Блок питания схема на кр142ен12а. Блок питания на микросхеме КР142ЕН12А: характеристики, схема и сборка

Какие особенности имеет блок питания на КР142ЕН12А. Как собрать стабилизированный блок питания с регулируемым выходным напряжением. Какие компоненты нужны для создания блока питания на КР142ЕН12А.

Основные характеристики блока питания на КР142ЕН12А

Блок питания на микросхеме КР142ЕН12А обладает рядом важных характеристик, делающих его популярным выбором для радиолюбителей:

• Широкий диапазон выходных напряжений: 3-12 В
• Максимальный ток нагрузки: 0,25 А
• Низкая амплитуда пульсаций: 10 мВ
• Компактные размеры: 77x57x50 мм
• Возможность плавной регулировки выходного напряжения
• Высокая стабильность выходного напряжения

Эти характеристики делают данный блок питания универсальным решением для питания различной радиоэлектронной аппаратуры. Но каковы ключевые преимущества использования именно микросхемы КР142ЕН12А?

Преимущества использования микросхемы КР142ЕН12А

Микросхема КР142ЕН12А имеет ряд достоинств по сравнению с дискретными стабилизаторами напряжения:

• Высокая степень интеграции — все основные элементы стабилизатора размещены в одном корпусе
• Встроенная защита от короткого замыкания и перегрева
• Малое падение напряжения между входом и выходом
• Низкий уровень собственных шумов
• Простота применения — требуется минимум внешних компонентов

Эти преимущества обеспечивают надежную и стабильную работу блока питания в широком диапазоне нагрузок. Но как же работает схема блока питания на КР142ЕН12А?

Принцип работы схемы блока питания

Схема блока питания на КР142ЕН12А включает следующие основные узлы:

1. Трансформатор T1 для понижения сетевого напряжения
2. Диодный мост VD1-VD4 для выпрямления напряжения
3. Конденсатор C2 для сглаживания пульсаций
4. Микросхема DA1 (КР142ЕН12А) — интегральный стабилизатор напряжения
5. Делитель R1-R7 для регулировки выходного напряжения
6. Конденсаторы C3 и C4 для подавления шумов

Принцип работы следующий: переменное напряжение сети преобразуется трансформатором, выпрямляется диодным мостом, сглаживается конденсатором и подается на вход микросхемы-стабилизатора. Микросхема поддерживает на выходе стабильное напряжение, величина которого задается делителем. Но как правильно собрать такой блок питания?

Пошаговая инструкция по сборке блока питания

Чтобы собрать блок питания на КР142ЕН12А, следуйте этим шагам:

1. Подготовьте печатную плату по приведенному чертежу
2. Установите и припаяйте все компоненты согласно схеме
3. Закрепите микросхему КР142ЕН12А на алюминиевом радиаторе
4. Подключите обмотки трансформатора
5. Установите переключатель SA1 для выбора диапазона напряжений
6. Проверьте правильность монтажа и отсутствие замыканий
7. Поместите плату в подходящий корпус

При сборке особое внимание уделите правильной полярности диодов и конденсаторов. Но какие компоненты потребуются для создания блока питания?

Необходимые компоненты для сборки

Для сборки блока питания на КР142ЕН12А вам понадобятся:

• Микросхема КР142ЕН12А — 1 шт
• Трансформатор 220/15В 0,5А — 1 шт
• Диодный мост или диоды — 4 шт
• Конденсаторы электролитические — 2-3 шт
• Резисторы постоянные и переменный — 7-8 шт
• Печатная плата
• Радиатор для микросхемы
• Корпус, провода, разъемы

Точные номиналы компонентов зависят от требуемых параметров блока питания. Но как проверить работоспособность собранного устройства?

Проверка и настройка блока питания

После сборки необходимо выполнить проверку и настройку блока питания:

1. Проверьте отсутствие короткого замыкания между цепями
2. Подключите к выходу нагрузку 100-200 Ом
3. Подайте входное напряжение через лабораторный ЛАТР
4. Проконтролируйте выходное напряжение мультиметром
5. Установите требуемый диапазон регулировки подбором R1-R7
6. Проверьте стабильность напряжения при изменении нагрузки
7. Измерьте уровень пульсаций на выходе осциллографом

При правильной сборке и настройке блок питания должен обеспечивать стабильное регулируемое напряжение во всем диапазоне нагрузок. Но каковы типичные применения такого блока питания?

