Стабилизированный блок питания своими руками. Как сделать стабилизированный блок питания своими руками: пошаговая инструкция

Как собрать простой блок питания в домашних условиях. Какие компоненты потребуются для сборки. На что обратить внимание при выборе деталей. Пошаговая инструкция по сборке стабилизированного блока питания.

Основные компоненты для сборки блока питания

Для изготовления простого стабилизированного блока питания своими руками потребуются следующие основные компоненты:

• Понижающий трансформатор
• Диодный мост
• Электролитические конденсаторы
• Стабилизатор напряжения
• Радиатор для охлаждения
• Предохранитель
• Выключатель
• Корпус

Рассмотрим подробнее, как правильно подобрать каждый из этих элементов.

Выбор трансформатора

Трансформатор является ключевым элементом блока питания. От него зависит максимальная мощность устройства. При выборе трансформатора нужно учитывать следующие параметры:

• Мощность — должна быть на 20-30% больше планируемой нагрузки
• Напряжение вторичной обмотки — на 3-4В больше требуемого выходного напряжения
• Ток вторичной обмотки — должен соответствовать планируемой нагрузке

Например, для блока питания на 12В 2А подойдет трансформатор мощностью 30-35 Вт с напряжением вторичной обмотки 15-16В.

Подбор диодного моста

Диодный мост служит для выпрямления переменного тока. При его выборе нужно учитывать следующие характеристики:

• Максимальный ток — в 1.5-2 раза больше планируемой нагрузки
• Обратное напряжение — не менее чем в 2 раза больше напряжения вторичной обмотки трансформатора

Для блока питания на 12В 2А подойдет диодный мост на ток 3-4А и обратное напряжение не менее 50В.

Выбор конденсаторов

Электролитические конденсаторы служат для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Их емкость рассчитывается по формуле:

C = I * 2000 / U

где I — ток нагрузки в амперах, U — напряжение на выходе блока питания.

Для блока питания 12В 2А емкость конденсатора должна быть не менее 3300 мкФ. Рабочее напряжение конденсатора выбирается в 1.5-2 раза больше выходного напряжения блока питания.

Стабилизатор напряжения

Стабилизатор поддерживает постоянное выходное напряжение при колебаниях входного и изменении нагрузки. Для блока питания на 12В подойдут стабилизаторы серии 7812. Их основные параметры:

• Выходное напряжение — 12В
• Максимальный ток — 1.5А
• Минимальное входное напряжение — 14.5В

Для большего тока можно использовать несколько стабилизаторов параллельно или более мощные модели, например LM338.

Пошаговая инструкция по сборке

1. Подключите первичную обмотку трансформатора к сетевому шнуру через предохранитель и выключатель.
2. Соедините выводы вторичной обмотки с входами диодного моста.
3. Подключите конденсатор большой емкости к выходам диодного моста, соблюдая полярность.
4. Соедините вход стабилизатора с положительным выводом конденсатора.
5. Подключите выход стабилизатора к выходным клеммам блока питания.
6. Установите стабилизатор на радиатор для охлаждения.
7. Поместите собранную схему в подходящий корпус.

Проверка работоспособности

После сборки необходимо проверить работу блока питания:

1. Измерьте выходное напряжение — оно должно соответствовать номиналу стабилизатора.
2. Подключите нагрузку и проверьте стабильность напряжения.
3. Измерьте пульсации напряжения — они не должны превышать 50-100 мВ.
4. Проверьте нагрев элементов — сильный нагрев недопустим.

При обнаружении проблем проверьте правильность подключения и исправность компонентов.

Меры безопасности при сборке

При самостоятельной сборке блока питания важно соблюдать следующие меры безопасности:

• Работайте с обесточенными цепями
• Используйте качественные изолированные инструменты
• Надежно изолируйте все соединения
• Не прикасайтесь к оголенным проводникам и контактам
• Устанавливайте предохранители необходимого номинала
• Обеспечьте хорошую вентиляцию корпуса

Соблюдение этих простых правил поможет избежать поражения электрическим током и выхода из строя элементов схемы.

Возможные проблемы и их устранение

При сборке и эксплуатации самодельного блока питания могут возникнуть некоторые проблемы:

• Отсутствие напряжения на выходе — проверьте исправность предохранителя и всех соединений
• Нестабильное выходное напряжение — увеличьте емкость сглаживающего конденсатора
• Сильный нагрев стабилизатора — установите более мощный радиатор
• Высокий уровень пульсаций — добавьте LC-фильтр на выходе

При невозможности самостоятельно устранить проблему обратитесь к специалисту.

Как сделать блок питания 12В своими руками

Мощный линейный блок питания своими руками

Данный вариант может выдать в районе 10-12 А.

Ниже предоставлена принципиальная схема блока питания.

Она хороша тем, что не требует никаких наладок и работает сразу. Её сможет собрать даже начинающий радиолюбитель. Минусом схемы есть то, что нет защиты от короткого замыкания. В самой микросхеме она есть, но вот транзистор скорее всего сгорит при кз. Так что на выход желательно поставить обычный предохранитель на нужный ток. Хоть какая-то защита уже будет.

ВНИМАНИЕ: В СХЕМЕ Я ЗАБЫЛ ДОРИСОВАТЬ РЕЗИСТОР НА 10 КИЛООМ 0.25Вт ЕГО НАДО ПОДКЛЮЧИТЬ ПОРАЛЕЛЬНО К ВЫХОДНОМУ КОНДЕНСАТОРУ

Также у меня есть видеоролик на ютуб канале про данную схему кому интересно можете посмотреть.

Расчёт мощности блока питания на 12 V

Мощность БП является одной из главных технических характеристик, определяющих возможность подключения к нему той или иной нагрузки. Мощность поэтому может быть рассчитана разными способами:

Для светодиодных лент.

В этом случае расчёт выполняется следующим образом:

• за основу берётся мощность в 1 метра LED-ленты, указываемая производителем на упаковке;
• определяется её длина;
• эти значения перемножаются, и полученное выражение увеличивается на 30%.

Увеличение на 30% обеспечивает необходимый запас мощности блока питания. Этот расчёт можно выразить следующей формулой:

P блока = P уд × L ленты × K запаса , где:

P блока – электрическая мощность блока питания;

P уд − электрическая мощность 1 метра светодиодной ленты;

L ленты – длина ленты;

K запаса — коэффициент запаса мощности.

Внешний вид блоков питания персонального компьютера

Для персонального компьютера.

При необходимости определить мощность БП персонального компьютера следует знать мощности всех элементов устройств, входящих в его комплект. Это непростая задача, поэтому существуют специальные программы и онлайн-калькуляторы, служащие для выполнения такого расчёта. Вот некоторые из них:

• OuterVision – калькулятор, ссылка для скачивания: https://outervision.com/power-supply-calculator
• Компания «Enermax», калькулятор питания − ссылка для скачивания: http://www.enermax.outervision.com/index.jsp
• MSI – калькулятор источника питания, ссылка для скачивания: https://ru.msi.com/power-supply-calculator
• KSA Power Supply Calculator WorkStation – ссылка для скачивания: http://ksa-soft.ru/soft/10-ksa-power-supply-calculator-workstation.html

Для зарядки электрического инструмента и электронных гаджетов.

Когда необходимо определить мощность БП для зарядки шуруповёрта, смартфона или иного электронного устройства, необходимо знать их электрическую мощность и учесть коэффициент запаса. Это можно отразить следующей формулой:

P блока = P устройства × K запаса

Универсальный адаптер питания 12 В

Получаем 12 Вольт из 220

Наиболее доступным источником питания с практически неограниченным ресурсом мощности является бытовая сеть переменного напряжения 220 Вольт. Все что нужно для получения 12 Вольт – понизить, а при необходимости, и преобразовать имеющуюся электрическую величину в постоянную.

Для этого можно использовать один из нескольких способов:

Теперь рассмотрим каждый из способов более детально.

Способ без трансформатора

В случае отсутствия трансформатора, который мог бы понизить напряжение сети до 12 Вольт, обойтись можно и обычным резистором. Дело в том, что падение напряжения на резисторе, подключенном последовательно нагрузке в 208 Вольт обеспечит 12 Вольт на нужном устройстве, при условии, что в сети 220 Вольт.

Емкость конденсатора

Емкость конденсатора зависит от нагрузки и от пульсаций, которые она допускает. Для точного расчета емкости существуют формулы и онлайн-калькуляторы, которые можно найти в интернете. Для практики можно ориентироваться на цифры:

• при малых токах нагрузки (десятки миллиампер) емкость должна быть 100..200 мкФ;
• при токах до 500 мА нужен конденсатор 470. .560 мкФ;
• до 1 А – 1000..1500 мкФ.

Для больших токов емкость увеличивается пропорционально. Общий же подход – чем больше конденсатор, тем лучше. Увеличивать его емкость можно до любых пределов, ограничиваясь лишь габаритами и стоимостью. По напряжению надо брать конденсатор с серьезным запасом. Так, для 12-вольтового выпрямителя лучше взять элемент на 25 вольт, чем на 16.

Проблемы простого блока питания с нагрузкой

Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

Аналоги на Алиэкспресс

Кстати, на Али можно найти сразу готовый набор этого блока без трансформатора.

Ссылка на этот кит-набор здесь.

Лень собирать? Можно взять готовый 5 Амперный меньше чем за 2$:

Посмотреть можно по этой ссылке.

Если 5 Ампер мало, то можете посмотреть 8 Амперный. Его вполне хватит даже самому прожженному электронщику:

Вот ссылка.

Также неплохо было бы доработать этот блок питания ампервольтметром

который также можно купить на Али здесь.

С трансформатором и корпусом уже будет подороже:

Вот так он будет выглядеть при сборке

Глянуть его можно по этой ссылке. Может быть найдете подешевле.

А лучше вообще не заморачиваться и взять готовый лабораторный мощный блок питания со всеми прибамбасами:

Выбирайте на ваш вкус и цвет!

Какой ток потребляет шуруповерт

Прежде, чем подбирать подходящий блок питания, нужно понять, на какой потребляемый ток нужно
рассчитывать. К сожалению, производители аккумуляторных шуруповертов не указывают ток, потребляемый
двигателем. Емкость самого аккумулятора в ампер-часах, которая обязательно указанна на батарее,
не позволяет понять какой ток потребляет шуруповерт в рабочем режиме. Максимум, что может
указать производитель, это мощность в ваттах, но это бывает очень редко, обычно мощность указанна
непосредственно в силе крутящего момента.

Если мощность в ваттах все-таки указанна, мы можем иметь представление о потребляемом токе и
подобрать соответствующий блок питания с небольшим запасом по току/мощности. Для вычисления силы
тока достаточно разделить мощность в ваттах на рабочее напряжение шуруповерта, в данном случае это
12 вольт. Итак, если производитель указал мощность например 200 ватт — 200:12=16,6 А — такой ток
потребляет шуруповерт в рабочем режиме.

