МОЩНЫЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Собрал недавно очень неплохой лабораторный регулируемый блок питания по такой, многократно проверенной разными людьми схеме:
- Регулировка от 0 до 40 В (при ХХ и 36 В по расчету с нагрузкой) + возможна стабилизация до 50 В, но мне надо было именно до 36 В.
- Регулировка тока от 0 до 6 А (Imax устанавливается шунтом).
Имеет 3 вида защиты, если так можно назвать:
- Стабилизация по току (при превышении установленного тока – ограничивает его и любые изменения напряжения в сторону увеличения не вносят изменений)
- Триггерная защита по току (при превышении установленного тока отключает питание)
- Температурная защита (при превышении установленной температуры отключает питание на выходе) У себя ее не ставил.
Вот плата управления, основанная на LM324D.
С помощью 4х ОУ реализовано все управление стабилизацией и вся защита. В интернете более известна как ПиДБП.
Как всегда, пришлось развернуть по своему ПП. Думаю о нем здесь особо не стоит говорить. Для умощнения стабилизатора установлены 4 транзистора TIP142:
Все на общем теплоотводе (радиатор от CPU). Для чего их так много? Во-первых – для увеличения выходного тока. Во-вторых – для распределения нагрузки на все 4 транзистора, что в последующем исключает перегрев и выход из строя на больших токах и больших разниц потенциалов. Ведь стабилизатор – линейный и плюс к этому всему, чем выше напряжение на входе и меньше напряжение на выходе, тем больше энергии рассеивается на транзисторах.
Резисторы в эмиттерах можно устанавливать в пределах от 0.1 до 1 Ома, стоит учитывать, что при увеличении тока падение напряжения на них будет существенно и естественно нагрев неизбежен.
Все файлы – краткую информацию, схемы в .ms12 и .spl7, печатку от одного из людей на паяльнике (100% проверенная, все подписано, за что ему огромное спасибо!) в .lay6 формате, предоставляю в архиве. Цифровой VA-метр в дальнейшем заменю, поскольку он не точен, шаг показаний большой. Сильно разнятся показания тока при отклонении от настроенного. Например выставим 3 А и на нем тоже 3 А, но когда снизим ток до 0.5 А, то он будет показывать 0.4 А, например. Но это уже другая тема. Автор статьи и фото –
Форум по ИП
Схема мощного лабораторного источника питания » Паятель.
РуКатегория: Источники питания
Источник выдает однополярное регулируемое постоянное напряжение 5…14 В, при токе до 15А. Его назначение — питание в лабораторных условиях в процессе ремонта или наладки (разработки) различной автомобильной электроники, такой как магнитолы, мощные автомобильные УЗЧ, выходные узлы акустической сигнализации, электронные системы зажигания.
Схема источника питания показана на рисунке. Он построен по классической схеме, состоящей из силового понижающего трансформатора, диодного выпрямителя с конденсаторным сглаживающим фильтром, и стабилизатора напряжения с регулируемым напряжением стабилизации.
В качестве силового трансформатора используется переделанный силовой трансформатор ТС-180, применявшийся в 70-80-х годах в качестве силового трансформатора черно-белых ламповых телевизорах типа УЛПТ-61. Видимо, в свое время этих трансформаторов было сделано с избытком, потому что сейчас это наиболее часто встречающийся в продаже мощный трансформатор.
Трансформатор имеет два катушки, сетевые обмотки нужно сохранить, а все вторичные удалить. Затем намотать новые вторичные обмотки, — по 56 витков провода ПЭВ-1,0. С такими обмотками на выходе выпрямителя на диодах VD1-VD4 будет напряжение 16-18 В. Для того чтобы обеспечить большой ток диоды выпрямителя включены попарно-параллельно.
Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются батареей конденсаторов емкостью 8000 мкФ, состоящей из двух конденсаторов типа К50-18 по 4000 мкФ, включенных параллельно. Возможна установка одного более емкого конденсатора или составление батареи нужной емкости из большего количества конденсаторов. В любом случае, емкость должна быть не менее 8000 мкФ и допустимое напряжение не менее 20 В.
Стабилизатор напряжения построен на микросхеме КР142ЕН5А, эта микросхема рассчитана на неизменяемое выходное напряжение 5 В. Для того чтобы можно было поднять выходное напряжения такого стабилизатора, обычно в цепи земляного вывода микросхемы (вывод 8) включают дополнительный источник стабильного напряжения, значительно менее мощный, построенный по схеме параметрического стабилизатора.
