Как регулировать ток в блоке питания: БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА

Блок регулирования напряжения и тока для простого лабораторного источника питания

Описание

В любой радиолюбительской мастерской не обойтись без источника питания с возможностью изменения величины напряжения в широких пределах. Представленное устройство предназначено для регулирования напряжения от полвольта почти до величины входного напряжения и регулирования величины ограничения тока нагрузки. При наличии готового нерегулируемого источника питания напряжением 20-30 В и допустимым током нагрузки до 5 А, этот блок позволит сделать источник универсальным.

Схема

За основу взята распространённая схема (рис.1), обсуждаемая на некоторых радиолюбительских форумах.

Рисунок 1. Вырезка из журнала Радио.

Честно говоря, стабилизированной эту схему назвать нельзя однозначно, но тем не менее я рекомендую её для начинающих радиолюбителей, нуждающихся в регулируемом источнике питания. Схема хороша тем, что позволяет регулировать напряжение в широких пределах, а также ограничивать ток нагрузки, что исключает перегрузку источника питания при коротких замыканиях.

У этой схемы есть один существенный недостаток. При регулировании напряжения, оно изменяется не равномерно. От минимума напряжение нарастает очень медленно, но ближе к максимуму процесс становится настолько стремительным, что точная установка требуемого значения весьма затруднительна. По этому поводу на многих форумах не мало соплей и плевков. Не советую уподобляться истерикам и размазывать сопли по этому поводу, всё, что требуется от настоящего радиолюбителя – включать мозг.

Суть проста. Чтобы получить линейный характер регулирования при нелинейном изменении величины регулирования линейным элементом, нужно скорректировать его характеристику в сторону обратной нелинейности… Вот такая не шуточная шутка получилась 🙂

Предлагаю Вам свой вариант схемы, в котором применена отечественная элементная база и добавлен элемент коррекции нелинейности регулировки напряжения – рисунок 2.

Рисунок 2. Схема блока регулирования напряжения и ограничения тока нагрузки.

Обратите внимание на подстроечный резистор R7. Его роль как раз и заключается в коррекции характеристики регулирования.

В качестве регулирующего элемента я применил транзистор КТ819ГМ (просто оказался в наличии). Он выполнен в массивном металлическом корпусе и рассчитан на ток коллектора до 15А. Этот транзистор необходимо размещать на радиаторе для эффективного теплоотвода.

В качестве шунта R2 я использовал параллельную спайку пяти двухваттных резисторов 5,1 Ом по 2 Вт каждый. Этот шунт я так же вынес за пределы платы, расположив рядом с радиатором транзистора.

У меня не оказалось переменного резистора 470 Ом, поэтому мне пришлось для R5 использовать резистор 1 кОм, но и при этом номинале ток регулируется достаточно равномерно.

Настройка схемы

Исходная схема (рисунок 1) практически не нуждается в настройке. Переработанная схема (рисунок 2) требует настройки коррекции характера регулирования напряжения. Настройка очень проста.

Подайте на вход напряжение питания (желательно от того источника, который будете брать за основу). Переменный резистор R6 выведите в крайнее положение, при котором напряжение выхода будет максимальным. Измерьте напряжение на выходе схемы. Переведите движок резистора R6 как Вам кажется точно в среднее положение. Подстроечным резистором R7 добейтесь на выходе схемы ровно половины того напряжения, которое измеряли при установке на максимум. Собственно – всё.

Данная коррекция не гарантирует абсолютную линейность регулировки, но визуально Вам покажется, что напряжение меняется идеально равномерно.

Применение

Плюс этой схемы заключается в ограничении максимального тока. Её можно использовать для сборки относительно бюджетного варианта источника питания. Для примера, я использовал в качестве преобразователя сетевого напряжения электронный трансформатор для галогенных ламп. У них есть серьёзный недостаток – отсутствие защиты от перегрузки. Но поскольку регулирующая схема ограничивает ток нагрузки, то практически защищает схему первичного преобразования от КЗ.

Файлы

Схема достаточно проста для повторения даже начинающими радиолюбителями, но, если кого интересует готовая печатка, качайте файл — Регулируемый БП 24 В 5 А

Кроме схемы и печатки в архиве содержится файл таблица с графиком, визуально отражающий изменение харауеристики равномерности регулирования при введении в схему корректирующего резистора, может кому то будет интересно, или даже полезно. Там в красных ячейках можно задавать величину сопротивлений переменного и корректирующего резистора. Изменение характеристики визуально можно наблюдать по представленным в файле графикам.

Предупреждение

Показанный в данной статье способ коррекции пригоден далеко не во всех случаях и может быть непреемлем для отдельного ряда задач!

ВНИМАНИЕ!!! Показанный способ коррекции следует использовать с особой осторожностью, зная принцип работы настраиваемого устройства и хорошо представляя, что Вы делаете! В других схемах при определённых положениях движка резисторов могут возникать недопустимые токи, способные вывести из строя резисторы или иные детали рабочего устройства!!! Используя описанный способ коррекции в своём устройстве вы действуете на свой страх и риск, а ещё лучше, представляете, что делаете. Ни какой ответственности за возможные причинённые неисправности Ваших устройств при применении корректирующего резистора по моей схеме лично я не несу.

Данный способ коррекции в конкретной представленной схеме на рисунке 2 абсолютно безопасен при любых номиналах корректирующего резистора и любых положениях движков корректирующего и переменного резисторов R7 и R6.

Пользуйтесь и наслаждайтесь творческим процессом 🙂

 

Блок питания с регулировкой тока и напряжения на энкодерах своими руками

В этой статье вы узнаете как собрать очень полезные блок питания с регулировкой напряжения и тока своими руками.

Все этапы сборки блока питания, а так же некоторые технические моменты, представлены в статье.

Данный блок питания будет полезен как начинающим радиолюбителям, так и опытным, вы обязательно найдете где применить этот блок питания!

Автор будет использовать блок питания от ноутбука, который выдает напряжение 15В и ток до 8А. Этого будет вполне достаточно.

• К шнуру блока питания нужно припаять подходящий разъем, с помощью которого будет подсоединять блок питания к понижающий схеме.
• В качестве понижающего преобразователя был выбран достаточно распространенный модуль, на котором можно изменять как напряжение, так и ток, с помощью вот этих вот 2-ух потенциометров.

Однако автор посчитал такие потенциометры не совсем удобными и поэтому решил заменить их на другие, так как скорее всего потребуется очень точная настройка напряжения. Было решено взять многооборотистый потенциометр, чтобы в дальнейшем облегчить себе задачу.

Настройку тока же будем производить обычным потенциометром, так как тут не нужна большая точность. Но в принципе, вам решать какие потенциометры использовать. Далее очень важный компонент — это вольтамперметр вместе с дисплеем, на котором будут отображаться значения. Для подключения разного рода нагрузок были выбраны банановые штекеры. 

Так же было решено, что брать 5В из порта USB тоже достаточно удобно, потому что таким образом можно запитывать, например, arduino. Поэтому давайте добавим еще один модуль.

Ну что ж, с компонентами разобрались, теперь давайте приступим к работе. Корпус будем изготавливать из фанеры толщиной 8 мм.

А так как у автора в наличие имеется 3d принтер, то он не смог удержаться и использовал его в этом проекте для печати лицевой панели. 3d принтер также использовался потому, что большинство отверстий передней панели абсолютно нестандартного размера, и найти сверла правильного диаметра почти невозможно, а без конца работать напильником тоже не хочется.

Далее следует деревообработка. Тут лучше воспользоваться циркулярной пилой (конечно если она у вас есть), а также можно использовать электролобзик.

Передняя панель печаталась примерно полтора часа. 

В итоге большинство отверстий оказались как раз по размеру, но к сожалению расстояние между отверстиями для банановых штекеров оказались не точными и автору пришлось немножко поработать дрелью. Далее необходимо склеить корпус.

1. Ну и пока клей сохнет, давайте посмотрим на схему подключения блока питания:

Итак, на вход мы получаем 15 В. Есть выключатель, с помощью которого мы включаем-выключаем схему, и когда он замкнут сразу же запитывается модуль с USB портом.

На нем есть понижающий преобразователь, поэтому он запитывается напрямую. Также автор добавил предохранитель. Как только выключатель замыкается, то также запитывается и дисплей с вольтамперметром.

Далее главная часть — это основной преобразователь.

Тут у нас конечно же 2 потенциометра, минусовой контакт от преобразователя подключается к дисплею как бы в разрыв цепи, и далее идет на минусовой контакт бананового штекера. Таким образом мы можем измерять ток.

А плюсовой же контакт от преобразователя идёт напрямую к контакту бананового штекера, и параллельно к нему подсоединяется контакт от вольтамперметра. Таким образом, мы измеряем напряжение. И в общем то, все, согласитесь, очень просто.

Сначала выпаиваем родные потенциометры.

• Ну и теперь просто собираем все по схеме.
• Итак, все собрано, первый тест.
• Для первого теста автор решил подключить мотор.

Как видим, все очень хорошо заработало. Мы также видим, что вольтамперметр показывает какой ток потребляет мотор.

Настройка напряжения тоже отлично работает, но одна из особенностей этого dc-dc преобразователя, это возможность настроить еще и ток. Для этого нам нужно закоротить плюс и минус.

1. После этого мы можем с помощью нижнего потенциометра настроить ток.
2. Это очень полезная функция если мы хотим, например, зарядить аккумуляторы или протестировать мощный светодиод.
3. Ну вот и готов наш блок питания, получилось достаточно симпатично, а главное в деле пригодится обязательно! Спасибо за внимание, делитесь статьёй в соц весях, если понравилось )

Видео самоделки:

Похожее

Источник: https://kavmaster.ru/blok-pitaniya-s-regulirovkoj-napryazheniya-i-toka-svoimi-rukami/

Цифровой лабораторный блок питания с управлением через ПК

Наткнулся в интернете на схему лабораторного блока питания, да еще и с управлением от компьютера, и не смог устоять. Детали решил брать в российских магазинах, потому что доллар, санкции, ну и все такое.

Вот что из этого получилось…

Лабораторный блок питания нужен для запитывания различных махараек устройств на этапе разработки. Первое подобие лабораторника я сделал лет в 16. Это был леденящий душу ужас, который, тем не менее, худо-бедно справлялся со своими функциями.

Тогда я только начинал познавать электронику, и все ограничивалось кручением моторчиков. Мне бы в то время интернет и хоть какие то карманные деньги…

Первый блок питания

Потом был длительный перерыв, армия, несколько лет работы далеко от дома, но после этого периода я вернулся к этому хобби, все было гораздо серьезнее, и был изготовлен из подручных материалов этот монстр:

Фото

Он выдержал много издевательств, и жив до сих пор, но мне хотелось большего. Были мысли купить готовый у китайцев, но пока душила жаба случился кризис, а тут подвернулась эта схемка. Начал собирать компоненты. Многое нашлось в закромах (резисторы и транзисторы, импульсник от ноутбука, ненужная зарядка от телефона), но без закупки не обошлось. Чип-Дип силовой транзистор 2SD1047 — 110 р. конденсатор электролитический 330 мф — 2х8 р. корпус будущего блока питания — 540 р. итого 825 р. Чип-нн (со ссылками не получается из-за специфики сайта) операционный усилитель LM358N — 12 р. конденсатор электролитический 2200 мкф. — 13 р. винтовые терминалы 2х — 22 р. держатель светодиода х3 — 20 р. кнопка с фиксацией красная, здоровенная — 17 р. шунт 0.1 ом — 30 р. многоборотные подстроечные резисторы 470 ом х2 — 26 р. итого 140 р.

Для любопытствующих схема.

Ардуино следит за напряжением на выходе, за током, и посредством ШИМ пинает силовой транзистор так, чтобы блок питания выдавал установленные значения.

Блок питания умеет выдавать напряжение от 1 до 16 вольт, обеспечивать ток 0.1 — 8 ампер (при нормальном источнике напряжения) уходить в защиту и ограничивать ток. То есть его можно использовать для зарядки аккумуляторов, но я не рискнул, да и зарядник у меня уже есть.

Еще одна особенность этого странного блока питания в том, что он питается от двух напряжений. Основное напряжение должно подкрепляться вольтодобавкой от батарейки, или второго блока питания. Это нужно для корректной работы операционного усилителя.

Я использовал ноутбучный блок питания 19в 4А в качестве основного, и зарядку 5в 350мА от какого-то телефона в качестве добавочного питания.

Сборку я решил начать с пайки основной платы с расчетом забить болт, если не заработает, так как начитался комментов от криворуких, как все у них дымит, взрывается и не работает, да и к тому же я внес некоторые изменения в схему.

Для изготовления платы я купил новый лазерный принтер, чтобы наконец то освоить ЛУТ, ранее рисовал платы маркером (вот пример), тот еще геморрой. Плата получилась со второго раза, потому что в первый раз я зачем-то отзеркалил плату, чего делать было не нужно.

Окончательный результат:

Пробный запуск обнадежил, все работало как надо После удачного запуска я принялся курочить корпус. Начал с самого габаритного — системы охлаждения силового транзистора. За основу взял кулер от ноутбука, вколхозил это дело в заднюю часть. Натыкал на переднюю панель кнопок управления и лампочек. Здоровенная крутилка это энкодер со встроенной кнопкой. Используется для управления и настройки. Зеленая кнопка переключает режимы индикации на дисплее, прорезь снизу для разъема юсб, три лампочки (слева направо) сигнализируют о наличии напряжения на клеммах, активации защиты при перегрузе, и об ограничении тока. Разъем между клеммами для подключения дополнительных устройств. Я втыкаю туда сверлилку для плат и резалку для оргстекла с нихромовой струной. Засунул все кишки в корпус, подсоединил провода После контрольного включения и калибровки закрыл крышкой.

Фото собранного

Отверстия проделаны под радиатором стабилизатора lm7805, который нехило греется. Подсос воздуха через них решил проблему охлаждения этой детали Сзади выхлопная труба, красная кнопка включения и разъем под сетевой кабель. Прибор обладает кое-какой точностью, китайский мультиметр с ним согласен. Конечно калибровать самопальную махарайку по китайскому мультиметру и говорить о точности достаточно смешно. Несмотря на это прибору найдется место на моем столе, так как для моих целей его вполне достаточно

Некоторые тесты

Взаимодействие с программой. На ней в реальном времени отображается напряжение и ток в виде графиков, так же с помощью этой программы можно управлять блоком питания. К блоку питания подключена 12-вольтовая лампа накаливания и амперметр. Внутренний амперметр после подстройки работает сносно Измерим напряжение на клеммах. Великолепно. В прошивке реализована ваттосчиталка. К блоку подключена все та же лампочка на 12 вольт, на цоколе которой написано «21W». Не самый паршивый результат. Изделием доволен на все сто, поэтому и пишу обзор. Может кому-то из читателей нехватает такого блока питания. О магазинах: Чип-нн порадовал скоростью доставки, но ассортимент маловат на мой взгляд. Этакий интернет магазин, аналогичный арадиомагазину в среднем городке. Цены ниже, кое на что в разы. Чип-дип… закупил там то, чего не было в чип-нн, иначе б не сунулся. розница дороговата, но все есть. Мои исходники:

Переделанная схема в протеусе+печатная плата

Животное

животных под руку не подвернулось, есть искусственный слон с испорченной платой для этого блока питания

Источник: https://mysku.ru/blog/russia-stores/34623.html

Регулируемый блок питания своими руками

Мастер, описание устройства которого в первой части, задавшись целью сделать блок питания с регулировкой, не стал усложнять себе дело и просто использовал платы, которые лежали без дела.

Второй вариант предполагает использование еще более распространенного материала – к обычному блоку была добавлена регулировка, пожалуй, это очень многообещающее по простоте решение при том, что нужные характеристики не будут потеряны и реализовать задумку можно своими руками даже не самому опытному радиолюбителю.

В бонус еще два варианта совсем простых схем со всеми подробными объяснениями для начинающих. Итак, на ваш выбор 4 способа.

Блок питания из старой платы компьютера

Stalevik

Мастера покупают изобретения в лучшем китайском интернет-магазине.

Расскажем, как сделать регулируемый блок питания из ненужной платы компьютера. Мастер взял плату компьютера и выпилил блок, питающий оперативку.
Так он выглядит.

Определимся, какие детали нужно взять, какие нет, чтобы отрезать то, что нужно, чтобы на плате были все компоненты блока питания.

Обычно импульсный блок для подачи тока на компьютер состоит из микросхемы, шим контроллера, ключевых транзисторов, выходного дросселя и выходного конденсатора, входного конденсатора. На плате еще и зачем-то присутствует входной дроссель.

Его тоже оставил. Ключевые транзисторы – может быть два, три. Есть посадочное место по 3 транзистор, но в схеме не используется.

Электроника для самодельщиков в китайском магазине.

Сама микросхема шим контроллера может выглядеть так. Вот она под лупой.

Может выглядеть как квадратик с маленькими выводами со всех сторон. Это типичный шим контроллер на плате ноутбука.

Точно также выглядит блок питания для процессора. Видим шим контроллер и несколько каналов питания процессора. 3 транзистора в данном случае. Дроссель и конденсатор. Это один канал.

Три транзистора, дроссель, конденсатор – второй канал. 3 канал. И еще два канала для других целей.

Вы знаете как выглядит шим-контроллер, смотрите под лупой его маркировку, ищите в интернете datasheet, скачиваете pdf файл и смотрите схему, чтобы ничего не напутать.

На схеме видим шим-контроллер, но по краям обозначены, пронумерованы выводы.

Обозначаются транзисторы. Это дроссель. Это конденсатор выходной и конденсатор входной. Входное напряжение в диапазоне от 1,5 до 19 вольт, но напряжение питание шим-контроллера должно быть от 5 вольт до 12 вольт.

То есть может получиться, что потребуется отдельный источник питания для питания шим-контроллера. Вся обвязка, резисторы и конденсаторы, не пугайтесь. Это не нужно знать. Всё есть на плате, вы не собираете шим-контроллер, а используете готовый.

Нужно знать только 2 резистора – они задают выходное напряжение.

Резисторный делитель. Вся его суть в том, чтобы сигнал с выхода уменьшить примерно до 1 вольта и подать на вход шим-контроллера фидбэк – обратная связь. Если вкратце, то изменяя номинал резисторов, можем регулировать выходное напряжение. В показанном случае вместо резистора фидбэк мастер поставил подстроечный резистор на 10 килоом.

Этого оказалось достаточным, чтобы регулировать выходное напряжение от 1 вольта до примерно 12 вольт. К сожалению, не на всех шим-контроллерах это возможно. Например, на шим контроллерах процессоров и видеокарт, чтобы была возможность настраивать напряжение, возможность разгона, выходное напряжение сдается программно по несколькоканальной шине.

Менять выходное напряжение такого шим контроллера можно разве только перемычками.

Итак, зная как выглядит шим-контроллер, элементы, которые нужны, уже можем выпиливать блок питания. Но делать это нужно аккуратно, так как вокруг шим-контроллера есть дорожки, которые могут понадобиться. Например, можно видеть – дорожка идёт от базы транзистора к шим контроллеру. Её сложно было сохранить, пришлось аккуратно выпиливать плату.

Используя тестер в режиме прозвонки и ориентируясь на схему, припаял провода. Также пользуясь тестером, нашел 6 вывод шим-контроллера и от него прозвонил резисторы обратной связи.

Резистор находился рфб, его выпаял и вместо него от выхода припаял подстроечный резистор на 10 килоом, чтобы регулировать выходное напряжение, также путем про звонки выяснил, что питание шим-контроллера напрямую связано со входной линией питания.