Однако указанная мощность это большая редкость и нет универсальной цифры, характеризующей все
12-ти вольтовые шуруповерты. Нужно понимать, что при полном торможении вала двигателя, токи могут
значительно превышать номинальные и вычислить эту величину очень не просто. В то же время, анализ
различных форумов и собственного опыта показали — для работы шуруповерта зачастую достаточно тока
в 10 А, этого достаточно для выполнения многих функций закручивания и сверления. При этом известно,
что броски тока при полном торможении вала могут превышать 30 А.

Ну и какой же вывод можно сделать из всего этого? Для шуруповерта подойдет блок питания 12 В
дающий 10 А тока, если имеется возможность использовать блок 20-30 А, это даже лучше. Это
среднестатистические цифры, применимые к большинству шуруповертов.

Как правильно подключать

Чтобы при самостоятельной сборке трансформаторного блока питания на 12В конденсаторы правильно работали, на выходе устройство укомплектовывается резистором с сопротивлением от 3 до 5 Мом.

Стабилизатор напряжения или тока

Источник питания стандартного типа собирается с использованием электролитического конденсатора с емкостью не более 10000 мкФ, двухполупериодного выпрямителя мостового типа из диодов с обратным напряжением в 50 вольт и прямым током 3А, а также с предохранителем 0,5А. В роли интегрального стабилизатора напряжения на 12В используется конденсатор 7912, либо 7812.

Интегральный стабилизатор напряжения

Без использования стабилизатора напряжения блок питания не сможет правильно функционировать. В роли этих компонентов используются конденсаторы серий LM 78xx и LM 79xx. Стабилитроны подбираются по подходящей величине параметров тока и напряжения, на рынке их большое множество, но самым продвинутым считается элемент типа КР142ЕН12.

Серия LM 78xx

Данные регуляторы напряжения имеют выходной ток до 1А, и выходное напряжение: 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18, 24. Кроме того в этих конденсаторах есть тепловая защита от перегрузок и защита от коротких замыканий.

Серия LM 79xx

Эти регуляторы напряжения имеют значения схожие с серией 78xx. В них также реализована тепловая защита от больших перегрузок и защита от замыканий.

Мастер-класс по изготовлению регулируемого блока питания

Как сделать подобное устройство в домашних условиях? Подробная инструкция как сделать блок питания своими руками поможет справиться с поставленной задачей. Первым делом необходимо иметь четкое представление, для каких целей будет собрано это устройство.

Главными принципами работы сооружения является подача максимального тока, который в дальнейшем будет направлен в сторону нагрузки. Помимо этого он будет обеспечивать выходное напряжение. Благодаря этому электрический прибор может нормально функционировать.

Например, устройство на выходе дает от 3 до 15 Вт, а прибор требует 5 Вт. Для этого определенным положением регулятора меняем диапазон преобразованной мощности.

Варианты БП для самостоятельного монтажа

Блок питания выбирают исходя из того, какие схемы предполагается им запитывать. Если это устройства с низким потреблением тока, то и БП не обязательно делать мощный: вполне можно обойтись источником с током на 5 ампер. Рассмотрим несколько вариантов схем, а также узнаем, как собирать самодельные блоки питания.

Простой БП 0-30 В

Одна из несложных схем источника питания с регулировкой выходного напряжения приводится на схеме.

Устройство выполнено всего на трех транзисторах и отличается высокой точностью напряжения на выходе, благодаря использованию компенсационной стабилизации, а также применением недорогих элементов.

Изделие собирается на печатной плате и после монтажа практически сразу начинает функционировать. Главное — подобрать стабилитрон, который должен соответствовать максимальному напряжению на выходе.

Для корпуса подойдет любой пластиковый или металлический короб, который окажется под рукой, например, от компьютерного БП.

В такой корпус без проблем поместится трансформатор на 100 Вт и печатная плата. Имеющийся вентилятор можно оставить, подключив в разрыв его питания сопротивление для снижения оборотов.

Для измерения потребляемого нагрузкой тока задействуем стрелочный амперметр, устанавливая его на переднюю панель из пластиковой коробки.

Вольтметр можно использовать цифровой.

Завершив монтаж, проверяем выходное напряжение, изменяя положение переменного резистора.

Минимальное значение должно быть около нуля, максимальное – 30 В. Подсоединив нагрузку около 0,5 А, проверяем просадку напряжения на выходе – она должна быть минимальной.

Мощный импульсный БП

Рассмотрим схему блока питания с регулировкой по току и напряжению. Такие устройства иногда еще называют лабораторными, поскольку они подходят не только для запитки электронных схем, но и для зарядки АКБ.

Этот БП обеспечивает регулировку напряжения в диапазоне 0-30 В и тока 0-10 А. Источник можно разделить на три части:

1. Внутренняя схема питания, состоящая из источника напряжения на 12 В, и ток минимум 300 мА. Назначение этого источника – запитка схемы БП.
2. Блок управления. Выполнен на микросхеме TL494 с простым драйвером. Резистор R4 позволяет регулировать максимальный порог напряжения, R2 – ток.
3. Силовая часть. Большую часть схемы можно задействовать из старого компьютерного блока питания. Для намотки трансформатора управления подойдет ферритовое кольцо R16*10*4,5, на котором наматывают провод МГТФ 0.07 мм² в количестве 30 витков одновременно в 3 провода. L1 мотают на кольце от того же БП, удалив старую обмотку и намотав медный провод диаметром 2 мм и длиной 2 м. Для L2 подойдет дроссель на ферритовом стержне.

Чтобы получить выходное напряжение 30 В, вторичную обмотку силового трансформатора нужно перемотать, увеличив количество витков.

Для размещения элементов схемы изготавливают печатную плату.

Если сборка выполнена правильно, блок питания начинает работать сразу. Чтобы была возможность управлять вентилятором по температуре, можно собрать простую схему на lm317.

На Ардуино

Радиолюбители с опытом иногда собирают блоки питания под управлением Ардуино. Таким образом удается создать контролируемый источник питания с такими режимами: может «отдыхать», функционировать в режиме экономии либо работать на ток в 10 А и разное выходное напряжение, если это требуется.

«Умный» блок питания представлен на схеме.

Для запитки микропроцессора ATmega задействуется импульсный стабилизатор. Благодаря наличию постоянного и стабилизированного напряжения 5 В блок питания можно оснастить разъемом USB, что позволит подзаряжать какие-либо устройства.

Печатную плату можно сделать по образцу.

Внешний вид устройства и внутреннее расположение компонентов представлены на фото.

Блок питания от 0 до 30 В на 10 ампер можно собрать своими руками по любой из представленных схем, а как именно сделать такое устройство, пошагово рассмотрено в инструкциях с фото-примерами. Для сборки простого источника питания потребуются начальные значения в области радиоэлектроники, умение обращаться с паяльником и минимальный перечень радиокомпонентов.

Что учесть

1. Для питания светодиодной ленты на 12 В БП от мобильников однозначно не подходят. У них на выходе недостаточный вольтаж – в пределах 5. Домашние умельцы используют их по-другому – для изготовления мини-ночников на нескольких светодиодах. От каких устройств (с некоторой доработкой) можно брать блоки питания?

• Сетевые маршрутизаторы.
• Планшеты.
• Некоторые модели ПК.
• Мониторы.
• Моноблоки.

Одни из них выдают требуемые 12 В, другие – 19.

1. Существует 2 разновидности блоков питания. Их принципиальное отличие – в схеме. Более старые БП собраны на основе трансформаторов. Все современные – импульсные, в которых нет традиционного «железа». Их несложно определить по весу – он небольшой. Что лучше взять для светодиодной ленты?

Если учесть специфику ее работы (в зависимости от модификации) и целевого использования (простая подсветка или дополнительное освещение), то для изготовления адаптера своими руками желательно подбирать импульсные БП. С трансформаторными аналогами, если неправильно определена нагрузочная мощность, может возникнуть проблема, связанная с сильным нагревом устройства преобразования напряжения.

1. Блок питания для светодиодов (а лента собрана из них) имеет существенное отличие от обычных БП. Заключается оно в том, что на выходе должно быть не только требуемое напряжение, но и стабильный ток. Такие приборы называют драйверами, чтобы не происходило путаницы с их предназначением.

По сути, это источники тока в первую очередь. Но расчеты их параметров (учитывается тип светодиодов, их количество в ленте, схема включения) довольно сложные, поэтому своими руками проще переделать готовый БП.

Поэтому часто возникает путаница в выборе блока. Самый задаваемый вопрос – на какую характеристику все-таки ориентироваться в первую очередь, P или I? То, что они взаимосвязаны, общеизвестно. Для светодиодной ленты главное – стабильность. Источник должен обеспечивать необходимую силу тока и одновременно исключать броски напряжения. Иначе LED— прибор попросту сгорит.

Как сделать простейший блок питания, показано в видео:

Как подобрать компоненты

Для трансформаторного источника подбирается, в первую очередь, трансформатор. В большинстве случаев он берется готовый из того, что есть. Этот узел должен выдавать требуемый ток при максимальном напряжении. Сочетание этих параметров обеспечивается габаритной мощностью трансформатора. Для промышленных устройств параметры можно узнать из справочника. Для случайных трансформаторов мощность можно определить по размерам сердечника (в сантиметрах).

Площадь сердечника для разных типов трансформаторов.

Мощность вычисляется по формуле:

P=S2/1.44 где:

• P-мощность в Ваттах;
• S- сечение в квадратных сантиметрах.

Для практических целей мощность надо еще умножить на КПД. Для примера, трансформатор с площадью сердечника 6 кв.см. при напряжении 35 вольт и выходном напряжении стабилизатора 30 вольт (общий КПД можно взять 0. 75) способен отдать мощность P=(36/1.44)*0.75=18.75 ватт. Наибольший ток при этом составит I=P/U=18.75/35=0,5 А.

Если трансформатор проходит по мощности, но вторичная обмотка рассчитана на другое напряжение, ее можно удалить и намотать новую (если уместится). Количество витков рассчитывается так:

• определяется количество витков на вольт по формуле 50/S, где S – площадь сердечника в кв.см.;
• эта величина умножается на необходимый уровень напряжения.

Так, для площади 6 см на 1 вольт приходится 50/6=8,3 витка на вольт. Для напряжения 35 вольт обмотка должна иметь 35*8,3=291 виток. Диаметр провода рассчитывается по формуле D=0,02, где I – ток в миллиамперах. Для тока в 5 ампер надо взять провод диаметром 0,02*=70*0,02=1,4 мм.

Если для линейного регулятора подбирается мощный транзистор, основной критерий для применения – ток коллектора. Он должен с запасом перекрывать ток нагрузки. Этот параметр для распространенных отечественных и зарубежных транзисторов приведен в таблице.

Транзистор	Наибольший ток коллектора (постоянный), А
КТ818 (819)	10
КТ825 (827)	20
КТ805	5
TIP36	25
2N3055	15
MJE13009	12

Также надо обратить внимание на такой параметр, как максимальное напряжение между коллектором и эмиттером. При входном напряжении 35 вольт и выходном 1,5 разница составит 33,5 вольт, для некоторых полупроводниковых приборов это недопустимо

Емкость оксидного конденсатора, стоящего после выпрямителя, выбирается исходя из нагрузки. Существуют формулы для расчета параметров фильтра, но на практике подход простой: чем больше, тем лучше. Сверху на емкость наложено два ограничения:

• габариты конденсатора;
• бросок тока на заряд, который может быть значительным при большой емкости.