Этот источник создает дополнительное напряжение, относительно которого (а не относительно нуля, как по типовой схеме) будет теперь работать микросхема. В результате выходное напряжение такого стабилизатора увеличивается на величину напряжения дополнительного стабилизатора.
Таким образом параметрический стабилизатор на R1 и VD5, совместно с переменным резистором R2 создает дополнительное регулируемое напряжение, которое суммируется с напряжением стабилизации D1. Напряжение на движке R2 меняется в пределах 0…9 В, а напряжение на выходе D1 в пределах 5…14В.
Для того чтобы обеспечить высокий ток нагрузки на выходе интегрального стабилизатора D1 включен эмиттерный повторитель напряжения на транзисторах большой мощности VT1 и VT2 включенных параллельно.
Источник питания собран в металлическом корпусе размерами 280x160x210 мм. Роль его задней стенки выполняет радиатор для транзисторов VT1 и VT2. Для обеспечения длительной работы при полной нагрузке площадь поверхности этого радиатора должна быть не менее 400 см2.
На этом же радиаторе установлены выпрямительные диоды. Микросхема D1 установлена на отдельном небольшом пластинчатом радиаторе.
На боковой стенке корпуса изнутри установлен силовой трансформатор при помощи собственных креплений (привинчен к стенке болтами). В этой же стенке корпуса просверлено большое количество отверстий для вентиляции трансформатора, а также в верхней крышке корпуса над трансформатором и в дне корпуса под трансформатором.
Остальную часть корпуса занимает батарея конденсаторов С1-С2. На передней панели корпуса установлены две мощные клеммы и резистор-регулятор с элементами параметрического стабилизатора, а также тумблер — выключатель сетевого питания. Силовые диоды КД243 можно заменить на Д305, КД219. Стабилитрон КС210 можно заменить на Д814В.
Монтаж токоведущих мощных вторичных цепей необходимо выполнять медным многожильным проводом сечением не менее 2 мм в теплостойкой изоляции. Лучший вариант МГТФ-2,3. Источник не имеет защиты от перегрузки, это нужно учитывать при его эксплуатации.
При длительной эксплуатации с большой нагрузкой не допускать перегрева трансформатора более 60°С. Если предполагается использовать источник в режиме с продолжительной нагрузкой, близкой к максимальной, нужно в конструкции корпуса предусмотреть установку вентилятора принудительного охлаждения, такого как в источниках питания компьютеров или более мощного.
Снизить пульсации при максимальной нагрузке можно если повысить емкость батареи конденсаторов С1-С2 до 40000-100000 мкФ, используя более емкие современные конденсаторы, или включить параллельно большее количество конденсаторов, но это приведет к увеличению габаритов прибора.
Для защиты и надежной работы вашей техники используйте источник бесперебойного питания. На сайте http://madek.ua/products/uninterupted-power-supply можно ознакомиться с описаниями и характеристиками различных моделей ИБП от компании АРС.
Лучшие инструменты для проектирования цепей блоков питания с моделированием
От настольных источников питания до схем регуляторов мощности на встроенных платах разработчикам часто приходится создавать собственные схемы и схемы блоков питания.
Эти схемы кажутся простыми в проектировании, но для создания стабильной и высококачественной схемы источника питания требуются инструменты моделирования и проверки на основе SPICE в Altium Designer.
Altium Designer дает вам гораздо больше, чем инструменты для проектирования и моделирования схем; вы можете легко создать топологию печатной платы и подготовить плату к производству в Altium Designer. Продолжайте читать, чтобы узнать, как наше программное обеспечение для проектирования схем поможет вам создать наилучшую схему и компоновку схемы источника питания.
ALTIUM DESIGNER
Унифицированный пакет для проектирования печатных плат, объединяющий функции проектирования схем с мощным редактором печатных плат и функциями моделирования.
Спроектировать простой стабилизатор напряжения несложно, но источники питания промышленного класса выходят далеко за рамки линейных стабилизаторов. Схема схемы источника питания для вашей печатной платы может быть очень сложной, и для создания схем, компоновки печатной платы, моделирования и производственных файлов требуется несколько инструментов.
После того, как вы определите наилучшую топологию регулирования и преобразования мощности для своей системы, вам необходимо реализовать свои схемы на схемах и проверить свой проект.