Это значит, что не получиться подавать на вход больше 12 вольт, чтобы не сжечь шим-контроллер.

Посмотрим, как блок питания выглядит в работе

Припаял штекер для входного напряжения, индикатор напряжения и выходные провода. Подключаем внешнее питание 12 вольт. Загорается индикатор. Уже был настроен на напряжение 9,2 вольта. Попробуем регулировать блок питания отверткой.

Это так называемое дежурное напряжение. Два источника на 3,3 вольта и 5 вольт. Сделал ему на 3d принтере корпус. Также можете посмотреть статью, где делал похожий регулируемый блок питания, тоже вырезал из платы ноутбука (https://electro-repair.livejournal.com/3645.html). Это тоже шим контроллер питания оперативной памяти.

Как сделать регулирующий БП из обычного, от принтера

Пойдет речь о блоке питания принтера canon, струйный. Они много у кого остаются без дела. Это по сути отдельное устройство, в принтере держится на защелке.
Его характеристики: 24 вольта, 0,7 ампера.

Понадобился блок питания для самодельной дрели. Он как раз подходит по мощности. Но есть один нюанс – если его так подключить, на выходе получим всего лишь 7 вольт. Тройной выход, разъёмчик и получим всего лишь 7 вольт.

Как получить 24 вольта?
Как получить 24 вольта, не разбирая блок?
Ну самый простой – замкнуть плюс со средним выходом и получим 24 вольта.
Попробуем сделать. Подключаем блок питания в сеть 220. Берем прибор и пытаемся измерить.

Подсоединим и видим на выходе 7 вольт.

У него центральный разъем не задействован. Если возьмем и подсоединим к двум одновременно, напряжение видим 24 вольта. Это самый простой способ сделать так, чтобы данный блок питания не разбирая, выдавал 24 вольта.

Необходим самодельный регулятор, чтобы в некоторых пределах можно было регулировать напряжение. От 10 вольт до максимума. Это сделать легко. Что для этого нужно? Для начала вскрыть сам блок питания. Он обычно проклеен. Как вскрыть его, чтобы не повредить корпус.

Не надо ничего колупать, поддевать. Берем деревяшку помассивнее либо есть киянка резиновая. Кладем на твердую поверхность и по шву лупим. Клей отходит. Потом по всем сторонам простучали хорошенько. Чудесным образом клей отходит и все раскрывается.

Внутри видим блок питания.

Достанем плату. Такие бп легко переделать на нужное напряжение и можно сделать также регулируемый. С обратной стороны, если перевернем, есть регулируемый стабилитрон tl431. С другой стороны увидим средний контакт идет на базу транзистора q51.

Если подаем напряжение, то данный транзистор открывается и на резистивном делителе появляется 2,5 вольта, которые нужно для работы стабилитрона. И на выходе появляется 24 вольта. Это самый простой вариант. Как его завести можно еще – это выбросить транзистор q51 и поставить перемычку вместо резистора r 57 и всё. Когда будем включать, всегда на выходе непрерывно 24 вольта.

Как сделать регулировку?

Можно изменить напряжение, сделать с него 12 вольт. Но в частности мастеру, это не нужно. Нужно сделать регулируемый. Как сделать? Данный транзистор выбрасываем и вместо резистор 57 на 38 килоома поставим регулируемый. Есть старый советский на 3,3 килоома. Можно поставить от 4,7 до 10, что есть.

От данного резистора зависить только минимальное напряжение, до которого он сможет опускать его. 3,3 -сильно низко и не нужно. Двигатели планируется поставить на 24 вольта. И как раз от 10 вольт до 24 – нормально. Кому нужно другое напряжение, можно большого сопротивления подстроечный резистор.
Приступим, будем выпаивать.

Берём паяльник, фен. Выпаял транзистор и резистор.

Подпаял переменный резистор и попробуем включить. Подал 220 вольт, видим 7 вольт на нашем приборе и начинаем вращать переменный резистор.

Напряжение поднялось до 24 вольт и плавно-плавно вращаем, оно падает – 17-15-14 то есть снижается до 7 вольт. В частности установлено на 3,3 ком. И наша переделка оказалась вполне успешной.

То есть для целей от 7 до 24 вольт вполне приемлемая регулировка напряжения.

Такой вариант получился. Поставил переменный резистор. Ручку и получился регулируемый блок питания – вполне удобный.

Видео канала “Технарь”.

Такие блоки питания найти в Китае просто. Наткнулся на интересный магазин, который продает б/у блоки питания от разных принтеров, ноутбуков и нетбуков.

Они разбирают и продают сами платы, полностью исправные на разные напряжения и токи.

Самый большой плюс – это то, что они разбирают фирменную аппаратуру и все блоки питания качественные, с хорошими деталями, во всех есть фильтры.
Фотографии – разные блоки питания, стоят копейки, практически халява.

Простой блок с регулировкой

Простой вариант самодельного устройства для питания приборов с регулировкой. Схема популярная, она распространена в Интернете и показала свою эффективность. Но есть и ограничения, которые показаны на ролике вместе со всеми инструкциями по изготовлению регулированного блока питания.

Самодельный регулированный блок на одном транзисторе

Какой можно сделать самому самый простой регулированный блок питания? Это получится сделать на микросхеме lm317. Она уже сама с собой представляет почти блок питания.

На ней можно изготовить как регулируемый по напряжению блок питания, так и потоку. В этом видео уроке показано устройство с регулировкой напряжения. Мастер нашёл несложную схему. Входное напряжение максимальное 40 вольт.

Выходное от 1,2 до 37 вольта. Максимальный выходной ток 1,5 ампер.

Скачать схему с платой.

Без теплоотвода, без радиатора максимальная мощность может быть всего 1 ватт. А с радиатором 10 ватт. Список радиодеталей.

Приступаем к сборке

Подключим на выход устройства электронную нагрузку. Посмотрим, насколько хорошо держит ток. Выставляем на минимум. 7,7 вольта, 30 миллиампер.

Всё регулируется. Выставим 3 вольта и добавим ток. На блоке питания выставим ограничения только побольше. Переводим тумблер в верхнее положение. Сейчас 0,5 ампера. Микросхема начал разогреваться. Без теплоотвода делать нечего. Нашёл какую-то пластину, ненадолго, но хватит. Попробуем еще раз. Есть просадка. Но блок работает. Регулировка напряжения идёт. Можем вставить этой схеме зачёт.

Видео Radioblogful. Видеоблог паяльщика.

Источник: https://izobreteniya.net/reguliruemyiy-blok-pitaniya/

РадиоКот :: БП с микроконтроллерным управлением и регулировкой параметров при помощи энкодера

Добавить ссылку на обсуждение статьи на форумеРадиоКот >Схемы >Питание >Блоки питания >

Теги статьи:

Добавить тег

БП с микроконтроллерным управлением и регулировкой параметров при помощи энкодера.

Идея блока питания была взята на сайте. Хотелось что бы параметры блока устанавливались с помощью энкодера. Для этого пришлось немного изменить схему и программу.

В результате получилась схема:

Управление напряжением и током стабилизации осуществляется встроенным в контроллер ШИМ ом.

Его скважность регулируется энкодером, каждый шаг которого приводит к увеличению или уменьшению опорных напряжений по напряжению и току и как следствие к изменению напряжения на выходе БП или тока стабилизации.

При нажатии на кнопку энкодера на индикаторе напротив изменяемого параметра появляется стрелка и при последующем вращении изменяется выбранный параметр.

Если в течении некоторого времени не проводить никаких действий система управления переходит в ждущий режим и не реагирует на вращение энкодера.

Установленные параметры сохраняются в энергонезависимой памяти и при последующем включении устанавливаются по последнему выставленному значению. Индикатор в верхней строке отображает измеренное напряжение и ток.

В нижней строке отображается установленный ток ограничения. При выполнении условия Iizm>Iset БП переходит в режим стабилизации тока.

За основу был взят БП АТХ CODEGEN, который был переделан под напряжение 20В и добавлена плата управления.

В результате получился вот такой вот блок питания:

Файлы: Прошивка МК.

Вопросы, как обычно, складываем тут.

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

Источник: https://www.radiokot.ru/circuit/power/supply/19/

Блок питания с регулировкой тока и напряжения

   Попалась в интернете недавно любопытная схемка простого, но довольно неплохого блока питания начального уровня, способного выдавать 0-24 В при ток до 5 ампер.

В блоке питания предусмотрена защита, то есть ограничение максимального тока при перегрузке. В приложенном архиве есть печатная плата и документ, где приведено описание настройки данного блока, и ссылка на сайт автора.

Прежде чем собирать, прочитайте внимательно описание.

Схема БП с регулировкой тока и напряжения

   Изначально на фото печатной платы автора были ошибки, печатка была скопирована и доработана, ошибки устранены.

   Вот фото моего варианта БП, вид готовой платы, и можно посмотреть как примерно применить корпус от старого компьютерного ATX. Регулировка сделана 0-20 В 1,5 А. Конденсатор С4 под такой ток поставлен на 100 мкФ 35 В.

   При коротком замыкании максимум ограниченного тока выдается и загорается светодиод, вывел резистор ограничителя на переднюю панель.

Индикатор для блока питания

   Провёл у себя ревизию, нашёл пару простеньких стрелочных головок М68501 для этого БП. Просидел пол дня над созданием экрана для него, но таки нарисовал его и точно настроил под требуемые выходные напряжения.

   Сопротивление используемой головки индикатора и применённый резистор указаны в прилагаемом файле на индикаторе.

Выкладываю переднюю панель блока, если кому понадобится для переделки корпус от блока питания АТХ, проще будет переставить надписи и что-то добавить, чем создавать с нуля.

Если потребуются другие напряжения, шкалу можно просто подкалибровать, это уже проще будет. Вот готовый вид регулируемого источника питания:

   Плёнка — самоклейка типа «бамбук». Индикатор имеет подсветку зелёного цвета. Красный светодиод Attention указывает на включившуюся защиту от перегрузки.

Дополнения от BFG5000

   Максимальный ток ограничения можно сделать более 10 А. На кулер — кренка 12 вольт плюс температурный регулятор оборотов — с 40 градусов начинает увеличивать обороты. Ошибка схемы особо не влияет на работу, но судя по замерам при КЗ — появляется прирост проходящей мощности.

   Силовой транзистор установил 2n3055, все остальное тоже зарубежные аналоги, кроме BC548 — поставил КТ3102. Получился действительно неубиваемый БП. Для новичков-радиолюбителей самое-то.

   Выходной конденсатор поставлен на 100 мкФ, напряжение не скачет, регулировка плавная и без видимых задержек. Ставил из расчёта как указано автором: 100 мкф ёмкости на 1 А тока. Авторы: Igoran и BFG5000.

   Форум по БП

   Обсудить статью Блок питания с регулировкой тока и напряжения

Источник: https://radioskot.ru/publ/bp/blok_pitanija_s_regulirovkoj_toka_i_naprjazhenija/7-1-0-887

Блок питания с регулировкой напряжения и тока 3 — DRIVE2

Всем привет! Давно хочу написать, но все не хватает времени, а сегодня вот как-то не могу найти чем заняться…напишу об очередной доработке блока питания. Предыдущая часть здесь www.drive2.ru/b/2195993/

Блок питания активно использовался все это время, и показал себя с отличной стороны. Использовал его в основном для всяких поделок и несколько раз для подкачки колес компрессором.

Подкачка колес была непростым испытанием, ток несколько раз переваливал за 10А.

Насчет самого блока питания, я не сомневался, что он выдержит такую нагрузку, но вольтамперметр рассчитан на ток до 10А, а глядя на проводки которыми он подключается и разъем, думаю, и того меньше! Но все на удивление выдержало.

Полный размер

Качаем колеса

Полный размер

Качаем колеса

И вот решил я расширить универсальность прибора, добавив ограничение по току, чтобы можно было заряжать автомобильный аккумулятор, да и любой другой аккум. В инете есть много схем о переделке компьютерного БП с ограничением по току.

Как и с регулировкой напряжения, с ограничением по току может справляться все та же TL494. Но эти переделки показались мне слишком сложными, и я решил пойти другим путем. На али был найден подходящий понижающий DC-DC преобразователь с регулировкой напряжения и тока. Вот ссылочка.

Вход от 7 до 32В, выход — от 0,8 до 28В, максимальный ток 12А.

DC-DC преобразователь на 12А с Али

После этого я принялся все переделывать. Выбросил все лишнее из БП, убрал регулировку напряжения, впаял в плату подстроечный резистор и выставил напряжение около 17В, чтобы на выходе было около 15В. Все провода заменил на качественный медный провод сечением более 3 квадратов.

Все разъемы выкинул, все на пайке. К вольтамперметру тоже протянул нормальный провод и припаял прямо к плате. Преобразователь закрепил внутри корпуса. Вентилятор запитал от шины +5В (на ней сейчас около 7В). Добавил на корпус резиновые ножки.

Вообщем все сделал не на страх, а на совесть.

Полный размер

С преобразователем внутри

Полный размер

С преобразователем внутри

Полный размер

С преобразователем внутри

Теперь всем доволен…почти))) Хочу еще вентилятор переставить, чтобы он вдувал воздух вовнутрь, но имеющийся кулер этого не позволяет сделать, так как крепеж у него только с одной стороны. И пора обновить красочку. Уже перестал считать, во сколько он мне обошелся, так как наверное уже смог бы купить готовый аналогичный БП, но самому сделать ведь интереснее))

Полный размер

актуальное состоянии

Полный размер

актуальное состоянии

Спасибо за внимание! Делитесь своими поделками))

Источник: https://www.drive2.ru/b/3148330/next

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

Вот очередная версия лабораторного блока питания с напряжением от 0 до 30 В и регулировкой потребляемого тока 0-2 А, что всегда бывает полезно, когда используется БП для настройки самодельных схем или когда они неизвестные приборы запускаются в первый раз.

Схема ИП с регулировкой тока и напряжения

Сама схема питания — это популярный комплект из таких элементов:

1. Сам регулируемый стабилизатор, в котором заменен T1 — BC337 на BD139, T2 — BD243 на BD911
2. D1-D4 — диоды 1N4001 заменены на RL-207
3. C1 — 1000 мкФ / 40 В заменен на 4700 мкФ / 50 В
4. D6, D7 — 1N4148 на 1N4001

У используемого трансформатора есть напряжения: 25 В, 2 А и 12 В, которое полезно для управления вентилятором, охлаждающим радиатор и силовые диоды на панели. Для этого была создана небольшая плата с мостовым выпрямителем, фильтрующими конденсаторами и стабилизатором LM7812 (с радиатором).

Внутри корпуса лабораторного источника питания размещены трансформатор, плата самого регулируемого блока питания, платы стабилизаторов — 12 В и 24 В, радиатор с охлаждающим вентилятором (запускается при 50 С).

На передней части корпуса установлены выключатель, три светодиода, информирующих о состоянии блока питания (сеть 220 В, включение вентилятора и защита — ограничение тока или короткое замыкание), синие и красные LED дисплеи с наклеенной на них затемняющей пленкой. Рядом с дисплеями расположены регулирующие потенциометры, а справа выводы питания. На задней части корпуса имеется разъем для сети, предохранитель и охлаждающий вентилятор 60×60 мм.

Полезное:  Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Что касается индикаторных дисплеев, они показывают:

• синий — текущее напряжение в вольтах V
• красный — текущий ток в амперах A

Источник питания получился реально удобный и надёжный. Вся сборка заняла несколько дней. Что касается охлаждения, оно включается только при высокой нагрузке и то на короткое время, примерно на пару минут.

С этим БП удобно работать даже при слабом освещении, так как яркости индикаторов хватает с головой. Если хотите повысить ток до 3-4 ампера, выбирайте трансформатор по-мощнее и транзисторы регулятора, с хорошим запасам по току. Ещё пару неплохих схем источников питания смотрите по ссылкам:

6— 4,50

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Источник: https://2shemi.ru/sborka-bloka-pitaniya-s-regulirovkoj-svoimi-rukami/

Блок питания с микроконтроллерным управлением

Состоит из блока индикации и управления, измерительной части и блока защиты от КЗ.

Блок индикации и управления.
Индикатор — ЖКИ дисплей на основе контроллера НD44780, 2 сточки по 16 символов. Управление напряжением осуществляется встроенным в контроллер ШИМ ом.

Его скважность регулируется энкодером, каждый шаг которого приводит к увеличению или уменьшению напряжения на 0,1 вольт на выходе БП. Полный оборот энкодера – 2 вольта.

Поскольку ШИМ может изменять напряжение на накопительной емкости лишь в интервале от 0 до 5 вольт, применен ОУ с коэффициентом усиления 5. Таким образом фактическое напряжение на выходе БП регулируется в пределах 0 – 25 вольт.

Регулирующим элементом является мощный составной транзистор КТ827А. С эмиттера регулирующего транзистора через верхнее плечо делителя (2 Х 8,2 к) осуществляется обратная связь, благодаря чему даже при больших токах в нагрузке напряжение поддерживается на строго заданном уровне вплоть до сотых долей вольта.

Измерительная часть – двухканальный АЦП (Микрочип), измеряющий реальное напряжение на выходе БП и падение напряжения на шунтирующем резисторе, усиленное ОУ, что прямо пропорционально потребляемому нагрузкой току. Сердцем конструкции является контроллер.

Блок защиты от короткого замыкания в нагрузке. Выполнен виде отдельного устройства включенного между выпрямителем и регулирующим элементом. Ток срабатывания защиты — 5 А. Подбирается резистором 47к в базовой цепи транзистора управляющего ключом КТ825Г.

Настройка.
Заключается в подборе резисторов, обозначенных звездочкой, для соответствия показаний ЖКИ реальным току и напряжению на выходе БП.

Детали.
Шунт взят из разбитого мультиметра, его сопротивление около 0,01 Ом. Исходное состояние контактов энкодера описано в принципиальной схеме, он может быть любой соответствующий этим состояниям. Кроме вращения, он имеет вн контакты, которые замыкаются без фиксации при нажатии на вал.

Транзисторы n-p-n без маркировки могут быть КТ315 или любыми маломощными, подобными им в чип корпусе. Транзистор p-n-p в ключе, управляющем подсветкой может быть любой средней мощности.

Как пользоваться БП.
Энкодером регулируется напряжение 0 – 25 вольт с шагом 0,1 вольта. При кратком (менее 0,5 сек) нажатии на ручку включается/выключается подсветка. При нажатии более 0,5 сек происходит запись установленного напряжения в энергонезависимую память контроллера.

Полный проект для MPLAB вы можете скачать ниже.

Список радиоэлементов

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Blaze Опубликована: 2008 г. 3 Вознаградить Я собрал 0 1

x

• Техническая грамотность
• Актуальность материала
• Изложение материала
• Полезность устройства
• Повторяемость устройства
• Орфография

Источник: https://cxem.net/pitanie/5-172.php

vip-cxema.org — Мощный стабилизатор тока и напряжения на TL494

Этот стабилизатор обладает неплохими характеристиками, имеет плавную регулировку тока и напряжения, хорошую стабилизацию, без проблем терпит короткие замыкания, относительно простой и не требует больших финансовых затрат.

  Он обладает высоким кпд за счет импульсного принципа работы, выходной ток может доходить до 15 ампер, что позволит построить мощное зарядное устройство и блок питания с регулировкой тока и напряжения.

При желании можно увеличить выходной ток до 20-и и более ампер.

В интернете подобных устройств, каждое имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы у них одинаковый. Предлагаемый вариант — это попытка создания простого и достаточно мощного стабилизатора.