Выходной конденсатор БП может иметь емкость около 1000 мкФ.

Как сделать простой блок питания на 12 вольт из трансформатора, выпрямителя, конденсатора.

Тема: как можно спаять источник питания на 12 вольт своими руками (схема).

Если вам нужен источник постоянного питания с напряжением 12 вольт, а его нет под рукой, то его можно и купить. Если брать дешёвый блок питания, то его качество будет оставлять желать лучшего. Обычно такие недорогие БП хороши только с виду. Когда их открываешь, то оказывается, что его характеристики (указанные на корпусе) по току завышены. В реальности он не способен обеспечить в полной мере ту мощность, что заявлена производителем (как правило). Можно купить и более дорогостоящий блок питания на 12 вольт, но собрать своими руками по частям выйдет гораздо дешевле, а по качеству ничуть не хуже.

Итак, как сделать хороший и простой блок питания на 12 вольт своими руками, что для этого нам понадобится? Нужен понижающий силовой трансформатор, выпрямительный диодный мост и фильтрующий конденсатор электролит. Трансформатор будет понижать сетевое напряжение (220 В) до нужного, а именно до 10 вольт. Почему до 10, а не 12. Потому, что есть такой эффект — переменное напряжение после диодного моста (имеющего конденсатор достаточной емкости) станет процентов примерно на 18 больше, чем без конденсатора. Это стоит учитывать при сборке любого блока питания.

Трансформатор нужен той мощности, которая вам нужна. То есть, изначально вы должны знать, какой именно максимальный ток должен выдавать данный блок питания. Зная ток и выходное напряжение можно найти электрическую мощность. Нужно просто ток (к примеру 3 ампера) перемножить на напряжение выхода (в нашем случае это 12 вольт). Стоит ещё добавить небольшой запас по мощности процентов 25. В итоге получим, что нужен трансформатор мощностью около 50 Вт.

С размерами (мощностью) трансформатора определились. Исходя из этого вторичная обмотка транса должна иметь нужное сечение, чтобы обеспечить нужную силу тока. Для 3 ампер (максимальное значение) на выходе нашего самодельного блока питания сечение вторичной обмотки трансформатора должно быть около 1,3 мм. Если на магнитопроводе достаточно места, то можно намотать провод большего диаметра (это только увеличит максимальную силу тока источника питания).

Итак, наш трансформатор на выходе вторичной обмотки будет выдавать переменное напряжение величиной 10 вольт. Это напряжение имеет форму синусоиды, которая меняет свои полюса с частотой 50 герц. Нам же нужен постоянный ток, который не имел этого периодического изменения полюсов. Для этого используется выпрямительный диодный мост. Его задача сводится к тому, что он все полупериоды делает однополюсными, хотя и скачкообразными (плавно возрастающими и убывающими). Диодный мост можно купить готовым, хотя его можно спаять и самому из 4х одинаковых диодов, которые должны быть также рассчитаны на нужный выходной ток. Для нашего самодельного блока питания с 3 амперами нужно взять диоды, рассчитанные на ток в 6 А (берём с учётом запаса).

Поскольку после диодов напряжение имеет скачкообразный вид, его нужно отфильтровать. Это делается обычным электролитическим конденсатором, соответствующей емкости. Значит достаем еще и конденсатор, рассчитанный на напряжение 25 вольт, с емкостью 2200 мкф (чем больше, тем лучше фильтрация, но при этом и размеры конденсатора будут увеличиваться). Вот и всё, теперь эти элементы нужно просто спаять между собой (трансформатор, выпрямительный диодный мост и конденсатор электролит).

P.S. Учтите, что ёмкость конденсатора электролита имеет полярность (плюс и минус), которую нужно соблюдать при подключении его к схеме нашего самодельного блока питания. В противном случае может произойти так, что конденсатор просто у вас взорвется, либо просто выйти из строя. Ну, а в целом, данная схема БП является наиболее простой. Она не имеет стабилизации, рассчитана на питания электроприборов, не нуждающихся в большой точности и стабильности напряжения.

Характеристики блока управления

Блок питания – это электротехническая конструкция, основная задача которой преобразовать силу тока 220В в 12В или 24В в зависимости от требуемой величины рабочего напряжения. В большинстве случаев для питания светодиодных ламп используются импульсные блоки питания. Здесь ограничителями выступают резисторы. Есть распространенный аналог блока питания – драйвер, его недостаток заключается в отсутствии ограничителей тока.

При выборе блока питания для светодиодных лампочек требуется ознакомиться с характеристическими особенностями, которыми должно обладать устройство.

• Рабочее напряжение осветительного прибора.
• Суммарная мощность светодиодной ленты.
• Необходимость защиты корпуса БП от пагубных воздействий окружающей среды.
• Габаритные размеры конструкции.

Рабочее напряжение

Сравнительная таблица светодиодов

Рабочее напряжение светодиодных ламп в зависимости от модификации конструкции бывает – 12В, 24В и порой 36В. Рабочее напряжение управляемых светодиодных лент SPI составляет всего 5В. Для беспрепятственной работы выходное напряжение блока питания должно соответствовать установленным параметрам.

Существуют блоки питания, которые позволяют вручную регулировать силу выходного напряжения, их используют для реализации нестандартных проектов, а также, когда нужно компенсировать падение напряжения на длинных проводах.

Также существуют нестандартные модификации БП, оснащенные несколькими каналами. Каждое имеет разное выходное напряжение. Это может быть очень кстати, если запитать разные ленты на один источник.

Мощность осветительного прибора

Таблица мощности светодиодных лент

Выбрать блок питания по мощности необходимо следующим образом: мощность = суммарная мощность светодиодных ламп * коэффициент запаса КЗ (он равен 15-30%). Если пренебречь коэффициентом запаса при выборе, электрический прибор будет работать на пределе, его срок службы будет весьма ограниченным.

Для вычисления суммарной мощности светодиодной ленты требуется каждый метр ее длины умножить на мощность.

Габариты

Имеют большое значение размеры корпуса. Мощные БП могут быть габаритными, скрыть их будет практически невозможно, к тому же большинство из них оснащено встроенным вентилятором. Если потребуется подсоединить длинный участок ленты, можно пересмотреть схему подключения и использовать вариант эксплуатации нескольких меньших по размерам и мощности блоков.

PFC в характеристике трансформатора

Блок питания для светодиодной ленты 36W, 700mA, PFC

Порой на корпусе БП можно увидеть маркировку PFC, которая в переводе с английского означает коррекция реактивной мощности. Этот параметр указывает, на каком именно схемотехническом решении спроектирована данная модель, что позволяет уменьшить потребляемую мощность.

Таким модификациям свойственно высокое значение коэффициента мощности, они относятся к моделям высокого качества с низким пусковым током. Еще одно преимущество таких моделей заключается в том, что при большом количестве одновременно используемых БП нет необходимости устанавливать и эксплуатировать специальные пусковые автоматы.

Блок питания – это электротехническая конструкция, без которой не обойтись при установке светодиодных ламп дома, на работе, в гараже и т.д.

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:  Cхема высоковольтного преобразователя напряжения

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

Нюансы изготовления блока питания для шуруповёрта

При изготовлении блока питания 12 В своими руками для подключения шуруповёрта к электрической сети необходимо учитывать следующие нюансы, связанные с его использованием:

1. Напряжение на выходе должно быть 18–19 В, в противном случае мощность устройства значительно снизится.
2. Электронные компоненты схемы БП должны соответствовать номинальному току работающего шуруповёрта.
3. Размер собираемого блока должен быть таким, чтобы разместиться в корпусе демонтируемого аккумулятора (в случае изготовления встроенной конструкции).

В остальном этапы изготовления аналогичны, как и в случае отдельно размещаемого варианта исполнения БП.

Блок питания 12в 10а своими руками в Новосибирске: 577-товаров: бесплатная доставка, скидка-65% [перейти]

Партнерская программаПомощь

Новосибирск

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Одежда и обувь

Стройматериалы

Стройматериалы

Текстиль и кожа

Текстиль и кожа

Здоровье и красота

Здоровье и красота

Детские товары

Детские товары

Продукты и напитки

Продукты и напитки

Электротехника

Электротехника

Дом и сад

Дом и сад

Промышленность

Промышленность

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство

Торговля и склад

Торговля и склад

Все категории

ВходИзбранное

Блок питания 12в 10а своими руками

2 200

2900

Блок бесперебойного питания SR-UPS-12/10А с 9-ю выходами 12В 10А и под АКБ 7 а/ч Тип: Блок питания

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 654

2505

12/10. 0 Optimus блок питания 12V 10A, встроенная система охлаждения, внутренний сетевой адаптер для камер видеонаблюдения, видеокамер и видеорегистратора, 12в 10а, 12 вольт 10 ампер

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 090

2426

Блок питания AMTOK I-12-10000 12В 10А (12V 10A) штекер 5.5*2.5, стабилизированный, импульсный. Тип:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 590

2300

Блок питания 12 вольт 10 Ампер Адаптер 120Вт / 12В 10А 12v 10a Тип: Зарядное устройство, Зарядное

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

1 289

2100

Блок питания универсальный 12В 10А (5.5*2.5 мм) Тип: Блок питания для сетевого оборудования,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания с защитой 12В—10А 120W Пластмассовый корпус

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания импульсный, 120Вт, 12В DC, 12-15В 10А, 180-550В AC MEAN WELL WDR-120-12

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания импульсный, 120Вт, 12В DC, 12-14В 10А, 90-264В AC MEAN WELL EDR-120-12

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Сетевой модульный блок питания, 12В, 10А

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

ICLED Блок питания SP-A 12V 120W 10A Производитель: ICLED

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Full Energy BGM-1210Lite — блок питания импульсный, двухканальный, 12В/10А

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

SR-UPS-12/10А Блок бесперебойного питания 12В,10 А Цвет: белый, Производитель: Sarmatt, Требуется

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Full Energy BGM-1210 — блок питания импульсный, 12В/10А

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

AC-DC источники питания для светодиодов MEAN WELL ELG-150-12, AC/DC LED, 12В,10А,120Вт,IP67 блок питания для светодиодного освещения

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок питания 12v 10А (DC 5. 5×2.5)

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок резервного питания на 1 канал 10А/12В

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок питания, 12В, 10А, 120Вт

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок питания SP-A 12V 120W 10A

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Full Energy BGM-1210Pro — блок питания импульсный, двухканальный, 12В/10А

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок розеток Rexant 19″, 1U, 10А, 8 розеток, корпус сталь, без шнура питания {04-0308} Бренд:

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок розеток TLK 19″, 8-гнезд, 10А, с фильтром, без выключателя и предохранителя, шнура питания, железный корпус (TLK-RS08M1N-BK)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок розеток TLK TLK-RSC08-MTF-01-BK, 19″, 8-евро, 10А, без шнура питания, вход С14 + предохранитель перекидной выключатель, 2500Вт, 490×44. 4×68мм, металл

