Блок питания 12в 5а своими руками схемы: общие сведения, схема, процесс изготовления устройства своими руками

БП 12В 5А как это сделано?

Продолжая тему блоков питания (БП), начатую тут:
mysku.club/blog/aliexpress/27432.html
Адаптер приобретён для питания кухонной подсветки столешницы на 12V.
mysku.club/blog/aliexpress/27544.html
Именно такой блок питания тут ещё не обозревался.
На этот раз детектива не будет, но неприятные сюрпризы и тут имеются…
Блок был заказан у другого продавца, где сейчас их нет в наличии, поэтому ссылку привёл на аналогичный товар.

Сам БП был упакован в белую коробочку без опознавательных знаков и вместе с сетевым кабелем запихан в пакетик, фото упаковки не делал.




Выходной кабель 1,1м с фильтром на конце и стандартным штекером подключения 5,5×2,1мм



На корпусе имеется неяркий зелёный индикатор наличия выходного напряжения.
Напряжение холостого хода завышено до 12,7V видимо для компенсации падения напряжения под нагрузкой.

Потребляемая мощность на холостом ходу 0,5Вт
Корпус не разборный (склеен), но для соблюдения традиций, был аккуратно вскрыт, требуха тщательно рассмотрена.

Печатная плата — односторонний гетинакс, флюс местами не отмыт, монтаж на 3+, компоненты не закреплены герметиком, радиаторы держатся слабо. Ронять такой блок нежелательно.




Вид со снятыми радиаторами



Выходной кабель имеет сопротивление 0,13 Ом, что на максимальном токе 5А даёт падение напряжения 0,65В
Заявленный ток 5А блок может выдать только кратковременно.
Измеренная зависимость: Ток — Напряжение — Температуры обоих радиаторов (полевика / диодов) при Токр = 20ºC
0А — 12,70V — 24ºC/24ºC
1,2A — 12,52V — 41ºC/44ºC
2,5А — 12,30V — 62ºC/69ºC
3,0A — 12,22V — 77ºC/86ºC
3,5А — 12,13V — 88ºC/93ºC — Предел долговременной работы.
4,0А — 12,05V — 102ºC/109ºC — Явный перегрев, БП начинает попахивать палёным, защиты по перегреву нет. Длительная и надёжная работа блока при таком токе невозможна.
5,0А — 11,88V — Температуру не измерял, т.к. проверял кратковременно (спалить блок в планы не входило).
6,0А — 11,56V — Предел кратковременного выходного тока.
На ещё большем токе блок сразу вырубается по перегрузке.

Таким образом, этот адаптер можно безопасно длительно нагружать максимум на 3,5А — в очередной раз подтверждается необходимость давать запас не менее 30% на бюджетное пластиковое китайское питание.
Если адаптер будет установлен в нише или в тесном ящичке без продыха, максимальный ток следует ограничить до 3A.
В качестве нагрузки использовал суровые советские проволочные резисторы ПЭВ, ПЭВР, ППБ

Реальная схема блока питания

Собран адаптер по классической схеме обратноходового стабилизированного преобразователя напряжения похоже на базе FAN6862. Защита от короткого замыкания и перегрузки — имеется.

Примечательно, что блок питания не использует заземляющий проводник, который просто не подключен на плате. Ничего плохого в этом нет — большинству БП в пластиковом корпусе защитное заземление и не требуется.
Входной сетевой фильтр установлен. Выходной фильтр реально отсутствует — около штекера стоит обманка.
Силовой полевик и диодная сборка установлены на отдельных алюминиевых радиаторах с использованием теплопроводной пасты. Радиаторы можно было поставить побольше — габариты корпуса позволяют.
Гальваническая развязка выполнена нормально.
Выходные конденсаторы недостаточной ёмкости и не Low ESR, что приводит к повышенным ВЧ пульсациям на выходе (амплитуда 0,4V на токе 4А). Для освещения это не очень критично, но запитывать от него чувствительную электронику не стоит. При необходимости, выходные конденсаторы можно поменять на Low ESR 1500uF/16V — амплитуда пульсаций уменьшится минимум вдвое.
Наводка на включённый в ту-же розетку сетевой радиоприёмник — присутствует на слабых станциях в разумных пределах. Наводка на батарейный радиоприёмник также присутствует на расстоянии менее 20см от БП и выходного кабеля.