За счет применения полевых ключей удалось значительно увеличить нагрузочную способность источника и снизить нагрев на силовых ключах. При выходном токе  до 4-х ампер транзисторы и силовой диод можно не устанавливать на радиаторы.

Номиналы некоторых компонентов на схеме могут отличаться от номиналов на плате, т.к. плату разрабатывал для своих нужд.

Диапазон регулировки выходного напряжения от 2-х до 28 вольт, в моем случае максимальное напряжение 22 вольта, т.к.

я использовал низковольтные ключи и поднять напряжение выше этого значения было рискованно, а так при входном напряжении около 30 Вольт, на выходе спокойно можно получить до 28-и Вольт.

  Диапазон регулировки выходного тока от 60mA до 15A Ампер, зависит от сопротивления датчика тока и силовых элементов схемы.

• Устройство не боится коротких замыканий, просто сработает ограничение тока.
• Собран источник на базе ШИМ контроллера TL494, выход микросхемы дополнен драйвером для управления силовыми ключами.

Хочу обратить ваше внимание на батарею конденсаторов установленных на выходе. Следует использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением на 40-50 вольт, с суммарной емкостью от 3000 до 5000мкФ.

Нагрузочный резистор на выходе применен для быстрого разряда выходных конденсаторов, без него измерительный вольтметр на выходе будет работать с запаздыванием, т.к.

при уменьшении выходного напряжения конденсаторам нужно время, для разрядки, а этот резистор быстро их разрядит. Сопротивление этого резистора нужно пересчитать, если на вход схемы подается напряжение больше 24-х вольт.

Резистор двух ваттный, рассчитан с запасом по мощности, в ходе работы может греться, это нормально.

Как это работает:

ШИМ контроллер формирует управляющие импульсы для силовых ключей. При наличии управляющего импульса транзистор,  и питание по открытому каналу транзистора через дроссель поступает на накопительный конденсатор. Не забываем, что дроссель является индуктивной нагрузкой, которым свойственно накапливание энергии и отдача за счет самоиндукции.

Когда транзистор закрывается накопленный в дросселе заряд через диод шоттки продолжит подпитывать нагрузку. Диод в данном случае откроется, т.к. напряжение с дросселя имеет обратную полярность. Этот процесс будет повторяться десятки тысяч раз в секунду, в зависимости от рабочей частоты микросхемы ШИМ.

По факту ШИМ контроллер всегда отслеживает напряжение на выходном конденсаторе.

Стабилизация выходного напряжения происходит следующим образом. На неинвертирующий вход первого усилителя ошибки микросхемы (вывод 1) поступает выходное напряжение стабилизатора, где оно сравнивается с опорным напряжением, которое присутствует на инверсном входе усилителя ошибки.

 При снижении выходного напряжения будет снижаться и напряжение на выводе 1, и если оно будет меньше опорного напряжения, ШИМ контроллер будет увеличивать длительности импульсов, следовательно транзисторы больше времени будут находиться в открытом состоянии и больше тока будет накачиваться в дроссель, если же выходное напряжение больше опорного, произойдет обратное — микросхема уменьшит длительность управляющих импульсов. Указанным делителем можно принудительно менять напряжение на неинвертирующщем входе усилителя ошибки, этим увеличивая или уменьшая выходное напряжение стабилизатора в целом. Для наиболее точной регулировки напряжения применён подстроечный многооборотный резистор, хотя можно использовать обычный.

Минимальное выходное напряжение составляет порядка 2 вольт, задается указанным делителем, при желании можно поиграться с сопротивлением резисторов для получения приемлемых для вас значений, не советуется снижать минимальное напряжение ниже 1 вольта.

Для отслеживания потребляемого нагрузкой тока установлен шунт. Для организации функции ограничения тока задействован второй усилитель ошибки в составе ШИМ контроллера тл494.

Падение напряжения на шунте поступает на неинвертирующий вход второго усилителя ошибки, опять сравнивается с опорным, а дальше происходит точно тоже самое, что и в случае стабилизации напряжения.

Указанным резистором можно регулировать выходной ток.

1. Токовый шунт изготовлен из двух параллельно соединённых низкоомных резисторов с сопротивлением 0,05Ом.
3. Накопительный дроссель намотан на желто белом кольце от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания.

Так как схема планировалась на довольно большой входной ток, целесообразно использовать два сложенных вместе кольца. Обмотка дросселя содержит 20 витков  намотанных двумя жилами провода диаметром 1,25мм в лаковой изоляции, индуктивность около 80-90 микрогенри.

• Диод желательно использовать с барьером Шоттки и обратным напряжением 100-200 вольт, в моем случае применена мощная диодная сборка MBR4060 на 60 вольт 40 Ампер.

Силовые ключи вместе с диодом устанавливают на общий радиатор, притом изолировать подложки компонентов от радиатора не нужно, т.к. они общие.

1. Подробное описание и испытания блока можно посмотреть в видео

Печатная плата тут 

Источник: http://vip-cxema.org/index.php/home/bloki-pitaniya/422-impulsnyj-stabilizator-toka-i-napryazheniya

Увеличиваем ток (ампераж) блока питания


Приветствую, Самоделкины!
Наверное, проблема о которой поговорим сегодня, знакома многим. Думаю, у каждого возникала необходимость увеличения выходного тока блока питания. Давайте же рассмотрим конкретный пример, у вас имеется 19-ти вольтовый адаптер питания от ноутбука, который обеспечивает выходной ток, ну предположим, в районе 5А, а вам нужен 12-ти вольтовый блок питания с током 8-10А. Вот и автору (YouTube канал «AKA KASYAN») понадобился однажды блок питания с напряжением 5В и с током в 20А, а под рукой имелся 12-ти вольтовый блок питания для светодиодных лент с выходным током в 10А. И вот автор решил его переделать.

Да, собрать нужный источник питания с нуля или использовать 5-ти вольтовую шину любого дешевого компьютерного блока питания конечно можно, но многим самодельщикам-электронщикам будет полезно знать, как увеличить выходной ток (или в простонародье ампераж) почти любого импульсного блока питания.

Как правило, источники питания для ноутбуков, принтеров, всевозможные адаптеры питания мониторов и так далее, делают по однотактным схемам, чаще всего они обратноходовые и построению ничем не отличается друг от друга. Может быть иная комплектация, иной ШИМ-контроллер, но схематика одна и таже.




Однотактный ШИМ-контроллер чаще всего из семейства UC38, высоковольтный полевой транзистор, который качает трансформатор, а на выходе однополупериодный выпрямитель в виде одного или сдвоенного диода Шоттки.

После него дроссель, накопительные конденсаторы, ну и система обратной связи по напряжению.



Благодаря обратной связи выходное напряжение стабилизировано и строго держится в заданном пределе. Обратную связь обычно строят на базе оптрона и источника опорного напряжения tl431.


Изменение сопротивления резисторов делителя в его обвязки, приводит к изменению выходного напряжения.

Это было общим ознакомлением, а теперь о том, что нам предстоит сделать. Сразу необходимо отметить, что мощность мы не увеличиваем. Данный блок питания имеет выходную мощность около 120Вт.

Мы собираемся снизить выходное напряжение до 5В, но взамен увеличить выходной ток в 2 раза. Напряжение (5В) умножаем на силу тока (20А) и в итоге получим расчетную мощность около 100Вт. Входную (высоковольтную) часть блока питания мы трогать не будем. Все переделки коснутся только выходной части и самого трансформатора.

Итак, давайте начнем. Для начала автор решил убрать электролитические конденсаторы, которые стояли на выходе блока, чтобы заменить их на конденсатор с низким внутренним сопротивлением.



Но позже после проверки оказалось, что родные конденсаторы тоже неплохие и имеют довольно низкое внутреннее сопротивление. Поэтому в итоге автор впаял их обратно.


Далее выпаиваем дроссель, ну и импульсный трансформатор.

Диодный выпрямитель довольно неплохой — 20-ти амперный. Самое хорошая то, что на плате имеется посадочное место под второй такой же диод.


В итоге второго такого диода автор не нашел, но так как недавно из Китая ему пришли точно такие же диоды только слегка в другом корпусе, он воткнул пару штук в плату, добавил перемычку и усилил дорожки.


В итоге получаем выпрямитель на 40А, то есть с двукратным запасом по току. Автор поставил диоды на 200В, но в этом нет никакого смысла просто у него таких много.

Вы же можете поставить обычные диодные сборки Шоттки от компьютерного блока питания с обратным напряжением 30-45В и меньше.
С выпрямителем закончили, идем дальше. Дроссель намотан вот таким проводом.

Выкидываем его и берем вот такой провод.

Мотаем около 5-ти витков. Можно использовать родной ферритовый стержень, но у автора поблизости валялся более толстый, на котором и были намотаны витки. Правда стержень оказался слегка длинным, но позже все лишнее отломаем.


Трансформатор — самая важная и ответственная часть. Снимаем скотч, греем сердечник паяльником со всех сторон в течение 15-20 минут для ослабления клея и аккуратно вынимаем половинки сердечника.

Оставляем все это дело минут на десять для остывания. Далее убираем желтый скотч и разматываем первую обмотку, запоминая направление намотки (ну или просто сделайте пару фоток до разборки, в случае чего они вам помогут). Второй конец провода оставляем на штырьке. Далее разматываем вторую обмотку. Также второй конец не отпаиваем.


После этого перед нами вторичная (или силовая) обмотка собственной персоны, именно ее то мы и искали. Эту обмотку полностью удаляем.

Она состоит из 4-ех витков, намотана жгутом из 8-ми проводов, диаметр каждого 0,55мм.


Новая вторичная обмотка, которую мы намотаем, содержат всего полтора витка, так как нам нужно всего лишь 5В выходного напряжения. Мотать будем тем же способом, провод возьмем с диаметром 0,35мм, но вот количество жил аж 40 штук.

Это гораздо больше чем нужно, ну, впрочем, сами можете сравнить с заводской обмоткой. Теперь все обмотки мотаем в том же порядке. Обязательно соблюдайте направление намотки всех обмоток, иначе ничего работать не будет.

Жилы вторичной обмотки желательно залудить еще до начала намотки. Для удобства каждый конец обмотки разбиваем на 2 группы, чтобы на плате не сверлить гигантские отверстия для установки.


После того как трансформатор установлен, находим микросхему tl431. Как уже ранее было сказано, именно она задает выходное напряжение.

В ее обвязке находим делитель. В данном случае 1 из резисторов этого делителя, представляет из себя пару smd резисторов, включенных последовательно.

Второй резистор делителя выведен ближе к выходу. В данном случае его сопротивление 20 кОм.

Выпаиваем этот резистор и заменяем его подстроечным на 10 кОм.

Подключаем блок питания в сеть (обязательно через страховочную сетевую лампу накаливания с мощностью в 40-60Вт). К выходу блока питания подключаем мультиметр и желательно не большую нагрузку. В данном случае это маломощные лампы накаливания на 28В. Затем крайне аккуратно, не дотрагиваясь платы, вращаем подстроечный резистор до получения желаемого напряжения на выходе.

Далее все вырубаем, ждём минут 5, дабы высоковольтный конденсатор на блоке полностью разрядился. Затем выпаиваем подстроечный резистор и замеряем его сопротивление. После чего заменяем его на постоянной, либо оставляем его. В этом случае у нас еще и возможность регулировки выхода появится.

После всего этого слегка нагрузим плату сначала автомобильной галогенкой, а затем адскими лампами от кинопроектора.


Это сделано для того, чтобы понять насколько хорошо работает обратная связь. И как видите, выходное напряжение держится молодцом. После нужно усилить дорожки по вторичной цепи. Также желательно их дополнительно армировать проводом, токи тут будут уже в 2 раза больше чем раньше.

Перед тем как все собрать обратно дополнительно пропаиваем плату (хотя пайка тут с завода была довольно хорошей). Намазываем термопасту на силовой транзистор и диоды выпрямителя. Кстати, если диоды такие как у автора, то их обязательно нужно изолировать от корпуса теплопроводящей прокладкой.

И вот — плата в корпусе. Теперь пора протестировать блок. Для этого автор сделал нагрузку из нихрома, которая способна выжать из блока питания ток в 20 и более ампер.

Токовые клещи будут нам показывать действующее значение тока на выходе, а мультиметр выходное напряжение.


Мы только что сняли с блока ток более 20А, причем без просадки выходного напряжения. Во время закадровых замеров было даже 24А, при попытке снять больше срабатывала защита, то есть можно смело сказать, что наша переделка была успешной.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видео:



Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

один за всех! / Корпуса, БП, ИБП, корпусное охлаждение, сетевые фильтры / iXBT Live

Лабораторные блоки питания отличаются от обычных возможностью регулировки выходных параметров (напряжения и тока защиты) и, дополнительно, могут напряжение и ток измерять и доводить до сведения пользователя.

Благодаря этому пользователь (обычно — радиолюбитель или специалист по настройке или ремонту техники) может не разводить у себя на столе гору разнообразных блоков питания и измерителей тока и напряжения, а пользоваться одним-единственным прибором (что и отображено в заголовке обзора).

Сегодня мы познакомимся с лабораторным блоком питания Longwei LW-K3010D, рассчитанным на максимальное напряжение выхода 30 Вольт при максимальном выходном токе 10 Ампер (обе эти цифры являются частью наименования блока).

Помимо регулировки выходного напряжения (от нуля!), блок позволяет регулировать и величину тока срабатывания защиты (тоже от нуля).

Блок был приобретён на AliExpress, цена на момент составления обзора составляла около $53 (в дальнейшем может меняться).

Проверить актуальные цены можно здесь Вариант 1 или здесь Вариант 2 (вариант 2 — с индикатором на 4 знака).

 

Технические характеристики лабораторного блока питания Longwei LW-K3010D

Тип блока	Импульсный
Выходное напряжение	0 — 30 В
Регулировка тока защиты	0 — 10 А
Измеряемые параметры	Ток, напряжение (3-значная индикация)
Вес	1.34 кг
Габариты	233 x 71 x 159 мм

С пульсациями, стабильностью и прочим будем разбираться по ходу обзора.

 

Дизайн и внутреннее устройство лабораторного блока питания LW-K3010D (30 В, 10 А)

Вид спереди:

Боковая поверхность содержит множество отверстий для вентиляции.

Лицевую панель рассмотрим более детально:

Сверху расположены трёхзначные индикаторы напряжения и тока, далее вниз — обычная механическая кнопка ВКЛ/ВЫКЛ, переменники настройки выходного напряжения и тока защиты, пара светодиодов (зелёный — нормальная работа, красный — перегрузка), и, наконец, три выходных гнезда для подключения кабелей со штырями или клеммами.

Переменный резистор установки напряжения — многооборотный, и им, действительно, можно при достаточной аккуратности установить выходное напряжение с точностью до 0.1 Вольт.

Переменник установки тока защиты — обыкновенный, но от него и не требуется высокой точности.

Два крайних гнезда внизу (чёрное и красное) предназначены для подключения нагрузки, а среднее (желтое) — со схемой блока не соединяется, а соединяется с нулевым проводом в разъёме питания на задней стенке блока.

Соответственно, при питании блока от двухпроводной бытовой сети этот контакт получается ни с чем не соединённым.

Посмотрим на лабораторный блок питания сзади:

Здесь, конечно. сразу бросается в глаза решетка вентилятора.

Вентилятор здесь не включается сразу «на всю катушку» при включении блока питания. Он начинает вращаться только по мере необходимости, т.е. при нагреве блока.

Благодаря этому достигаются сразу две цели: и вентилятор не надоедает непрерывным жужжанием, и блок питания не перегревается.

Кстати, вентилятор работает на вдув воздуха. Не забывайте хотя бы раз в год чистить блок от пыли!

Под решеткой вентилятора — переключатель 110/220 Вольт. Перед первым включением проверьте, что он — в правильном положении.

Под ним — почти обычный питательный разъём, как в компьютере.

Но он — не совсем обычный: в его нижней части расположен лоток с плавким предохранителем.

Также на задней панели есть маркировка, в том числе со ссылкой на сайт производителя. Но на момент обзора сайт не работал, показывал «ошибку 522»; так что этот ссылку на этот сайт приводить не буду.

Снизу блока питания — традиционные 4 резиновых ножки:

Ножки — хорошие, не скользят.

Глянем, для порядка, на «комплектуху», прилагаемую к блоку питания (сетевой шнур не показан):

Кабель для подключения нагрузки имеет «тропическую» конфигурацию — с «бананами» и «крокодилами».

Руководство пользователя содержит полезные сведения в части того, как настроить ток защиты.

Кратко, это делается так:  установить напряжение 3-5 V, выкрутить регулировку тока на ноль, сделать «козу» (короткое замыкание) на выходе, регулировкой тока установить желаемый ток защиты, убрать короткое замыкание.

Теперь — делаем разборку блока питания. Проблемы это не представляет, крышка держится на пяти винтах без всяких хитростей.

 Смотрим на главную плату лабораторного блока питания LW-K3010D:

 Схема блока питания — весьма и весьма непроста. Ограничусь кратким описанием только силовой части.

Напряжение сети проходит через фильтр с индуктивными элементами и ёмкостями и поступает на мост KBU810 (1000 В, 8 А), затем — на два «больших» электролита 560 мкФ 200 В.

В качестве мощных ключевых транзисторов применены MOSFET-ы FQPF10N60C.

Их основные характеристики: предельное напряжение 600 В, предельный ток 9.5 А, максимальная мощность 50 Вт, сопротивление в открытом состоянии  — не более 0.73 Ом.

Они установлены на радиаторы; один из радиаторов установлен на плате кривовато (не трогаем, а то сломаем!).

В низковольтной силовой части применён сдвоенный диод Шоттки MBR30200CT с радиатором (макс. обратное напряжение 200 В, макс прямой ток — 15 А на каждое плечо). Далее — фильтры из индуктивностей и шести электролитических кондёров.

 Интересно, что плата содержит маркировку LW-K305D (в левом верхнем углу на фото). Вероятно, что точно такая же плата используется и в блоке питания K305D (30 В, 5 А).

Возможно, более слабый блок отличается более слабой силовой частью. А может, и ничем не отличается, кроме настроек. 🙂

 Ещё одна небольшая плата в блоке питания прикреплена к лицевой панели. Она отвечает за измерения и индикацию.

Попытаемся её рассмотреть, не откручивая.

На этой маленькой плате видим две маленькие микросхемки, отвечающих за измерение напряжения и тока.

А самое главное на этой плате — два синеньких многооборотных резистора-подстроечника, с помощью которых можно подстроить показания встроенного вольтметра и амперметра, если они окажутся неточными.

Эти подстроечники обозначены на плате VRV1 (для напряжения) и ARV2 (для тока).

 Забегая вперёд, скажу, что необходимости крутить подстроечник напряжения не было; а вот подстроечник тока пришлось слегка крутануть. Но это — потом, а пока досматриваем картинки вскрытия блока.

Последняя из картинок «потрохов» блока — вид главной платы с обратной стороны:

Здесь нет, в общем-то, ничего особо интересного.

Видна пара разрезов на плате, помогающих обеспечить электробезопасность устройства.

Вверху видна пара керамических резисторов, которая, видимо, просто не поместилась на основной стороне платы.

На этом можно завершить рассказ о конструкции и перейти непосредственно к тестам.

 

Технические испытания лабораторного блока питания LW-K3010D (30В 10А)

 Испытания начинаем с традиционного так называемого «опробования» — контроле общей работоспособности и проверки, нет ли где существенных погрешностей.