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок розеток TLK 19″, 8-гнезд, 10А, с фильтром и предохранителем, без шнура питания, металлический корпус (TLK-RS08MF1-BK)

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания 24B 10А 240 Вт, металлический корпус (S-240-24)

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Блок питания пласт, корпус 12V/10А/120W

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Блок питания импульсный, 50Вт, 5В DC, 5-6В 10А, 85-264В AC, 330г MEAN WELL MDR-60-5

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

Hyperline SHE19-8SH-S-IEC Блок розеток для 19″ шкафов, горизонтальный, с выключателем подсветкой, 8 Schuko (10А), 250В, без кабеля питания,

В МАГАЗИНЕще цены и похожие товары

2 страница из 18

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 220/60 Вольт

Устройство предназначено для получения постоянного стабилизированного напряжения 60 вольт от сети 220 вольт с максимальным током до 10 ампер. Устройство позволяет в небольших пределах регулировать выходное напряжение и имеет защиту от короткого замыкания в нагрузке. Схема устройства показана на рис.1, подробное описание работы схемы приводится ниже. Регулирующий элемент выполнен на составном транзисторе VT1,VT2, усилитель постоянного тока на VT4. Источник опорного напряжения выполнен на стабилитронах VD5, VD6 и резисторе R6. Устройство электронной защиты работает следующим образом. При коротком замыкании в нагрузке ток через VT1 автоматически ограничивается. В нормальном режиме стабилизатора увеличение тока нагрузки ведет к увеличению тока эммитера VT4 и уменьшению тока через VD5, VD6. В этом режиме при колебаниях напряжения в нагрузке на базу VT4 поступает напряжение с полярностью, соответствующей отрицательной обратной связи. При коротком замыкании на выходе, ток через стабилитроны прекращается. Из-за этого полярность напряжения на VT4 меняется на обратную, обратная связь становится положительной и любое снижение выходного напряжения из-за увеличения тока нагрузки, приводит к закрыванию транзисторов. Для восстановления работоспособности стабилизатора блок питания отключают на 20 секунд от сети, а затем снова включают. Величина выходного напряжения регулируется резистором R8. Этот резистор выполняет роль отрицательной обратной связи, ускоряющей процесс запирания, и одновременно защищает транзистор VT1 от разрядного тока конденсатора C1 при коротком замыкании нагрузки. Налаживание сводится к подбору номинала резистора R10, от величины которого зависит максимально допустимый ток, при превышении значения которого срабатывает защита от короткого замыкания. Сначала вместо резистора R10 устанавливают другой, номиналом в 0,2 — 0,3 ома и проверяют работоспособность устройства защиты. Оно должно сработать при токе нагрузке в пределах примерно 1…2 А. Затем, убедившись в нормальной работе блока питания, устанавливают резистор R10 с номиналом в 0,03 ома, и проверяют работу блока питания при максимальной нагрузке. При указанном номинале максимальный ток будет достигать значения около 5 ампер. При необходимости номинал R10 нужно будет скорректировать. Конструкция и детали. Транзистор VT1 необходимо установить на радиаторе с площадью охлаждения не менее 300 см.кв., при максимальной нагрузке более 5 ампер площадь радиатора нужно увеличить. Диоды VD1-VD4 желательно также установить на небольшие радиаторы в виде П-образных пластин. Резистор R10 изготавливают из отрезка нихромового провода диаметром не менее 0,35 мм., или медного провода того же диаметра (длина медного провода диаметром 0,35 мм примерно 20 см). Если в процессе эксплуатации ток в нагрузке не будет превышать 5 Ампер, в качестве силового трансформатора T1 можно применить силовой трансформатор ТС-270 от старых цветных ламповых телевизоров. Первичная обмотка на обоих катушках остается, остальные удаляются, и наматывается новая вторичная обмотка. При выборе трансформатора следует учитывать тот факт, что обмотки трансформаторов ТСА-270 в отличии от ТС-270 выполнены алюминиевым, а не медным проводом. Если блок питания планируется использовать для питания систем, имеющих разговорные цепи ( пульты связи, АТС и т.п.), на выходе устройства следует включить дроссель, для того, чтобы исключить возможное шунтирование разговорных цепей. В конструкции использованы диоды Д243А (при токе накрузки 10 ампер, следует установить более мощные), С1 — 2000х100 вольт (можно получить запаралелив несколько штук меньшей емкости), R1 — 2,7 К не менее 2 Вт. R2 — 10…20 ом, R3 — 150 ом, R4 — 8,2 ком, R7 и R9 по 2,2 ком. Все резисторы номинальной мощностью не менее 0,25 вт. R5 — 510 ом, R6* — 3,3 ком. Оба резистора номинальной мощностью не менее 0,5 вт. Потенциометр R8 — 470 ом. С1 - 0,1 мк. VT1 — КТ945А; VT2 — КТ817Г; VT3 — КТ503Г; VT4 — КТ502Е. VD7 - КД105. VD5, VD6 — КС531. Возможно применение других стабилитронов, с суммарным напряжением стабилизации 60 вольт. Например 4 стабилитрона КС515А, включенных последовательно (Uст = 15 в., 15х4=60 вольт). Синицкий В.К., Первомайский УЭС Copyright © 1999 – 2003 Источник — «Первомайский узел электросвязи» Email pervomay (at) sinn.ru

Регулируемые блоки питания Очень важная часть любого аудиопроекта.