Когда у вас есть доступ к интегрированному пакету проектирования, вы можете разрабатывать схемы источников питания, создавать высококачественную разводку печатных плат и запускать моделирование цепей в одной программе. Продолжайте читать, чтобы узнать, как лучший набор функций моделирования цепей и проектирования может помочь вам создать и смоделировать вашу стратегию преобразования и регулирования мощности.
При проектировании схемы источника питания необходимо рассматривать всю систему в блоках, начиная от схемы преобразователя переменного тока в постоянный и заканчивая этапами формирования напряжения и преобразователя мощности. Некоторые топологии регуляторов напряжения или тока могут выполнять несколько функций на протяжении всего процесса преобразования энергии. Однако эти регуляторы могут быть очень сложными и должны быть проверены с помощью моделирования, прежде чем приступить к производству.
На приведенном ниже рисунке показан пример блок-схемы, включающей все критически важные части источника питания. Этот тип системы предназначен для обеспечения высокоэффективного преобразования энергии с импульсным стабилизатором. Он мог получать питание от стены и преобразовывать переменный ток в постоянный с помощью мостового выпрямителя. Затем выходной сигнал выпрямителя будет передан в схему PFC, которая будет сглаживать пики тока от импульсного преобразователя. Затем вход и выход будут фильтроваться для устранения кондуктивных электромагнитных помех и обеспечения стабильной подачи питания на секции регулятора.
Этапы проектирования схемы источника питания и блок-схема преобразователя.
Затем секция регулятора должна быть спроектирована с соответствующей топологией. Наиболее распространенной топологией стабилизатора является импульсный стабилизатор, обеспечивающий питание SMPS. Эти блоки питания могут быть разработаны для обеспечения очень стабильного выходного напряжения и высокоэффективного регулирования.
Топология | Эффективность | Преимущества | Недостатки |
Линейный | Низкий (~60%) | Простота сборки | Высокий запас, низкая эффективность |
ЛДО | Низкий (~60%) | Низкий запас (~1 В), может использоваться на выходном каскаде для получения желаемого напряжения | Низкая эффективность |
Бак | >85% | Простота сборки | Шум переключения, кондуктивные электромагнитные помехи распространяются на выход |
Повышение | >85% | Простой в сборке (вариант понижающего преобразователя) | Шум переключения, кондуктивные электромагнитные помехи распространяются на выход |
Обратный ход | >85% | Гибкость: работает как понижающий или повышающий преобразователь, гальваническая развязка | Более высокая стоимость, требуется стабильная входная мощность, шум при переключении |
Вперед | >85% | Гибкость: работает как понижающий или повышающий преобразователь, гальваническая развязка без насыщения | Более высокая стоимость, требуется стабильная входная мощность, шум при переключении |
Создайте любую топологию регулятора с помощью лучших инструментов для проектирования схем
Для создания топологии регулятора, необходимой для обеспечения высокоэффективного преобразования энергии, требуется лучший набор инструментов для проектирования схем.
Вам также потребуется доступ к полному набору компонентов печатной платы, который включает модели САПР для использования в компоновке вашей печатной платы. Когда вы будете готовы приступить к проектированию схемы источника питания и найти необходимые компоненты, воспользуйтесь полным набором инструментов проектирования печатных плат в Altium Designer.
- Конструкция источника питания с высоким напряжением/сильным током часто требует размещения схемы коррекции коэффициента мощности после схемы преобразователя переменного тока в постоянный для сглаживания скачков тока на входе.
Узнайте больше о проектировании и анализе схем ККМ.
- При разработке схемы импульсного регулятора убедитесь, что вы выбрали правильную частоту для ШИМ-сигнала, так как это повлияет на эффективность и пульсации выходного напряжения и тока.
Узнайте больше о выборе наилучшей частоты для импульсного стабилизатора.
- Для обеспечения безопасности пользователя может потребоваться изоляция блока питания с помощью трансформатора.
Узнайте больше об изолированных и неизолированных источниках питания.
Создавайте каждую секцию схемы вашего источника питания с помощью инструментов иерархической многоканальной схемы в Altium Designer.
Из соображений безопасности и эксплуатации многих источников питания и схем регуляторов необходимо смоделировать каждую секцию источника питания, чтобы убедиться, что он обеспечивает желаемое электрическое поведение. Моделирование источника питания требует моделирования SPICE, которое берет данные компонентов и модели подсхем непосредственно из ваших схем. Затем этот тип моделирования решает законы Кирхгофа и закон Ома, чтобы гарантировать, что ваша схема будет работать так, как задумано.
