. Их большое разнообразие доступно в крупных розничных магазинах как онлайн, так и офлайн. Независимо от того, какой преобразователь или трансформатор вы в конечном итоге выберете, решающим фактором здесь является обеспечение надлежащей мощности выбранного вами преобразователя.
Здесь следует помнить об одном компромиссе. Как правило, чем выше мощность трансформатора, тем больше, тяжелее и дороже он будет. Таким образом, вы захотите получить тот, который может справиться с мощностью выбранного вами устройства, не будучи излишне большим.
Важность этой части процесса невозможно переоценить: уровень мощности, с которым работает преобразователь/трансформатор, имеет решающее значение для обеспечения безопасной работы электроники. Чтобы быть в безопасности, вам понадобится преобразователь, который может работать как минимум на 10-20% больше, чем устройство с самой высокой мощностью, которое вы планируете использовать.Поэтому, если вы планируете взять с собой фен мощностью 1400 Вт, вам понадобится фен мощностью не менее 1600 Вт.
Имейте в виду, что если вы направляетесь в Японию, вам понадобится специальный японский трансформатор, поскольку это единственная крупная страна, использующая стандарт 100 В.
НА БОРТУ КРУИЗНЫХ СУДОВ
Большинство круизных лайнеров сегодня предлагают два стандартных типа напряжения и вилки (обычно американские и европейские), чтобы угодить путешественникам со всего мира.Это может быть не так с более экспедиционными типами путешествий (например, в Антарктиду), где корабли не были предназначены исключительно для размещения международных путешественников. Поэтому обязательно заранее узнайте о возможностях вашего конкретного корабля — вы можете узнать, что вам не понадобится ничего, кроме штепсельных адаптеров, преобразователей или трансформаторов.
ДОЛГОСРОЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
В зависимости от того, как долго вы планируете использовать электронику за границей, может быть, имеет смысл пойти дальше и купить то, что вам нужно, в самой стране и вообще не возиться с преобразователями, трансформаторами или адаптерами.
Очевидно, что это имеет больше смысла для одних устройств, чем для других. Новый ноутбук может быть немного дороже для трехнедельной прогулки по Европе, но новый фен может быть на самом деле дешевле, чем, например, новый конвертер.
Так что не бойтесь везти электронику за границу, просто будьте готовы.
Мэтью Калькара для PeterGreenberg.com .
Ознакомьтесь с нашим обзором гаджетов для путешествий: больше вещей в ручной клади.
И не пропустите весь наш раздел, посвященный гаджетам для путешествий.
Как опытный инженер по аппаратному обеспечению может легко проектировать блоки питания: мини-учебник
Аннотация
В этом небольшом учебном пособии представлен обзор возможностей проектирования блоков питания. В нем будут рассмотрены основные и часто используемые изолированные и неизолированные топологии источников питания, а также их преимущества и недостатки. Мы также рассмотрим электромагнитные помехи (EMI) и вопросы фильтрации. Этот мини-учебник призван обеспечить упрощенное понимание и новую оценку искусства проектирования источников питания.
Введение
Большинство электронных систем требуют определенного преобразования напряжения между напряжением источника питания и напряжением схемы, которая должна быть запитана. Когда батареи разряжаются, напряжение падает. Некоторое преобразование постоянного тока в постоянный может гарантировать, что гораздо больше энергии, хранящейся в батарее, будет использоваться для питания схемы. Также, например, с линией 110 В переменного тока мы не можем напрямую питать полупроводник, такой как микроконтроллер. Поскольку преобразователи напряжения, также называемые источниками питания, используются почти в каждой электронной системе, с годами они оптимизировались для различных целей.Конечно, некоторые из обычных целей для оптимизации — это размер решения, эффективность преобразования, EMI и стоимость.
Простейший источник питания: LDO
Одной из самых простых форм блока питания является регулятор с малым падением напряжения (LDO). LDO — это линейные регуляторы, а не импульсные регуляторы. Линейные регуляторы помещают перестраиваемый резистор между входным напряжением и выходным напряжением, что означает, что выходное напряжение фиксируется независимо от того, как изменяется входное напряжение и какой ток нагрузки проходит через устройство.На рис. 1 показан основной принцип работы этого простого преобразователя напряжения.
Рисунок 1. Линейный регулятор преобразует одно напряжение в другое.
В течение многих лет типичный силовой преобразователь состоял из трансформатора 50 Гц или 60 Гц, подключенного к электросети, с определенным соотношением обмоток для создания нерегулируемого выходного напряжения, на несколько вольт выше, чем необходимое напряжение питания в системе. Затем с помощью линейного регулятора это напряжение преобразовывалось в хорошо отрегулированное по мере необходимости для электроники.На рис. 2 показана блок-схема этой концепции.
Рис. 2. Сетевой трансформатор, за которым следует линейный регулятор.
Проблема с базовой установкой на рис. 2 заключается в том, что трансформатор 50 Гц/60 Гц относительно громоздкий и дорогой. Кроме того, линейный регулятор рассеивает довольно много тепла, поэтому общий КПД системы низок и избавиться от выделяемого тепла сложно при высокой мощности системы.
Импульсные блоки питания спешат на помощь
Чтобы избежать недостатков блока питания, как показано на рис. 2, были изобретены импульсные блоки питания.Они не зависят от переменного напряжения 50 Гц или 60 Гц. Они принимают постоянное напряжение, иногда выпрямленное переменное напряжение, и генерируют переменное напряжение гораздо более высокой частоты для использования трансформатора гораздо меньшего размера или, в неизолированных системах, для выпрямления напряжения с помощью LC-фильтра для создания выходного постоянного напряжения. Преимуществами являются небольшой размер решения и относительно низкая стоимость. Генерируемое переменное напряжение не обязательно должно быть синусоидальным. Простая форма сигнала ШИМ будет работать очень хорошо, и ее легко сгенерировать с помощью генератора ШИМ и переключателя.
Вплоть до 2000 года биполярные транзисторы были наиболее часто используемыми переключателями. Они будут работать хорошо, но будут иметь относительно низкую скорость переключения. Они были не очень энергоэффективными, ограничивая частоту переключения до 50 кГц или, может быть, до 100 кГц. Сегодня мы используем переключающие МОП-транзисторы вместо биполярных транзисторов, что обеспечивает гораздо более быстрое переключение. Это, в свою очередь, снижает потери при переключении, позволяя использовать частоты переключения до 5 МГц. Такие высокие частоты переключения позволяют использовать очень маленькие катушки индуктивности и конденсаторы в силовом каскаде.