Статья Грея Роллинза

Лето 2010 Регулируемые блоки питания Очень важная часть любого аудиопроекта. Статья Грея Роллинза Уровень сложности     P вл. расходные материалы — нелюбимые пасынки искусства электроники «сделай сам». Хотя аудиофилы вполне с удовольствием модифицируют существующие блоки питания обычно путем добавления емкости идея создания мощности поставка с нуля — не самое веселое представление большинства людей. Признайся, никто занимается аудиоэлектроникой для создания блоков питания. Они фантазируют о построении схемы усиления; блок питания представляет собой неприятная обязанность, мало чем отличающаяся от необходимости есть овощи, прежде чем добраться до есть десерт. Тем не менее, источники питания имеют решающее значение и плохо выполненный, можно испортить работу в остальном прекрасной схемы.   Итак, с чего начать? Наиболее очевидным параметром является напряжение. Если источник питания не обеспечивает нужное напряжение, цепь не будет работать должным образом и даже может полностью выйти из строя, если напряжение превышает рейтинг компонентов. Второе, что нужно иметь в виду, это текущие требования к цепи. Если цепь голодает ток, будут всевозможные временные проблемы, которые будут убедить вас, что ваша схема одержима злыми демонами. Звуки достаточно просто. Если все, что вам нужно сделать, это обеспечить достаточный ток в определенное напряжение, то, конечно, это не может быть слишком сложно. Может быть, а может и нет. Как всегда, дьявол внутри Детали. Напряжение, которое вело себя идеально, когда вы были на скамейке тестирование схемы, может провиснуть, если все в вашем блоке запускают свой воздух кондиционирование в жаркий день. Ваши якобы безобидные линии электропередач могут принести во всех видах радиочастотного хэша, диммерах света и других подобных вещи могут сбрасывать гудящий постоянный ток в ваш якобы чистый переменный ток. Существуют целые книги, посвященные проектированию источников питания, и вы можете провести недели, погрузившись во всевозможные тайные вещи, которые не обязательно имеют отношение к звуковой схеме. К сожалению, книги которые покрывают конструкцию источника питания аудио, почти не существуют. Обычно лучшее, что вы можете найти, это главу в конце книги по усилителей, и в этой главе рассматриваются только основные конденсаторные фильтры. питания, как те, которые вы видите в усилителях мощности. Давайте использовать это как отправную точку, а затем улучшайте производительность шаг за шагом. Я предполагаю, что вы знакомы с основы. Переменный ток подается на трансформатор, который ступенчато напряжение вниз (или вверх, в случае лампового редуктора) до чего-то большего в соответствии с потребностями схемы усиления. Это напряжение затем подается на диодный мост, который выпрямляет переменный ток, превращая его в импульсы постоянного тока. Затем импульсный постоянный ток подается на конденсатор, который сглаживает импульсы, оставляя теоретически чистый постоянный ток, который вы можете используйте для запуска вашей схемы. На схеме №1 показан блок питания этого Сортировать. Нажмите здесь скачать схемы. К сожалению для самодельного энтузиаста электроники, даже эта базовая топология приводит к вопросам, на которые трудно ответить. Насколько большим должен быть трансформатор? Какие диоды использовать? На сколько хватает емкости? И множество других мелочей которые возникают, когда вы действительно готовы начать покупать запчасти. Начните с просмотра схемы, которую вы собираетесь построить обратите внимание на требования к напряжению на шине. В качестве примера воспользуемся Проект Difference Engine, опубликованный в прошлом году. Эта схема указана рельсы + 20 В постоянного тока. Предположим, что в блоке питания установлен емкостной фильтр. переменный ток, требуемый от трансформатора, будет 0,7 * 20 В постоянного тока = 14 В переменного тока. Для тех, кто хочет быть разборчивым, 0,7 на самом деле 0,707 (обратное квадратного корня из 2), но в реальном мире 0,007 затопляется другие переменные, так что 0,7 вполне подойдет. Одна из переменных должна быть учитывается падение напряжения на диодах, которое находится на порядка 0,6В. Добавьте это, и вы будете искать двойной 14,6 В. вторичный трансформатор. Не своди себя с ума, пытаясь найти трансформатор с дробными напряжениями на вторичных обмотках просто круглый скинь 15В и радуйся. Обратите внимание, что на практике многие трансформаторы на самом деле обеспечивают немного более высокое напряжение, чем указывают спецификации. Они делают это намеренно. Когда есть трансформатор под нагрузкой напряжение имеет тенденцию немного проседать, поэтому перенапряжение компенсирует эти потери на вторичном рынке. Какой ток должен выдерживать трансформатор? доставлять? Круглым числом разностная машина рисует что-то на порядка 100мА на канал. Я бы посоветовал купить трансформатор. оценивается как минимум в два раза, а лучше в три раза. Больше не будет больно, и любопытным фактом, бесконечно раздражающим педантичных людей, является что слишком большой трансформатор может привести к лучшему звуку. Почему? Поскольку вторичная обмотка с более высоким током намотана проводом большего сечения, что, в свою очередь, уменьшает сопротивление вторичной обмотки постоянному току, что снижает сопротивление к земле на небольшое количество, что делает источник питания лучший источник напряжения. Это одна из тех вещей, которых нет в учебники, потому что это неприменимо, если вы разрабатываете что-то вроде микроволновая печь. Цены на трансформаторы быстро растут, поэтому, возможно, они того не стоят. дополнительные расходы для вас. Это просто уловка, чтобы держать в задней части вашего разум. После трансформатора идет диодный мост. В теории можно обойтись и одним диодом, но для аудио это собирается сделать вещи излишне сложными, поэтому мы предположим использование мост. Диодные мосты доступны в отдельных корпусах, но они различаются широко по характеристикам, и было бы утомительно пытаться охватить все перестановки здесь. Это не должно мешать вам использовать его, если вы хочу; это просто для того, чтобы это не превратилось в книгу. Если вы построите моста с использованием дискретных частей, по умолчанию используется серия 1N400x. диоды, где x — цифра от 1 до 7, обозначающая, какое напряжение диод выдерживает. Учитывая, что нет значительных затрат разница между 1N4001 и 1N4007, разориться и пойти с 1N4007, рассчитанный на 1000 PIV. PIV означает пиковое обратное напряжение. мера того, сколько напряжения деталь может удерживать, когда напряжение пытается течь «назад». Явно для относительно невысокого схема напряжения как у разностной машины, 1000 вольт это перебор, но если штрафа нет, то почему? Все диоды 1N400x рассчитаны на 1A, что аккуратно обходит любые вопросы о текущей емкости для Действительно, разностная машина почти для всех схем предусилителей. Тебе следует хотите изучить часть с более высокой производительностью, я бы предложил изучить диоды быстрого/мягкого восстановления. Диоды включаются и выключаются в зависимости от того, они проводят или нет, а быстрые/мягкие диоды переключаются больше изящнее, чем обычный вид. Как и следовало ожидать, они также стоит дороже, но рост цен не так уж и плох. Следующий пункт повестки дня — емкость. Это еще одна область, где звуковые схемы и ответы учебника расходятся. если ты почитайте об источниках питания, вы быстро найдете формулы, которые говорят вам какую емкость использовать в зависимости от пульсаций источника питания вы готовы терпеть. Но блок питания — это нечто большее, чем просто отфильтровывая импульсы постоянного тока, поступающие от диодов. Аудио сигнал обычно в конечном итоге накладывается на напряжение на шине, и это нужно куда-то идти, чтобы он не модулировал рельс и не вызывал проблем в активная схема. Куда ему нужно идти, так это на землю, и его путь через конденсаторы блока питания. Чем больше конденсатор, тем ниже импеданс, который видит аудиосигнал, и тем легче он находит путь К земле, приземляться. Педанты также регулярно упускают из виду, что более емкость означает более низкую точку спада, а это означает, что более низкая частоты шунтированы на землю. Таким образом, в то время как тысяча микрофарад Емкость может удовлетворить ваши требования к пульсации в соответствии с формул, использование большего количества будет звучать лучше. Имея это в виду, давайте бросим 4700 мкФ, может 10000 мкФ. Если чем больше, тем лучше, почему бы не поставить Фарада в схема? К сожалению, с диоды. При нормальной работе они включаются, проводят в течение время, а затем снова выключите. При прочих равных условиях чем короче период времени, который они проводят, тем больший ток должен течь в течение этого времени, и чем ближе они подходят к своему течению и теплу рейтинги рассеивания. Большое количество емкости сокращает количество время, которое диод проводит, поэтому существуют практические ограничения на то, сколько емкость, которую вы можете включить в цепь. Всем этим можно управлять, т. конечно, но вы доходите до точки, когда вы идете на компромиссы, которые вы не планировал делать. На схемах № 2 и 3 показаны фильтры PI (они называется так, потому что фильтр чем-то похож на греческую букву PI) добавлен к первоначальному блоку питания. Это простой способ улучшить производительность простого емкостного фильтра, но он по-прежнему не решает колебания сетевого напряжения, и он очень быстро становится громоздким. Еще хуже, катушки индуктивности, особенно такие, которые могут выдерживать ток более нескольких мА. современные, редкие и дорогие. Активное регулирование позволяет обойти некоторые ограничения конструкции пассивного источника питания. За доллар или два вы можете имеют активное регулирование, которое легко сравняется с производительностью многих больший пассивный источник питания и блокировка напряжения на шине до известного значения кроме того, пассивные источники питания не могут этого сделать. Проще всего купить регулятор стружки, такой как ЛМ317/ЛМ339. Они недороги, просты в использовании и требуют минимум внешние части. На схеме номер 4 показан универсальный чип-регулятор. схема для сравнения со схемами пассивного фильтра. Предполагать, тем не менее, вы бы предпочли свернуть свой собственный. Или, возможно, у вас есть напряжение или текущее требование, которое выходит за рамки того, что вы можете получить от чипа. Регулятор может быть таким же простым, как источник опорного напряжения и пропускное устройство. На схеме № 5 показаны пропускные устройства MOSFET. со ссылкой на стабилитроны для установки напряжения. Стабилитроны обладают стабильное падение напряжения, идеально подходящее для наших целей. Вы также можете использовать сложите их последовательно, и напряжения отдельных диодов складываются красиво линейно. В этом примере я использовал последовательно два стабилитрона. смещено резистором. Если, например, вы должны были последовательно подключить два 12В Зенеры, вы получите напряжение на шине порядка 20 В идеально. для разностной машины. Да, 12В + 12В = 24В, что на первый взгляд кажется высоким, но Vgs проходного устройства MOSFET (~ 3-4 В) упадет до этого вернуться к чему-то очень близкому к 20V. Если вы хотели заменить биполярные пропускные устройства для полевых МОП-транзисторов, вы бы стреляли для справки напряжение около 21 В или около того, избыток компенсируется напряжением Vbe (около 0,6 В), снова давая вам 20 В по рельсам. На схеме №6 показана модификация №5. В этом случае опорный стабилитрон (на этот раз показан только один диод, но не стесняйтесь использовать два или более, если хотите) смещен током JFET источник. Источник тока — отличный способ обеспечить амортизатор. который предотвращает изменения входного напряжения от изменения смещения ток через стабилитрон. Не стесняйтесь экспериментировать с этими цепями. Просмотрите свой ящик для мусора и свободно замените. Если у вас нет JFET, вместо этого создайте биполярный источник тока. если ты у вас нет под рукой IRF610, используйте Zetex MOSFET или биполярный проход устройство. К пропускному устройству предъявляется всего три требования: 1) Он должен принимать напряжение, поступающее от конденсатор фильтра. Используйте деталь, рассчитанную как минимум на 50 % больше, чем Напряжение на шине постоянного тока, поступающее от восходящего потока. 2) Он должен быть в состоянии передать любую разумную сумму тока, который может потребоваться цепи. Я бы предложил использовать часть рассчитанный как минимум на вдвое больший ожидаемый ток. 3) Умножьте напряжение и ток, чтобы получить рассеивание мощности. Используйте деталь, рассчитанную как минимум на вдвое большую фигура.   Хотя вам может сойти с рук кейс ТО-92 мимо приборов для малогабаритных схем вы обнаружите, что корпуса ТО-220 обеспечивают более широкий запас прочности. Я регулярно запускаю устройства ТО-220 до 0,5 Вт. рассеивание без радиатора. Если вы собираетесь запускать их намного горячее чем это, используйте радиатор. Следующим шагом является предоставление регулятору мозг, в виде дифференциальной схемы. Как только регулятор Схема достаточно умна, чтобы сравнить напряжение, которое она выдает, с опорного напряжения и генерируют корректирующий сигнал, он открывается целые миры возможностей. Схема номер 7 представляет собой полностью конкретизированный дискретный стабилизатор напряжения, который я построил для выходного каскада усилителя мощности. я сделал две небольшие модификации для текущего использования: я уменьшил пропускные устройства до IRF610/IRF9610, и теперь они питаются от той же шины, что и сам регулятор. В сборке использовалась схема IRFP140/IRFP9140. МОП-транзисторы и они регулируются отдельными шинами. Существует множество способов, которыми эта схема может быть изменена, чтобы соответствовать доступным частям, и я предложу некоторые возможности, как мы идем вперед. Начиная слева, D1 (D2 в отрицательном напряжении регулятор) является функцией безопасности. Сбрасывает остаточное напряжение на С1 (С2) когда цепь отключается. C1 (C2) действует как функция медленного пуска и также помогает успокоить диод Зенера. Имейте в виду, что диоды Зенера имеют довольно низкий импеданс, поэтому, если вы собираетесь использовать колпачок для уменьшения шума, он довольно большой. Q1 (Q2) — источник тока, очень похожий на тот, что в Схема №6. Его выход задается R1 (R4) и должен быть выбран согласно индивидуальному JFET. Вместо этого вы можете использовать горшок, чтобы упростить вещи. Это позволило бы точно настроить источник тока в местонахождение . R2 (R3) предназначен для уменьшения рассеивания тепла в JFET. Стабилитроны — это детали на 9,1 В. Нет причин, почему ты не мог используйте другое напряжение, если хотите. Q7 (Q8) — еще один источник тока, используемый для смещения дифференциальная схема. Ток смещения задается резистором R7 (R8). Q3 и Q11 (Q4 и Q12) составляют сам дифференциал мозга, который сравнивает опорное напряжение и выходное напряжение. Если выходное напряжение слишком высокий, дифференциал дает указание проходному устройству понизить Напряжение. Если он слишком низкий, он поднимает его. В5 и В9(Q6 и Q10) составляют текущее зеркало. Текущее зеркало увеличивает усиление дифференциальный, что делает его более чувствительным к изменениям напряжения. дифференциалы и текущие зеркала — отличные места для замены деталей. Хорошими кандидатами были бы малошумящие транзисторы BC550/BC560. Q13 (Q14) — пропускное устройство. В цепи я разработан для этого, он используется с радиатором. R13 и R14 вместе с V1 (R15, R16 и V2) устанавливают напряжение, видимое дифференциалом. Этот позволяет немного изменить фактическое выходное напряжение. Постоянные резисторы здесь можно было бы использовать. Это простое соотношение выходного напряжения, выбранное так что дифференциал видит напряжение, эквивалентное стабилитрону ссылка, когда выход имеет правильное значение. Другой вариант использовать стабилитрон, который дает точное напряжение на шине, которое вы хотите. Это бы позволяют полностью пропустить цепочку резисторов, питая выход напряжение прямо в дифференциал. много возможны более сложные схемы и множество вариаций вы можете построить только с элементами, представленными здесь. Возможно, некоторые в другой раз я рассмотрю альтернативы, такие как умножители емкости и нынешние регуляторы, но именно так об этом пишут книги люди начинают и продолжают хотеть добавить «еще одну вещь» и прежде чем вы это узнаете, на полке есть двенадцатифунтовый том, который никто когда-либо читает, просто потому, что это слишком громоздко. Если повезет, я предложил достаточно идей, чтобы ваши творческие соки текли, не будучи подавляющий. Блоки питания могут быть такими же хорошими почти столь же интересны, как и схемы, для питания которых они предназначены. Это просто вопрос наличия некоторых идей для работы.

Учебный курс Фрэнка

Блоки питания

Блок питания преобразует сеть переменного тока 230 В (125 В) в низкий и стабильный постоянный ток. Напряжение. Простой блок питания состоит из трансформатора, выпрямителя, конденсатор и простой стабилизатор.
Для сложного медицинского оборудования необходимы более качественные источники питания с большей нужна сложная стабилизация. Часто эти блоки питания подавать два, три и более разных напряжения.
Много отказов медицинского (и электронного) оборудования из-за неисправности блока питания. Поэтому многие устройства можно отремонтировать, просто зная принцип их работы. источников питания.