Симуляторы SPICE позволяют выполнять некоторые критические симуляции в рамках проектирования схемы источника питания:
- Анализ переходных процессов для просмотра напряжения, тока и выходной мощности во временной области
- Анализ шума для изучения того, как входной шум преобразуется в выходной шум
- Анализ переменного тока с разверткой частоты в каждой секции источника питания
- Перебор параметров для повторения нескольких значений схемы и оптимизации проекта
Анализ переходных процессов будет использоваться чаще всего, так как этот тип моделирования показывает, как источник питания запускается и достигает своего рабочего состояния во временной области.
Затем вы можете определить, какие части системы должны быть изменены, и вы можете перебирать пробные значения для ваших элементов схемы с разверткой параметров. Эти задачи не требуют расширенного пакета моделирования, вы можете выполнять эти и многие другие моделирования в лучшем в отрасли программном обеспечении для проектирования печатных плат.
Использование Altium Designer для моделирования SPICE
Механизм моделирования SPICE в Altium Designer доступен в редакторе схем и будет получать данные непосредственно из ваших библиотек компонентов и моделей. Эти симуляции легко настроить и запустить, а данные можно сохранить для использования во внешней программе анализа, такой как MATLAB. Инструменты развертки параметров идеально подходят для оптимизации схемы вашего источника питания, и эти инструменты выводят несколько результатов, которые можно сравнить на одном графике.
- Схемы фильтров являются базовыми элементами, но они очень важны для конструкции источника питания, поскольку они гарантируют, что ваша система останется невосприимчивой к входному шуму.
Узнайте больше о контроле электромагнитных помех/электромагнитной совместимости с фильтрацией источника питания.
- Обращайте внимание на любой шум, создаваемый или получаемый в цепи регулятора, чтобы убедиться, что он не является чрезмерным на выходе источника питания.
Узнайте больше об анализе запаса шума в вашем блоке питания.
- Для проектирования схемы источника питания требуется моделирование SPICE, чтобы обеспечить стабильность выходной мощности и достижение желаемого значения.
Узнайте больше о запуске симуляций SPICE со схемами электропитания в Altium Designer.
Симулятор SPICE в Altium Designer помогает проверить схему схемы источника питания и оптимизировать ее выходную мощность.
После того, как вы создали схему блока питания, пришло время сохранить ее в виде макета пустой печатной платы. Затем вы можете приступить к компоновке компонентов, трассировке трасс, проектированию силовых плоскостей, выбору заземляющих плоскостей и многому другому.
Компоновка вашей печатной платы будет определять меры по управлению температурным режимом, которые вам придется учитывать, чтобы поддерживать низкую температуру печатной платы, и вам нужно будет найти настоящие компоненты для всех частей вашей конструкции.
Altium Designer — это больше, чем просто программное обеспечение для проектирования схем и моделирования, это самое мощное в отрасли приложение для проектирования печатных плат для разработки продуктов. Разработчики блоков питания получат доступ к полному набору инструментов проектирования печатных плат для создания схем, физической компоновки, моделирования и изготовления печатных плат — и все это в одной программе. Все необходимое для создания высококачественного источника питания включено в управляемую правилами среду проектирования Altium Designer.
Большинство программ проектирования требуют использования отдельных редакторов схем, маршрутизаторов и симуляторов для создания одного продукта. Это делает рабочий процесс неэффективным и даже вынуждает вас использовать сторонние инструменты проектирования для завершения нового дизайна.
Вместо того, чтобы работать в таком фрагментированном окружении, вам необходимо создать следующую печатную плату SMPS в унифицированном дизайн-пакете .
Когда вы работаете с унифицированным программным обеспечением для проектирования, у вас будет доступ ко всему, что вам нужно для создания нового продукта в одном приложении. Это тип среды, которую вы найдете в Altium Designer. Все, что вам нужно, находится в одном приложении, что позволяет с легкостью переходить от концепции к продукту.
Завершите проектирование блока питания с помощью инструментов PCB Layout Tools в Altium Designer
Основное преимущество Altium Designer перед другими платформами проектирования печатных плат заключается в его интегрированном интерфейсе проектирования, в котором все, что вам нужно для проектирования и компоновки схемы источника питания, включено в единую программу. Вместо того, чтобы размещать все в отдельных программах, Altium Designer включает в себя полный набор функций, необходимых для завершения компоновки печатной платы и подготовки ее к производству.