Комплектный сетевой кабель стандартный 1,1м, тонкий, очень мягкий и гибкий.
Он таит в себе очень неприятный сюрприз — кабель универсальный и по ошибке может быть использован для питания мощных потребителей (например лазерного принтера). При этом возможно возгорание или поражения током от голой жилы, проплавившей изоляцию.
Надпись на кабеле 0,5мм2 и вилке 10А дополнительно вводят в заблуждение — на таком токе кабель расплавиться за несколько секунд.

Реальное сечение проводов кабеля не более 0,15мм2, причём жилы из какого-то сплава, напоминающего медь. Реальная максимально-допустимая нагрузка этого кабеля не более 1,5А.
Измеренное сопротивление кабеля (по цепи L-N) 2,25 Ом — это слишком большая величина.
Изоляция кабеля очень слабая — рвётся голыми руками, внутренняя изоляция проводников изготовлена из мягкого вспененного материала (китайская экономия).


Штыри вилки и контакты гнезда сделаны из тонкой жести (почти фольга) и мнутся руками.

Однозначный вывод — кабель сразу порезать на кусочки и выбросить в урну.

UPD Совершенно случайно попался в руки точно такой-же нерабочий БП. Проработал 2 года и вспухли выходные ёмкости


После замены емкостей БП заработал 🙂

Итого, имеем типичный бюджетный блок питания для светодиодного освещения с реальным выходным током 3,5А и мощностью 40Вт.
Продолжение следует…

Все своими руками Простой блок питания 1,2…25В 5А

В этой статье пойдет речь о простом, стабилизированном, регулируемом, относительно мощном лабораторном блоке питания. Полная схема блока питания с цифровым индикатором приведена на рисунке 1. Кроме величин тока и напряжения на индикатор выводится температура, измеряемая цифровым датчиком SB18B20.

На первый взгляд схема выглядит сложновато, но это только на первый взгляд.

Работа схемы блока питания

Напряжение сети 220В через выключатель SA1 и предохранитель ПР1 подается на первичную обмотку сетевого трансформатора ТР1, в качестве которого использован унифицированный накальный трансформатор ТН-60 127/220.

Все вторичные обмотки I, II, III и IV, имеющие выходные напряжения 6,3В, включены последовательно и совместно с выпрямительным мостом, состоящим из диодов VD1…VD4 – MBR2545CT, контактами реле К1.1 и конденсатором фильтра С3, образуют переключаемый выпрямитель. Эта идея заимствована из статьи «Лабораторный блок питания из ИБП» И. Нечаева ж. «Радио» 2014 №8 стр. 32. В данном случае в качестве реле переключения использовано автомобильное реле с напряжением питания 12В и током коммутации 30А.

При указанном на схеме положении контактов реле, мы имеем двухполупериодный мостовой выпрямитель с выходным напряжением примерно 35В и током нагрузки до 5,9А (на такой ток рассчитаны вторичные обмотки данного трансформатора). В этом случае общая точка диодов VD1 и VD3 через контакты реле и датчик тока R3 — 0,01Ом подключены к общему проводу. Если замкнуты контакты 1 и 2, то мы получаем двухполупериодный выпрямитель, но со средней точкой и выходным напряжением в два раза меньше первоначального.

В этом случае диоды VD1 и VD3 в работе схемы не участвуют. В этом случае ток, отдаваемый в нагрузку, будет уже равен 11,8А и теперь общая точка вторичной обмотки, выводы 13 и 14 Тр1, через датчик тока будет соединена с общим проводом. Выбор той или иной схемы выпрямителя зависит от величины выходного напряжения стабилизатора, собранного на микросхеме К157ХП2 и составном транзисторе КТ827 с любой буквой. Применение в качестве выпрямительных диодов, диодов с барьером Шоттки и переключение выпрямителей, позволяет уменьшить падение напряжения на активных элементах схемы, что приводит к повышению КПД блока питания.

Емкость конденсатора фильтра С3 зависит от планируемого тока нагрузки и выбирается примерно 2000,0 мкФ на 1А. Для тока 10А потребуется 10 конденсаторов по 2200,0×50В. Не стоит применять конденсаторы бо’льшей емкости из-за большой нагрузки на контакты конденсатора в моменты их заряда и разряда. Так же емкость конденсаторов зависит от нужной вам величины напряжения пульсаций на выходе стабилизатора.