Типы

Блоки питания являются «источниками напряжения». Это означает, что выходное напряжение стабильно, даже если выходной ток колеблется.
Зарядное устройство, например, является «источником тока». Они обеспечивают стабильный ток и изменение напряжения в зависимости от о состоянии заряда аккумулятора.
Стабильное напряжение очень важно в электронике. У (биомедицинского) измерительного оборудования закончатся диапазона с плохой стабилизацией и приведет к неверным результатам диагностики.
В настоящее время блоки питания с дорогими и тяжелыми трансформаторами заменяются более дешевыми импульсными блоками питания. Импульсные источники питания имеют трансформаторы меньшего размера, но, следовательно, больше электроники. В результате меньшего трансформаторы дешевле, но и сложнее в ремонте.

Детали простого блока питания

На разных этапах высокое переменное напряжение преобразуется в стабильное постоянное низкое напряжение.
Сначала необходимо уменьшить сетевое напряжение (трансформатор), затем преобразовать в постоянное (выпрямитель), отфильтровать (конденсатор) и, наконец, стабилизированный (стабилитрон и транзистор или стабилизатор напряжения IC).

Трансформатор преобразует сетевое переменное напряжение (230 В) в низкое переменное напряжение. Это всегда нужно делать в первую очередь, потому что трансформаторы могут преобразовывать только переменный ток.

Меньшее переменное напряжение поступает на выпрямитель. Выпрямитель преобразует отрицательную часть волны в положительный сигнал.

Добавлен конденсатор А (маленький). Способность конденсатора накапливать напряжение делает сигнал более плавным.

Если емкость достаточно высока, выходной сигнал абсолютно плоский. Мы создали постоянное напряжение.

При большей нагрузке пропадает постоянное напряжение. Вместо напряжения холостого хода, например, 20В у нас сейчас меньше. Это неприемлемо, так как флуктуация напряжения оказывает большое влияние на подключенные каскады. Это очень важно стабилизировать выходное напряжение сейчас.

Выходное напряжение теперь равно напряжению на стабилитроне. Это означает: абсолютно стабильный в диапазоне характеристики диода. Последовательный резистор всегда необходим там, где (нестабильная) разность напряжений может упасть.

С помощью этой небольшой схемы мы получаем очень чистое и стабильное напряжение постоянного тока. Но, к сожалению, только небольшой ток может брать из этой схемы стабилитрона. Для запуска электронных приложений этого недостаточно.
Для практического использования этот ток необходимо усилить. Это работа транзистора. Стабильное напряжение сейчас управляет только входом транзистора, а транзистор гарантирует, что гораздо более высокий ток может быть снят с схема.

Блок питания с транзистором

Принципы транзистора

Три контакта транзистора: база, эмиттер и коллектор.

Транзистор представляет собой полупроводниковый прибор с тремя выводами. Три вывода называются: База, Излучатель и Коллектор. Транзисторы используются для переключения или усиления сигналов, напряжений или токов.
Три клеммы используются для входа, выхода и общего соединения. От чего зависит какой терминал проводка. Возможны три варианта.
Обычно база транзистора является входным проводом. Входной ток течет от базы к эмиттеру. Когда ток течет, падение напряжения на BE похоже на падение напряжения на диоде, всегда 0,7 В. Это также означает, что всегда необходим базовый резистор, который ограничивает базовый ток и позволяет снизить чрезмерное напряжение.
Этот ток базы теперь управляет цепью CE транзистора, что означает гораздо более высокий ток коллектора. Транзистор действует как усилитель: небольшой ток базы вызывает большой ток коллектора. Например База ток 10 мА может контролировать ток нагрузки 1 А.
В принципе ток базы управляет трактом CE. Путь CE открывается или закрывается в зависимости от тока базы. Чем выше ток базы, тем меньше путь CE (падение напряжения CE) и тем выше будет ток коллектора.
При максимальном токе базы транзистор полностью управляем, ток максимален и напряжение СЕ равно минимум. Транзистор действует как переключатель или реле.

Небольшой ток базы контролирует гораздо больший ток коллектора. Чем выше ток базы, тем выше ток коллектора. Чем выше ток коллектора, тем меньше падение напряжения CE.

Функция блока питания с транзистором

Для источника питания транзистор используется как усилитель тока. Правильный режим транзистора для этой операции: называется режимом с общим коллектором. Это означает, что База используется как вход управления, а Коллектор как вход питания. и Излучатель в качестве управляемого выхода.

Стабилизированное напряжение стабилитрона используется для управления транзистором. Напряжение стабилитрона подключено к База. Это возможно, потому что необходимый базовый ток достаточно мал, чтобы не влиять на напряжение стабилитрона.
Дополнительный базовый резистор не требуется, поскольку последовательный резистор стабилитрона также действует как последовательный резистор для транзистора.

Коллектор: нестабильное входное напряжение База: стабильное управляющее напряжение Эмиттер: контролируемое (стабильное) выходное напряжение

Этот базовый ток теперь управляет гораздо большим током нагрузки от C до E. В нашем случае стабильное напряжение на базе поддерживает стабильное или более точное выходное напряжение контролирует напряжение CE до тех пор, пока напряжение между эмиттером и землей не станет стабильным. выходное напряжение должно быть стабильным, потому что падение напряжения BE всегда фиксируется на уровне 0,7 В, и оно последовательно с фиксированное напряжение стабилитрона (например, 12 В). Если оба напряжения фиксированы, результирующее напряжение также должно быть фиксированным. результирующее выходное напряжение равно напряжению стабилитрона минус напряжение BE:

12 В — 0,7 В = 11,3 В.

или

В _вых = В _Z-диод — В _ВЕ

Выходное напряжение стабильно, потому что напряжение стабилитрона и напряжение BE стабильны. Оба напряжения включены последовательно.

Каким бы ни было входное напряжение, если оно дрейфует вверх или вниз, выходное напряжение всегда равно 11,3 В. Что изменяется, так это напряжение CE на транзисторе. Это, конечно, разница ввода напряжение и выходное напряжение.

V _вых = V _вх — V _CE

При изменении входного напряжения изменяется только напряжение CE транзистора, поскольку база напряжение фиксированное. Напряжение эмиттера (выходное напряжение) также фиксировано, поскольку оно зависит от фиксированное базовое напряжение минус фиксированное напряжение база-эмиттер 0,7 В.

Теперь питание стабилизировано или отрегулировано. Выходной ток может быть намного выше, потому что он теперь зависит от характеристик транзистора, а не от маленького стабилитрона.

На практике к выходу всегда подключается дополнительный конденсатор для буферизации напряжения. против быстрых пиков тока, которые могут привести к быстрому падению напряжения.
Единственное, чего сейчас не хватает, так это сетевого выключателя и предохранителя. Тогда блок питания готов.

Ток через транзистор теперь стабилизирован и достаточно высок для питания небольших электронных устройств. Приложения.

Больше мощности

В показанной выше схеме ограничивающим устройством теперь является транзистор. Параметры транзистора определяет выходное напряжение (или, точнее, максимальное напряжение EC) и максимальный ток, который можно взять. Важный это всегда ситуация между Коллектором и Излучателем. Здесь протекает большой ток нагрузки и вместе с CE падение напряжения создает тепловые потери транзистора.
Если источник питания должен обеспечить более высокий выходной ток или разница между входным и выходным напряжением слишком большой (В _CE ) нужен более крупный транзистор. К сожалению, более крупный транзистор также требует большего тока базы. что снова нагружает стабилитрон и, следовательно, стабилизацию. Что нам понадобится в этом случае: Дополнительный транзистор. Транзистор, который управляет основным транзистором. Два транзистора последовательно. Один контролирует другого.

Теперь меньший транзистор принимает напряжение стабилитрона и подает это стабильное напряжение (минус 0,7 В) на больший выход. транзистор. Базовый ток для большего теперь проходит через CE меньшего и не влияет на стабилитрон. диод.
Верхний транзистор всегда намного больше другого, т. к. через него протекает основная нагрузка, в то время как нижний транзистор должен обеспечивать только малый базовый ток для большого. Такой блок питания может поставить несколько ампер. Но обратите внимание, что вместе с падением напряжения CE этот большой ток создает большие потери мощности, которые означает тепло. Транзистор нагрузки всегда должен быть установлен на радиаторе.

Еще раз посмотрим на напряжения:

— Напряжение стабилитрона зафиксировано на уровне 12В
— Падение напряжения BE первого (меньшего) транзистора также зафиксировано на уровне 0,7 В
— Напряжение на E: (12 В — 0,7 В) = 11,3 В
— Падение напряжения BE второго (большего) транзистора также зафиксировано на уровне 0,7 V
— Напряжение на E, которое является выходным напряжением: (11,3 В — 0,7 В) = 10,6 В
— Выходное напряжение стабильно, но только 10,6 В
— Или наоборот: Если нам нужно выходное напряжение 12 В, стабилитрон диод должен быть один для
13,4 В (12 В + 0,7 В + 0,7 В)

Потеря мощности

Теперь посмотрим на потери мощности:
Ток через транзистор вместе с падением напряжения между C и E приводит к потере мощности. В случае транзистора верхней нагрузки могут быть потери мощности в несколько ватт, а значит тепло. Транзистор греется. Поэтому нагрузочный транзистор блока питания всегда монтируется на радиатор или прямо на металл. корпус оборудования. Эмпирическое правило таково: каждый полупроводник с потерями мощности более 1 Вт нуждается в радиатор.
Потери мощности или выделение тепла являются результатом V _CE падение напряжения и ток нагрузки через транзистор I _CE

P = I _{нагрузка} × V _CE

Отрицательное напряжение

Теперь что-то запутанное.
Источники питания также могут генерировать отрицательное напряжение. Технология такая же, как и для положительных напряжений. Это просто вопрос заземления или точки отсчета для нашего измерения.
Отрицательное напряжение означает, что выходное напряжение более отрицательно по отношению к земле.
Положительная клемма аккумулятора соединена с землей, тогда отрицательная клемма более отрицательна, чем земля. Выходное напряжение отрицательное.

Представьте себе две 9-вольтовые батареи, соединенные последовательно. Сначала подключаем минусовое соединение нижнего аккумулятора (и нашего измерительного кабеля) к земле. В центре мы бы измерили 9В на верхних 18В. Теперь кладем центральную точку на землю (а также наш измерительный трос). Сверху мы бы измерили 9V и минус разъем нижнего аккумулятора -9В. Получаем два напряжения, положительное и отрицательное.

Таким же образом работает источник питания для положительного и отрицательного напряжения. Соединение + более положительное, а соединение — более отрицательное по сравнению с землей.

Блоки питания со стабилизатором ИС

Помимо стабилизации напряжения, часто требуется защита от короткого замыкания и защита от перенапряжения для источников питания. потребовал. Тем не менее, схема должна быть максимально простой, маленькой и дешевой.
Решением является специальная ИС (интегральная схема), которая содержит все эти функции. Самый распространенный стабилизатор серия 78хх. Эта ИС содержит всю стабилизацию и все цепи безопасности.