Никакое другое приложение для проектирования печатных плат не позволяет так легко вывести новый продукт на рынок с помощью одной программы.
- Проектирование цепей электропитания, размещение компонентов и трассировка трасс — это простые задачи в Altium Designer. Среда проектирования на основе правил в Altium Designer мгновенно проверяет макет на соответствие правилам проектирования при создании печатной платы.
Узнайте больше об интегрированной среде проектирования в Altium Designer.
- Мощные инструменты трассировки и компоновки в Altium Designer являются ключом к вашей производительности и помогут вам оставаться в рамках ваших механических требований.
Узнайте больше о функциях маршрутизации в Altium Designer.
- После создания проекта схемы источника питания и моделирования схемы вы можете поделиться своим проектом и данными моделирования со своей командой через Altium 365.
Узнайте больше об обмене данными проекта платы с Altium 365.
Полный набор функций проектирования блока питания печатной платы в Altium Designer.
Вам не нужно использовать отдельные программы для компоновки печатных плат, моделирования и проектирования схем при создании следующего блока питания. Вы можете создавать схемы источников питания с любой топологией, используя лучшее программное обеспечение для проектирования схем и инструменты компоновки в Altium Designer. Ни одно другое приложение не обеспечивает такого же уровня поддержки и производительности, как Altium Designer.
Altium Designer на Altium 365 обеспечивает беспрецедентную степень интеграции в электронной промышленности, которая до сих пор относилась к миру разработки программного обеспечения, позволяя разработчикам работать из дома и достигать беспрецедентного уровня эффективности.
Мы лишь немного коснулись того, что можно сделать с помощью Altium Designer в Altium 365. Вы можете посетить страницу продукта, чтобы получить более подробное описание функций, или посетить один из вебинаров по запросу.
Мощная цепь питания. Схема мощного блока питания Блок питания 220 12 вольт 30 ампер
Рано или поздно у любого радиолюбителя возникнет потребность в мощном блоке питания, как для тестирования различных электронных компонентов и блоков, так и для питания мощных радиолюбительских самоделок.
В схеме используется обычная микросхема LM7812, но выходной ток может достигать предела в 30А, он усиливается с помощью специальных транзисторов Darlington TIP2955, их еще называют составными. Каждый из них может выдавать до 5 ампер, а так как их шесть, то получается суммарный выходной ток около 30 А. При необходимости можно увеличить или уменьшить количество составных транзисторов, чтобы получить нужный вам выходной ток .
Микросхема LM7812 обеспечивает около 800 мА. Предохранитель используется для защиты от сильных скачков тока. Транзисторы и микросхему необходимо разместить на больших радиаторах. Для тока в 30 ампер нужен очень большой радиатор. Сопротивления в эмиттерных цепях используются для стабильности и выравнивания токов каждого плеча составного транзистора, т.
к. уровень их усиления будет разным для каждого конкретного экземпляра. Резисторы 100 Ом.
Выпрямительные диоды должны быть рассчитаны на ток не менее 60 ампер, а лучше выше. Сетевой трансформатор со вторичным током 30 ампер – самая сложная часть конструкции. Входное напряжение стабилизатора должно быть на несколько вольт выше выходного напряжения 12 В.
Внешний вид блока питания вы можете увидеть на рисунке ниже; к сожалению, чертеж печатной платы не сохранился, но рекомендую сделать его самостоятельно в утилите.
Настройка схемы. Сначала нагрузку лучше не подключать, а с помощью мультиметра убедиться, что на выходе схемы есть 12 вольт. Затем подключите нагрузку с нормальным сопротивлением 100 Ом и мощностью не менее 3 Вт. Показания мультиметра не должны измениться. Если нет 12 вольт, отключите питание и внимательно проверьте все соединения.
Предлагаемый блок питания имеет мощный полевой транзистор IRLR2905. В открытом состоянии сопротивление канала 0,02 Ом.
Мощность, рассеиваемая VT1, более 100 Вт.