Импульсные регуляторыимеют множество преимуществ. Как правило, они обеспечивают энергоэффективное преобразование напряжения, позволяют повышать и понижать напряжение и предлагают относительно компактные и недорогие конструкции. Недостатки заключаются в том, что их не так просто спроектировать и оптимизировать, и они генерируют электромагнитные помехи от переходов переключения и частоты переключения. Доступность импульсных стабилизаторов питания, а также инструментов проектирования источников питания, таких как LTpowerCAD ® и LTspice ® , значительно упростили этот сложный процесс проектирования.С помощью таких инструментов процесс проектирования схемы импульсного источника питания может быть полуавтоматизирован.
Изоляция в источниках питания
При проектировании источника питания в первую очередь необходимо ответить на вопрос, требуется ли гальваническая развязка. Гальваническая развязка используется по нескольким причинам. Это может сделать цепи более безопасными, позволяет работать с плавающей системой и предотвращает распространение шумовых токов заземления через различные электронные устройства в одной цепи. Двумя наиболее распространенными изолированными топологиями являются обратноходовой и прямой преобразователи.Однако для более высокой мощности используются другие изолированные топологии, такие как двухтактная, полумостовая и полная мостовая.
Если гальваническая развязка не требуется, в большинстве случаев используется неизолированная топология. Для изолированных топологий всегда требуется трансформатор, а такое устройство, как правило, дорогое, громоздкое и часто труднодоступное в готовом виде с точными требованиями, предъявляемыми к заказному блоку питания.
Наиболее распространенные топологии, когда изоляция не требуется
Наиболее распространенной топологией неизолированного импульсного источника питания является понижающий преобразователь.Он также известен как понижающий преобразователь. Он принимает положительное входное напряжение и генерирует выходное напряжение ниже входного. Это одна из трех основных топологий импульсного источника питания, для которой требуется всего два ключа, катушка индуктивности и два конденсатора. На рис. 3 показан основной принцип этой топологии. Переключатель верхней стороны подает импульс тока со входа и генерирует напряжение узла переключателя, чередующееся между входным напряжением и напряжением земли. LC-фильтр принимает это импульсное напряжение на коммутационном узле и генерирует выходное напряжение постоянного тока.В зависимости от рабочего цикла ШИМ-сигнала, управляющего переключателем верхнего плеча, генерируется различный уровень выходного напряжения постоянного тока. Этот понижающий преобразователь постоянного тока очень энергоэффективен, относительно прост в сборке и требует небольшого количества компонентов.
Рис. 3. Концепция простого понижающего преобразователя.
Понижающий преобразователь подает импульсный ток на вход, а на выход подается непрерывный ток, поступающий от катушки индуктивности. По этой причине понижающий регулятор очень шумит на входе и не так шумит на выходе.Понимание этого важно при разработке систем с низким уровнем шума.
Помимо топологии buck, второй базовой топологией является повышающая или повышающая топология. В нем используются те же пять основных силовых компонентов, что и в понижающем преобразователе, но они переставлены таким образом, что индуктор находится на входе, а переключатель верхнего плеча — на выходе. Топология форсирования используется для повышения определенного входного напряжения до выходного напряжения, которое выше, чем входное напряжение.
Рис. 4.Концепция простого повышающего преобразователя.
При выборе повышающего преобразователя важно помнить, что повышающие преобразователи всегда указывают в своих технических характеристиках максимальный номинальный ток переключения, а не максимальный выходной ток. В понижающем преобразователе максимальный ток переключения напрямую связан с максимально достижимым выходным током, не зависящим от отношения напряжений между входным напряжением и выходным напряжением. В повышающем стабилизаторе коэффициент напряжения напрямую влияет на возможный максимальный выходной ток, основанный на фиксированном максимальном токе ключа.При выборе подходящей микросхемы повышающего стабилизатора вам необходимо знать не только требуемый выходной ток, но также входное и выходное напряжение разрабатываемой схемы.
Повышающий преобразователь имеет очень низкий уровень шума на входе, поскольку индуктор на линии с входным соединением предотвращает быстрые изменения тока. Однако на стороне выхода эта топология довольно зашумлена. Мы видим только импульсный ток, протекающий через внешний переключатель, и, таким образом, выходная пульсация вызывает больше беспокойства по сравнению с топологией buck.
Третья базовая топология, состоящая только из пяти основных компонентов, представляет собой инвертирующий повышающе-понижающий преобразователь. Название происходит от того факта, что этот преобразователь принимает положительное входное напряжение и преобразует его в отрицательное выходное напряжение. Кроме того, входное напряжение может быть выше или ниже абсолютного инвертированного выходного напряжения. Например, выходное напряжение –12 В может быть сгенерировано из 5 В или 24 В на входе. Это возможно без каких-либо специальных модификаций схемы.На рис. 5 показана принципиальная схема инвертирующего повышающе-понижающего преобразователя.
Рис. 5. Концепция простого инвертирующего повышающе-понижающего преобразователя.
В инвертирующей повышающе-понижающей топологии катушка индуктивности подключается от коммутационного узла к земле. Как на входе, так и на выходе преобразователя протекает импульсный ток, что делает эту топологию относительно шумной как на входе, так и на выходе. В приложениях с низким уровнем шума эта природа компенсируется добавлением дополнительной входной и выходной фильтрации.
Одним из положительных аспектов инвертирующей повышающе-понижающей топологии является тот факт, что для такого преобразователя можно использовать любую микросхему импульсного понижающего стабилизатора. Это так же просто, как подключить выходное напряжение понижающей цепи к заземлению системы. Заземление цепи понижающего преобразователя станет скорректированным отрицательным напряжением. Эта особенность обеспечивает очень большой выбор ИС импульсных регуляторов на рынке.