Положительный стабилизатор 78xx

Микросхема имеет три контакта и встроена в корпус транзистора. Выходное напряжение фиксировано. Различные типы для доступны различные напряжения.

Похоже на транзисторы, но это сложная интегральная схема. Тип 78xx (слева) представляет собой стабилизатор на ток до 1 А, а меньший 78Lxx (справа) — на ток до 100 мА.

ИС доступна для различных выходных напряжений. Выходное напряжение указано в названии. 7812 это 12В. стабилизатор на положительное напряжение.

Выходное напряжение Стабилизатор 5В 7805 6В 7806 8В 7808 10В 7810 12В 7812 15В 7815 18В 7818 24В 7824

78xx для этих напряжений существуют.

Штыревое соединение зависит от типа корпуса. Полезно знать, что металлическая часть 78xx отшлифована. ИС может монтируется непосредственно на радиатор без какой-либо изоляции.

Контактное соединение для положительного типа 78xx. Наиболее распространен тип 1А в корпусе ТО-220. Соединительные контакты: левый — вход центр — земля правый — выход

Приложение простое. Только входной конденсатор и небольшой выходной конденсатор необходимы для полностью стабилизированного источник питания. Блок питания защищен от короткого замыкания и выдает до 1А.

Стабилизатор негатива 79xx

Помимо положительного 78xx существуют также стабилизаторы отрицательного напряжения. это 79серия ХХ. Стабилизатор выглядят одинаково, но соединительные штифты разные.

Здесь контактное соединение для отрицательного типа 79xx. Наиболее распространен тип 1А в корпусе ТО-220. Соединительные контакты: левый — земля центр — вход правый — выход

Важно: на этот раз металлический корпус НЕ отшлифован.

Также имеется отрицательный стабилизатор для различных выходных напряжений. А 7912 — стабилизатор на -12В.

Выходное напряжение Стабилизатор -5В 7905 -6В 7906 -8В 7908 -10В 7910 -12В 7912 -15В 7915 -18В 7918 -24В 7924

79xx для этих отрицательных напряжений.

Следующая схема питания от кислородного концентратора объединяет два источника питания, один для положительный и один для отрицательного напряжения.

Верхняя часть обеспечивает положительное напряжение (+5В), нижняя часть — отрицательное напряжение (-5В). Обратите внимание, что выпрямитель рисуется перевернутым. Положительный провод вниз, отрицательный вверх. Также следующий конденсатор вверх ногами вниз. Входное напряжение микросхемы отрицательное (более отрицательное, чем земля). После стабилизации два опорные потенциалы соединены с землей.

Ниже аналогичный блок питания спектрометра.

Трансформатор выведен где-то еще, но все равно переменное напряжение попадает на точки АС-15-2-15В и АС-15-2-0В, что, очевидно, означает 15 В переменного тока (на диодах) относительно земли. Выпрямление осуществляется всего двумя диодами (D5,D6). Земля теперь нарисована посередине, верхняя часть показывает часть для положительного напряжения, нижняя часть для отрицательное напряжение.
(Кстати, неисправность в цепи. Посмотрите напряжения специально в отрицательной части…)

Устранение неисправностей и общие проблемы

Причинами дефектов электронных схем в целом всегда являются большие токи, высокие напряжения и потери мощности при развитие большого тепла. Все это относится к блокам питания. Вот почему поиск и устранение неисправностей в электронном оборудовании всегда следует начинать с проверки напряжения(ий) источника питания.

Теоретически регуляторы напряжения никогда не должны выходить из строя, поскольку они защищены от короткого замыкания и перегрева. Но на практике они иногда ломаются. (Почему? — Не знаю.)

Проверка работоспособности должна выполняться под напряжением. Даже если стабилизаторы выглядят как транзисторы, это ИС. Вы не можете проверить стабилизатор омметром!

Проверить напряжение очень просто:
  Подключите мультиметр к земле (металлический корпус, минус самого большого конденсатора…)
  Левый контакт — входное напряжение (до 30 В), центр — заземление (0 В), а правый штырек
    общий тип 78xx)
  Соединение штырей отрицательных стабилизаторов (79xx) отличается (земля — ​​вход — выход).

Подумайте о защите от короткого замыкания при отсутствии выходного напряжения. Отсутствие выходного напряжения может означать, что стабилизатор неисправен и не подает напряжение. Но это также может означать, что произошло короткое замыкание после источника питания и встроенная защита снижает напряжение. Поэтому всегда отключайте нагрузку от стабилизатора, если есть нет напряжения. Просто снимите кабели к подключенным каскадам или отрежьте выходную ногу микросхемы небольшим резаком. В настоящее время Вы можете проверить выходное напряжение непосредственно на микросхеме. Потом вы можете припаять его снова.

Это блок питания спектрометра. Хорошо видны большие зарядные конденсаторы слева и в центре, два выпрямители между ними и три стабилизатора, установленные на небольших радиаторах.
Первый шаг для проверки платы: Соединение минуса вольтметра с массой (минус конденсаторов, наибольшая проводящая дорожка или центральный штифт стабилизатора 78xx). Нестабильное входное напряжение находится на контакте 1, стабильное выходное напряжение на контакте 3.
Помните, что отрицательный стабилизатор 79xx имеет другое соединение контактов.

Здесь снова штыревые соединения моделей 78xx и 79xx

Если стабилизатор неисправен и нужного нет в наличии, возможно, можно взять другой. Хитрость в том, чтобы взять стабилизатор на меньшее напряжение и подсадить землю стабилитроном. Напряжение стабилитрона и напряжение стабилизатора составляют выходное напряжение.

Выходное напряжение 9В (8,9В) можно создать с помощью обычного стабилизатора 5В и стабилитрона 3,9В.

Блок питания своими руками со стабилизатором на микросхеме

Часто требуется блок питания. Оборудование с батарейным питанием должно работать от сетевого напряжения или неисправного внешнего источник питания напр. микроскоп ремонту не подлежит. В этом случае блок питания можно собрать самостоятельно. Но для при строительстве необходим некоторый опыт и некоторые расчеты.
Вот несколько универсальных советов для расчета стоимости необходимых деталей:

Трансформатор: Выходное напряжение должно быть на 3-5В выше необходимого (нестабильное) напряжение постоянного тока. Выходной ток должен быть на 10-20% выше, чем необходимый постоянный ток.

Выпрямитель: Испытательное напряжение должно быть не менее 1,4 х трансформатора выходное напряжение.

Конденсатор 1: максимально большой зарядный конденсатор. 470Ф на 100мА идеально. Испытательное напряжение не менее 1,4 x U _{Трансформатор}

Стабилизатор: потери мощности более 1 Вт всегда с радиатором. P = (U _из — U _из ) x I

Конденсатор 2: Выходной конденсатор. Для аудиоприложений 220F, для всех остальных 10F. Испытательное напряжение не менее 1,4 x U _{Стабилизатор}

Часто во входном и выходном тракте стабилизатора можно встретить два небольших биполярных конденсатора С2,С3. Их задача для подавления нежелательных колебаний ИС. Они должны быть установлены вплотную к стабилизатору. Значения не критический. 0,1F являются общими.

Цены

Микросхемы стабилизаторов являются дешевыми и стандартными запчастями для электроники. Некоторые типы, особенно 7805 и 7812, должны присутствует на каждом семинаре.

78хх, 79хх (ТО-220)	0,30 €
78Lxx, 79Lxx (ТО-92)	0,20 €
78ххК, 79ххК (ТО-3)	1,50 €

Ссылки и источники

Википедия: Блок питания
     Википедия: Импульсный блок питания
     Википедия: Стабилизатор напряжения

Как спроектировать схему настольного источника питания

В этом посте мы обсудим, как любой любитель электроники может разработать эффективный и экономичный, но очень дешевый и стабилизированный настольный источник питания для безопасного тестирования всех типов электронных проектов и прототипов. .

Основные характеристики, которыми должен обладать настольный блок питания:

• Должен быть изготовлен из дешевых и легкодоступных компонентов.
• Должен быть гибким в отношении диапазонов напряжения и тока или просто должен включать в себя возможность выхода переменного напряжения и переменного тока.
• Должен быть защищен от перегрузки по току и перегрузке.
• Должен легко ремонтироваться в случае возникновения проблемы.
• Должен быть достаточно эффективным с выходной мощностью.
• Должен облегчить настройку в соответствии с желаемой спецификацией.

Содержание

Общее описание

В настоящее время большинство конструкций источников питания содержат линейный последовательный стабилизатор. В этой конструкции настольного источника питания используется проходной транзистор, который работает как переменный резистор, регулируемый стабилитроном.

Последовательная система питания более популярна, возможно, из-за того, что она намного эффективнее. За исключением некоторых незначительных потерь в стабилитроне и питающем резисторе, заметные потери происходят только в последовательном транзисторе в течение периода, когда он подает ток на нагрузку.

Однако одним из недостатков системы последовательного питания является то, что она не обеспечивает никакого короткого замыкания выходной нагрузки. Это означает, что в условиях неисправности выхода проходной транзистор может пропустить через себя большой ток, в конечном итоге разрушив себя и, возможно, подключенную нагрузку.

Тем не менее, добавление защиты от короткого замыкания к блоку питания с последовательным проходом может быть быстро реализовано с помощью других транзисторов, сконфигурированных как ступень регулятора тока.

Контроллер переменного напряжения достигается за счет простого транзистора с обратной связью потенциометра.

Вышеупомянутые два дополнения позволяют сделать блок питания последовательного подключения очень универсальным, прочным, дешевым, универсальным и практически неразрушимым.

В следующих параграфах мы кратко изучим проектирование различных каскадов стандартного стабилизированного настольного источника питания.

Самый простой транзисторный регулятор напряжения

Быстрый способ получить регулируемое выходное напряжение — соединить базу проходного транзистора с потенциометром и стабилитроном, как показано на рисунке ниже.

В этой схеме T1 настроен как эмиттерный повторитель BJT, где его базовое напряжение VB определяет напряжение эмиттерной стороны VE. И VE, и VB будут точно соответствовать друг другу и будут почти равны, за вычетом его прямого падения.

Прямое падение напряжения любого биполярного транзистора обычно составляет 0,7 В, что означает, что напряжение на стороне эмиттера будет:

VE = VB — 0,7 очень дешевый, этот тип подхода не предлагает хорошего регулирования мощности на более низких уровнях напряжения.

Именно поэтому управление с обратной связью обычно используется для улучшения регулирования во всем диапазоне напряжений, как показано на рисунке ниже.

В этой конфигурации базовое напряжение T1 и, следовательно, выходное напряжение управляется падением напряжения на резисторе R1, в основном из-за тока, потребляемого T2.

Когда ползунок потенциометра VR1 находится на крайнем конце со стороны земли, T2 отключается, поскольку теперь его основание становится заземленным, что позволяет единственное падение напряжения на R1, вызванное базовым током T1. В этой ситуации выходное напряжение на эмиттере T1 будет почти таким же, как напряжение на коллекторе, и может быть задано как:

VE = Vin — 0,7 , где VE — напряжение на стороне эмиттера T1, а 0,7 — стандартное значение прямого падения напряжения для выводов BJT T1 база/эмиттер.