Переменное сетевое напряжение поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр, а затем отфильтрованное на сток полевого транзистора и через сопротивление R1 на затвор, открывающий VT1. Часть выходного напряжения через делитель поступает на вход микросхемы КР142ЕН19, замыкая цепь отрицательной обратной связи. Напряжение на выходе стабилизатора увеличивается до тех пор, пока напряжение на управляющем входе DA1 не достигнет порогового уровня 2,5 В. В момент достижения микросхема размыкается, уменьшая напряжение на затворе, таким образом, цепь питания входит в режим стабилизации режим. Для плавной регулировки выходного напряжения сопротивление R2 изменено на потенциометр.
Настройка и настройка: Устанавливаем необходимое выходное напряжение R2. Проверяем стабилизатор на самовозбуждение с помощью осциллографа. Если это произошло, то параллельно конденсаторам С1, С2 и С4 необходимо подключить керамические конденсаторы номиналом 0,1 мкФ.
Сетевое напряжение поступает через предохранитель на первичную обмотку силового трансформатора. С его вторичной обмотки идет уже пониженное напряжение 20 вольт при силе тока до 25А. При желании этот трансформатор можно сделать своими руками на основе силового трансформатора от старого лампового телевизора.
Продолжая тему блоков питания, заказал еще один блок питания, но на этот раз более мощный, чем предыдущий.
Обзор будет не очень длинным, но как всегда буду рассматривать, разбирать, тестировать.
По сути, данный обзор является лишь промежуточным этапом на пути к испытаниям более мощных блоков питания, которые уже едут ко мне. Но я подумал, что этот вариант тоже не стоит оставлять без внимания, поэтому заказал его на обзор.
Несколько слов об упаковке.
Обычная белая коробка, из опознавательных знаков только артикул, и все.
При сравнении с блоком питания из предыдущего обзора оказалось, что обозреваемый чуть длиннее.
Это связано с тем, что обозреваемый блок питания имеет активное охлаждение, поэтому при практически одинаковом объеме корпуса мы имеем мощность в полтора раза больше.
Размеры корпуса — 214х112х50мм.
Все контакты выведены на одну клеммную колодку. Назначение контактов выбито на корпусе блока питания, этот вариант чуть надежнее наклейки, но менее заметен.
Крышка закрывается с заметным усилием и надежно фиксируется в закрытом состоянии. При открытии предоставляется полный доступ к контактам. Иногда у блока питания бывает ситуация, когда крышка открывается не полностью, так что теперь обязательно проверю этот момент.
1. На корпусе блока питания имеется наклейка с указанием основных параметров, мощности, напряжения и силы тока.
2. Также имеется переключатель входного напряжения 115/230 Вольт, что в наших сетях избыточно и не всегда безопасно.
3. Блок питания выпущен почти год назад.
4. Рядом с клеммной колодкой находится светодиод индикации работы и подстроечный резистор для изменения выходного напряжения.
Вентилятор расположен сверху. Как я уже писал в предыдущем обзоре, мощность 240-300 Вт является максимальной для блоков питания с пассивным охлаждением. Конечно, есть безвентиляторные БП для большой мощности, но они встречаются гораздо реже и стоят очень дорого, ведь внедрение активного охлаждения направлено на экономию денег и удешевление блока питания.
Крышка крепится шестью маленькими винтиками, но при этом сама по себе сидит плотно, корпус алюминиевый и, как и другие блоки питания, выполняет роль радиатора.
В качестве сравнения приведу фото рядом с 240-ваттным БП. Видно, что они в принципе одинаковые, а по сути БП на 360 Ватт отличается от своего младшего собрата только наличием вентилятора и некоторыми небольшими корректировками, связанными с более высокой выходной мощностью.
Например, их силовой трансформатор имеет одинаковые размеры, но выходной дроссель у обозреваемого значительно больше.
Общая черта обоих БП — очень свободная установка, и если для БП с пассивным охлаждением это оправдано, то с активным охлаждением размер корпуса можно было бы смело уменьшить.
Функциональная проверка перед дальнейшей разборкой.
Изначально напряжение на выходе немного завышено относительно заявленных 12 Вольт, хотя по большому счету это не имеет значения, меня больше интересует диапазон перестройки и он составляет 10-14,6 Вольт.
В конце выставляю 12 вольт и перехожу к дальнейшему осмотру.
Как ни странно, но емкость входных конденсаторов совпадает с указанной на их корпусе 🙂
Емкость каждого из конденсаторов 470 мкФ, итого около 230-235 мкФ, что заметно меньше рекомендуемых 350 -400, которые нужны для 360-ваттного блока питания. По хорошему должны быть конденсаторы емкостью не менее 680мкФ каждый.