Специализированные топологии
Помимо трех основных топологий неизолированных импульсных источников питания, рассмотренных ранее, существует множество других доступных топологий.Однако все они требуют дополнительных силовых компонентов. Это обычно делает их более дорогими с более низкой эффективностью преобразования энергии. Хотя есть определенные исключения, как правило, добавление дополнительных компонентов на пути питания увеличивает потери. Одними из самых популярных топологий являются SEPIC, Zeta, Ćuk и 4-переключатель buck-boost. Каждая из них предлагает функции, которых нет в трех основных топологиях. Ниже приведен список наиболее важных функций каждой топологии:
XSEPIC SEPIC может генерировать положительное выходное напряжение из положительного входного напряжения, которое может быть выше или ниже выходного напряжения.ИС повышающего регулятора могут использоваться для разработки источника питания SEPIC. Недостатком этой топологии является необходимость использования второй катушки индуктивности или одной связанной катушки индуктивности, а также конденсатора SEPIC. XZeta Преобразователь Zeta подобен SEPIC, но он способен генерировать положительное или отрицательное выходное напряжение. Кроме того, он не имеет нуля правой полуплоскости (RHPZ), что упрощает контур регулирования. Для такой топологии можно использовать ИС понижающего преобразователя. XĆukПреобразователь Ćuk обеспечивает инверсию положительного входного напряжения в отрицательное выходное напряжение.В нем используются две катушки индуктивности, одна на входе и одна на выходе, что обеспечивает довольно низкий уровень шума на входе и выходе. Недостаток заключается в том, что не так много импульсных ИС преобразования мощности, поддерживающих эту топологию, поскольку для контура регулирования требуется вывод отрицательной обратной связи по напряжению. X4-Switch Buck-Boost Этот тип преобразователя стал довольно популярным в последние годы. Он предлагает положительное выходное напряжение от положительного входного напряжения. Входное напряжение может быть выше или ниже отрегулированного выходного напряжения.Этот преобразователь заменяет многие конструкции SEPIC, поскольку он обеспечивает более высокую эффективность преобразования энергии и требует только одного индуктора.
Наиболее распространенные изолированные топологии
Помимо неизолированных топологий, в некоторых приложениях требуются преобразователи мощности с гальванической развязкой. Причинами могут быть соображения безопасности, необходимость наличия плавающего заземления в более крупных системах, в которых соединены различные цепи, или предотвращение образования контуров заземления в приложениях, чувствительных к шуму. Наиболее распространенными топологиями изолированных преобразователей являются обратноходовые и прямоходовые преобразователи.
Обратноходовой преобразователь обычно используется для уровней мощности до 60 Вт. Схема работает таким образом, что во время работы энергия накапливается в трансформаторе. В нерабочее время эта энергия высвобождается на вторичной стороне преобразователя, питая выход. Этот преобразователь прост в изготовлении, но требует относительно больших трансформаторов для накопления всей энергии, необходимой для правильной работы. Этот аспект ограничивает топологию более низкими уровнями мощности. На рис. 6 вверху показан обратноходовой преобразователь, а внизу — прямой преобразователь.
Рис. 6. Обратноходовой преобразователь (вверху) и прямоходовой преобразователь (внизу).
Помимо обратноходового преобразователя, также очень популярен прямоходовой преобразователь. Он использует трансформатор иначе, чем обратноходовой. Во время включения ток протекает через первичную боковую обмотку, а также через вторичную обмотку. Энергия не должна накапливаться в сердечнике трансформатора. После каждого цикла переключения мы должны убедиться, что вся намагниченность сердечника сбрасывается до нуля, чтобы трансформатор не насыщался после ряда циклов переключения.Высвобождение энергии из ядра может быть достигнуто с помощью нескольких различных технологий. Одним из популярных способов является использование активных клещей с небольшим дополнительным переключателем и конденсатором.
На рис. 7 показана схема среды моделирования LTspice конструкции прямого активного зажима с использованием ADP1074. В прямоходовом преобразователе на выходном пути имеется дополнительная катушка индуктивности по сравнению с обратноходовым преобразователем, как показано на рис. 6. Хотя это один дополнительный компонент, требующий занимаемого места и стоимости, он помогает генерировать более низкое шумовое выходное напряжение по сравнению с преобразователем. обратноходовой преобразователь.Кроме того, размер трансформатора, необходимый для прямого преобразователя с тем же уровнем мощности, что и для обратноходового преобразователя, может быть намного меньше.
Рис. 7. Схема прямой активной фиксации с использованием ADP1074 для генерирования изолированного выходного напряжения, смоделированная в LTspice.
Расширенные изолированные топологии
Помимо обратноходовой и прямой топологий, существует очень много различных концепций гальванически изолированных преобразователей на основе трансформаторов. В следующем списке приведены некоторые основные пояснения о наиболее распространенных преобразователях:
XPush-Pull Топология двухтактного преобразователя аналогична прямому преобразователю.Однако вместо одного переключателя нижнего плеча эта топология требует двух активных переключателей нижнего плеча. Кроме того, требуется первичная обмотка трансформатора с центральным отводом. Преимуществом двухтактного режима является работа с более низким уровнем шума по сравнению с прямым преобразователем, а также требуется трансформатор меньшего размера. Гистерезис кривой BH трансформатора используется в двух квадрантах, а не только в одном. X Полумостовая/полномостовая схемы Эти две топологии обычно используются для конструкций с более высокой мощностью, начиная с нескольких сотен ватт и заканчивая несколькими киловаттами.Для них требуются переключатели верхнего плеча помимо переключателей нижнего плеча, но они обеспечивают передачу очень высокой мощности с относительно небольшими трансформаторами. XZVS Этот термин часто встречается при обсуждении изолированных преобразователей большой мощности. Это означает переключение при нулевом напряжении. Другой термин для таких преобразователей — преобразователи LLC (индуктор-индуктор-конденсатор). Эти архитектуры нацелены на очень высокую эффективность преобразования. Они создают резонансный контур и переключают силовые ключи, когда напряжение или ток на переключателях близки к нулю.Таким образом, коммутационные потери сведены к минимуму. Однако такие конструкции могут быть сложными в разработке, а частота переключения не является фиксированной, что иногда приводит к проблемам с электромагнитными помехами.
Преобразователи с переключаемыми конденсаторами
Помимо линейных стабилизаторов и импульсных источников питания, существует еще и третья группа силовых преобразователей: преобразователи с переключаемыми конденсаторами. Их также называют зарядовыми насосами. Они используют переключатели и конденсаторы для умножения или инвертирования напряжения. Они предлагают большое преимущество, заключающееся в том, что им не нужен индуктор.Обычно такие преобразователи используются для низких уровней мощности ниже 5 Вт. Однако в последнее время были достигнуты значительные успехи, позволяющие использовать преобразователи с переключаемыми конденсаторами гораздо большей мощности. На рис. 8 показан LTC7820 в исполнении мощностью 120 Вт с КПД 98,5 %, преобразующий 48 В в 24 В.
Рис. 8. Контроллер постоянного тока высокой мощности накачки заряда LTC7820 с постоянным передаточным числом.