Таким образом, при входном напряжении 15 В можно ожидать, что на выходе будет:

VE = 15 — 0,7 = 14,3 В

привести к тому, что T2 получит доступ ко всему напряжению на стороне эмиттера T1, что приведет к очень жесткой проводимости T2. Это действие напрямую соединит стабилитрон D1 с R1. Это означает, что теперь базовое напряжение VB T1 будет просто равно напряжению стабилитрона Vz. Таким образом, на выходе будет:

VE = Vz — 0,7

Следовательно, если значение D1 равно 6 В, можно ожидать, что выходное напряжение будет следующим:

VE = 6 — 0,7 = 5,3 В минимально возможное выходное напряжение, которое может быть получено от этого последовательного источника питания, когда потенциометр вращается в минимальном положении.

Хотя описанное выше просто и эффективно для изготовления настольного источника питания, у него есть существенный недостаток, заключающийся в том, что он не защищен от короткого замыкания. Это означает, что если выходные клеммы схемы случайно замкнуты накоротко или подается ток перегрузки, T1 быстро нагреется и сгорит.

Чтобы избежать этой ситуации, эту схему можно просто модернизировать, добавив функцию управления током, как описано в следующем разделе.

Добавление защиты от короткого замыкания при перегрузке

Простое включение T3 и R2 обеспечивает 100-процентную защиту от короткого замыкания и контроль тока в схеме источника питания стенда. При такой конструкции даже умышленное замыкание на выходе не причинит Т1 никакого вреда.

Работу этого этапа можно понять следующим образом:

Как только выходной ток выходит за установленное безопасное значение, на резисторе R2 возникает пропорциональная разность потенциалов, достаточная для принудительного включения транзистора T3.

При включенном T3 база T1 соединяется с его эмиттерной линией, что мгновенно отключает проводимость T1, и эта ситуация сохраняется до тех пор, пока не будет устранено короткое замыкание или перегрузка выхода. Таким образом, T1 защищен от любой нежелательной выходной ситуации.

Добавление функции переменного тока

В приведенной выше конструкции резистор датчика тока R2 может иметь фиксированное значение, если требуется, чтобы выход был выходом постоянного тока. Тем не менее, хороший настольный блок питания должен иметь переменный диапазон как напряжения, так и тока. Учитывая это требование, ограничитель тока можно сделать регулируемым, просто добавив переменный резистор с основанием T3, как показано ниже:

VR2 делит падение напряжения на R2 и, таким образом, позволяет T3 включаться при определенном желаемом выходном токе. .

Расчет значений деталей

Начнем с резисторов, R1 можно рассчитать по следующей формуле:

R1 = (Vin — MaxVE)hFE / Выходной ток

Здесь, начиная с MaxVE = Vin — 0,7

Таким образом, мы упрощаем первое уравнение как R1 = 0,7hFE / выходной ток

VR1 может быть потенциометром 10 кОм для напряжений до 60 В

Ограничитель тока R2 можно рассчитать, как указано ниже:

R2 = 0,7 / Макс. выходной ток

Максимальный выходной ток следует выбирать в 5 раз меньше, чем максимальный Id T1, если требуется, чтобы T1 работал без радиатора. С большим радиатором, установленным на T1, выходной ток может составлять 3/4 Id T1.

VR2 может быть просто потенциометром 1k или пресетом.

T1 следует выбирать в соответствии с требованием выходного тока. Номинал T1 Id должен быть в 5 раз больше требуемого выходного тока, если он будет работать без радиатора. При установке большого радиатора номинал T1 Id должен быть как минимум в 1,33 раза больше, чем требуемый выходной ток.

Максимальное значение коллектора/эмиттера или VCE для T1 в идеале должно в два раза превышать максимальное значение выходного напряжения.

Значение стабилитрона D1 можно выбрать в зависимости от минимального или минимального требования к выходному напряжению настольного источника питания.

Рейтинг T2 будет зависеть от значения R1. Поскольку напряжение на коллекторе T2 всегда будет равно Vin, VCE T2 должно быть выше, чем Vin или входное питание. Id T2 должен быть таким, чтобы он мог выдерживать базовый ток T1, определяемый значением R1

Те же правила применяются и к T3.

В общем случае T2 и T3 могут быть любыми маломощными транзисторами общего назначения, такими как BC547 или 2N2222.

Практический дизайн

После понимания всех параметров для проектирования индивидуального настольного источника питания пришло время реализовать данные в практическом прототипе, как показано ниже:

Вы можете найти несколько дополнительных компонентов, введенных в конструкцию, просто для улучшения возможности регулирования схемы.

C2 вводится для устранения любых остаточных пульсаций на основаниях T1, T2.

T2 вместе с T1 образуют пару Дарлингтона для увеличения усиления по току на выходе.

R3 добавляется для улучшения проводимости стабилитрона и, следовательно, для обеспечения лучшего общего регулирования.

Добавлены резисторы R8 и R9, позволяющие регулировать выходное напряжение в фиксированном диапазоне, который не является критическим.

R7 устанавливает максимальный ток, доступный на выходе, который составляет:

I = 0,7 / 0,47 = 1,5 ампер, и это кажется довольно низким по сравнению с номиналом транзистора 2N3055. Хотя это может поддерживать охлаждение транзистора, возможно увеличить это значение до 8 ампер, если 2N3055 будет установлен над большим радиатором.

Уменьшение рассеяния для повышения эффективности

Самым большим недостатком любого линейного стабилизатора на основе последовательных транзисторов является большое рассеивание транзистора. И это происходит, когда дифференциал ввода/вывода высок.

Это означает, что когда напряжение регулируется в сторону более низкого выходного напряжения, транзистору приходится много работать, чтобы контролировать избыточное напряжение, которое затем выделяется транзистором в виде тепла.

Например, если нагрузкой является светодиод на 3,3 В, а входное напряжение питания стенда составляет 15 В, то выходное напряжение необходимо снизить до 3,3 В, что на 15 — 3,3 = 11,7 В меньше. И эта разница преобразуется транзистором в тепло, что может означать потерю КПД более 70%.

Однако эту проблему можно просто решить, используя трансформатор с выходной обмоткой напряжения с ответвлениями.

Например, трансформатор может иметь отводы на 5 В, 7,5 В, 10 В, 12 В и т. д.

В зависимости от нагрузки можно выбрать отводы для питания цепи регулятора. После этого потенциометр регулировки напряжения схемы можно было использовать для дальнейшей регулировки выходного уровня точно до желаемого значения.

Этот метод повысит эффективность до очень высокого уровня, позволяя радиатору транзистора быть меньше и компактнее.

Прецизионный настольный источник питания, управляемый операционным усилителем

Принцип работы схемы настольного источника питания, управляемого операционным усилителем, довольно прост, поскольку регулируемые источники питания могут быть просто отдельными формами усилителя с обратной связью. В этой концепции резисторы R1 и R2 генерируют опорный сигнал от выходного источника питания, который создается другим опорным напряжением, создаваемым D2. Результирующий корректирующий сигнал подается обратно через 741 на последовательный транзистор Q1.

Обратите внимание, что стабильность схемы была повышена за счет подачи опорного источника R3-D2 через стабилизированный выход, а не через нестабилизированный вход, как это обычно делается в других настольных источниках питания. Чтобы гарантировать, что цепь инициируется сразу после включения, сопротивление утечки R4 помещается параллельно устройству последовательного прохода. Это означает, что петля обратной связи начинает работать, как только включается питание.

Абсолютно никакой регулировкой не жертвуется из-за R4, так как это общий выход, который оцифровывается резисторами R1-R2, поэтому влияние пульсирующего тока, проходящего через R4, регулируется посредством обратной связи.

Регулировка выхода

Выход вполне можно сделать регулируемым, изменяя R1-R2 с помощью потенциометра, однако в существующей схеме схему нельзя принудительно регулировать при значении напряжения стабилитрона D2. При необходимости плавной регулировки выходного напряжения источник опорного напряжения R3-D2 следует подавать через нерегулируемый вход, что сопровождается незначительной нестабильностью. Количество мощности, которую может предложить схема, будет ограничено в первую очередь пропускной способностью по току транзистора Q1 и максимальной мощностью нерегулируемого источника питания.

Более сложная схема настольного источника питания

Регулируемый настольный источник питания обычно является полезным гаджетом для любого любителя или инженера. Несмотря на то, что стабилизаторы напряжения на основе ИС стали очень доступными, схема, в которой используются только обычные дискретные компоненты, может быть привлекательной. В целях экономии энергии и ограничения рассеяния на последовательном стабилизаторе весь диапазон регулирования 0–30 В дополнительно разделен на 3 уменьшенных диапазона напряжения.

Все 3 диапазона соответствуют подходящему вторичному напряжению питания (определяется положением S1a) и соответствующему эталонному напряжению (определяется S1b). Чтобы вы могли получить постоянный контроль выходного напряжения до минимума 0 В, необходимо добавить отрицательный вспомогательный источник питания.

В этой цепи питания стенда это извлекается (с помощью D5 и C2) через другую обмотку 12 В через сетевой трансформатор. Другим вариантом может быть включение дополнительного отдельного сетевого трансформатора.

Окончательные результаты испытаний на стендовом прототипе довольно приличные: размах сетевого напряжения ±35 В вызывает размах выходного напряжения всего ±25 мВ при полной нагрузке 1 А, подключенной к выходу. Пульсации переменного тока на выходе (гул) были ниже 15 мВ.

Как это работает

Схема работает следующим образом.

Опорное напряжение, снятое через стабилитрон(ы) D6-D9 и зафиксированное с помощью потенциометра P1, направляется на базу транзистора T2 с помощью D10 и TI.

T2 и T3 работают как дифференциальный усилитель; при этом база T3 получает выходное напряжение посредством DI2. Выход этого дифференциального усилителя подается через D11 на базу комбинированного последовательного регулятора, состоящего из транзисторов T4, T5 и T6.

Хотя конфигурация может показаться немного сложной, она работает как обычная схема регулятора; он поддерживает выходное напряжение практически фиксированным в широком диапазоне выходных токов.

Транзисторы T7 и T8 вместе с соединенными частями образуют каскад ограничения тока. Как только напряжение на R10 достигает определенного значения (установленного P2), T7 начинает проводить ток. Следовательно, это приводит к смещению транзистора T8 и его открытию; что уменьшает базовый привод до транзистора T4, и ситуация снижает выходное напряжение, поэтому выходной ток продолжает оставаться в пределах заданной границы.

Когда S1 выбран в положении 1, это соответствует выходному диапазону 0-10 В, установка в положении 2 позволяет использовать 10-20 В, а настройка в положении 3 обеспечивает выходной диапазон 20-30 В. P1 используется для настройки диапазон, установленный S1.

Максимальная величина выходного тока может быть установлена ​​с помощью потенциометра P2. Этот потенциометр P2 может быть либо предварительно запрограммирован на подачу максимального выходного тока 1 А, либо использоваться как регулятор переменного выходного тока.