Области применения блока питания на КР142ЕН12А

Блок питания на КР142ЕН12А находит широкое применение в различных областях:

• Лабораторный источник питания для радиолюбителей
• Питание аналоговых и цифровых схем
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Питание светодиодных лент и модулей
• Маломощная аудиоаппаратура
• Измерительные приборы
• Системы автоматики и управления

Универсальность и надежность делают этот блок питания популярным среди радиолюбителей и профессионалов. Но какие меры безопасности нужно соблюдать при работе с блоком питания?

Меры предосторожности при эксплуатации

При работе с блоком питания на КР142ЕН12А соблюдайте следующие правила безопасности:

• Не превышайте максимально допустимый ток нагрузки
• Обеспечьте хорошее охлаждение микросхемы-стабилизатора
• Не допускайте короткого замыкания на выходе
• Используйте качественные компоненты от проверенных производителей
• Тщательно изолируйте все токоведущие части
• Не прикасайтесь к схеме во включенном состоянии

Соблюдение этих мер обеспечит долгую и безопасную эксплуатацию блока питания. Но как можно модифицировать базовую схему для улучшения характеристик?

Возможные модификации схемы

Базовую схему блока питания на КР142ЕН12А можно улучшить следующими способами:

• Добавление защиты от перегрузки по току
• Установка индикатора выходного напряжения
• Использование более мощного выходного транзистора для увеличения тока
• Добавление вольтметра и амперметра на выходе
• Реализация защиты от переполюсовки на выходе
• Установка вентилятора охлаждения для повышения мощности

Эти модификации позволят расширить функциональность и улучшить параметры базовой схемы блока питания. Но какие альтернативные микросхемы можно использовать вместо КР142ЕН12А?

Блок питания на КР142ЕН12А — Килоом.ру

Posted on 03/02/201501/04/2017 by Kiloom

Предложенный блок питания на микросхеме КР142ЕН12А обладает достаточно широким диапазоном и стабильностью выходного напряжения.

Основные технические характеристики:

Номинальное выходное напряжение с
допускаемым отклонением ±5 %, В . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3; 4; 5; 6; 7,5; 9; 12;
Максимальный ток нагрузки, А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,25;
Амплитуда пульсации, мВ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10;
Внешние размеры, мм  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77*57*50.

Принципиальная схема блока питания приведена на рисунке ниже. Переменное напряжение с секционированной обмотки сетевого трансформатора Т1 через контакты переключателя SA1. 1 (в зависимости от выбранного предела) поступает на диодный мост VD1…VD4 и выпрямляется им. После этого выпрямленное и сглаженное конденсатором С2 напряжение поступает далее на вход 2 микросхемы DA1, которая представляет собой интегральный стабилизатор с регулируемым выходным напряжением. С ее вывода 8 стабилизированное напряжение подается на выходной разъем Х2. Резисторы R1…R7 образуют делитель напряжения. Резисторы R2…R7 коммутируются переключателем SA1.2 одновременно с отводами секций обмотки II сетевого трансформатора. Конденсатор С3 необходим для снижения уровня шума и увеличения коэффициента сглаживания пульсаций. Конденсатор С1 выполняет роль сетевого фильтра, а конденсатор С4 — выходного фильтра блока питания.

Печатная плата блока питания показана на рисунке. Резисторы R2…R7 и переключатель SA1 смонтированы на нижней стороне печатной платы, остальные детали — на верхней. Трансформатор Т1 установлен на плате выводами обмоток вниз и приклеен к плате клеем БФ-4. Выводы первичной обмотки трансформатора припаяны непосредственно к штырям сетевой вилки (X1). К ним же припаян и конденсатор С1.

Магнитопровод трансформатора собран из пластин Ш10×20. Первичная обмотка (I) трансформатора содержит 3600 витков провода ПЭВ-2-0,1, а вторичная (II) — 368 витков ПЭВ-2-0,35 с отводами от 166, 200, 234, 268, 302-го витков. Все резисторы, используемые в блоке питания, — МЛТ-0,125. Конденсатор C1 — К73-17 на номинальное напряжение 630 В, С2 и С3 — оксидные К50-35, С4 — КМ-5. Переключатель SA1 — движковый типа ПД-41.

Установка его на плате со стороны сетевой вилки исключает случайное переключение выходного напряжения при работающем блоке с подключенной нагрузкой.

Микросхема КР142ЕН12А может быть заменена на КР142ЕН12Б. Теплоотвод, на котором она укреплена винтом с гайкой, изготовлен из листового алюминия толщиной 2,5 мм.