Цифровые блоки питания
Все блоки питания, рассмотренные в этой статье, могут быть реализованы как аналоговые или цифровые блоки питания.Что такое цифровые блоки питания на самом деле? Питание всегда должно проходить через аналоговый силовой каскад с переключателями, катушками индуктивности, трансформаторами и конденсаторами. Цифровой аспект представлен двумя цифровыми строительными блоками. Первый — это цифровой интерфейс, который позволяет электронной системе «разговаривать» и «слушать» источник питания. Различные параметры могут быть установлены на лету, чтобы оптимизировать питание для различных условий работы. Кроме того, источник питания может обмениваться данными с главным процессором и выдавать флаги предупреждения или неисправности.Например, ток нагрузки, превышение заданного порога или чрезмерная температура источника питания могут легко контролироваться системой.
Второй цифровой строительный блок заменяет аналоговый контур регулирования цифровым контуром. Это может работать успешно, но для большинства приложений оптимальным является стандартный аналоговый контур обратной связи с некоторым цифровым влиянием на некоторые параметры, например регулировка усиления усилителя ошибки «на лету» или динамическая настройка параметров компенсации контура для включения стабильная, но быстрая обратная связь.Примером устройства с чисто цифровым контуром управления является ADP1046A от Analog Devices. Одним из примеров понижающего стабилизатора с цифровым интерфейсом и аналоговым контуром управления, оптимизированным за счет цифровых воздействий, является LTC3883.
Вопросы электромагнитных помех
Электромагнитные помехи (EMI) всегда являются темой, на которую следует обращать внимание при разработке импульсных источников питания. Причина в том, что импульсные источники питания включают и выключают большой ток за очень короткие промежутки времени.Чем быстрее переключение, тем выше общая эффективность системы. Более быстрые переходы переключения сокращают время, в течение которого переключатель частично включен. В течение этого частичного времени включения возникает наибольшее количество коммутационных потерь. На рис. 9 показана форма сигнала коммутационного узла импульсного источника питания. Давайте представим понижающий регулятор. Высокое напряжение определяется протеканием тока через переключатель верхнего плеча, а низкое напряжение определяется отсутствием протекания тока через переключатель верхнего плеча.
Рисунок 9.Скорость переключения, а также частота переключения импульсного источника питания.
На рис. 9 видно, что импульсный блок питания генерирует шум не только от настроенной частоты переключения, но и от скорости перехода переключения, которая по частоте намного выше. Хотя частота переключения обычно составляет от 500 кГц до 3 МГц, время переключения может составлять несколько наносекунд. При времени переключения 1 нс мы увидим в спектре соответствующую частоту 1 ГГц.По крайней мере, обе эти частоты будут рассматриваться как излучаемое и кондуктивное излучение. Другие частоты также могут проявляться из-за колебаний контура регулирования или взаимодействия между источником питания и фильтрами.
Есть две причины, по которым следует снижать электромагнитные помехи. Первая причина заключается в защите функциональности электронной системы, питаемой от конкретного источника питания. Например, 16-разрядный АЦП, используемый в сигнальном тракте системы, не должен улавливать помехи переключения, исходящие от источника питания.Вторая причина заключается в соблюдении определенных правил EMI, которые вводятся правительствами во всем мире для одновременной защиты надежной работы различных электронных систем.
Электромагнитные помехибывают двух видов: излучаемые электромагнитные помехи и кондуктивные электромагнитные помехи. Наиболее эффективным способом уменьшения излучаемых электромагнитных помех является оптимизация компоновки печатной платы и использование таких технологий, как технология Silent Switcher ® от Analog Devices. Конечно, также эффективно поместить схему в экранированную металлическую коробку.Однако это может быть непрактично и в большинстве случаев очень дорого.
Кондуктивные электромагнитные помехи обычно подавляются дополнительной фильтрацией. В следующем разделе будет обсуждаться дополнительная фильтрация для уменьшения кондуктивных помех.
Фильтрация
ФильтрыRC являются базовыми фильтрами нижних частот. Однако в конструкции источника питания каждый фильтр представляет собой не что иное, как LC-фильтр. Часто достаточно просто последовательно добавить некоторую индуктивность, так как она образует LC- или CLC-фильтр вместе с входными или выходными конденсаторами импульсного источника питания.Иногда в качестве фильтров используются только конденсаторы, но, учитывая паразитную индуктивность на силовых кабелях или трассах, вместе с конденсатором образуем еще и LC-фильтр. Катушка индуктивности L может быть катушкой индуктивности с сердечником или ферритовым кольцом. Целью LC-фильтра на самом деле является эффект нижних частот, так что мощность постоянного тока может проходить через него, и высокочастотные помехи в значительной степени ослабляются. LC-фильтр имеет двойной полюс, поэтому мы получаем затухание высоких частот в 40 дБ за декаду. Этот фильтр имеет относительно резкий спад.Разработка фильтра — это не ракетостроение; однако, поскольку паразитные компоненты схемы, такие как индуктивность дорожки, оказывают влияние, моделирование фильтра также требует моделирования основных паразитных эффектов. Это может сделать моделирование фильтра довольно трудоемким. Многие дизайнеры, имеющие опыт проектирования фильтров, знают, какие фильтры работали раньше, и могут итеративно оптимизировать определенный фильтр для нового дизайна.
При разработке любого фильтра необходимо учитывать не только поведение слабого сигнала, например, передаточную функцию фильтра на графике Боде, но также необходимо учитывать эффект сильного сигнала.В любом LC-фильтре мощность проходит через катушку индуктивности. Если эта мощность больше не нужна на выходе из-за внезапного скачка нагрузки, энергия, хранящаяся в катушке индуктивности, должна куда-то уйти. Он заряжает емкость фильтра. Если фильтр не предназначен для таких наихудших условий, эта накопленная мощность может вызвать скачки напряжения, которые могут повредить схему.
Наконец, фильтры имеют определенный импеданс. Этот импеданс взаимодействует с импедансами силовых преобразователей, подключенных к фильтру.Это взаимодействие может привести к нестабильности и колебаниям. Инструменты моделирования, такие как LTspice и LTpowerCAD от Analog Devices, могут оказать большую помощь в ответах на все эти вопросы и разработке идеального фильтра. На рис. 10 показан графический интерфейс пользователя конструктора фильтров в среде проектирования LTpowerCAD. С помощью этого инструмента дизайн фильтра очень прост.
Рис. 10. Проектирование входного фильтра для понижающего регулятора с помощью LTpowerCAD.