Для этого нагружаем блок питания на не очень большую нагрузку, и проверяем сначала максимальное выдаваемое блоком напряжение:

Здесь с чувством глубокого удовлетворения отмечаем, что показания собственного вольтметра блока питания и внешнего прибора совпали «тютелька в тютельку».

Дальше ещё более развиваем достигнутое чувство глубокого удовлетворения и отмечаем, что лабораторный блок питания смог отдать напряжение даже выше, чем заявлено в его технических данных (32 В при заявленных 30 В).

 Теперь устраиваем аналогичную проверку для контроля измерения тока:

А вот тут уже вышла нестыковочка в показаниях: собственный амперметр блока питания показал 1.48 Ампера, а внешний прибор — только 1.38 Ампера.

Пришлось открывать блок питания и подкрутить синенький подстроечник ARV2 до тех пор, пока показания не совпали.

Все дальнейшие тесты проведены уже с подстроенным собственным амперметром блока питания.

 Сейчас — самый главный тест: выдаст ли блок питания заявленные 10 Ампер?!

10 Ампер, ведь это, знаете ли, очень серьёзный ток!

Поскольку мощность рассеяния в таком режиме ожидалась около 300 Вт, то тут никакая китайская электронная нагрузка на «прокатывала».

Пришлось для охлаждения нагрузки (резистора 3 Ом) использовать дополнительное специальное оборудование: стакан из комплекта «Bacardi» и тарелочку с голубой каёмочкой. В стакан была налита вода примерно наполовину.

Максимальный ток оказался 9.63 Ампера, т.е. чуть ниже заявленного (10 А). При попытке ещё больше повысить ток он уже не повышался, а ограничивался на этой величине. Кроме того, загорался красный светодиод — превышение тока защиты.

Расхождение с заявленным максимальным током оказалось небольшим — всего 3.7%. В связи с этим всё-таки ставим «зачёт» блоку питания по выполнению заявленного максимального тока.

Через пару минут работы в таком режиме вода в стакане закипела:

На этом данный эксперимент был завершен.

 Теперь приступаем к более тонким экспериментам — проверке на пульсации выходного напряжения при разной нагрузке.

 Сначала — проверка при токе в 1 Ампер (лёгкая нагрузка):

В целом всё — довольно благообразно; а короткие «иголки» на осциллограмме, вероятнее всего, не «всплески» выходного напряжения, а просто помехи, попавшие на кабели.

Однако уже при токе в 2.8 Ампера осциллограмма стала меня беспокоить:

Частота пульсаций составила чуть выше 2 кГц. Это — довольно странная величина, поскольку не похожа ни на частоту питающей сети, ни на частоту импульсного преобразователя.

Форма пульсаций — почти идеальный синус.

И при токе в 9 Ампер (близко к максимуму) началась просто какая-то вакханалия пульсаций:

Величина пульсаций колебалась на уровне 0.6 — 0.7 Вольт.

«Это провал», — подумал Штирлиц.

А вот как выглядели эти пульсации в более мелком масштабе по шкале времени:

В надежде как-то снизить размер пульсаций я полез в свой ящик с радиобарахлом и достал оттуда самый ёмкий электролит, который только у меня был, — 10000 мкФ.

Но реакция на его подключение оказалась совершенно непредсказуемой: пульсации не просто снизились, а полностью исчезли, «от слова совсем»:

 Повторение эксперимента полностью подтвердило: при подключении ёмкого электролита параллельно выходу пульсации не просто уменьшаются, а исчезают. Эффект оказался устойчив даже при снижении ёмкости дополнительного внешнего электролита до 1000 мкФ (ниже не пробовал).

Что это было? Вероятнее всего, какой-то реальный резонанс в цепи выходного фильтра; или же «виртуальный» резонанс сквозь все цепочки обратной связи в блоке питания. Подключение дополнительного конденсатора вынесло его частоту за те пределы, где его могли «раскачать» внутренние процессы блока питания; и он исчез.

Но этот спасительный электролитический конденсатор внутрь блока питания встраивать я не стал.

Я философски рассудил, что в устройствах, для которых важно качество питания, и так уже бывает напаяно электролитов по самое некуда.

А об устройствах, менее чувствительных к качеству питания, вообще нет повода беспокоиться.

В итоге я оставил блок питания «как есть» и собираюсь и далее им пользоваться на благо себя, любимого (как мне хочется верить).

После этих философских рассуждений позвольте перейти к последнему эксперименту — определению реакции на короткое замыкание («козу») и выход из него.

При выходе из короткого замыкания блок питания ведёт себя правильно: напряжение нарастает более-менее плавно; и, главное — никаких выбросов вверх выше установленного номинала напряжения нет!

Какого-то заметного температурного ухода выходного напряжения обнаружить не удалось. Возможно, это связано с тем, что блок сам по себе хорошо борется с повышением температуры (включает вентилятор, когда надо).

 

 Окончание симпозиума

Теперь пора сделать выводы из всей проделанной работы.

Начну с того, что блок лабораторный блок питания LW-K3010D не только выполнил, но и перевыполнил заявленные параметры (по напряжению перевыполнил на 2 Вольта — вместо 30 В осилил целых 32 В). Лишние два Вольта всегда пригодятся!

Есть у него проблема с пульсациями, но она — решаемая.

Как я пояснял в обзоре, я решил не бороться с пульсациями, а оставить всё «как есть». Но радиолюбители-перфекционисты могут для успокоения совести установить внутрь блока питания электролитический конденсатор для полного гашения пульсаций. Только надо помнить, что его номинальное напряжение должно быть строго выше 32 В.

 В качестве особого преимущества этого блока питания отмечу, что, благодаря узкой вертикальной конструкции он занимает на столе очень мало места. Собственно, это и была одна из причин его выбора (главная причина — это всё-таки его высокая выходная мощность).

И, на всякий случай напомню, где его можно купить:  Вариант 1 или здесь Вариант 2. Если где-то точно такой же блок вдруг найдётся дешевле, то тоже можно брать — товар одинаковый.

Регулируемый блок питания на TL494

Большинство блоков питания (БП) изготавливается нерегулируемыми. Это удобно и просто для производителей, а также для самих пользователей. Если вам нужно напряжение 5 В, то вы просто подключите нужный источник питания и не будете думать о совместимости напряжений или других параметров.

В противном случае, если, например, с предыдущего включения было выставлено другое напряжение, пусть 30 В, то схема потребителя, рассчитанного максимум на 5В, может легко выйти из строя.

Поэтому регулируемый БП – достаточно специфичное устройство. Оно может пригодиться, например, для:

• Проведения опытов и лабораторных работ в школе или других учебных заведениях;
• Исследовательских центров и других организаций, занимающихся научной деятельностью;
• Радиомастерских и точек ремонта бытовой или цифровой техники.
• Радиолюбителей.

 

В зависимости от предполагаемых нагрузок и степени точности выходных параметров есть большое количество специальных готовых блоков питания. Но все они имеют один минус – кусающийся ценник.

Можно собрать аналогичный прибор за более приемлемую стоимость.

Проектирование БП – сложный процесс, требующий знаний и навыков. Есть два сильно отличающихся подхода к формированию напряжения:

• На силовых трансформаторах;
• На импульсных трансформаторах (ИБП).

 

Оба имеют свои плюсы и минусы. ИБП традиционно имеют сильно меньшие габариты и хорошие характеристики, но требуют защиты цепей от ВЧ-помех и не могут работать без нагрузки.

 

TL494

Основная идея импульсного преобразования заключается в том, чтобы повысить колебания тока так, чтобы ввести трансформатор в режим насыщения. В этом случае снижаются потери в сердечнике и КПД преобразования существенно возрастает (собственно, по этой причине и становится возможным уменьшение габаритов).

Соответственно, для создания колебаний нужен колебательный контур. Его можно построить на классических RC-элементах, а можно взять готовые таймеры.

Одним из самых широко распространённых и проверенных временем является ШИМ-контроллер TL494, он же КР1114ЕУ4.

Есть масса других аналогов – как полных, так и улучшенных.

К ключевым характеристикам микросхемы можно отнести следующие:

• Поддерживается напряжение на входе и выходе – от 7 до 40 В;
• Сила тока – рабочая до 200, максимальная – не более 250 мА.

 

Схемы блока питания

Проверенная и точно рабочая схема.

Рис. 1. Схемы блока питания

 

На выходе получаются следующие параметры:

• Постоянное напряжение – от 0 до 30 В.
• Ток – до 15 А.
• Питание – от сети переменного тока.
• Есть режим стабилизации напряжения.
• Встроенная защита от КЗ.
• Компактные размеры.

 

Основная сложность здесь заключается в расчёте и намотке трансформатора. Если вы проектируете свою схему – используйте специальное ПО (например, ExcellentIT). Для всех остальных – мы обозначили готовые модели, которые подойдут для сборки.

Перечень элементов указан на схеме.

 

Переделка имеющегося блока

Если у вас уже есть БП на базе TL494, но он не регулируется, схему можно доработать. Пример с регулируемыми напряжением и силой тока.

Рис. 2. Схема переделонного блока питания

 

Как это будет выглядеть на практике. Вы выпаиваете имеющуюся микросхему и собираете с ней новую обвязку, обозначенную на приведённой выше схеме. Теперь можно подключить обвязку вместо микросхемы.

За регулировку тока будет отвечать резистор R10, за напряжение отвечает R4.

Если обвязка будет устанавливаться в схемы с высокими напряжениями, то нужно заменить диоды и конденсаторы на подходящие по параметрам.

 

БП на базе понижающих трансформаторов

Достаточно простые в реализации. Используются доступные элементы.

Схема первая.

Рис. 3. БП на базе понижающих трансформаторов

 

Схема вторая.

Рис. 4. БП на базе понижающих трансформаторов


Автор: RadioRadar

Импульсный блок питания с регулятором напряжения 1:.32 V мощностью 200ватт.

Родиков Е.Ю
Представленный блок питания имеет возможность менять напряжение поворотом ручки резистора R9 от 1 до 32 вольт, он имеет защиту от перенагрузки и необходимую мощность для всех радиолюбительских экспериментов.
Нагрузочная способность на всех диапазонах не превышает 6 ампер.
Блок питания имеет стабилизацию напряжения и гальваническую развязку с сетью 220V.
Этот блок питания был изобретен мной и моим знакомым и опробован в действии.
Во время сборки и настройки блока питания (БП)  необходим двух лучевой осциллограф.




Переменное напряжение поступает на узел предотвращения мгновенного всплеска огромного тока при зарядке конденсаторов С5 и С6, состоящего из резисторов R1, R2, R3 реле, РЭС22, транзистора, стабилитрона КС156А, конденсатора С1 и конденсатора емкостью 0.33мкф 250V, диодной сборки на КД105Б .
При включении конденсаторы С5 и С6 заряжаются чрез резистор R3, время задерживающая цепочка срабатывания реле предоставляет необходимое время для зарядки мощных конденсаторов С5 и С6, после того как конденсаторы зарядятся реле замыкает контакты и ток идет напрямую тем самым дает возможность нагружать источник питания на полную мощность.
 
Следующий узел это узил защиты от помех источника питания в сеть переменного тока и в окружающие пространство.
Корпус блока питания должен быть изготовлен из метала .
Он служит экраном защищающим от помех в окружающие пространство он должен заземляться.
На корпус подается помехообразное напряжение через конденсаторы С2 и С3  эти помехи также уходят в заземляющий провод.
Фильтр помех в сеть 220V выполнен на катушке L1 и конденсаторе С4.

Силовой выпрямитель, выполнен на мощной диодной сборке КВРС1006, она имеет небольшие размеры и выдерживает постоянный ток в 10А, а в импульсе до 50А.
На конденсаторах С5 и С6 и резисторах R3 R4 собран делитель напряжения на 2, тем самым понижая напряжение в районе 150 вольт, это напряжение подается на силовой трансформатор Т1 через конденсатор С7 имеющий маленькую емкость и тем самым развязывает мощные полевые транзисторы по постоянному току во время коммутации трансформатора  на частоте 50 Кгц.
Конденсатор С7 предотвращает пробой транзисторов IRF740 в случае остановки задающего генератора импульсов.
Высокочастотные диоды шунтирующие трансформатор Т1 и транзисторы IRF740 защищают от высоковольтных выбросов трансформатора Т1 не дав пробить транзисторы высоким напряжением хотя сами транзисторы имеют защиту на такой случай но диоды работают быстрее и надежнее.
Выбор полевых транзисторов был потому, что они имеют более быстрые показатели нежели чем биполярные, это имеет большое значение потому, что транзисторы испытывают большую мгновенную мощность во время перехода из закрытого состояния в открытое.
Чем быстрее цикл открытия или закрытия транзисторов тем больше их нагрузочная способность.
Управление полевыми транзисторами полностью поручено микросхеме IR2113.
Полевые транзисторы обладают паразитной емкостью  сток затвор и поэтому обладают затормаживающим действием во время управления, микросхема IR 2113 во время управления может развивать ток в импульсе до 2 ампер, тем самым обеспечивая быстрое насыщение силовых полевых транзисторов, а также выход из насыщения.
Резисторы включенные в затворы транзисторов по 10 ом, предотвращают через мерный большой ток.
Конденсатор С18 и диод КД247Д выполняют роль источника питания управляющего узла микросхемы IR2113 верхнего по схеме транзистора IRF740.
Амплитуда  на затворах транзисторов не должна превышать 18..20V и не должна быть ниже 11вольт.
Импульсы управления микросхемой IR2113 поступают от широтноимпульсного модулятора TL494.
Эта микросхема за счет сужения и расширения прямоугольных импульсов изменяет мощность отдаваемую в силовой трансформатор и тем самым выполняет роль стабилизатора и регулятора напряжения.
Управляющие импульсы с выхода 9 и 10 TL494 поступает  на вход управления верхним транзистором 10 IR2113  и нижним 12 IR2113 нагрузкой на выходы TL494 являются два резистора по 1 ком.
Задающий генератор на которой работает блок питания определяется емкостью конденсатора подключенного к входу 5 ТL494  и подстроечный резистор подключенный к входу 6 TL494.
Управляющие трансформатором транзисторы IRF740 во время своей работы должны между импульсами закрываться оба это связано с тем, что  транзисторы не могут мгновенно закрыться и тем самым может появиться сквозной ток, когда верхний транзистор еще полностью не закрылся, а нижний уже начел открываться и поэтому может пойти прямой ток сразу через два транзистора и тем самым вывести их из строя.
Для этого на вход 4 TL494 подается напряжение задающий этот минимальный зазор между импульсами.
Конденсатор С14 и подстроечный резистор 15 ком создающий то самое смещение позволяют регулировать этот зазор, а конденсатор С14 плавно подымает напряжение при включении блока в сеть заряжаясь он уменьшает защитный зазор и увеличивает ширину управляющих импульсов трансформатором Т1.
Что и нужно проверить на осциллографе, защитный мертвый зазор не должен быть ниже ширины импульса на четверть ширины его самого.
Ширина импульсов с выходов TL494 регулируется в зависимости от напряжения в диапазоне от 0…3 вольт поданное на вход 3.
Это напряжение подается от стабилизатора напряжения микросхемы TL494 с выходов 14 и 13 оно равно 5 вольтам плюс минус 5 процентов.
Оптрон который выполняет гальваническую развязку регулирует это напряжение подаваемое на вход 3 TL494 в зависимости от напряжения выхода источника питания.
Резистор 680 ом включенный последовательно оптрону и конденсатор 100мкф предотвращает возбуждению блока питания, если это происходи то надо номиналы этих деталей увеличить.
Если происходит возбуждение то нагружать блок питания не в коем случае нельзя так как может произойти перегрузка силовых транзисторов IRF740 во время зарядки конденсаторов С8 С9 С10.
Во время возбуждения блок питания начиная подвизгивать и выходное напряжение начинает прыгать.
Выпрямитель вторичных обмоток состоит из двух  диодов штоки они имеют быстродействие 100кгц и максимальный ток до 30 ампер в лучшем случае, называются КД2997А или их можно заменить КД213 с любой буквой.
Вначале сглаживание происходит на коденсаторах С8 и С9, С8 на высоких частотах С9 на низких 50гц, затем через дроссель и еще один конденсатор С10.
Защита от замыкания собрана на транзисторе нескольких резисторах и RS триггере, она имеет большое быстродействие регулировку тока срабатывания настраивают подстроечным резистором R8.
Усиленный по напряжению сигнал с транзистора VT1 поступает на триггер, который при появлении напряжения ниже 2волт на входе 4 включает через транзистор оптрон PS2501  который соединяет 16 вход   TL494 с +5 V, что приводит к прекращению подачи управляющих импульсов.
С оптрона на 16 входе микросхемы напряжение через резистор 10 ком идет на диод и конденсатор заряжаясь до напряжения насыщения диода 0,5 вольта диод в таком случае необходим кремневый например КД103А, при нажатии на кнопку управления триггером оптрон выключается и блок питания выходит из состояния перенагрузки.
На входе 16 TL494 напряжение плавно понижается разрежаясь на резистор 2 ком и 10 ком и тем самым ширина импульсов начинает возрастать до предела установленного переменным резистором R9.

Детали нужно должны быть те же, что и на схеме трансформатор Т1 выполнен из фирита  Ш образного, МН2000 с рабочим сечением 12Х14 высотой окна 31мм и шириной 9мм, первичная обмотка имеет 32 витка из отдельных жил 0,3 мм ПЭВ-2, вторичная 8 витков  из отдельных жил по 0,8 мм ПЭВ-2, для первички общим сечением всех жил 1мм, вторички 2мм, вторичку можно намотать и на другое напряжения из расчета 4 вольта на виток , дроссель в выходном каскаде из того же  фирита и имеет 20 витков ПЭВ-2  1,2мм.
Трансформатор Т2 имеет мощьность 4…10ватт.
На силовые транзисторы нужны радиаторы пложадью 80см, на диоды выходного касада на каждый такие же.

Если у вас возникнут вопросы к этой схеме или вам понадобится помощь пишите мне по адресу Email evgen136 (at) online.sinor.ru .

Как повысить ампераж у блока питания – как усилить ток?

Как увеличить ток?

Что такое напряжение, как понизить и повысить напряжение

Напряжение и сила тока — две основных величины в электричестве. Кроме них выделяют и ряд других величин: заряд, напряженность магнитного поля, напряженность электрического поля, магнитная индукция и другие. Практикующему электрику или электронщику в повседневной работе чаще всего приходится оперировать именно напряжением и током — Вольтами и Амперами. В этой статье мы расскажем именно о напряжении, о том, что это такое и как с ним работать.

Определение физической величины

Напряжение это разность потенциалов между двумя точками, характеризует выполненную работу электрического поля по переносу заряда из первой точки во вторую. Измеряется напряжение в Вольтах. Значит, напряжение может присутствовать только между двумя точками пространства. Следовательно, измерить напряжение в одной точке нельзя.

Потенциал обозначается буквой «Ф», а напряжение буквой «U». Если выразить через разность потенциалов, напряжение равно:

U=Ф1-Ф2

Если выразить через работу, тогда:

U=A/q,

где A — работа, q — заряд.

Измерение напряжения

Напряжение измеряется с помощью вольтметра. Щупы вольтметра подключают на две точки напряжение, между которыми нас интересует, или на выводы детали, падение напряжения на которой мы хотим измерить. При этом любое подключение к схеме может влиять на её работу. Это значит, что при добавлении параллельно элементу какой-либо нагрузки ток в цепи изменить и напряжение на элементе измениться по закону Ома.

Вывод:

Вольтметр должен обладать максимально высоким входным сопротивлением, чтобы при его подключении итоговое сопротивление на измеряемом участке оставалось практически неизменным. Сопротивление вольтметра должно стремиться к бесконечности, и чем оно больше, тем большая достоверность показаний.