На микросхеме DA5.1 собран компаратор напряжения, который и отвечает за работу реле. Если напряжение выше 12В, то на выводе 7 этой микросхемы будет»0», транзистор VT2 (КТ972А) закрыт, реле обесточено, замкнуты контакты 1 и3. Когда напряжение на выходе стабилизатора будет менее 12В, будет меньше и напряжение на выводе 6, относительно вывода 5 (+2,6В) микросхемы DA5.1, появится управляющее напряжение на выходе компаратора, что в свою очередь приведет к открыванию транзистора и срабатыванию реле. Замкнутся контакты 1 и 2 реле Р1. Диод, стоящий параллельно обмотке реле — КД208А. Напряжение на выходе выпрямителя будет примерно 12,6 х 1,41 = 17В. Нужный порог срабатывания компаратора можно отрегулировать резистором R11 – 10кОм. На транзисторе VT3 и микросхеме DA3 собран стабилизатор напряжения для питания обмотки реле.

Цифровой вольтметр, амперметр и термометр

На микросхеме DA4.1 собран усилитель сигнала с датчика тока (масштабирующий усилитель), его Кус устанавливают с помощью резистора R5. DA4.2 – повторитель напряжения, его применение позволяет снизить помехи и шумы в сигнале с датчика тока. Для этой же цели служит и DA5.1 при измерении напряжения на выходе блока питания. Я не буду повторяться и подробнее об этом измерительном устройстве можно прочитать в статье «Цифровой вольтметр, амперметр и термометр для блока питания» из этой же статьи скачайте и программу для микроконтроллера. Есть еще одна статья «Вольтамперметр и термометр для блока питания» здесь применен ЖКИ индикатор. Прошивка есть в статье. Или все сразу скачайте одним файлом:

Prostoy-blok-pitaniya-1,2…25В-5А (1474 Загрузки)

Просмотров:12 364

Метки: Блок питания, Стабилизатор

Блок питания 12 В 5 А на микросхеме LM338

6 месяцев назад 6 июля 2020 г. 16 911 просмотров

В этом уроке мы собираемся сделать блок питания 12В 5А, используя микросхему LM338. Источник питания является неотъемлемой частью любой электронной схемы или устройства, они используются для подачи электроэнергии на электрическую нагрузку.

LM338 — это микросхема регулятора напряжения с тремя выводами, она имеет множество встроенных функций, таких как постоянная температура, защита от короткого замыкания, терморегуляция и т. д. Его напряжение регулируется в диапазоне от 1,2 до 37 вольт, и вы можете использовать его на любое желаемое фиксированное напряжение в пределах своего диапазона. Эта схема рассчитана на фиксированное напряжение 12 вольт и 5 ампер на выходе этой микросхемы.

Buy From Amazon

Hardware Components

The following components are required to make a 12V Power Supply Circuit

S.no	Component	Value	Qty
1.	Трансформатор от стука	230V/15V, 5A	1
2.	Регулируемый регулятор IC	LM338K	1
3.	1
3.	1
3.	1
3.	0033 Bridge Rectifier Diode	10A 50V	1
4.	Diode	1N4007	2
5.	Heat Sink		1
6.	Resistor	220Ω, 1.9K	1,1
7.	Electrolytic Capacitor	3300μF, 10μF/25V, 100μF	1, 1, 1
8.	Ceramic Capacitor	0.33μF	1
9.	Breadboard		1
10.	Connecting Wires		1

LM338K Pinout

For a detailed description of pinout, характеристики и технические характеристики загрузить техническое описание LM338K

Цепь питания 12 В

Объяснение работы

Трансформатор понижает напряжение с 230 В переменного тока до 15 В, а затем оно проходит через мостовой выпрямитель 10 А 50 PIV, где оно преобразуется в пульсации постоянного тока. Этот сигнал теперь направляется на фильтрующий конденсатор перед подачей на микросхему.

LM338K имеет три контакта, контакт 2 является входным контактом, на который мы отправляем сигнал постоянного тока. Вывод регулировки — это вывод 1, который используется для регулировки или установки желаемого напряжения, здесь мы соединили его с резистором 1,9 кОм, вы можете использовать любой другой резистор в соответствии с желаемым выходным напряжением. Выход генерируется с контакта 3, который затем фильтруется и отправляется на выход этой схемы. Необходимо использовать подходящий радиатор, потому что эта микросхема будет нагреваться во время работы.