Бесшумные коммутаторы
Излучаемые излучения трудно заблокировать.Требуется специальное экранирование металлическим материалом. Это может быть очень дорого. Долгое время инженеры искали способы уменьшить излучаемые помехи, создаваемые импульсными источниками питания. Несколько лет назад был сделан большой прорыв благодаря технологии Silent Switcher. Благодаря уменьшению паразитных индуктивностей в горячих контурах импульсного источника питания, а также разделению горячих контуров на две части и размещению их очень симметричным образом, излучаемые помехи в основном компенсируют друг друга.Сегодня доступно множество устройств Silent Switcher с гораздо более низким уровнем излучения, чем у традиционных продуктов. Уменьшение излучаемых помех позволяет увеличить скорость переключения без серьезного снижения электромагнитных помех. Ускорение переходов переключения снижает потери при переключении и, таким образом, позволяет использовать гораздо более высокие частоты переключения. Одним из примеров этой инновации является LTC3310S, который может работать на частоте переключения 5 МГц, что позволяет создавать чрезвычайно компактные конструкции с очень дешевыми внешними компонентами.
Рис. 11. Конструкция бесшумного коммутатора LTC3310S для минимального излучения.
Управление питанием необходимо, но может быть и приятным
В этом руководстве мы рассмотрели многие аспекты проектирования блоков питания, включая различные топологии блоков питания, их преимущества и недостатки. Для инженеров по электроснабжению эта информация может быть очень простой, но как для экспертов, так и для неспециалистов полезно иметь такие программные инструменты, как LTpowerCAD и LTspice, которые помогают в процессе проектирования.С помощью этих инструментов силовые преобразователи можно спроектировать и оптимизировать за очень короткое время. Надеемся, что это руководство вдохновило вас на то, чтобы с нетерпением ждать следующей задачи по проектированию блока питания.
Как выбрать блок питания? Введение в блок питания переменного/постоянного тока
Блок питания переменного/постоянного тока или адаптер — это электрическое устройство, которое получает электричество от сетевого источника питания и преобразует его в другой ток, частоту и напряжение. Блоки питания переменного/постоянного тока необходимы для обеспечения необходимой мощности электрического компонента.
Блок питания переменного/постоянного тока подает электроэнергию на устройства, которые обычно работают от батарей или не имеют другого источника питания. Вот что вам нужно знать об источниках питания AC-DC и решениях, которые FSP Group может предложить для ваших потребностей в преобразовании энергии.
Обзоры
Что такое блок питания переменного/постоянного тока?
В двух словах, блок питания AC-DC преобразует один вид электричества (AC — «переменный ток» в DC — «постоянный ток».Каждый день большинство людей, несомненно, будут использовать электрические устройства, требующие обоих видов электричества.
Например, вашему автомобилю для работы требуется источник питания постоянного тока 12 В. А сетевое питание подается в дома и на предприятия от источника переменного тока. Иногда вам нужно преобразовать переменный ток в постоянный, поэтому вам понадобится блок питания переменного тока в постоянный.
Переменный ток или переменный ток — это стандартный тип электроэнергии, подаваемой из электрической сети в дома и на предприятия.Он называется переменным током из-за формы волны, которую принимают электроны. Иногда ток меняет направление и меняет свою величину.
Напряжение и частота переменного тока различаются в зависимости от региона; например, в Соединенных Штатах используется 120 вольт при частоте 60 Гц. Через Атлантику Соединенное Королевство использует 230 вольт с частотой 50 Гц.
Поскольку мощность переменного тока движется волнообразно, она может распространяться намного дальше, чем мощность постоянного тока, поэтому она используется в системах электросетей по всему миру.В то время как многие электрические устройства используют питание переменного тока от сети, другие нуждаются в преобразовании в электричество постоянного тока.
Мощность переменного тока впервые получила широкое распространение в конце 19 века благодаря усилиям пионеров электротехники, таких как Никола Тесла и Себастьян де Ферранти.
DC или постоянный ток — это другой тип электричества, используемый в различных приложениях. В отличие от переменного тока, путь электронов в постоянном токе линейный. Вы найдете электрические устройства, такие как батареи, солнечные и топливные элементы, а также генераторы переменного тока, использующие электричество постоянного тока вместо переменного тока.
Преимущество постоянного тока перед переменным током заключается в стабильной подаче напряжения на электрические устройства. Однако недостатком постоянного тока является то, что он может передаваться только на короткие расстояния, что делает его непригодным для электрической сети.
Для большинства электронных устройств требуется электричество постоянного тока из-за «чистой» подачи энергии. Конечно, сетевое электричество предоставляется в виде мощности переменного тока, поэтому источник питания переменного тока в постоянный преобразует электричество в мощность постоянного тока.
Все блоки питания переменного/постоянного тока имеют встроенные выпрямители и трансформаторы для повышения или понижения уровня напряжения там, где это необходимо.Выпрямители — это компоненты блоков питания, которые преобразуют мощность переменного тока в постоянный.
Электричество постоянного тока восходит к концу 19 века и чаще всего ассоциируется с пионерами электротехники, такими как Томас Эдисон.
Почему существует два разных типа мощности?
Как вы понимаете, электричество было горячей темой в конце 19 века. И Никола Тесла Эдисон, и Томас Эдисон фактически соревновались друг с другом в создании «лучшего» типа электрического тока.
Электричество как переменного, так и постоянного тока имеет свои преимущества и ограничения, поэтому они в равной степени используются в различных электрических приложениях. Электроэнергия переменного тока является отличным способом доставки электроэнергии на большие расстояния и подходит для распределения через систему электросетей.
Питание постоянного тока обеспечивает более линейную и надежную форму электричества, но за счет расстояния. Понятно, что переменный ток доминирует в электрическом мире, но постоянный ток необходим для питания электронных устройств дома или на рабочем месте.
Мощность переменного тока и мощность постоянного тока Сравнение
Тип | Блок питания переменного тока | Питание постоянного тока | |
Определение | Стандартный вид электроэнергии, подаваемой из электросети в дома и на предприятия. | Другой вид электричества, используемый в различных целях. | Возьмите электричество переменного тока из источника и преобразуйте эту энергию в электричество постоянного тока. |
Электрический ток | Сигнал | Линейный | От сигнала к линейному |
Преимущество | Превосходный способ доставки электроэнергии на большие расстояния, подходящий для распределения по сети. | Обеспечивает более линейную и надежную форму электричества, но за счет расстояния. | При необходимости увеличьте или уменьшите уровни напряжения, чтобы обеспечить надежный источник постоянного тока для устройства. |
Приложения | Питание электронных устройств дома или на рабочем месте. | Аккумуляторы, солнечные и топливные элементы и генераторы переменного тока. | Внешние адаптеры, которые подключаются к портативным компьютерам, и внутренние преобразователи, такие как во всей электронике, от DVD-плееров до медицинского оборудования. |
Как работает блок питания переменного/постоянного тока?