На точность измерений (класс точности) влияет целый ряд параметров. Для стрелочных приборов – это и точность градуировки измерительной шкалы, конструктивные особенности подвеса стрелки, качество и целостность электромагнитной катушки, состояние возвратных пружин, точность подбора шунта и прочее.

Для цифровых приборов — в основном точность подбора резисторов в измерительном делителе напряжения, разрядность АЦП (чем больше, тем точнее), качество измерительных щупов.

Для измерения постоянного напряжения с помощью цифрового прибора (например, мультиметра), как правило, не имеет значения правильность подключения щупов к измеряемой цепи. Если вы подключите положительный щуп к точке с более отрицательным потенциалом, чем у точки, к которой подключен отрицательный щуп — то на дисплее перед результатом измерения появится знак «–».

А вот если вы меряете стрелочным прибором нужно быть внимательным, При неправильном подсоединении щупов стрелка начнет отклоняться в сторону нуля, упрется в ограничитель. При измерении напряжений близких к пределу измерений или больше она может заклинить или погнуться, после чего о точности и дальнейшей работе этого прибора говорить не приходится.

Для большинства измерений в быту и в электронике на любительском уровне достаточно и вольтметра встроенного в мультиметры типа DT-830 и подобных.

Чем больше измеряемые значения — тем ниже требования к точности, ведь если вы измеряете доли вольта и у вас погрешность в 0.1В — это существенно исказит картину, а если вы измеряете сотни или тысяч вольт, то погрешность и в 5 вольт не сыграет существенной роли.

Что делать если напряжение не подходит для питания нагрузки

Для питания каждого конкретного устройства или аппарата нужно подать напряжение определенной величины, но случается, так что имеющийся у вас источник питания не подходит и выдает низкое или слишком высокое напряжение. Решается эта проблема разными способами, в зависимости от требуемой мощности, напряжения и силы тока.

Как понизить напряжение сопротивлением?

Сопротивление ограничивает ток и при его протекании падает напряжение на сопротивление (токоограничивающий резистор). Такой способ позволяет понизить напряжение для питания маломощных устройств с токами потребления в десятки, максимум сотни миллиампер.

Примером такого питания можно выделить включение светодиода в сеть постоянного тока 12 (например, бортовая сеть автомобиля до 14.7 Вольт). Тогда, если светодиод рассчитан на питание от 3.3 В, током в 20 мА, нужен резистор R:

R=(14.7-3.3)/0.02)= 570 Ом

Но резисторы отличаются по максимальной рассеиваемой мощности:

P=(14.7-3.3)*0.02=0.228 Вт

Ближайший по номиналу в большую сторону — резистор на 0.25 Вт.

Именно рассеиваемая мощность и накладывает ограничение на такой способ питания, обычно мощность резисторов не превышает 5-10 Вт. Получается, что если нужно погасить большое напряжение или запитать таким образом нагрузку мощнее, придется ставить несколько резисторов т.к. мощности одного не хватит и ее можно распределить между несколькими.

Способ снижения напряжения резистором работает и в цепях постоянного тока и в цепях переменного тока.

Недостаток — выходное напряжение ничем нестабилизировано и при увеличении и снижении тока оно изменяется пропорционально номиналу резистора.

Как понизить переменное напряжение дросселем или конденсатором?

Если речь вести только о переменном токе, то можно использовать реактивное сопротивление. Реактивное сопротивление есть только в цепях переменного тока, это связно с особенностями накопления энергии в конденсаторах и катушках индуктивности и законами коммутации.

Дроссель и конденсатор в переменном токе могут быть использованы в роли балластного сопротивления.

Реактивное сопротивление дросселя (и любого индуктивного элемента) зависит от частоты переменного тока (для бытовой электросети 50 Гц) и индуктивности, оно рассчитывается по формуле:

где ω – угловая частота в рад/с, L-индуктивность, 2пи – необходимо для перевода угловой частоты в обычную, f – частота напряжения в Гц.

Реактивное сопротивление конденсатора зависит от его емкости (чем меньше С, тем больше сопротивление) и частоты тока в цепи (чем больше частота, тем меньше сопротивление). Его можно рассчитать так:

Пример использования индуктивного сопротивление — это питание люминесцентных ламп освещения, ДРЛ ламп и ДНаТ. Дроссель ограничивает ток через лампу, в ЛЛ и ДНаТ лампах он используется в паре со стартером или импульсным зажигающем устройством (пусковое реле) для формирования всплеска высокого напряжения включающего лампу. Это связано с природой и принципом работы таких светильников.

А конденсатор используют для питания маломощных устройств, его устанавливают последовательно с питаемой цепью. Такой блок питания называется «бестрансфоматорный блок питания с балластным (гасящим) конденсатором».

Очень часто встречают в качестве ограничителя тока заряда аккумуляторов (например, свинцовых) в носимых фонарях и маломощных радиоприемниках. Недостатки такой схемы очевидны — нет контроля уровня заряда аккумулятора, их выкипание, недозаряд, нестабильность напряжения.

Как понизить и стабилизировать напряжение постоянного тока

Чтобы добиться стабильного выходного напряжения можно использовать параметрические и линейные стабилизаторы. Часто их делают на отечественных микросхемах типа КРЕН или зарубежных типа L78xx, L79xx.

Линейный преобразователь LM317 позволяет стабилизировать любое значение напряжения, он регулируемый до 37В, вы можете сделать простейший регулируемый блок питания на его основе.

Если нужно незначительно снизить напряжение и стабилизировать его описанные ИМС не подойдут. Чтобы они работали должна быть разница порядка 2В и более. Для этого созданы LDO(low dropout)-стабилизаторы. Их отличие заключается в том, что для стабилизации выходного напряжение нужно, чтобы входное его превышало на величину от 1В. Пример такого стабилизатора AMS1117, выпускается в версиях от 1.2 до 5В, чаще всего используют версии на 5 и 3.3В, например в платах Arduino и многом другом.

Конструкция всех вышеописанных линейных понижающих стабилизаторов последовательного типа имеет существенный недостаток – низкий КПД. Чем больше разница между входным и выходным напряжением – тем он ниже. Он просто «сжигает» лишнее напряжение, переводя его в тепло, а потери энергии равны:

Pпотерь = (Uвх-Uвых)*I

Компания AMTECH выпускает ШИМ аналоги преобразователей типа L78xx, они работают по принципу широтно-импульсной модуляции и их КПД равен всегда более 90%.

Они просто включают и выключают напряжение с частотой до 300 кГц (пульсации минимальны). А действующее напряжение стабилизируется на нужном уровне. А схема включения аналогичная линейным аналогам.

Как повысить постоянное напряжение?

Для повышения напряжения производят импульсные преобразователи напряжения. Они могут быть включены и по схеме повышения (boost), и понижения (buck), и по повышающе-понижающей (buck-boost) схеме. Давайте рассмотрим несколько представителей:

1. Плата на базе микросхемы XL6009

2. Плата на базе LM2577, работает на повышение и понижение выходного напряжения.

3. Плата преобразователь на FP6291, подходит для сборки 5 V источника питания, например powerbank. С помощью корректировке номиналов резисторов может перестраиваться на другие напряжения, как и любые другие подобные преобразователь – нужно корректировать цепи обратной связи.

4. Плата на базе MT3608

Здесь всё подписано на плате – площадки для пайки входного – IN и выходного – OUT напряжения. Платы могут иметь регулировку выходного напряжения, а в некоторых случая и ограничения тока, что позволяет сделать простой и эффективный лабораторный блок питания. Большинство преобразователей, как линейных, так и импульсных имеют защиту от КЗ.

Как повысить переменное напряжение?

Для корректировки переменного напряжения используют два основных способа:

1. Автотрансформатор;

2. Трансформатор.

Автотрансформатор – это дроссель с одной обмоткой. Обмотка имеет отвод от определенного количества витков, так подключаясь между одним из концов обмотки и отводом, на концах обмотки вы получаете повышенное напряжение во столько раз, во сколько соотносится общее количество витков и количество витков до отвода.

Промышленностью выпускаются ЛАТРы – лабораторные автотрансформаторы, специальные электромеханические устройства для регулировки напряжения. Очень широко применение они нашли в разработке электронных устройств и ремонте источников питания. Регулировка достигается за счет скользящего щеточного контакта, к которому подключается питаемое устройство.

Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки. Это значит, что на выходных клеммах может запросто оказаться высокое напряжение, отсюда опасность поражения электрическим током.

Трансформатор – это классический способ изменения величины напряжения. Здесь есть гальваническая развязка от сети, что повышает безопасность таких установок. Величина напряжения на вторичной обмотке зависит от напряжений на первичной обмотки и коэффициента трансформации.

Uвт=Uперв*Kтр

Kтр=N1/N2

Отдельный вид – это импульсные трансформаторы. Они работают на высоких частотах в десятки и сотни кГц. Используются в подавляющем большинстве импульсных блоках питания, например:

• Зарядное устройство вашего смартфона;

• Блок питания ноутбука;

• Блок питания компьютера.

За счет работы на большой частоте снижаются массогабаритные показатели, они в разы меньше чем у сетевых (50/60 Гц) трансформаторов, количество витков на обмотках и, как следствие, цена. Переход на импульсные блоки питания позволил уменьшить габариты и вес всей современной электроники, снизить её потребление за счет увеличения кпд (в импульсных схемах 70-98%).

В магазинах часто встречаются электронные траснформаторы, на их вход подаётся сетевое напряжение 220В, а на выходе например 12 В переменное высокочастотное, для использования в нагрузке которая питается от постоянного тока нужно дополнительно устанавливать на выход диодный мост из высокоскоростных диодов.

Внутри находится импульсный трансформатор, транзисторные ключи, драйвер, или автогенераторная схема, как изображена ниже.

Достоинства – простота схемы, гальваническая развязка и малые размеры.

Недостатки – большинство моделей, что встречаются в продаже, имеют обратную связь по току, это значит что без нагрузки с минимальной мощностью (указано в спецификациях конкретного прибора) он просто не включится. Отдельные экземпляры оборудованы уже ОС по напряжению и работают на холостом ходу без проблем.

Используются чаще всего для питания 12В галогенных ламп, например точечные светильники подвесного потолка.

Заключение

Мы рассмотрели базовые сведения о напряжении, его измерении, а также регулировки. Современная элементная база и ассортимент готовых блоков и преобразователей позволяет реализовывать любые источники питания с необходимыми выходными характеристиками. Подробнее о каждом из способов можно написать отдельную статью, в пределах этой я постарался уместить базовые сведения, необходимые для быстрого подбора удобного для вас решения.

Алексей Бартош

Источник: http://electrik.info/main/school/1376-kak-ponizit-i-povysit-napryazhenie.html

Как повысить силу тока в цепи?

Бывают ситуации, когда требуется повысить I, который протекает в цепи, но при этом важно понимать, что нужно принять меры по защите электроприборов, сделать это можно с помощью специальных устройств.

Рассмотрим, как повысить силу тока с помощью простых приборов.

Для выполнения работы потребуется амперметр.

Вариант 1.

По закону Ома ток равен напряжению (U), деленному на сопротивление (R). Простейший путь повышения силы I, который напрашивается сам собой — увеличение напряжения, которое подается на вход цепи, или же снижение сопротивления. При этом I будет увеличиваться прямо пропорционально U.

К примеру, при подключении цепи в 20 Ом к источнику питания c U = 3 Вольта, величина тока будет равна 0,15 А.

Если добавить к цепи еще один источник питания на 3В, общую величину U удается повысить до 6 Вольт. Соответственно, ток также вырастет в два раза и достигнет предела в 0,3 Ампера.

Подключение источников питания должно осуществляться последовательно, то есть плюс одного элемента подключается к минусу первого.

Для получения требуемого напряжения достаточно соединить в одну группу несколько источников питания.

В быту источники постоянного U, объединенные в одну группу, называются батарейками.

Несмотря на очевидность формулы, практические результаты могут отличаться от теоретических расчетов, что связано с дополнительными факторами — нагревом проводника, его сечением, применяемым материалом и так далее.

В итоге R меняется в сторону увеличения, что приводит и к снижению силы I.

Повышение нагрузки в электрической цепи может стать причиной перегрева проводников, перегорания или даже пожара.

Вот почему важно быть внимательным при эксплуатации приборов и учитывать их мощность при выборе сечения.

Величину I можно повысить и другим путем, уменьшив сопротивление. К примеру, если напряжение на входе равно 3 Вольта, а R 30 Ом, то по цепи проходит ток, равный 0,1 Ампер.

Если уменьшить сопротивление до 15 Ом, сила тока, наоборот, возрастет в два раза и достигнет 0,2 Ампер. Нагрузка снижается почти к нулю при КЗ возле источника питания, в этом случае I возрастают до максимально возможной величины (с учетом мощности изделия).

Дополнительное снизить сопротивление можно путем охлаждения провода. Такой эффект сверхпроводимости давно известен и активно применяется на практике.

Чтобы повысить силу тока в цепи часто применяются электронные приборы, например, трансформаторы тока (как в сварочниках). Сила переменного I в этом случае возрастает при снижении частоты.

Если в цепи переменного тока имеется активное сопротивление, I увеличивается при росте емкости конденсатора и снижении индуктивности катушки.

В ситуации, когда нагрузка имеет чисто емкостной характер, сила тока возрастает при повышении частоты. Если же в цепь входят катушки индуктивности, сила I будет увеличиваться одновременно со снижением частоты.

Также читают — как действует электрический ток на организм человека.

Вариант 2.

Чтобы повысить силу тока, можно ориентироваться на еще одну формулу, которая выглядит следующим образом:

I = U*S/(ρ*l). Здесь нам неизвестно только три параметра:

• S — сечение провода;
• l — его длина;
• ρ — удельное электрическое сопротивление проводника.

Чтобы повысить ток, соберите цепочку, в которой будет источник тока, потребитель и провода.

Роль источника тока будет выполнять выпрямитель, позволяющий регулировать ЭДС.

Подключайте цепочку к источнику, а тестер к потребителю (предварительно настройте прибор на измерение силы тока). Повышайте ЭДС и контролируйте показатели на приборе.

Как отмечалось выше, при росте U удается повысить и ток. Аналогичный эксперимент можно сделать и для сопротивления.

Для этого выясните, из какого материала сделаны провода и установите изделия, имеющие меньшее удельное сопротивление. Если найти другие проводники не удается, укоротите те, что уже установлены.

Еще один путь — увеличение поперечного сечения, для чего параллельно установленным проводам стоит смонтировать аналогичные проводники. В этом случае возрастает площадь сечения провода и увеличивается ток.

Если же укоротить проводники, интересующий нас параметр (I) возрастет. При желании варианты увеличения силы тока разрешается комбинировать. Например, если на 50% укоротить проводники в цепи, а U поднять на 300%, то сила I возрастет в 9 раз.

Как повысить силу тока в блоке питания?

В интернете часто можно встретить вопрос, как повысить I в блоке питания, не изменяя напряжение. Рассмотрим основные варианты.

Ситуация №1.

Блок питания на 12 Вольт работает с током 0,5 Ампер. Как поднять I до предельной величины? Для этого параллельно БП ставится транзистор. Кроме того, на входе устанавливается резистор и стабилизатор.

Узнайте больше — как проверить транзистор мультиметром на исправность.

При падении напряжения на сопротивлении до нужной величины открывается транзистор, и остальной ток протекает не через стабилизатор, а через транзистор.

Последний, к слову, необходимо выбирать по номинальному току и ставить радиатор.

Кроме того, возможны следующие варианты:

• Увеличить мощность всех элементов устройства. Поставить стабилизатор, диодный мост и трансформатор большей мощности.
• При наличии защиты по току снизить номинал резистора в цепочке управления.

Ситуация №2.

Имеется блок питания на U = 220-240 Вольт (на входе), а на выходе постоянное U = 12 Вольт и I = 5 Ампер. Задача — увеличить ток до 10 Ампер. При этом БП должен остаться приблизительно в тех же габаритах и не перегреваться.

Здесь для повышения мощности на выходе необходимо задействовать другой трансформатор, который пересчитан под 12 Вольт и 10 Ампер. В противном случае изделие придется перематывать самостоятельно.

При отсутствии необходимого опыта на риск лучше не идти, ведь высока вероятность короткого замыкания или перегорания дорогостоящих элементов цепи.

Трансформатор придется поменять на изделие большего размера, а также пересчитывать цепочку демпфера, находящегося на СТОКЕ ключа.

Следующий момент — замена электролитического конденсатора, ведь при выборе емкости нужно ориентироваться на мощность устройства. Так, на 1 Вт мощности приходится 1-2 мкФ.

Также рекомендуется поменять диоды с выпрямителями. Кроме того, может потребоваться установка нового диода выпрямителя на низкой стороне и увеличение емкости конденсаторов.

После такой переделки устройство будет греться сильнее, поэтому без установки вентилятора не обойтись.

Как повысить силу тока в зарядном устройстве?

В процессе пользования зарядными устройствами можно заметить, что ЗУ для планшета, телефона или ноутбука имеют ряд отличий. Кроме того, может различаться и скорость, с которой происходит заряд девайсов.

Здесь многое зависит от того, используется оригинальное или неоригинальное устройство.

Чтобы измерить ток, который поступает к планшету или телефону от зарядного устройства, можно использовать не только амперметр, но и приложение Ampere.

С помощью софта удается выяснить скорость заряда и разрядки АКБ, а также его состояние. Приложением можно пользоваться бесплатно. Единственным недостатком является реклама (в платной версии ее нет).

Главной проблемой зарядки аккумуляторов является небольшой ток ЗУ, из-за чего время набора емкости слишком большое. На практике ток, протекающий в цепи, напрямую зависит от мощности зарядного устройства, а также других параметров — длины кабеля, его толщины и сопротивления.

С помощью приложения Ampere можно увидеть, при какой силе тока производится заряд девайса, а также проверить, может ли изделие заряжаться с большей скоростью.

Для использования возможностей приложения достаточно скачать его, установить и запустить.

После этого телефон, планшет или другое устройство подключается к зарядному устройству. Вот и все — остается обратить внимание на параметры тока и напряжения.

Кроме того, вам будет доступна информация о типе батареи, уровне U, состоянии АКБ, а также температурном режиме. Также можно увидеть максимальные и минимальные I, имеющие место в период цикла.

Если в распоряжении имеется несколько ЗУ, можно запустить программу и пробовать делать зарядку каждым из них. По результатам тестирования проще сделать выбор ЗУ, обеспечивающего максимальный ток. Чем выше будет этот параметр, тем быстрее зарядится девайс.

Измерение силы тока — не единственное, на что способно приложение Ampere. С его помощью можно проверить, сколько потребляется I в режиме ожидания или при включении различных игр (приложений).

Например, после отключения яркости дисплея, деактивации GPS или передачи данных легко заметить снижение нагрузки. На этом фоне проще сделать вывод, какие опции в большей степени разряжают аккумулятор.

Что еще стоит отметить? Все производители рекомендуют заряжать девайсы «родными» ЗУ, выдающими определенный ток.

Но в процессе эксплуатации бывают ситуации, когда приходится заряжать телефон или планшет другими зарядными, имеющими большую мощность. В итоге скорость зарядки может оказаться выше. Но не всегда.

Мало, кто знает, но некоторые производители ограничивают предельный ток, который может принимать АКБ устройства.

Например, устройство Самсунг Гэлекси Альфа поставляется вместе с зарядным на ток 1,35 Ампер.