Налаживание блока питания заключается в тщательном подборе резисторов R2…R7 делителя выходного напряжения. Чем более тщательно будет подобран каждый из резисторов делителя, тем точнее окажется соответствующее ему напряжение на выходе блока питания.

скачать архив

Электрические схемы   Блок питания (БП)

0

Блок питания (005) коробка

Начинающим   набор конструктор  Блок питания.   (005)

При сборке любой электронной схемы возникает вопрос: «от чего будет питаться эта схема?» Основных два варианта- это химические источники тока ( батарейки или аккумуляторы) или блок питания, который будет преобразовывать переменное напряжение сети в постоянное с параметрами, необходимыми для работы  устройства. Основными из этих параметров является напряжение и ток, выдаваемые блоком питания. Потом следуют другие параметры, может быть не главные, но в отдельных случаях необходимые для каких-то отдельных схем. Например, при изготовлении блока питания для акустических усилителей немаловажное значение имеет коэффициент пульсаций, т.е. если блок питания будет плохо сглаживать выпрямленное диодным мостом переменное напряжение, то эти пульсации с частотой 50Гц будут прослушиваться в динамиках усилителя.

В некоторых случаях важное значение имеет стабильность выходного напряжения блока питания при изменении нагрузки в допустимых пределах, например для питания видеокамеры и других сложных схем. Есть ещё несколько параметров блоков питания, но в нашем случае они не являются определяющими и мы на них останавливаться не будем. В этом разделе на примере стабилизированного блока питания рассмотрим все вышеперечисленные параметры и процессы преобразования напряжения и тока. На Рис.1 изображена схема стабилизированного сетевого блока питания, преобразующего переменное сетевое напряжение 220 вольт (переменное напряжение на схемах обозначается АС) в постоянное напряжение (обозначается DC) с возможностью регулирования и стабилизации выходного напряжения. Рассмотрим последовательно все процессы. Сначала из сети напряжение 220вольт с частотой 50 герц (т.е. за одну секунду напряжение в сети меняется с плюса на минус и наоборот 50 раз) поступает через предохранитель Пр1, предназначенный защитить трансформатор от «короткого замыкания», на первичную ( I ) обмотку трансформатора (ещё её называют сетевой). Ток, протекающий через первичную обмотку, возбуждает в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле, соответственно с частотой 50Гц, которое в свою очередь приводит к возникновению переменного тока во вторичной ( II ) обмотке. Если количество витков в обоих обмотках будет одинаково, то напряжение на вторичной обмотке практически будет равно напряжению в первичной, т.е. 220 вольт (практически,- потому что во время трансформации напряжения происходят незначительные потери на преобразовании). Если мы изготавливаем блок питания для анодной цепи лампового усилителя с напряжением 440 вольт, то количество витков во вторичной обмотке должно быть в 2 раза больше, чем в первичной. Но в нашем случае мы будем изготавливать блок питания с низким напряжением (до 30 вольт). Надо не забывать, что при определённом напряжении, электрический ток становится опасным для жизни!!! Это означает, что до определённого значения напряжения ток, протекающий через тело человека, не представляет угрозы, а при увеличении напряжения до  опасного, соответственно увеличивается и ток. Именно ток, достигнув опасного уровня, протекая через тело и внутренние органы человека, может принести непоправимый урон. Принято, что безопасными в обычных условиях являются переменное напряжение до 36 вольт и постоянное до 40 вольт, а в опасных (сырые помещения, мокрый пол и др.) условиях до 24 вольт. Продолжим: мы решили, что для питания наших будущих схем нам будет достаточно, если наш универсальный блок питания будет вырабатывать на своём выходе напряжение от 3 до 24 вольт. С учётом потерь на падении напряжения на выпрямительных диодах, микросхеме стабилизатора, напряжение вторичной обмотки должно быть около 30 вольт, т.е. возьмём соотношение количества витков первичной и вторичной обмоток как 7:1. Считаем: если напряжение в сети равно 220В, то напряжение на вторичной обмотке равно 220в : 7 = 31В или если первичная обмотка содержит 2100 витков провода, то для вторичной обмотки нам необходимо намотать 2100:7=300 витков.  А с учётом трансформации мощности, вторичную обмотку (грубо) мы можем намотать проводом сечением в 7 раз больше, чем первичная обмотка (не путайте сечение провода, т. е. площадь, измеряемую в мм квадратных, с диаметром провода, измеряемых в мм ). Для примера: у нас есть трансформатор от старого видеомагнитофона ВМ-12. Первичная обмотка намотана медным проводом диаметром 0,28 мм и содержит 1180 витков. Считаем количество витков во вторичной обмотке: 1180:220в (напряжение в сети) =5,3636 витков на 1 вольт напряжения, далее нам необходимо напряжение на вторичной обмотке около 30 вольт: 5,3636 х 30в = 160 витков. Диаметр провода первичной обмотки переводим в сечение: Д=0,28мм делим на 2 = 0,14мм (радиус провода) , далее по известной формуле S = 3,14 x R2 получаем S = 3,14х0,14мм2= 0,062мм2. Трансформируем это значение в сечение вторичной обмотки: 0,062мм2х7= 0,434мм2. Теперь это сечение обратно переводим в диаметр: 0,434мм2 : 3,14=0,1382мм2 и извлекаем из этого значения квадратный корень: = 0,37мм – это радиус, который умножаем на 2 и получаем диаметр провода вторичной обмотки =0,74мм. Мощность данного трансформатора равна 42 ватта. Посмотрим, достаточна ли мощность этого трансформатора для нашей схемы? Максимальный ток микросхемы стабилизатора составляет 1,5 ампера. Максимальное напряжение питания, необходимое для будущих схем будет равно 24 вольтам, т.