Применение и использование

Блок питания 12 В является неотъемлемой и полезной частью Labs, поскольку его можно использовать для длинного списка электронных устройств и схем. Вы можете легко построить любую схему источника питания 12 В в соответствии с вашими требованиями к силе тока.

Похожие сообщения:

Общие сведения об источниках питания с выходным напряжением постоянного тока и их использовании в разработке электроники

Обновлено на 2022 год.

Ключевые выводы

• Узнайте о типах источников питания постоянного тока.

• Получите более полное представление о применении источников питания с выходным напряжением постоянного тока.

• Узнайте о преимуществах и недостатках различных типов источников питания постоянного тока.

 

Источник питания 24 В постоянного тока на плате управления.

По мере того, как наши устройства постоянно развиваются, растут и наши потребности в более эффективных средствах их питания. С тех пор, как Алессандро Вольта изобрел батарею, мы постоянно занимаемся сохранением, использованием и эффективным производством энергии.

Учитывая, что портативность находится в верхней части списка характеристик почти каждого устройства, понятно, почему мы находим постоянное напряжение во многих приложениях. Практически все электронные устройства и продукты используют постоянный ток (DC), что делает источники питания с выходным напряжением постоянного тока наиболее широко используемыми. Некоторые из различных схем, которые зависят от постоянного тока, включают преобразователи переменного тока в постоянный, преобразователи постоянного тока в постоянный, настенные бородавки и, конечно же, источники питания постоянного тока.

Что такое VDC и почему это важно?

В постоянного тока относится к вольтам постоянного тока и может поступать либо от батареи, либо от источника питания, который преобразует переменный ток (переменный ток) в постоянный. Как следует из названия, постоянный ток постоянно течет в одном направлении, и мы обычно подаем его по проводникам (проводам). Наиболее очевидным преимуществом постоянного тока является его стабильность.

Эта характеристика идеальна для многих приложений, которые в противном случае не достигли бы функциональности без стабильности DC. Таким образом, многие устройства, такие как, например, ПК, не могут правильно работать, напрямую используя переменный ток.

Хотя в электросетях большинства стран на Земле используется переменный ток, в бытовых электронных устройствах он не используется — по крайней мере, напрямую. Это основной пример того, почему источники питания с выходным напряжением постоянного тока жизненно важны.

Источник питания постоянного тока

Как правило, источник питания постоянного тока представляет собой простой преобразователь переменного тока в постоянный, который имеет напряжение питания 110 или 220 В переменного тока и преобразует его в 3 В, 5 В, 9 В, 12 В или 24 В постоянного тока. В целом, эти источники питания постоянного тока доступны в различных конфигурациях, размерах и выходных мощностях.

Я уверен, вы знаете, что постоянный ток течет с постоянной скоростью и в непрерывном направлении. Этот тип выходного источника питания необходим для устройств, которые не могут нормально работать при переменном напряжении переменного тока. Одним из лучших примеров этого являются материнские платы настольных компьютеров и ноутбуков, а также других чувствительных электронных устройств.

Несмотря на то, что типичный источник питания постоянного тока для настольных ПК предлагает 3,3, 5 и 12 В постоянного тока для удовлетворения различных требований системы ПК, не все блоки питания с выходным напряжением постоянного тока эквивалентны. Имея это в виду, при проектировании печатной платы необходимо тщательно учитывать требования к питанию.

Типы источников питания постоянного тока

Существует два основных типа источников питания постоянного тока: линейные и импульсные. Хотя они оба обеспечивают выходную мощность В постоянного тока, они используют разные методологии в этом процессе. С точки зрения приложений, каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.

Функционально линейный источник питания проводит ток, тогда как импульсный источник питания преобразует постоянный ток в сигнал переключения. В импульсном источнике питания постоянного тока выпрямитель создает выходное напряжение постоянного тока. Что касается размера, линейный источник питания постоянного тока обычно больше и тяжелее. Различия в размерах часто определяют, какой из них лучше всего подходит для вашего конкретного дизайна.

Существуют также различия в том, как каждый тип справляется с электромагнитными помехами, регулированием мощности, а также регулированием мощности. В области электроники вы столкнетесь с некоторыми конструкциями, в которых используются линейные источники питания постоянного тока, однако в большинстве по-прежнему используются импульсные типы.