При подключении 2-амперного ЗУ ничего не меняется — скорость зарядки осталась той же. Это объясняется ограничением, которое установлено производителем. Аналогичный тест был произведен и с рядом других телефонов, что только подтвердило догадку.

С учетом сказанного выше можно сделать вывод, что «неродные» ЗУ вряд ли причинят вред аккумулятору, но иногда могут помочь в более быстрой зарядке.

Рассмотрим еще одну ситуацию. При зарядке девайса через USB-разъем АКБ набирает емкость медленнее, чем если заряжать устройство от обычного ЗУ.

Это объясняется ограничением силы тока, которую способен отдавать USB порт (не больше 0,5 Ампер для USB 2.0). В случае применения USB3.0 сила тока возрастает до уровня 0,9 Ампер.

Кроме того, существует специальная утилита, позволяющая «тройке» пропускать через себя больший I.

Для устройств типа Apple программа называется ASUS Ai Charger, а для других устройств — ASUS USB Charger Plus.

Как повысить силу тока в трансформаторе?

Еще один вопрос, который тревожит любителей электроники — как повысить силу тока применительно к трансформатору.

Здесь можно выделить следующие варианты:

• Установить второй трансформатор;
• Увеличить диаметр проводника. Главное, чтобы позволило сечение «железа».
• Поднять U;
• Увеличить сечение сердечника;
• Если трансформатор работает через выпрямительное устройство, стоит применить изделие с умножителем напряжения. В этом случае U увеличивается, а вместе с ним растет и ток нагрузки;
• Купить новый трансформатор с подходящим током;
• Заменить сердечник ферромагнитным вариантом изделия (если это возможно).

В трансформаторе работает пара обмоток (первичная и вторичная). Многие параметры на выходе зависят от сечения проволоки и числа витков. Например, на высокой стороне X витков, а на другой — 2X.

Это значит, что напряжение на вторичной обмотке будет ниже, как и мощность. Параметр на выходе зависит и от КПД трансформатора. Если он меньше 100%, снижается U и ток во вторичной цепи.

С учетом сказанного выше можно сделать следующие выводы:

• Мощность трансформатора зависит от ширины постоянного магнита.
• Для увеличения тока в трансформаторе требуется снижение R нагрузки.
• Ток (А) зависит от диаметра обмотки и мощности устройства.
• В случае перемотки рекомендуется использовать провод большей толщины. При этом отношение провода по массе на первичной и вторичной обмотке приблизительно идентично. Если на первичную обмотку намотать 0,2 кг железа, а на вторичную — 0,5 кг, первичка сгорит.

Как повысить силу тока в генераторе?

Ток в генераторе напрямую зависит от параметра сопротивления нагрузки. Чем ниже этот параметр, тем выше ток.

Если I выше номинального параметра, это свидетельствует о наличии аварийного режима — уменьшения частоты, перегрева генератора и прочих проблем.

Для таких случаев должна быть предусмотрена защита или отключение устройства (части нагрузки).

Кроме того, при повышенном сопротивлении напряжение снижается, происходит подсадка U на выходе генератора.

Чтобы поддерживать параметр на оптимальном уровне, обеспечивается регулирование тока возбуждения. При этом повышение тока возбуждения ведет к росту напряжения генератора.

Частота сети должна находиться на одном уровне (быть постоянной величиной).

Рассмотрим пример. В автомобильном генераторе необходимо повысить ток с 80 до 90 Ампер.

Для решения этой задачи требуется разобрать генератор, отделить обмотку и припаять к ней вывод с последующим подключением диодного моста.

Кроме того, сам диодный мост меняется на деталь большей производительности.

После этого требуется снять обмотку и кусок изоляции в месте, где должен припаиваться провод.

При наличии неисправного генератора с него откусывается вывод, после чего с помощью медной проволоки наращиваются ножки такой же толщины.

После припаивания место стыка изолируется термоусадкой.

Следующим этапом требуется купить 8-диодный мост. Найти его — весьма сложная задача, но нужно постараться.

Перед установкой желательно проверить изделие на исправность (если деталь б/у, возможен пробой одного или нескольких диодов).

После установки моста крепите конденсатор, а далее — регулятор напряжения на 14,5 Вольт.

Можно приобрести пару регуляторов — на 14,5 (немецкий) и на 14 Вольт (отечественный).

Теперь высверливаются клепки, отпаиваются ножки и разделяются таблетки. Далее таблетка подпаивается к отечественному регулятору, который фиксируется с помощью винтов.

Остается припаять отечественную «таблетку» к иностранному регулятору и собирать генератор.

Как уменьшить напряжение и увеличить силу тока в 2 раза

Это очень давняя тема. Началась она емнип после 2008го года, когда начали после грузии вваливать бабки в «модернизацию». Началось все стандартно: резко поменялись владельцы профильных производств. Ну ребятки подумали что типа сча они бабок то поднимут. Но вот xyй. Прежние владельцы то в теме были, а у новые на одной своей извилине не взлетели. Собственно у мну шеф так пострадал — на него хотели повесить. Если бы не было так грустно, то можно было бы смеяться. Заказали ему макеты некоего изделия в количестве, достаточном для прохождения всех испытаний. Там типа сами по срокам не укладывались, а показать что то было очень нужно. Ну расчитывали что говно макеты типа не проходят испытаний, их отправляют на доработку ну вот время и выйграли. Условие было что корпуса должны были имитировать что то там, чтр кто то хотел поставлять. Ну цирк и закрутился. Шеф заказал корпусировку чего то там хорошего с соответствующей маркировкой… дунул плюнул, кое как оно зафунциклировало при комнатной температуре…. но пара часов циклических термонагрузок убивала все без разговоров. С электромпгнитной защищенностью тоже все было плохо. Как говориться в точности все что заказывали. В итоге это говно «проиходит» ВСЕ испытания! Кто кого там naeбывал можно только догадываться, мутили походу все. Далее они пускают это в серию и… естественно на элементной базе от своего предприятия оно заработать ну никак не могло. *все вышеизложенное является вольным пересказом услышанного в бухгалтерии.

Источник: https://forum.cxem.net/index.php?/topic/211142-%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D1%83%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%8C%D1%88%D0%B8%D1%82%D1%8C-%D0%BD%D0%B0%D0%BF%D1%80%D1%8F%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%B8-%D1%83%D0%B2%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%B8%D1%82%D1%8C-%D1%81%D0%B8%D0%BB%D1%83-%D1%82%D0%BE%D0%BA%D0%B0-%D0%B2-2-%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%B0/

Увеличиваем ток (ампераж) блока питания


Приветствую, Самоделкины!
Наверное, проблема о которой поговорим сегодня, знакома многим. Думаю, у каждого возникала необходимость увеличения выходного тока блока питания. Давайте же рассмотрим конкретный пример, у вас имеется 19-ти вольтовый адаптер питания от ноутбука, который обеспечивает выходной ток, ну предположим, в районе 5А, а вам нужен 12-ти вольтовый блок питания с током 8-10А. Вот и автору (YouTube канал «AKA KASYAN») понадобился однажды блок питания с напряжением 5В и с током в 20А, а под рукой имелся 12-ти вольтовый блок питания для светодиодных лент с выходным током в 10А. И вот автор решил его переделать.

Да, собрать нужный источник питания с нуля или использовать 5-ти вольтовую шину любого дешевого компьютерного блока питания конечно можно, но многим самодельщикам-электронщикам будет полезно знать, как увеличить выходной ток (или в простонародье ампераж) почти любого импульсного блока питания.
Как правило, источники питания для ноутбуков, принтеров, всевозможные адаптеры питания мониторов и так далее, делают по однотактным схемам, чаще всего они обратноходовые и построению ничем не отличается друг от друга. Может быть иная комплектация, иной ШИМ-контроллер, но схематика одна и таже.


Однотактный ШИМ-контроллер чаще всего из семейства UC38, высоковольтный полевой транзистор, который качает трансформатор, а на выходе однополупериодный выпрямитель в виде одного или сдвоенного диода Шоттки.




После него дроссель, накопительные конденсаторы, ну и система обратной связи по напряжению.
Благодаря обратной связи выходное напряжение стабилизировано и строго держится в заданном пределе. Обратную связь обычно строят на базе оптрона и источника опорного напряжения tl431.
Изменение сопротивления резисторов делителя в его обвязки, приводит к изменению выходного напряжения.
Это было общим ознакомлением, а теперь о том, что нам предстоит сделать. Сразу необходимо отметить, что мощность мы не увеличиваем. Данный блок питания имеет выходную мощность около 120Вт.
Мы собираемся снизить выходное напряжение до 5В, но взамен увеличить выходной ток в 2 раза. Напряжение (5В) умножаем на силу тока (20А) и в итоге получим расчетную мощность около 100Вт. Входную (высоковольтную) часть блока питания мы трогать не будем. Все переделки коснутся только выходной части и самого трансформатора.
Итак, давайте начнем. Для начала автор решил убрать электролитические конденсаторы, которые стояли на выходе блока, чтобы заменить их на конденсатор с низким внутренним сопротивлением.
Но позже после проверки оказалось, что родные конденсаторы тоже неплохие и имеют довольно низкое внутреннее сопротивление. Поэтому в итоге автор впаял их обратно.
Далее выпаиваем дроссель, ну и импульсный трансформатор.
Диодный выпрямитель довольно неплохой — 20-ти амперный. Самое хорошая то, что на плате имеется посадочное место под второй такой же диод.
В итоге второго такого диода автор не нашел, но так как недавно из Китая ему пришли точно такие же диоды только слегка в другом корпусе, он воткнул пару штук в плату, добавил перемычку и усилил дорожки.
В итоге получаем выпрямитель на 40А, то есть с двукратным запасом по току. Автор поставил диоды на 200В, но в этом нет никакого смысла просто у него таких много.
Вы же можете поставить обычные диодные сборки Шоттки от компьютерного блока питания с обратным напряжением 30-45В и меньше.
С выпрямителем закончили, идем дальше. Дроссель намотан вот таким проводом.
Выкидываем его и берем вот такой провод.
Мотаем около 5-ти витков. Можно использовать родной ферритовый стержень, но у автора поблизости валялся более толстый, на котором и были намотаны витки. Правда стержень оказался слегка длинным, но позже все лишнее отломаем.

Трансформатор — самая важная и ответственная часть. Снимаем скотч, греем сердечник паяльником со всех сторон в течение 15-20 минут для ослабления клея и аккуратно вынимаем половинки сердечника.
Оставляем все это дело минут на десять для остывания. Далее убираем желтый скотч и разматываем первую обмотку, запоминая направление намотки (ну или просто сделайте пару фоток до разборки, в случае чего они вам помогут). Второй конец провода оставляем на штырьке. Далее разматываем вторую обмотку. Также второй конец не отпаиваем.
После этого перед нами вторичная (или силовая) обмотка собственной персоны, именно ее то мы и искали. Эту обмотку полностью удаляем.
Она состоит из 4-ех витков, намотана жгутом из 8-ми проводов, диаметр каждого 0,55мм.
Новая вторичная обмотка, которую мы намотаем, содержат всего полтора витка, так как нам нужно всего лишь 5В выходного напряжения. Мотать будем тем же способом, провод возьмем с диаметром 0,35мм, но вот количество жил аж 40 штук.
Это гораздо больше чем нужно, ну, впрочем, сами можете сравнить с заводской обмоткой. Теперь все обмотки мотаем в том же порядке. Обязательно соблюдайте направление намотки всех обмоток, иначе ничего работать не будет.
Жилы вторичной обмотки желательно залудить еще до начала намотки. Для удобства каждый конец обмотки разбиваем на 2 группы, чтобы на плате не сверлить гигантские отверстия для установки.
После того как трансформатор установлен, находим микросхему tl431. Как уже ранее было сказано, именно она задает выходное напряжение.
В ее обвязке находим делитель. В данном случае 1 из резисторов этого делителя, представляет из себя пару smd резисторов, включенных последовательно.
Второй резистор делителя выведен ближе к выходу. В данном случае его сопротивление 20 кОм.
Выпаиваем этот резистор и заменяем его подстроечным на 10 кОм.
Подключаем блок питания в сеть (обязательно через страховочную сетевую лампу накаливания с мощностью в 40-60Вт). К выходу блока питания подключаем мультиметр и желательно не большую нагрузку. В данном случае это маломощные лампы накаливания на 28В. Затем крайне аккуратно, не дотрагиваясь платы, вращаем подстроечный резистор до получения желаемого напряжения на выходе.
Далее все вырубаем, ждём минут 5, дабы высоковольтный конденсатор на блоке полностью разрядился. Затем выпаиваем подстроечный резистор и замеряем его сопротивление. После чего заменяем его на постоянной, либо оставляем его. В этом случае у нас еще и возможность регулировки выхода появится.
После всего этого слегка нагрузим плату сначала автомобильной галогенкой, а затем адскими лампами от кинопроектора.
Это сделано для того, чтобы понять насколько хорошо работает обратная связь. И как видите, выходное напряжение держится молодцом. После нужно усилить дорожки по вторичной цепи. Также желательно их дополнительно армировать проводом, токи тут будут уже в 2 раза больше чем раньше.
Перед тем как все собрать обратно дополнительно пропаиваем плату (хотя пайка тут с завода была довольно хорошей). Намазываем термопасту на силовой транзистор и диоды выпрямителя. Кстати, если диоды такие как у автора, то их обязательно нужно изолировать от корпуса теплопроводящей прокладкой.
И вот — плата в корпусе. Теперь пора протестировать блок. Для этого автор сделал нагрузку из нихрома, которая способна выжать из блока питания ток в 20 и более ампер.
Токовые клещи будут нам показывать действующее значение тока на выходе, а мультиметр выходное напряжение.
Мы только что сняли с блока ток более 20А, причем без просадки выходного напряжения. Во время закадровых замеров было даже 24А, при попытке снять больше срабатывала защита, то есть можно смело сказать, что наша переделка была успешной.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

Источник: https://USamodelkina.ru/12073-uvelichivaem-tok-amperazh-bloka-pitanija.html

Эффективный способ регулирования напряжения

Да, резистор потребляет энергию, но это не главная причина, по которой его не следует использовать. Падение напряжения на резисторе будет изменяться в зависимости от тока, поэтому, если ваша нагрузка непостоянна (а никогда не бывает), напряжение будет меняться. Это не то, что вы хотите от регулятора. Никогда не используйте последовательный резистор в качестве регулятора напряжения!

Существует две большие категории регуляторов напряжения: линейные и переключающие.

Линейный стабилизатор обычно состоит из трех ножек: входной контакт, земля и выходной контакт.Типичный пример: LM7805. Они имеют хорошую регулировку и просты в использовании. Главный недостаток: они неэффективны. Ток нагрузки проходит через регулятор и вызывает там падение напряжения, как это сделал бы последовательный резистор. Если ваша цепь 5 В потребляет 1 А, вы получите этот 1 А из 9 В, поэтому для 5 Вт нагрузки потребуется 9 Вт от вашего источника питания, это эффективность 55%. Это становится еще хуже, если ваше входное напряжение выше, например, 24 В. При таком высоком входном напряжении регулятору требуется значительных охлаждения.Вам не нужен линейный регулятор для такого рода приложений.

Коммутатор (или SMPS, для импульсного источника питания) является решением. Он использует катушку для создания магнитного поля, которое, в свою очередь, преобразуется обратно в выходное напряжение. Коммутаторы немного сложнее в эксплуатации, чем линейные регуляторы, но они намного эффективнее; Часто возможен КПД 95%. Поскольку они работают на более высоких частотах (от 100 кГц до нескольких МГц), компоновка платы имеет первостепенное значение для уменьшения излучения.Правильный выбор компонентов и тщательная компоновка печатной платы также важны для достижения высокой эффективности.
Хорошая новость заключается в том, что переключатели сейчас очень распространены, а их конструкция намного проще, чем 20 лет назад; многим коммутаторам требуется всего четыре внешних компонента. У TI есть коммутатор Simple Switcher серии (в девичестве National Semiconductor) с онлайн-инструментами проектирования.

AndrejaKo сделал интересное замечание. Существуют модули переключателей, которые можно использовать в качестве замены линейного регулятора TO-220:

Как он говорит, это не дешево, но может быть правильным решением, если вам нужен эффективный регулятор, но у вас нет опыта самостоятельной разработки переключателя.

Как вы используете регуляторы тока и напряжения источника питания Extech?

Цифровой источник питания постоянного тока (EXPS) Extech может работать как в режиме управления напряжением, так и в режиме управления током, и поэтому имеет ручки управления как током, так и напряжением.

Большинство инструкторов знакомы с источниками питания с регуляторами напряжения. То есть вы устанавливаете напряжение, и источник питания пытается создать это напряжение (при условии, что он может обеспечить достаточный ток). Это называется режимом управления напряжением.Пока схема требует меньше максимально возможного тока, ток определяется сопротивлением цепи.

Блок питания Extech будет работать так же, как обычный блок питания, если вы установите регулятор тока на максимум и отрегулируете регулятор напряжения по своему усмотрению.

Напротив, в режиме управления током пользователь устанавливает желаемый ток, а напряжение регулируется источником питания (в определенных пределах) для достижения этого тока.

Для работы Extech в этом режиме установите ручку управления током на ноль, напряжение на высокое значение, а затем увеличьте регулятор тока до желаемого значения.

В качестве примера приложения для управления током рассмотрим магнитное поле в эксперименте с соленоидом. Соленоид представляет собой катушку с низким сопротивлением. Магнитное поле является функцией тока в катушках. Потенциал несущественен. Чтобы управлять этим экспериментом, нужно установить ручку ограничения напряжения на высокий уровень, а затем увеличить ограничение тока с нуля. Затем пользователь может просто набрать желаемый ток.

Другой способ взглянуть на это заключается в том, что источник питания Extech всегда ограничивает напряжение и ток, так что ни один из них не может превышать пределы, установленные двумя элементами управления — ограничением напряжения и ограничением тока.Это означает, что ни у вас, ни у ваших учеников не должно быть возможности вывести из строя блок питания. Даже если вы закоротите выходные провода и включите оба регулятора до упора, ток будет ограничен, чтобы источник питания не разрушился. Учтите, однако, что это не гарантирует, что вы не повредите внешнюю цепь.

Как установить предел тока для источника питания Mastech или Volteq CC CV?

Установить ограничение тока для блока питания постоянного тока Volteq очень просто.

Вы просто включаете блок питания без нагрузки, вращаете ручку тока против часовой стрелки до упора. Замкните выходные клеммы (между клеммами + и -) проводом подходящего размера и отрегулируйте ручку тока до желаемого уровня (вам может потребоваться поднять предел напряжения, если вы перешли в режим CV). Теперь вы можете уменьшить настройки регулятора напряжения так, чтобы выходной сигнал стал нулевым, и отключите короткое замыкание и подключите нагрузку по вашему выбору. Если повернуть ручку напряжения на достаточно высокое значение, источник питания перейдет в режим CC с правильным значением тока, которое вы установили.

Установка ограничения тока для источника постоянного тока Mastech немного сложнее, поскольку он имеет защиту от короткого замыкания. Будьте особенно осторожны, если у вас есть одна из следующих ситуаций:


1) ваша нагрузка имеет внутренний источник ЭДС, включая аккумулятор, двигатели постоянного тока, радиоуправляемые автомобили и поезда, любые электрохимические системы, включая покрытие, травление, электролиз и т. Д.

2) ваша нагрузка может быть чувствительной или поврежденной перенапряжением , е.g., LED

В первом случае мы настоятельно рекомендуем вам приобрести регулируемый источник питания Volteq с защитой от перенапряжения. Вы можете быть уверены, что источник питания не будет поврежден обратной ЭДС вашей нагрузки.