е. максимально необходимая  мощность потребления равна 24В х 1,5А= 36Вт, т.е. мощности трансформатора достаточно для работы нашей схемы во всём диапазоне токов и напряжений. Разобрались с трансформатором. Далее переменное напряжение с выхода вторичной обмотки поступает на диоды (в различных описаниях может встречаться понятие вентили) выпрямительного моста Д1-Д4. Форма переменного напряжения сети имеет вид синусоиды. На Рис.3 в верхней части показана форма напряжения на входе моста, а в нижней части на выходе выпрямителя. Как видно из этого рисунка, выпрямленное напряжение имеет большие пульсации и практически непригодно для питания электронных схем. Чтобы оно стало пригодным, его надо в первую очередь отфильтровать. Эту роль в нашей схеме будет играть электролитический конденсатор С1, который будет компенсировать «провалы между волн» отдачей в схему собственного заряда, получаемого им в момент достижения максимального значения выпрямленного напряжения, в результате чего пульсации тока после выпрямителя будут очень малы, а форма напряжения будет стремиться с прямой, обозначенной на Рис. 3 прямой Ud. Здесь надо остановиться на одной особенности: допустим мы собрали и подключили только трансформатор и диодный выпрямитель без конденсатора. При измерении напряжения на выходе выпрямителя вольтметр покажет не максимальное значение, достигаемое каждой полуволной, а действующее, обозначенное прямой Ud т.е. если вы рассчитали вторичную обмотку на 30 вольт, то измеренное переменное напряжение на вторичной обмотке и выпрямленное постоянное напряжение на выходе моста будут приблизительно одинаковыми (при выпрямлении на каждом диоде «теряется» около 0,4 вольта. Учитывая, что в каждом плече 2 диода, то падение напряжения составит 0,8 вольта. Это надо учитывать при разработке низковольтных выпрямителей с напряжением 1,5 – 3 вольта) и будут около 30 вольт. Но как только мы подключим к выходу моста фильтрующий конденсатор С1, он зарядится до максимального значения напряжения полуволны выпрямленной синусоиды, т.к. нагрузки пока нет и разряжаться конденсатору пока не на что. Как видно из рисунка, напряжение на конденсаторе увеличится на 1 /3 волны ,т. е при действующем напряжении 30 вольт, напряжение может составить 45 вольт. Это надо учитывать при подборе максимально допустимого рабочего напряжения конденсатора (в нашем случае по существующим стандартам напряжений конденсаторов ближайший должен быть не менее 50 вольт, а учитывая возможные скачки напряжения сети, лучше поставить конденсатор с напряжением 63 вольта). Так же это необходимо учитывать при подключении простого блока питания (адаптера), состоящего из выпрямителя и конденсатора. В этом случае сначала блок питания подключается к схеме (нагрузке), затем в сеть. Теперь остановимся на ёмкости конденсатора С1 и типе диодов выпрямителя. При подборе сглаживающего конденсатора необходимо пользоваться следующим правилом: на 1 ампер рассчитываемой нагрузки, минимальная ёмкость должна составлять 1000МкФ. В нашем случае при максимальном токе в 1,5А ёмкость не должна быть менее 1500МкФ. С учётом выпускаемых основных стандартов, ближайшее значение будет 2200Мкф. И это минимальное значение. Для улучшения сглаживающих возможностей конденсатора можно поставить 4700МкФ. С конденсатором С1 разобрались. Диоды выпрямителя: два основных параметра – максимальное рабочее напряжение диодов и максимальный ток. В нашей схеме ток будет до 1,5А, значит диоды (или готовый диодный мост) должны быть с рабочим током 2 или более ампер и напряжением (учитывая наше максимально возможное значение в 45В плюс мы допускаем скачки в сети), оно должно быть не менее 100В (т.к. как правило диоды выпускают на 50В, потом 100В, 200В и т.д.). Далее подключаем микросхему стабилизатор напряжения КР142ЕН12А (можно КР142ЕН12Б, но у неё параметры «послабее»). На рис.6 корпус микросхемы с обозначением выводов. Вход и выход микросхемы подключаются в соответствии со схемой на рис.1 Управляющий вывод 1 подключается к регулируемому делителю напряжения, состоящему из переменного резистора R1 и постоянного R2. Корпус микросхемы необходимо установить на алюминиевый радиатор площадью не менее 200 см2 т.к. при средних и максимальных нагрузках она будет сильно нагреваться, что может привести к её поломке, для улучшения теплоотдачи между корпусом микросхемы и радиатором необходимо положить небольшое количество теплопроводящей пасты КПТ-8. Значение ёмкости конденсатора С2 может быть в пределах 25 – 100 МкФ, рабочее напряжение (с учётом нашего максимального напряжения на выходе в 24В плюс запас) должно быть 35В и выше.  Для контроля параметров выдаваемого блоком питания напряжения и тока, желательно дополнить его контрольно – измерительными приборами: вольтметром и амперметром (рис.2) желательно с предельными показаниями амперметра 1,5 – 3 ампера и вольтметра 30В (если нет, можно до 50В, но будет теряться точность измерений). Если вам потребуется блок питания большей мощности, с большей отдачей по току, можно доработать рассмотренный выше блок питания дополнительным транзистором p-n-p (рис.5) или n-p-n (рис.4) проводимостью. В этом случае микросхема будет выступать регулятором напряжения для транзистора, который будет играть ключевую роль, соответственно основной радиатор большей площади необходимо установить на этот транзистор. Например КТ816 допускает ток до 3 ампер. КТ818,819 до 10 ампер (в нашем случае при нашем максимальном напряжении необходимо использовать КТ816В или Г).