Выходные конденсаторы имеют общую ёмкость 10140мкФ, что тоже не очень много для заявленных 30 Ампер, но часто конденсаторы имеют такую ёмкость в фирменных блоках питания.
Транзисторы и выходные диоды прижаты к корпусу через теплораспределительную пластину, в качестве изоляции выступает только теплопроводящая резина.
Обычно в более дорогих БП используется колпачок из более толстой резины, который полностью закрывает компонент и если для выходных диодов он особо не нужен, то для высоковольтных транзисторов явно не помешал бы. Собственно, по этой причине советую в целях безопасности заземлить корпус БП.
Теплораспределительные пластины прижаты к алюминиевому корпусу, но между ними и корпусом нет термопасты.
После инцидента с одним из блоков питания я теперь всегда проверяю качество прижима силовых элементов. Проблем с этим здесь не бывает, впрочем, со сдвоенными элементами проблем обычно не бывает, чаще сложно, когда один мощный элемент и прижимается Г-образной скобой.
Вентилятор самый обычный, на подшипниках скольжения, но почему-то рассчитан на 14 Вольт.
Размер 60 мм.
Разбираем дальше.
Плата удерживается тремя винтами и компонентами питания. На дне корпуса имеется защитная изолирующая пленка.
Фильтр вполне стандартный для таких блоков питания.
Входной диодный мост — КБУ808, рассчитан на токи до 8 Ампер и напряжения до 800 Вольт.
Радиатора нет, хотя при такой мощности уже желательно.
1. На входе установлен термистор диаметром 15 мм сопротивлением 5 Ом.
2. Параллельно сети подключен помехоподавляющий конденсатор класса Х2.
3. Установлены помехоподавляющие конденсаторы с прямым подключением к сети класса Y2
4. Между общим выходным проводом и корпусом БП установлен обычный высоковольтный конденсатор, но в этом месте его достаточно, так как при отсутствии заземления он соединен последовательно с показанными выше конденсаторами класса Y2.
ШИМ-контроллер KA7500, аналог классического TL494. Схема более чем стандартная, производители просто штампуют одинаковые блоки питания, которые отличаются только номиналами некоторых компонентов и характеристиками трансформатора и выходного дросселя.
Выходные транзисторы инвертора тоже классика недорогих БП — .
1.
Как я писал выше входные конденсаторы имеют емкость 470 мкФ и что интересно, если у конденсаторов изначально непонятное название, то чаще емкость указывается как настоящая, а если подделка, например Рубикон г , его часто недооценивают. Вот такое наблюдение. 🙂
2. Магнитопровод выходного трансформатора имеет размеры 40х45х13мм, обмотка пропитана лаком, правда очень поверхностно.
3. Рядом с трансформатором есть разъем для подключения вентилятора. Обычно в описании таких блоков питания указывается автоматическое регулирование скорости, на самом деле его здесь нет. Хотя вентилятор меняет свою скорость в небольших пределах в зависимости от выходной мощности, это скорее побочный эффект. При включении вентилятор работает очень тихо, а на полную мощность выдает ток около 2,5 Ампер, что меньше 10% от максимального.
4. На выходе пара диодных сборок по 30 Ампер 100 Вольт каждая.
1. Размеры выходного дросселя заметно больше, чем у версии на 240 Вт, намотан тремя проводами на двух кольцах 35/20/11.
2. Как и ожидалось после предварительной проверки, выходные конденсаторы имеют емкость 3300 мкФ, так как они новые, в сумме показали не 9900, а 10140 мкФ, напряжение 25 вольт. Известный всем производитель noname.
3. Токовые шунты для цепей защиты от короткого замыкания и перегрузки. Обычно ставят один такой «провод» на 10 Ампер тока, соответственно есть блок питания на 30 Ампер и три таких провода, но мест 7, т.к предположу что есть аналогичный вариант но с током 60 ампер и более низкое напряжение.
4. А вот и небольшое отличие, компоненты, отвечающие за блокировку при низком выходном напряжении, были перемещены ближе к выходу, хотя по схеме даже сохранили свои позиционные места. Те. R31 в цепи питания 36 Вольт соответствует R31 в цепи питания 12 Вольт, хотя и расположены на плате в разных местах.
При беглом взгляде качество пайки оценил бы на твердую четверку, все чисто, аккуратно.
Пайка достаточно качественная; На доске в узких местах сделаны защитные вырезы.