Во втором сценарии, если вы можете найти простую нагрузку, такую ​​как силовой резистор или галогенную лампу, которая может выдерживать ток, который вы хотите пропустить, вы можете установить ток, аналогичный первому сценарию (Внимание: силовой резистор или лампа могут быть очень горячим, если вы пропускаете большой ток).Как только вы закончите с установкой ограничения тока, уменьшите напряжение до минимума, отключите нагрузку резистора или лампы, затем подключите фактическую нагрузку. Теперь вы можете медленно увеличивать напряжение, оставляя текущую настройку неизменной, просто не забывайте всегда останавливаться, прежде чем поднимите напряжение слишком высоко для вашей нагрузки. Если ваш расчет верен, вы сможете остановить ручку регулировки напряжения до того, как действительно повредите нагрузку.

Если вы не можете найти силовой резистор или лампу, вы все равно можете установить желаемый предел тока, выполнив следующие шаги:

Шаг 1: перед подключением нагрузки установите предел напряжения на максимальный уровень, разрешенный вашей нагрузкой ( источник питания должен быть в режиме CV, при необходимости поверните ручку тока вверх).Теперь поверните ручку тока в положение чуть выше минимума, чтобы источник питания оставался в режиме «CV».

Шаг 2: подключите нагрузку; блок питания должен перейти в режим «CC». Медленно увеличивайте предел тока, и вы сможете достичь желаемого выходного тока, если ваши расчеты верны.

Шаг 3: когда вы закончите тест, убедитесь, что снизили ток до минимального значения, прежде чем отключать нагрузку. Теперь вы можете безопасно отключить питание.

Программируемый источник питания постоянного тока

Техническая информация

Программируемые блоки питания постоянного тока

Блоки питания постоянного тока

обеспечивают регулируемый выход постоянного тока для питания компонента, модуля или устройства.Хороший источник питания постоянного тока должен обеспечивать стабильное и точное напряжение и ток с минимальным шумом. к любому типу нагрузки: резистивной, индуктивной, с низким сопротивлением, высоким сопротивлением, стационарный или переменный. Насколько хорошо блок питания выполняет эту миссию и где он достигает своих пределов, определены в его спецификациях.

Блоки питания имеют два основных настройки, выходное напряжение и ограничение тока. Как они сочетаются с нагрузкой определяет, как будет работать блок питания.

Большинство блоков питания постоянного тока имеют два режимы работы. В режиме постоянного напряжения (CV) источник питания управляет выходное напряжение в зависимости от настроек пользователя. В режиме постоянного тока (CC), блок питания регулирует ток. Независимо от того, находится ли источник питания в CV или CC режим зависит как от пользовательских настроек, так и от сопротивления нагрузки.

• Режим CV — это типичное рабочее состояние источника питания. Это контролирует напряжение. Выходное напряжение постоянно и определяется настройка напряжения пользователя.Выходной ток определяется импедансом Загрузка.

• Режим CC обычно считается безопасным, но может использоваться в другие способы. В режиме CC выходной ток постоянен и определяется текущий лимит пользователя. Напряжение определяется импедансом нагрузка. Если источник питания находится в режиме CV и его ток превышает пользовательский установка ограничения тока, затем источник питания автоматически переключится на CC режим. Источник питания также может вернуться в режим CV, если ток нагрузки падает ниже установленного предела тока.

Наиболее важными параметрами для любого приложения являются максимальное напряжение, максимальный ток и максимальная мощность, которую может обеспечить блок питания генерировать. Очень важно убедиться, что блок питания может подавать мощность. на требуемых уровнях напряжения и тока. Эти три параметра являются первые спецификации, которые необходимо изучить.

Точность и разрешение

Исторически сложилось так, что источник питания постоянного тока Пользователь повернул потенциометры, чтобы установить выходное напряжение или ток.Сегодня микропроцессоры получать ввод от пользовательского интерфейса или от удаленного интерфейса. А цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) принимает цифровые настройки и преобразует их в аналоговое значение, которое используется в качестве эталона для аналогового регулятора. Значения разрешения и точности настройки определяются качеством это процесс преобразования и регулирования.

Настройки напряжения и тока (иногда называемые пределами или запрограммированными значениями), у каждого есть разрешение и связанные с ними характеристики точности.Разрешение этих настроек определяет минимальное приращение, с которым можно регулировать выход, и точность описывает степень, в которой значение вывода соответствует международные стандарты. Помимо настроек вывода, есть измерения или спецификации обратного чтения, не зависящие от выходных спецификаций.

Большинство источников питания постоянного тока обеспечивают встроенные измерительные схемы для измерения как напряжения, так и тока. Эти схемы измеряют напряжение и ток, подаваемые источником питания выход.Поскольку схемы считывают напряжение и ток, которые возвращаются в источник питания, измерения, производимые цепями, часто называют считывание значений. Большинство профессиональных источников питания содержат схемы, использующие аналого-цифровые преобразователи, и для этих внутренних инструментов характеристики аналогичны характеристикам цифрового мультиметра. Блок питания отображает измеренные значения на передней панели, а также может передавать их по своему удаленный интерфейс, если он оборудован.

Настройка Точность

Точность настройки определяет, как закрыть регулируемый параметр до его теоретического значения, как определено Международный стандарт.Неопределенность выхода в источнике питания во многом связана с условия ошибки в ЦАП, включая ошибку квантования. Точность настройки составляет испытано путем измерения регулируемой переменной с прослеживаемой точностью измерительная система подключена к выходу блока питания. Параметр точность выражается как: ± (% настройки + смещение)

Например, рассмотрим мощность источник питания с точностью установки напряжения ± (0,03% + 3 мВ). Когда это настроен на выдачу 5 В, погрешность выходного значения составляет (5 В) (0.0003 + 3 мВ) или 4,5 мВ. Точность настройки тока указывается и рассчитывается аналогично.

Настройка Разрешение и программирование разрешения

Установка разрешения самая маленькая изменение настроек напряжения или тока, которые можно выбрать на источнике питания. Этот параметр иногда называют разрешением программирования, если интерфейсная шина, такая как GPIB.

Повторное чтение Точность и разрешение

Точность считывания иногда бывает называется метрической точностью.Он определяет, насколько близки внутренние измеренные значения. равны теоретическому значению выходного напряжения (после установки точность составляет применяемый). Как и цифровой мультиметр, он проверяется с помощью отслеживаемого эталона. стандарт. Точность считывания выражается как:

± (% от измеренного значения + смещение)

Разрешение обратного чтения самое маленькое изменение внутреннего измеренного выходного напряжения или тока, которое может различать.

Нагрузка Регулировка (напряжение и ток)

Регулировка нагрузки — это мера способности выходного напряжения или выходного тока, чтобы оставаться постоянным при изменении Загрузка.Выражается как: ± (% настройки + смещение)

линия Регулировка (напряжение и ток)

Линейное регулирование — это мера мощности источник питания для поддержания выходного напряжения или выходного тока, пока вход линии переменного тока напряжение и частота изменяются во всем допустимом диапазоне. Это выражается как: ± (% настройки + смещение)

Пульсация и шум


Паразитные составляющие переменного тока на выходе источника постоянного тока называются пульсациями и шум или периодическое и случайное отклонение (PARD).Спецификации PARD должны быть указывается с полосой пропускания и должен быть указан как для текущего, так и для Напряжение. Текущий PARD актуален при использовании блока питания в режиме CC, и он часто указывается как среднеквадратичное значение. Поскольку форма PARD неопределенная, напряжение PARD обычно выражается как среднеквадратичное напряжение, которое может дают представление о мощности шума, а также о размахе напряжения, которое может быть актуальным при управлении нагрузками с высоким сопротивлением. Рисунок 2.

Независимо от точности вашего источника питания, вы не можете гарантировать, что запрограммированное выходное напряжение такое же, как и напряжение на Нагрузка DUT.Это связано с тем, что блок питания с двумя выходными клеммами источника регулирует свой выход только на своих выходных клеммах. Однако напряжение у вас регулирование требуется на нагрузке тестируемого устройства, а не на выходе источника питания. терминалы. Источник питания и нагрузка разделены подводящими проводами, имеющими сопротивление R _Lead , которое определяется длиной провода, проводимость материала проводника и геометрия проводника. Напряжение на нагрузке:

VLoad = VProgrammed — 2 * VLead = VProgrammed — 2 * ILoad * RLead

Если нагрузка требует большого тока, то I _{Нагрузка} высокий и V _Lead легко может составлять несколько десятых вольта, особенно если провода источника питания длинные, как это может быть в автоматическом тесте стойка.Напряжение на нагрузке может быть на 80-160 мВ ниже желаемого. напряжение (с током от 2 до 4 А по проводу 16 калибра).

Дистанционное зондирование решает проблему падение напряжения в проводах измерительных выводов. Две сенсорные линии соединены между Нагрузка ИУ и цепь измерения напряжения с высоким импедансом в силовой поставлять. Поскольку это цепь с высоким входным сопротивлением, падение напряжения в цепи чувствительных проводов пренебрежимо мало и становится контуром обратной связи для управления мощностью поставлять.

Источники питания с быстрым переходным откликом

Блок питания специального назначения Keithley Series 2300 Источники питания предназначены для поддержания стабильного выходного напряжения в самых сложные условия нагрузки, такие как большие, мгновенные изменения нагрузки генерируется сотовыми телефонами, беспроводными телефонами, мобильными радиостанциями, беспроводными модемами, и другие портативные устройства беспроводной связи. Эти устройства обычно переход от уровней тока в режиме ожидания 100–200 мА к 800–1,5 А, что представляет изменения нагрузки от 800% и выше.Обычный блок питания обычно указывает переходное восстановление при изменении нагрузки на 50%. Кейтли Источники питания Series 2300 определяют переходную реакцию на 1000% -ные изменения нагрузки.

Конюшня Во время быстрых изменений нагрузки

При мобильной связи устройство переходит в состояние передачи полной мощности, выходное напряжение обычный источник питания существенно падает до тех пор, пока его схема управления не сможет реагировать на преходящее. Обычные источники питания уступают стабильности в всевозможные нагрузки от переходных процессов.В результате большое напряжение падение и длительное время восстановления обычного источника питания могут привести к выходу падение напряжения ниже порогового значения низкого напряжения батареи устройства. тест (DUT). ИУ могло выключиться во время тестирования и зарегистрировать ложный отказ, влияющие на урожайность и производственные затраты.

Серия 2300 с быстрым переходным процессом блоки питания имеют переходное падение напряжения менее 200 мВ при больших изменения нагрузки, даже с добавленным сопротивлением длинных проводов между источник питания и ТУ.Таким образом, блоки питания Series 2300 сохранят DUT получает питание во всех условиях тестирования и предотвращает ложные сбои. См. Рисунок . 3 .

Точный Четырехпроводные измерения

Для поддержания точного напряжения на нагрузке ИУ серия Источники питания 2300 используют четырехпроводную схему источника, в которой два выхода обеспечивают питание, а две другие линии измеряют напряжение непосредственно на ИУ. нагрузка. Измерение напряжения на нагрузке компенсирует любые падения напряжения в течение длительного времени. тестовый провод проходит между источником питания и нагрузкой.Кроме того,

Рисунок 3. Сравнение универсальных отклик источника питания с откликом Keithley Series 2300 fast t ненадежный источник питания.

Источники питания используют широкий диапазон выходной каскад для получения переходного спада низкого напряжения и быстрого переходного процесса время восстановления. См. , рисунок 4 .

Эти типы блоков питания часто Включите методы определения того, разорван ли сенсорный провод. Открытый сенсорный провод прерывает управление обратной связью с источником питания, и неконтролируемый, нестабильный выход может подавать недопустимое напряжение на ИУ.Ряд Источники 2300 либо возвращаются к внутреннему локальному обнаружению, либо указывают на ошибку. состояние и выключите выход.

Аккумулятор Эмуляция с переменным выходным сопротивлением

Устройства мобильной связи питаются от батарей, поэтому блоки питания моделей 2302 и 2306 предназначены для чтобы точно имитировать работу аккумулятора. Эти поставки включают функция переменного выходного сопротивления, которая позволяет инженеру-испытателю проверить свой ИУ в реальных условиях эксплуатации.

Кроме того, эти источники питания могут пропускать ток до смоделировать аккумулятор в разряженном состоянии. Таким образом, инженеры-испытатели могут использовать один инструмент как для источника ИУ, так и для работы в качестве нагрузки для тестирования зарядки схема управления ИУ и его зарядным устройством.

Модели 2302 и 2306 имеют возможность изменять их выходной импеданс. Это позволяет им моделировать внутреннее сопротивление батареи. Таким образом, реакция напряжения батареи, которая должны поддерживать импульсные токовые нагрузки от портативных устройств, таких как мобильные телефоны можно смоделировать.Это позволяет производителям портативных устройств тестировать свои устройства в самых реалистичных условиях.

При импульсном увеличении тока нагрузки аккумулятор выходное напряжение будет падать в результате изменения тока и заряда батареи. внутреннее сопротивление. Напряжение аккумулятора может упасть (на время импульс) ниже порогового уровня низкого напряжения батареи устройства, и устройство может выключать. Поскольку внутренний импеданс увеличивается по мере разряда батареи, пороговый уровень низкого напряжения может быть достигнут раньше, чем ожидалось, из-за сочетание более низкого напряжения батареи из-за времени разряда и напряжения падение на внутреннем сопротивлении батареи.Следовательно, устройство Срок службы батареи может быть короче, чем указано в технических характеристиках.

Полное сопротивление батареи должно быть учитывается при оценке времени разговора и ожидания мобильного телефона производительность, потому что уровни напряжения ниже рабочего порога схемы телефонной трубки на периоды от 100 до 200 мкс достаточно для отключения телефон. Это явление распространено в TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов). телефоны, такие как мобильные телефоны GSM, где величина высокого и низкого Уровни тока во время передачи РЧ-импульса изменяются в 7 раз. до 10.Разработчикам необходимо смоделировать реальную производительность батареи, чтобы определить соответствующий низкий пороговый уровень заряда батареи. Инженеры-испытатели должны смоделировать фактическая производительность батареи, чтобы проверить, что пороговый уровень низкого напряжения достигнуто при указанном напряжении батареи, а не при более высоком уровне напряжения.

Аккумулятор, имитирующий характеристики моделей 2302 и 2306 может использоваться как для тестирования компонентов, так и для конечных продуктов. Например, характеристики энергопотребления усилителя мощности ВЧ, предназначенного для использования в портативные изделия можно охарактеризовать для работы от батареи источник.Когда батарея разряжается, ее напряжение уменьшается, и ее внутренняя сопротивление увеличивается. РЧ-усилитель потребляет постоянное количество энергии поддерживать требуемую производительность. Таким образом, по мере падения напряжения батареи и внутреннее сопротивление увеличивается, усилитель RF потребляет все большее количество ток от АКБ.

Повышение пикового и среднего тока значительно с увеличением внутреннего сопротивления батареи. См. , рисунок 5 . Усилитель мощности RF должен указывать потребляемую мощность.Портативное устройство разработчик должен знать, как усилитель мощности RF работает как батарея разряжается, так что разработчик может выбрать подходящий аккумулятор для убедитесь, что имеется достаточный источник тока и батарея обеспечивает подходящее время работы между заменой или зарядкой.

Математика этого эффекта представлена ​​ниже (см. Также Рисунки 6a и 6b ). Они показывают, что падение напряжения, вызванное импульсным токовые нагрузки могут существенно повлиять на выходное напряжение батареи.

В _{элемент} = идеальный источник напряжения

R _i (t) = Внутренний сопротивление

R _Interconnec = Сопротивление кабелей и подключения к DUT

1) Если Межсоединение R мало по сравнению с R _i (t), и если

2) R _i (t) — это считается относительно постоянным в течение продолжительности импульса, R _i (t) & # 8776; R _и , тогда

3) напряжение на ИУ можно выразить как:

Импульс Текущие и слаботочные измерения

Использование обычного (медленного переходного ответ) блок питания для тестирования беспроводных устройств требует наличия большого конденсатор должен быть помещен в схему для стабилизации напряжения во время нагрузки переход.В результате измерения тока нагрузки требуют использования сенсорного резистор и цифровой мультиметр для контроля токов нагрузки. Чувствительный резистор добавляет сопротивление к линии, что еще больше усугубляет проблему падения нагрузки. Пост Кейтли Источники питания с переходной характеристикой исключают необходимость в конденсаторе и включить схему обратного чтения тока источника питания для измерения нагрузки токи. См. рисунок 7 .

Опыт компании Keithley в области слабого тока позволяет измерять ток сна с нулевым значением.Разрешение 1 мкА. Эти расходные материалы также могут измерять импульсы тока нагрузки от цифровых передающих устройств. Токовые импульсы короткие как 60 мкс может быть захвачено.

Общие сведения об источниках питания переменного / постоянного тока | Статья

.

СТАТЬЯ ОБРАЗОВАНИЯ




Получайте ценные ресурсы прямо на ваш почтовый ящик — рассылается раз в месяц

Мы ценим вашу конфиденциальность

Что такое блок питания?

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, такого как сеть, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

Назначение источника питания — обеспечить нагрузку надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — на широкий диапазон нагрузок, иногда одновременно, и все это не позволяет изменениям входного напряжения или других подключенных устройств влиять на выход.

Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например, в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выход. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выходная мощность зависит от любых изменений на входе.

Все источники питания объединяет то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и доставляют в нагрузку на выходе.

Питание на входе и выходе может быть переменным (AC) или постоянным (DC) током:

• Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении.Обычно он поступает от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного тока в постоянный. Постоянный ток — предпочтительный тип питания для электронных устройств.
• Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток — это метод, используемый для подачи электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия

Следовательно, если переменный ток — это тип питания, подаваемого в ваш дом, а постоянный ток — это тип питания, который вам нужен для зарядки телефона, вам понадобится источник питания переменного / постоянного тока для преобразования переменного напряжения, поступающего из электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

Общие сведения о переменном токе (AC)

Первым шагом в разработке любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

Типичная форма волны переменного тока — синусоида (см. Рисунок 1) .`

Рисунок 1: Форма сигнала переменного тока и основные параметры

Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

• Пиковое напряжение / ток: максимальное значение амплитуды волны
• Частота: количество циклов, которые волна завершает в секунду.Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
• Среднее напряжение / ток: Среднее значение всех точек напряжения в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, потому что положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
• Среднеквадратичное напряжение / ток: Определяется как квадратный корень из среднего за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока его значение можно вычислить с помощью уравнения (1) :
$$ V_ {PEAK} \ over \ sqrt 2 $$
• Он также может быть определен как эквивалентная мощность постоянного тока, необходимая для достижения такого же теплового эффекта.Несмотря на сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти эффективное значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда обозначают как V _AC .
• Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоидальной волны делится на 360 °, начиная с 0 °, с пиками на 90 ° (положительный пик) и 270 ° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, на 180 ° и 360 °. Если две волны изображены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же время, когда другая достигает своего отрицательного пика, тогда первая волна будет под углом 90 °, а вторая волна будет под углом 270 °; это означает, что разность фаз составляет 180 °.Считается, что эти волны находятся в противофазе, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны находятся в фазе.

Переменный ток (AC) — это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов конечным пользователям. Он используется для транспортировки электроэнергии, потому что в процессе транспортировки электричество необходимо преобразовывать несколько раз.