     Если для питания устройства требуется применить блок   

питания с каким-то фиксированным напряжением, можно использовать микросхемы этой же серии КР142ЕН** (5А является 5 вольтовой, 5Б=6В, 8А=9В, 8Б=12В, 8В=15В, 9А=20В, 9В=24В). Схемы включения этих микросхем одинаковые (рис 7), но значение выводов ЕН12 и ЕН5-9  различное.

     ВЫПУСК 005.

Блок питания стабилизированный с плавной регулировкой выходного напряжения от 3 до 12 вольт и блок питания с фиксированными напряжениями: 5, 6, 9, 12 вольт с током нагрузки до 0,5 ампер.

   

  1. Трансформатор 220/15В 0,5А (1 шт.),    

  2.  Монтажная плата для КР142ЕН12 (1 шт.),

  3.  Монтажная плата для КР142ЕН5А-8Б (1 шт),

  4.  Радиаторы для микросхем (2 шт.)

  5.  Конденсаторы электролитические 470 МкФ 25 В (4шт),

  6.  Постоянные резисторы: 10 к (гасящий ток для светодиода) (2 шт. )

                                                 240 Ом (R2 для КР142ЕН12) (1 шт.)

  7.  Переменный резистор R1 (регулятор напряжения КР142ЕН12) (1 шт.),

  8.  Микросхема КР142ЕН12 (LM317) (регулируемая) (1 шт.),

  9.  Микросхема КР142ЕН5А (7805) (5 вольт) (1 шт.),

 10. Микросхема КР 142ЕН5Б (7806) (6 вольт) (1 шт.),

 11. Микросхема КР 142ЕН8А (7809) (9 вольт) (1 шт.),

 12. Микросхема КР 142ЕН8Б (7812) (12 вольт) (1 шт.),

 13. Светодиоды (индикатор напряжения)  (2шт.),

 14. Предохранители 0,25А (2 шт.),    

 15. Выпрямительные диоды (8 шт.),

 16. Монтажные провода,

 17. Термоусаживаемая трубка (для изоляции держателя предохранителя),

 18. Винт М3 (2 шт),

 19. Гайка М3 (2шт),

 20. Пластиковый контейнер с деталями,

 21. Вилка сетевая,

 22.