Блок питания AC-DC необходим для современных электронных устройств. Вы найдете их в различных форматах, таких как внешние адаптеры, которые подключаются к ноутбукам, и внутренние преобразователи, как во всей электронике, от DVD-плееров до медицинского оборудования.
Каждый блок питания переменного/постоянного тока будет иметь различную конструктивную конфигурацию, но основные принципы останутся прежними. Например, источник питания переменного/постоянного тока будет иметь один или несколько трансформаторов, выпрямителей и фильтров.
Трансформаторы — это пассивные электрические устройства, передающие электричество из одной цепи в другую. Их работа в источнике питания переменного/постоянного тока состоит в том, чтобы увеличивать или уменьшать уровни напряжения, когда это необходимо, чтобы обеспечить надежный источник постоянного тока для устройства.
Выпрямители получают электричество переменного тока от источника (например, от сети) и преобразуют эту энергию в электричество постоянного тока.И работа фильтров состоит в том, чтобы удалить электронный «шум» от волн низкой и высокой мощности переменного тока.
Что произойдет, если вы не используете блок питания переменного/постоянного тока?
Хотя некоторые бытовые и коммерческие электроприборы действительно используют только питание переменного тока, для многих других приложений требуется питание постоянного тока. Что произойдет, если вы попытаетесь подать переменный ток на электрическое устройство, для которого требуется постоянный ток?
Короткий ответ прост: случится что-то плохое! Электрические устройства с электронными компонентами почти наверняка будут разрушены, а некоторые высоковольтные устройства переменного тока могут даже взорваться или загореться.
Существует также риск для жизни человека, если вы подключаете питание переменного тока к электрическому устройству, для которого требуется постоянный ток. Вот почему всегда важно использовать источник питания переменного/постоянного тока, когда этого требуют электрические требования.
Типы блоков питания AC-DC
На рынке существует множество различных вариантов выбора блока питания переменного/постоянного тока в соответствии с вашими требованиями. Инновации в электротехнике позволили получить компактные блоки питания постоянного и переменного тока, которые полностью удовлетворяют даже самым требовательным требованиям приложений.Имея это в виду, как вы можете выбрать правильный?
Существует три типа блоков питания переменного/постоянного тока, которые вы можете рассмотреть; тот, который вам нужен, в конечном итоге будет зависеть от вашего приложения и потребностей в преобразовании энергии:
Адаптеры питания переменного/постоянного тока
Практически каждый видел блок питания переменного/постоянного тока в виде адаптера, широко известный как «адаптер переменного тока». Они используются для различных приложений, таких как портативные компьютеры, компьютерные мониторы, телевизоры и другая бытовая и коммерческая электроника.
Адаптеры— это внешние источники питания, обычно заключенные в компактный герметичный блок из соображений безопасности и эстетики. Вам может понадобиться блок питания AC-DC в виде адаптера, если вы хотите преобразовать мощность переменного тока в постоянный для портативных устройств или бытовой и коммерческой электроники.
FSP Group разрабатывает и производит адаптеры переменного тока мощностью от 10 Вт до 330 Вт и напряжением от 5 В до 54 В. Большая часть нашего ассортимента блоков питания переменного/постоянного тока в виде адаптера соответствует требованиям DoE Level VI.
Наш ассортимент адаптеров переменного тока идеально подходит для таких приложений, как ПК mini-ITX, ноутбуки, системы POS и PoE, встроенные системы, мониторы и телевизоры, принтеры и системы связи.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом адаптеров питания постоянного и переменного тока 。
Блоки питания с открытой рамой
Блок питания с открытой рамой — это когда компоненты блока питания переменного/постоянного тока устанавливаются на печатной плате без защитного кожуха или кожуха. Корпус электрооборудования обычно обеспечивает необходимую физическую защиту.
Блоки питанияс открытой рамой являются вариантом по умолчанию для требований преобразования переменного тока в постоянный.Они чрезвычайно популярны по нескольким причинам:
- Кастомизация — блоки питания на рамке ручки легко размещаются в удобном и безопасном месте в корпусе любых электроприборов;
- Различные форм-факторы — FSP Group производит блоки питания с открытой рамой в форм-факторах два дюйма на четыре дюйма и три дюйма на пять дюймов. Мы также можем изготовить блоки питания с открытой рамой в соответствии с вашими уникальными проектами и спецификациями;
- Варианты мощности и напряжения — Блоки питания FSP с открытой рамой имеют мощность от 30 Вт до 450 Вт и выходное напряжение от 5 В до 54 В (включая 12 В + 54 В).
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом блоков питания с открытым корпусом.。
Блоки питания для промышленных ПК
Как адаптеры, так и источники питания в открытом корпусе подходят для приложений с низким энергопотреблением, но что произойдет, если у вас есть промышленный ПК с более высокими требованиями к электричеству для преобразования переменного тока в постоянный?
Чтобы удовлетворить эти потребности, вам следует сузить область поиска до промышленных блоков питания для ПК.Они представляют собой блоки питания переменного/постоянного тока специально для ПК, используемых в промышленных условиях, которые могут похвастаться широким выбором мощности.
Каждый блок питания промышленного ПК проектируется с учетом высокой надежности и удельной мощности, а решения, предлагаемые FSP Group, соответствуют стандартам безопасности IEC 62368 и IEC 60950.
Помимо того, что вам нужен блок питания переменного/постоянного тока с более высокой мощностью, вы также можете рассмотреть его по следующим причинам:
- Экстремальные условия эксплуатации — промышленные блоки питания могут выдерживать экстремальные температуры и имеют высокий рейтинг MTBF (среднее время наработки на отказ);
- Высокая энергоэффективность — многие промышленные блоки питания FSP Group имеют сертификаты 80 Plus Gold и Platinum.
Наш ассортимент промышленных блоков питания для ПК доступен в следующих форм-факторах:
- Гибкий;
- 1U и 2U;
- ATX и SFX;
- 1U и 2U с резервированием; модуль
- CPRS и 2U CPRS;
- PS2-резервный и мини-резервный.