Импульсный источник питания

Импульсный источник питания (SMPS) используется в самых разных приложениях благодаря его эффективности и эффективности в качестве источника питания. Преимущества SMPS включают в себя:

Понятно, почему они наиболее широко используются, учитывая постоянное уменьшение размеров электронных устройств и растущий спрос на портативность. В целом, SMPS представляет собой устройство, в котором используются силовые полупроводники для преобразования и регулирования энергии путем непрерывного включения и выключения с высокой скоростью.

Регулирование в SMPS осуществляется с помощью импульсного регулятора. Кроме того, элемент последовательного включения включает и выключает подачу тока на сглаживающий конденсатор. В свою очередь, напряжение на конденсаторе определяет время включения последовательного элемента. Наконец, он поддерживает необходимый уровень напряжения для приложения за счет непрерывного включения конденсатора.

Типы импульсных источников питания:

Линейный источник питания постоянного тока

Характерно, что линейный источник питания лучше подходит для приложений с низким уровнем шума, поскольку он не подвержен высокочастотному переключению SMPS. Они используются в приложениях, требующих отличного регулирования, низкой пульсации, низкого электромагнитного излучения и превосходной переходной характеристики. С точки зрения функциональности, линейный источник питания будет только понижать свое входное напряжение, чтобы обеспечить более низкое выходное напряжение.

По своей конструкции линейный блок питания использует большой трансформатор для понижения напряжения от источника переменного тока до гораздо более низкого напряжения переменного тока, прежде чем использовать ряд цепей выпрямителя и фильтров для обеспечения очень чистого постоянного напряжения. Однако имейте в виду, что компромиссы или недостатки линейного источника питания по сравнению с SMPS включают:

Как правило, линейные источники питания используются в медицинском оборудовании, коммуникационном оборудовании, малошумящих усилителях, датчиках и аналоговых устройствах. преобразователи в цифровые.

Общие преимущества и недостатки типов блоков питания

Импульсный блок питания может быть на 80% меньше по размеру и весить значительно меньше, чем линейный блок питания. Компромисс заключается в том, что SMPS производят высокочастотный шум, который может мешать работе чувствительных электронных устройств. Однако SMPS может выдерживать небольшие потери мощности переменного тока в течение 10–20 мс без перерывов в его выходе.

Поскольку в линейном источнике питания для регулирования выходного напряжения используются более крупные полупроводниковые устройства, он выделяет больше тепла и поэтому менее эффективен. Это соответствует примерно 60% эффективности его выходного напряжения. С точки зрения эффективности для SMPS, он обычно составляет 80% или выше для его выходного напряжения.

Что касается переходного времени отклика, линейный источник питания до 100 раз быстрее, чем SMPS, что может быть очень важным в определенных приложениях.

Поскольку компании активно ищут способы снижения затрат, SMPS являются предпочтительным источником питания благодаря их экономичности, меньшему размеру и более высокой эффективности. Кроме того, сегодняшние растущие требования к портативности и миниатюризации приводят только к увеличению использования SMPS. Тип источника питания постоянного тока, который вы выберете, в конечном итоге зависит от ваших конкретных требований к конструкции. Линейный источник питания лучше подходит для чувствительных аналоговых схем, а импульсный источник питания лучше всего подходит для небольшого портативного оборудования.

Источники питания постоянного тока с выходом присутствуют во многих различных электронных устройствах.

Управление напряжением постоянного тока и мощностью постоянного тока в конструкции блока питания постоянного тока требует правильного мышления и опыта. Падение напряжения постоянного тока, протекание тока, источники питания переменного тока постоянного тока и переменный ток — все это дополнительные элементы опыта, которые могут помочь при проектировании источников питания постоянного тока или напряжения постоянного тока. В конце концов, конструкция электронных устройств требует электроэнергии и направлена ​​на то, чтобы избежать любого ненужного поражения электрическим током, которое может нарушить цепь постоянного тока. Будь то регулируемый источник питания или более высокое напряжение, убедитесь, что вы последовательно понимаете принципы применения постоянного напряжения, входного напряжения и тока для сопротивления, электрической энергии, конденсаторов, инверторов, преобразователей постоянного тока и адаптеров переменного тока.

Независимо от того, какой источник питания вы выберете для своего проекта, наличие правильного набора программного обеспечения для проектирования и анализа — единственный способ гарантировать успешное внедрение. OrCAD PCB Designer имеет полный набор функций проектирования и анализа, чтобы ваша плата была сделана правильно с первого раза.

Если вы хотите узнать больше о том, какое решение у Cadence есть для вас, обратитесь к нам и нашей команде экспертов.