Электрические генераторы вырабатывают напряжение около 40 000 В или 40 кВ.Затем это напряжение повышается до любого значения от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при транспортировке электрического тока на большие расстояния. Когда он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

Все эти изменения напряжения будут либо сложными, либо очень неэффективными по сравнению с постоянным током (DC), потому что линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

Линейный источник питания переменного / постоянного тока в сравнении с импульсным

Линейный источник питания переменного / постоянного тока

Линейный источник питания переменного / постоянного тока имеет простую конструкцию.

При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и превращается в напряжение постоянного тока (DC), которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества сигнала (Рисунок 2) .

Рисунок 2: Блок-схема линейного источника переменного / постоянного тока

Традиционная конструкция линейного источника питания переменного / постоянного тока развивалась с годами, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

Огромным ограничением линейного источника питания переменного / постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки ко вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает практически невозможной миниатюризацию этих источников питания.

Еще одним ограничением линейных источников питания переменного / постоянного тока является регулировка напряжения большой мощности.

Линейный источник питания переменного / постоянного тока использует линейные регуляторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают лишнюю энергию в виде тепла.Для малой мощности особых проблем не представляет. Однако для высокой мощности тепло, которое должен рассеивать регулятор для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико и потребует добавления очень больших радиаторов.

Импульсный источник питания переменного / постоянного тока

Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного / постоянного тока, включая размер трансформатора и регулировку напряжения.

Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковой технологии, особенно благодаря созданию мощных полевых МОП-транзисторов, которые могут очень быстро и эффективно включаться и выключаться даже при больших напряжениях и токах.

Импульсный источник питания переменного / постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи мощности, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

Блоки питания

AC / DC, в которых используются импульсные преобразователи мощности, называются импульсными блоками питания. Импульсные источники питания переменного / постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования переменного тока в постоянный.

В импульсных источниках питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе.Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в серию высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через другой выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать до достижения выхода (см. Рисунок 3) .

При работе на высоких частотах катушка индуктивности трансформатора может передавать больше мощности, не достигая насыщения, что означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше.Следовательно, трансформатор, используемый для переключения источников питания переменного / постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может составлять часть размера трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного / постоянного тока.

Рисунок 3: Блок-схема импульсного источника питания переменного / постоянного тока

Как и следовало ожидать, этот новый метод проектирования имеет некоторые недостатки.

Импульсные преобразователи переменного тока в постоянный ток могут генерировать в системе значительный шум, который необходимо устранить, чтобы исключить его на выходе.Это создает потребность в более сложных схемах управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому они не оказывают существенного влияния на размер блока питания.

Меньшие трансформаторы и повышенная эффективность регуляторов напряжения в импульсных источниках питания переменного / постоянного тока — вот причина, по которой теперь мы можем преобразовывать напряжение переменного тока 220 В ¬RMS в напряжение 5 В постоянного тока с помощью преобразователя питания, который может поместиться у вас на ладони.

Таблица 1 суммирует различия между линейными и импульсными источниками питания переменного / постоянного тока.

Транзисторы Нерегулируемые источники питания

	Линейный источник питания переменного / постоянного тока	Импульсный источник питания переменного / постоянного тока
Размер и вес	Необходимы большие трансформаторы, которые значительно увеличивают габариты и вес	Более высокие частоты позволяют при необходимости использовать трансформаторы гораздо меньшего размера.
КПД	Если не регулировать, потери в трансформаторе являются единственной существенной причиной потери эффективности.В случае регулирования приложения с большой мощностью будут иметь решающее влияние на эффективность.	обладают небольшими коммутационными потерями, поскольку они ведут себя как малые сопротивления. Это обеспечивает эффективных мощных приложений .
Шум	могут иметь значительный шум, вызванный пульсациями напряжения, но регулируемые линейные источники питания постоянного тока переменного тока могут иметь чрезвычайно низкий уровень шума. Вот почему они используются в медицинских приложениях.	Когда транзисторы переключаются очень быстро, они создают шум в цепи. Однако это может быть либо отфильтровано, либо частота переключения может быть сделана чрезвычайно высокой, превышающей предел человеческого слуха, для аудиоприложений
Сложность	Линейный источник питания переменного / постоянного тока, как правило, имеет меньше компонентов и более простые схемы, чем импульсный источник питания переменного / постоянного тока.	Дополнительный шум, создаваемый трансформаторами, вынуждает добавлять большие сложные фильтры, а также схемы управления и регулирования для преобразователей.

Таблица 1: Линейные и импульсные источники питания

Сравнение однофазных и трехфазных источников питания

Источник питания переменного тока может быть однофазным или трехфазным:

• Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, каждая из которых несет переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разностью фаз 120 °, или одной трети цикл (см. рисунок 4) .Эти системы являются наиболее эффективными при передаче большого количества энергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
• Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределять нагрузку между линиями. В этом случае ток течет от линии питания через нагрузку, а затем обратно через нейтральный провод. Это тип питания, который используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий.Однофазные системы не могут передавать столько энергии на нагрузку и более подвержены сбоям питания, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

Рисунок 4: Форма кривой переменного тока трехфазного источника питания

Существует две конфигурации для передачи энергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольником $ (\ Delta) $ и конфигурация звезды (Y), также называемые конфигурациями треугольника и звезды, соответственно.

Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. Рисунок 5) .

Соединения

треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения типа Y могут подавать два разных напряжения: фазное напряжение, которое является однофазным напряжением, подаваемым в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Соотношение между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в конфигурации Y заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раз больше, чем амплитуда фазы.

Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна обеспечивать питанием как трехфазные, так и однофазные системы, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль.Таким образом, и дома, и промышленное оборудование могут быть снабжены одной и той же линией электропередачи. Следовательно, конфигурация Y наиболее часто используется для распределения мощности, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

Рисунок 5: Трехфазные конфигурации Y и треугольника

Напряжение, при котором электросеть поставляет однофазную электроэнергию своим пользователям, имеет различные значения в зависимости от географического положения.Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения источника питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

В таблице 2 сравниваются напряжения в сетях в разных регионах мира.

Действующее значение (AC) Напряжение	Пиковое напряжение	Частота	Область
230 В	310 В	50 Гц	Европа, Африка, Азия, Австралия, Новая Зеландия и Южная Америка
120 В	170V	60 Гц	Северная Америка
100 В	141V	50 Гц / 60 Гц	Япония *

* Япония имеет две частоты в своей национальной сети из-за истоков ее электрификации в конце 19 века.В западном городе Осака поставщики электроэнергии купили генераторы 60 Гц в Соединенных Штатах, а в Токио, который находится на востоке Японии, они купили немецкие генераторы 50 Гц. Обе стороны отказались изменить свою частоту, и по сей день Япония все еще имеет две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспортировки, но также для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядки больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное приложение мощности в трехфазных системах может передавать намного больше энергии нагрузке и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. Рисунок 6) .

Рисунок 6: Передача энергии в однофазных (слева) и трехфазных (справа) системах

Например, при зарядке электромобиля (EV) количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет, насколько быстро он заряжается.

Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним силовым преобразователем переменного / постоянного тока автомобиля (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

Ограничение варьируется от страны к стране, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность из переменного в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

Резюме

Источники питания переменного / постоянного тока есть повсюду. Основная задача источника питания переменного / постоянного тока — преобразовывать переменный ток (AC) в стабильное постоянное напряжение (DC), которое затем может использоваться для питания различных электрических устройств.

Переменный ток используется для транспортировки электроэнергии по всей электрической сети от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечивать мощность, достаточную для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечивать гораздо больше мощности более стабильным образом, поэтому они часто используются для питания промышленных приложений.

Разработка эффективных источников питания переменного / постоянного тока — непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных источников питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

Способы проектирования источников питания переменного / постоянного тока со временем изменились. Линейные источники питания переменного / постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и ​​регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, потому что в них используются импульсные регуляторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и ​​преобразуют электроэнергию намного эффективнее, чем предыдущие разработки, что позволило создавать мощные блоки питания переменного / постоянного тока размером с ладонь.

_________________________

Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылайте их раз в месяц!

Статьи по теме

Чему о синхронных выпрямителях не говорят в школе — Избранные темы из реальных проектов

Электропитание — Регулировка напряжения источника питания — Сопротивление, внутреннее, ток и источник

Плохое регулирование напряжения в линии электропередачи приводит к тому, что свет в доме гаснет при каждом включении холодильника.Точно так же, если изменение тока от источника питания вызывает изменение напряжения, источник питания плохо регулирует напряжение. Большая часть электронного оборудования будет работать лучше всего, если оно питается от источника почти постоянного напряжения. Неопределенное напряжение питания может привести к ухудшению работы схемы.

Анализ характеристик типичного источника питания упрощается за счет моделирования его как источника постоянного напряжения, включенного последовательно с внутренним сопротивлением. Внутреннее сопротивление используется для объяснения изменений напряжения на клеммах при изменении тока в цепи.Чем ниже внутреннее сопротивление данного источника питания, тем больший ток он может выдавать при поддержании почти постоянного напряжения на клеммах. Идеальный источник питания для цепей, требующих постоянного напряжения с изменяющимся током нагрузки, должен иметь внутреннее сопротивление около ноль . Блок питания с очень низким внутренним сопротивлением иногда называют «жестким» блоком питания.

Неадекватный источник питания почти всегда снижает производительность электронного оборудования. Например, усилители звука могут издавать искаженный звук, если напряжение питания падает с каждым громким звуковым импульсом.Было время, когда изображение на телевизоре уменьшалось, если напряжение в сети переменного тока упало ниже минимального значения. Эти проблемы менее значительны сейчас, когда регулирование напряжения включено в большинство источников питания.

Есть два подхода, которые можно использовать для улучшения регулирования напряжения источника питания. Поможет простой блок питания, который намного больше, чем требуется для среднего спроса на оборудование. Блок питания большего размера должен иметь более низкое эффективное внутреннее сопротивление, хотя это не является абсолютным правилом.При более низком внутреннем сопротивлении изменения подаваемого тока менее значительны, а регулирование напряжения улучшается по сравнению с источником питания, работающим с максимальной мощностью.

Для некоторых источников питания требуется более высокое внутреннее сопротивление. Для мощных радарных передатчиков и требуется источник питания с высоким внутренним сопротивлением, чтобы выходной сигнал мог закорачиваться каждый раз, когда радар передает импульс сигнала, не повреждая схемы. Телевизионные приемники искусственно увеличивают сопротивление источника питания очень высокого напряжения для кинескопа, намеренно добавляя сопротивление.Это ограничивает ток, который будет подаваться, если техник случайно коснется высокого напряжения, которое в противном случае могло бы вызвать смертельный удар электрическим током.




Блок-схема регулируемого источника питания, электрическая схема, рабочая

ВВЕДЕНИЕ

Почти все основные бытовые электронные схемы нуждаются в нерегулируемом переменном токе для преобразования в постоянный постоянный ток для работы электронного устройства. Все устройства будут иметь определенный лимит питания, и электронные схемы внутри этих устройств должны обеспечивать постоянное напряжение постоянного тока в пределах этого лимита.Этот источник постоянного тока регулируется и ограничивается по напряжению и току. Но питание от сети может быть нестабильным и может легко вывести из строя электронное оборудование, если оно не будет должным образом ограничено. Эта работа по преобразованию нерегулируемого переменного тока (AC) или напряжения в ограниченный постоянный ток (DC) или напряжение, чтобы сделать выход постоянным независимо от колебаний на входе, выполняется регулируемой схемой источника питания.

Все активные и пассивные электронные устройства будут иметь определенную рабочую точку постоянного тока (точка Q или точка покоя), и эта точка должна достигаться источником питания постоянного тока.

Источник питания постоянного тока практически преобразован в каждую ступень электронной системы. Таким образом, общим требованием для всех этих фаз будет источник питания постоянного тока. Все системы с низким энергопотреблением могут работать от аккумулятора. Но в устройствах, долгое время эксплуатируемых, батареи могут оказаться дорогостоящими и сложными. Лучше всего использовать нерегулируемый источник питания — комбинацию трансформатора, выпрямителя и фильтра. Схема представлена ​​ниже.

Нерегулируемый источник питания — схема

Как показано на рисунке выше, небольшой понижающий трансформатор используется для понижения уровня напряжения в соответствии с потребностями устройства.В Индии доступен источник питания 1 Ø на 230 вольт. На выходе трансформатора пульсирующее синусоидальное переменное напряжение преобразуется в пульсирующее постоянное с помощью выпрямителя. Этот выходной сигнал подается на схему фильтра, которая уменьшает пульсации переменного тока и пропускает компоненты постоянного тока. Но есть определенные недостатки в использовании нерегулируемого источника питания.

Недостатки нерегулируемого источника питания

1. Плохое регулирование — При изменении нагрузки выходная мощность не кажется постоянной.Выходное напряжение изменяется на большую величину из-за значительного изменения тока, потребляемого от источника питания. В основном это связано с высоким внутренним сопротивлением блока питания (> 30 Ом).

2. Основные отклонения в сети переменного тока — Максимальные отклонения в сети переменного тока составляют плюс-минус 6% от его номинального значения. Но в некоторых странах это значение может быть выше (180–280 вольт). Когда значение выше, выходное напряжение постоянного тока будет сильно отличаться.

3. Изменение температуры — Использование полупроводниковых приборов в электронных устройствах может вызвать колебания температуры.

Эти колебания выходного постоянного напряжения могут вызывать неточную или неустойчивую работу или даже выход из строя многих электронных схем. Например, в генераторах частота будет сдвигаться, выход передатчиков будет искажаться, а в усилителях рабочая точка будет сдвигаться, вызывая нестабильность смещения.

Все вышеперечисленные проблемы решаются с помощью регулятора напряжения , который используется вместе с нерегулируемым источником питания. Таким образом, пульсации напряжения значительно снижаются.Таким образом, источник питания становится регулируемым.

Внутренняя схема регулируемого источника питания также содержит определенные цепи ограничения тока, которые помогают цепи питания не перегорать из-за непреднамеренных цепей. В настоящее время во всех источниках питания используется микросхема IC для уменьшения пульсаций, улучшения регулирования напряжения и расширения возможностей управления. Также доступны программируемые источники питания для удаленного управления, что полезно во многих случаях.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Регулируемый источник питания — это электронная схема, которая предназначена для обеспечения постоянного постоянного напряжения заданного значения на клеммах нагрузки независимо от колебаний сети переменного тока или колебаний нагрузки.

Регулируемый источник питания — блок-схема

Регулируемый источник питания по существу состоит из обычного источника питания и устройства регулирования напряжения, как показано на рисунке. Выход из обычного источника питания подается на устройство регулирования напряжения, которое обеспечивает конечный выход. Выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного переменного напряжения или выходного тока (или тока нагрузки).

На приведенном ниже рисунке показана полная схема стабилизированного источника питания с последовательным транзисторным стабилизатором в качестве регулирующего устройства.Подробно объясняется каждая часть схемы.

Трансформатор

Понижающий трансформатор используется для понижения напряжения от входного переменного тока до требуемого напряжения электронного устройства. Это выходное напряжение трансформатора настраивается путем изменения коэффициента трансформации трансформатора в соответствии со спецификациями электронного устройства. Вход трансформатора составляет 230 В переменного тока, выход подается на полную мостовую схему выпрямителя.

Узнать больше: Трансформаторы

Схема двухполупериодного выпрямителя

FWR состоит из 4 диодов, которые выпрямляют выходное переменное напряжение или ток транзистора до эквивалентной величины постоянного тока.Как следует из названия, FWR выпрямляет обе половины входного переменного тока. Выпрямленный выход постоянного тока подается на вход схемы фильтра.

Подробнее: полноволновой выпрямитель и полуволновой выпрямитель

Цепь фильтра

Схема фильтра используется для преобразования выходного сигнала постоянного тока с высокой пульсацией FWR в содержимое постоянного тока без пульсаций. Фильтр ∏ используется для устранения пульсаций на сигналах.

Подробнее: схемы фильтров

Вкратце

Напряжение переменного тока, обычно 230 В, _{действующее значение} , подключено к трансформатору, который преобразует это напряжение переменного тока в уровень для желаемого выхода постоянного тока.Затем мостовой выпрямитель выдает двухполупериодное выпрямленное напряжение, которое сначала фильтруется ∏ (или C-L-C) фильтром для создания постоянного напряжения. Результирующее постоянное напряжение обычно имеет некоторые пульсации или колебания переменного напряжения. Схема регулирования использует этот вход постоянного тока для обеспечения постоянного напряжения, которое не только имеет гораздо меньшее напряжение пульсаций, но также остается постоянным, даже если входное напряжение постоянного тока несколько изменяется или нагрузка, подключенная к выходному напряжению постоянного тока, изменяется. Стабилизированный источник постоянного тока доступен через делитель напряжения.

Регулируемый источник питания — схема

Часто для работы электронных схем требуется более одного напряжения постоянного тока. Один источник питания может обеспечивать любое необходимое напряжение с помощью делителя напряжения (или потенциала), как показано на рисунке. Как показано на рисунке, делитель потенциала представляет собой резистор с одним ответвлением, подключенный к выходным клеммам источника питания. Резистор с ответвлениями может состоять из двух или трех резисторов, подключенных последовательно через источник питания.Фактически, резистор утечки также может использоваться в качестве делителя потенциала.

Характеристики блока питания

Качество источника питания определяется различными факторами, такими как напряжение нагрузки, ток нагрузки, регулировка напряжения, регулировка источника, выходное сопротивление, подавление пульсаций и т. Д. Некоторые характеристики кратко описаны ниже:

1. Регулировка нагрузки — Регулирование нагрузки или влияние нагрузки — это изменение регулируемого выходного напряжения, когда ток нагрузки изменяется с минимального на максимальное значение.

  Регулировка нагрузки = V без нагрузки - V полная нагрузка  

В без нагрузки относится к напряжению нагрузки без нагрузки

Vfull-load относится к напряжению нагрузки при полной нагрузке.

Из приведенного выше уравнения мы можем понять, что при отсутствии нагрузки сопротивление нагрузки бесконечно, то есть выходные клеммы разомкнуты. Полная нагрузка возникает, когда сопротивление нагрузки имеет минимальное значение, при котором регулирование напряжения теряется.

 % Регулировка нагрузки = [(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load] * 100  

2. Минимальное сопротивление нагрузки — Сопротивление нагрузки, при котором источник питания выдает номинальный ток полной нагрузки при номинальном напряжении, называется минимальным сопротивлением нагрузки.

  Минимальное сопротивление нагрузки = V полная нагрузка / полная нагрузка  

Значение тока полной нагрузки при полной нагрузке никогда не должно увеличиваться, чем указано в паспорте источника питания.

3. Регулирование источника / линии — На блок-схеме входное линейное напряжение имеет номинальное значение 230 В, но на практике здесь наблюдаются значительные колебания сетевого напряжения переменного тока.Поскольку это сетевое напряжение переменного тока является входом для обычного источника питания, отфильтрованный выход мостового выпрямителя почти прямо пропорционален сетевому напряжению переменного тока.

Регулировка источника определяется как изменение регулируемого выходного напряжения для заданного диапазона ложного напряжения.

4. Выходное сопротивление — Стабилизированный источник питания представляет собой очень жесткий источник постоянного напряжения. Это означает, что выходное сопротивление очень маленькое. Несмотря на то, что внешнее сопротивление нагрузки меняется, напряжение нагрузки почти не изменяется.Идеальный источник напряжения имеет нулевое выходное сопротивление.

5. Подавление пульсаций — Регуляторы напряжения стабилизируют выходное напряжение от изменений входного напряжения.