Они доступны с мощностью от 100 Вт до 3000 Вт. Наши промышленные блоки питания для ПК также доступны с входным напряжением, включая 115 В переменного тока, 230 В переменного тока, LVDC и HVDC.
Ознакомьтесь с нашим ассортиментом блоков питания для промышленных ПК.。
Другие типы источников питания переменного/постоянного тока
Хотя вышеперечисленные три варианта являются наиболее распространенными в повседневном использовании, существуют, конечно, и другие типы блоков питания переменного/постоянного тока. В их число входят те, которые используются в корпусах ПК, доступные в различных форм-факторах, медицинские блоки питания и блоки питания для телевизоров. Другие решения, также доступные от FSP Group, включают блоки питания AC-DC для полупроводникового освещения и инверторы PV (фотоэлектрические) для использования с солнечными батареями.
Другие решения, также доступные от FSP Group, включают блоки питания AC-DC для полупроводникового освещения и инверторы PV (фотоэлектрические) для использования с солнечными батареями.
В связи с быстрым развитием индустрии киберспорта в последние годы обычные офисные настольные ПК становятся неадекватными для удовлетворения требований к оборудованию для игр. У геймеров есть определенный уровень требований к визуальным эффектам; с установленными видеокартами высокого класса и требующими более высокой скорости обработки в процессорах стандарт для другого оборудования также находится на подъеме.Чтобы обеспечить относительно стабильную выходную мощность при низком уровне энергопотребления, низкокачественный блок питания не сможет удовлетворить требования профессиональных геймеров. FSP Group — профессиональный бренд блоков питания. Сегодня мы делимся с нашей аудиторией несколькими ключами к выбору блока питания:
.- Сертификация эффективности 80 Plus
80 Plus — это сторонний стандарт справедливости, специально предназначенный для эффективности преобразования источника питания. В настоящее время он имеет группы White, Bronze, Silver, Gold, Platinum и Titanium по стандартам энергоэффективности.За исключением наиболее энергоэффективного стандарта Titanium, который требует, чтобы источник питания соответствовал требуемому коэффициенту при нагрузке 10 %, другие группы требуют достижения определенного уровня энергоэффективности при нагрузке менее 20 %, 50 % или 100 %. % нагрузка. - Сертификат стандарта безопасности
Во многих странах требуется сертификация стандартов безопасности для электроприборов, чтобы обеспечить безопасность своих граждан. Только сертифицированные товары могут быть проданы на рынке с целью предотвращения телесных повреждений от поражения электрическим током, энергетических опасностей, пожаров, механических опасностей, термических опасностей, радиационной опасности и химической опасности, для обеспечения определенного стандарта безопасности в продуктах.Универсальные спецификации безопасности включают CE/CB/UL/TUV/FCC/CCC и т. д., и все продукты FSP применяются для местных спецификаций безопасности в соответствии с требованиями клиентов или региона продаж. - Максимальная выходная мощность каждой группы В соответствии с требованиями безопасности источники питания должны поставляться с табличками с характеристиками, указывающими диапазон входного переменного тока продукта, подпадающего под требования безопасности, а также максимальную выходную мощность постоянного тока или комбинированную выходную мощность каждой группы.Обычным геймерам настольных ПК следует обратить внимание на максимальную суммарную выходную мощность в группе +12В. Как правило, хорошим считается блок с одним выходом, который может соответствовать полной номинальной мощности источника питания. В приведенном ниже списке указаны паспортные данные FSP Aurum PT 1200W с полной выходной мощностью 1200 Вт. Эта модель разработана как одноканальное устройство с выходным напряжением 12 В и максимальной выходной мощностью 1200 Вт.
- Внешний вид Дизайн Помимо рассмотрения производительности продуктов при выборе аппаратного обеспечения ПК, многие геймеры также обращают внимание на стиль компонентов своих ПК.Дизайнеры уже давно занимаются разработкой оборудования с эстетической ценностью, блоки питания тоже, благодаря тяжелой работе многих производителей брендов, сломали стереотип о простом кубе и разработали свою собственную эстетику в дизайне. Следуя этой тенденции, FSP Group также разработала собственный эксклюзивный асимметричный блок питания серии Hydro G. Внутренние компоненты спроектированы с учетом концепций теплового проектирования, а наилучшая конструкция охлаждающих вентиляционных отверстий разработана на основе оценок тепловых лабораторий в сочетании со стилизованным кожухом вентилятора, что создает как эстетически приятный, так и эффективный продукт, как показано ниже.
- Регулировка выходного напряжения Качество выходной мощности влияет на стабильность компьютерной системы. Слишком высокое напряжение может привести к повреждению оборудования, а слишком низкое напряжение может привести к зависанию или перезагрузке компьютера. Следовательно, регулирование выходного напряжения источника питания регламентировано и востребовано. В области силовой электроники регулирование напряжения также классифицирует регулирование, вызванное регулированием входного напряжения, как линейное регулирование, а регулирование, связанное с вариантами нагрузки, как регулирование нагрузки.Обычно используемый термин «регулирование напряжения» в отрасли электроснабжения представляет собой сумму двух объединенных регулировок. Ниже приведены стандарты регулирования напряжения питания, сформулированные Intel.
Выходы +5 В +12 В -12 В +3,3 В +5Vsb Диапазон напряжения (В) Мин. 4.75 11.40 -10,80 3,135 4,75 Макс. 5,25 12,60 -13.20 3,465 5,25 Ограничение регулирования ±5% ±5% ±10% ±5% ±5% В связи с быстрым развитием индустрии киберспорта в последние годы требования к компьютерному оборудованию становятся все выше и выше.Стабильность напряжения, сформулированная Intel, должна служить гарантией работы компьютерной системы, но она не удовлетворяет геймеров, которые требуют ±3% или ±1% на первичном выходе, таком как +12В, +5В и +3,3В.
- Рябь и шумы
Пульсация: Синхронизированная композиция типа входной частоты и частоты переключения, накладывающаяся поверх выходов переменного тока. Шум: Высокочастотные шумы за пределами ряби. Сумма этих двух показателей является одним из важных правил Intel в отношении источников питания.Это в основном для предотвращения нагрева
электролитические конденсаторы в верхней части приемного оборудования, вызванные слишком сильными пульсациями и шумами. При нагреве емкость электролитических конденсаторов изменится и повлияет на производительность оборудования, а также утечка электролитических конденсаторов в тяжелых сценариях, короткое замыкание и сгорание печатной платы, что повлияет на срок службы принимающего оборудования, такого как материнская плата, видеокарта. , жесткие диски и так далее. См. ниже стандарт пульсаций и шума от Intel:Выходная рейка Максимальная пульсация и шум (мВпик-пик) +12 В 120 +5В 50 +3.3В 50 -12В 120 +5Vsb 50 В последние годы многие геймеры осознали важность этого стандарта, и производители брендов также предлагают качественную продукцию. Если взять в качестве примера современные продукты высокого класса, их первичные выходы, такие как +12 В, уже могут подавлять пульсации и шумы до 20 мВ или ниже, что также становится важным фактором для геймеров при выборе продуктов.
Почему стоит выбрать блоки питания переменного и постоянного тока FSP Group?
FSP Group является мировым лидером в области источников питания переменного и постоянного тока и других источников питания. FSP Group, основанная в 1993 году на Тайване, является многомиллионной компанией, которая выступает в качестве OEM-поставщика и OEM-поставщика для бизнеса.
Почему вам следует выбрать блок питания AC-DC от FSP Group, а не продукты конкурирующих брендов?
FSP Group — это опытный бренд, который также лидирует на рынке, а не следует за ним.Когда компания только открылась в 1993 году, FSP Group сформировала стратегический альянс с Intel для разработки блока питания форм-фактора ATX.
Несмотря на то, что FSP Group является «посевным партнером» Intel, в настоящее время она имеет прочное присутствие на многих других рынках. Например, для совершенствования технологий исследований и разработок в области резервного питания она инвестировала в 3Y POWER TECHNOLOGY INC и вышла на ИБП блок питания) рынок в 2008 году.
Сегодня FSP Group продолжает внедрять инновации и опирается на свой богатый опыт для разработки новых лучших в отрасли продуктов питания.
Блоки питания AC-DC
FSP Group и другие блоки питания отличаются надежностью, эффективностью и надежностью. Одна из причин нашего успешного ассортимента продукции заключается в приверженности клиентов обеспечению качества.
Любой, кто знаком с фирмой, скажет вам, что FSP Group является клиентоориентированной компанией и решила предпринять шаги для соблюдения различных стандартов ISO.
Помимо соответствия стандартам ISO, FSP Group также продвигает свои собственные стандарты обеспечения качества и безопасности, получившие название PDCA (Plan, Do, Check, Action).
Непрерывные исследования и разработки
Еще одна причина постоянного успеха FSP Group, включая все решения для источников питания переменного и постоянного тока, связана с постоянными исследованиями и разработками компании. FSP Group — не только лидер рынка, но и новатор.
Бренд вкладывает значительные средства в свои исследования и разработки, нанимая одних из самых талантливых в мире инженеров, ученых, разработчиков и дизайнеров продуктов.Благодаря таким инвестициям FSP Group может продолжать разработку лучших в своем классе решений в области электроснабжения.
FSP Group следует своей мантре «обслуживание клиентов, профессионализм и инновации», чтобы позиционировать себя на рынке как ответственный поставщик «зеленой» энергии. Ассортимент продукции компании энергосберегающий, долговечный и настраиваемый для удовлетворения любых требований.
Широкий выбор источников питания AC-DC
Еще одна причина, по которой вам следует выбрать FSP Group для ваших потребностей в источниках питания постоянного и переменного тока, связана с широким ассортиментом предлагаемой продукции.
Независимо от того, являетесь ли вы бытовым потребителем, коммерческим или промышленным предприятием, вы найдете множество источников питания переменного/постоянного тока, которые наилучшим образом удовлетворят ваши потребности. FSP Group — популярный бренд блоков питания.
Решения FSP Group для источников питания переменного и постоянного тока ежедневно используются компаниями и поставщиками решений по всему миру. Каждый продукт отличается сверхвысокой эффективностью, оптимальным сроком службы и образцовой надежностью.
Статьи по теме: < Разработка блока питания переменного/постоянного тока за 7 шагов >
О FSP
FSP Group является одним из ведущих мировых производителей блоков питания.С 1993 года FSP Group следует концепции управления «услуги, профессия и инновации», чтобы выполнять свои обязанности в качестве поставщика экологически чистых источников энергии.
Разработка схемы источника питания
Никакая электроника не может работать без питания, а точнее 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.
Основные компоненты цепи питания
Цепь питания состоит из четырех основных компонентов.
- Трансформатор
- Выпрямитель (диод)
- Фильтр (конденсатор)
- Регулятор напряжения
Трансформатор является одним из основных компонентов цепи питания, 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.
Электронная схема никогда не может работать с переменным током, поэтому это напряжение должно быть преобразовано в постоянное. Функция диода , используемого в схеме, состоит в том, чтобы преобразовывать выходной переменный ток трансформатора в постоянный. 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.
- Использование одного диода
- Использование двух диодов
- Использование 4 диодов
Цепь питания с использованием одного диода
Это самая простая конструкция 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.
Блок 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, выполняемая накопленной в конденсаторах энергией, помогает поддерживать чистый и свободный от пульсаций выход постоянного тока, который был бы невозможен только при использовании одних только диодов.
Для конструкции источника питания с одним диодом вторичная обмотка трансформатора должна иметь одну обмотку с двумя концами.
Однако описанную выше конфигурацию нельзя считать эффективной конструкцией источника питания из-за грубого однополупериодного выпрямления и ограниченных возможностей формирования выходного сигнала.
Цепь источника питания с использованием двух диодов
Источник питания с использованием двух диодовИспользование пары диодов для создания источника питания требует трансформатора со средней обмоткой вторичной обмотки. На схеме показано, как диоды подключены к трансформатору.
Тем не менее, 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.
Цепь 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 сеть
.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 диодовНа 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 решить, используя в этих конструкциях одну ИС и несколько других пассивных компонентов.
Регулятор 9 В с использованием 7809
Вот схема регулятора 9 В на популярной микросхеме 7809.
Схема питания регулятора 9В7809 — это микросхема стабилизатора напряжения 9 В с такими функциями, как внутреннее ограничение тока, защита безопасной зоны, тепловая защита и т. д. Трансформатор 16 В отключает сеть 230 В, мостовой выпрямитель 1 А выпрямляет ее, а конденсатор C1 фильтрует ее, а 7809 регулирует ее. для получения стабильного выходного напряжения 9 В постоянного тока.
Если требуется ток 300 мА или выше, установите соответствующий радиатор на IC 7809. Если перемычка на 1 А недоступна, сделайте ее с использованием четырех диодов 1N 4007.