Но «ложка дегтя» нашлась. Некоторые элементы имеют противоскользящее покрытие. Место особенно не имеет значения, важен сам факт.
В данном случае обнаружена некачественная пайка на одном из выводов предохранителя и конденсатора схемы защиты от понижения выходного напряжения.
Починить дело за несколько минут, но как говорится — «ложки нашлись, а осадок остался».
Так как схему я уже нарисовал, то в данном случае просто внес коррективы в имеющуюся схему.
Кроме того, я выделил измененные элементы.
1. Красный — элементы, меняющиеся в зависимости от изменения выходного напряжения и тока
2. Синий — изменение номиналов этих элементов при неизменной выходной мощности мне не понятно. И если с входными конденсаторами отчасти понятно, они были указаны как 680мкФ, а на самом деле показывали 470, то зачем в полтора раза увеличили емкость С10?
Закончив осмотр, перейдем к испытаниям, для этого я использовал обычный «испытательный стенд», правда дополненный ваттметром.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. и лист бумаги.
На холостых пульсаций практически нет.
Небольшое уточнение к тесту. На дисплее электронной нагрузки вы увидите значения токов заметно ниже, чем я напишу. Дело в том, что аппаратная нагрузка может быть нагружена большими токами, а программная ограничена 16 Амперами. В связи с этим пришлось сделать «финт ушами», т.е. откалибровать нагрузку на удвоение тока, в итоге 5 Ампер на дисплее равны 10 Амперам в реальности.
При токе нагрузки 7,5 и 15 Ампер блок питания вел себя одинаково, суммарный размах пульсаций в обоих случаях составил около 50 мВ.
При токах нагрузки 22,5 и 30 Ампер пульсации заметно возрастали, но при этом были на одном уровне. Подъем уровня пульсаций был при токе около 20 ампер.
В итоге полный размах составил 80мВ.
Отмечу очень хорошую стабилизацию выходного напряжения, при изменении тока нагрузки от нуля до 100% напряжение изменилось всего на 50 мВ.
Причем с увеличением нагрузки напряжение растет, а не падает, что может быть полезно. В процессе нагрева напряжение не менялось, что тоже плюс.
Я суммировал результаты испытаний на одной табличке, где указана температура отдельных компонентов.
Каждый этап теста длился 20 минут, а тест с полной нагрузкой проводился дважды для теплового прогрева.
Крышка с вентилятором встала на место, но не прикручена; для измерения температуры снял его не отключая БП и нагрузку.
В качестве дополнения взял несколько термограмм.
1. Нагрев проводов к электронной нагрузке на максимальном токе, так же через прорези в корпусе видно тепловое излучение от внутренних компонентов.
2. Наибольший нагрев имеют диодные сборки, думаю если бы производитель добавил радиатор как это сделано в версии на 240 Вт, то нагрев уменьшился бы в разы.
3. Кроме того, большой проблемой был отвод тепла от всей этой конструкции, так как суммарная мощность рассеивания всей конструкции составляла более 400 Вт.
Кстати, о тепловыделении. Когда готовил тест, больше боялся, что нагрузка будет сильно работать при такой мощности. В общем, я уже проводил тесты на этой мощности, но 360-400 ватт — это максимальная мощность, которую моя электронная нагрузка может долго рассеивать. Кратковременно без проблем «тянет» 500 Вт.
Но проблема вышла в другом месте. На радиаторах силовых элементов у меня стоят термовыключатели, рассчитанные на 90 градусов. У них один контакт припаян, а вот второй припаять не удалось и я использовал клеммники.
При токе 15 Ампер через каждый переключатель эти контакты стали достаточно сильно нагреваться и срабатывание происходило раньше, эту конструкцию тоже пришлось принудительно охлаждать. Да и к тому же пришлось частично «разгрузить» нагрузку, подключив к блоку питания несколько мощных резисторов.
А вообще коммутаторы рассчитаны максимум на 10 Ампер, поэтому я не ожидал, что они будут нормально работать при токе в 1,5 раза больше их максимального.
Сейчас думаю как их переделать, видимо придется делать электронную защиту управляемую этими термовыключателями.
И кроме того, теперь у меня есть еще одно задание. По просьбам некоторых читателей я заказал для обзора блоки питания на 480 и 600 Вт. Теперь думаю, как их лучше нагрузить, так как такой мощности (не говоря уже о токах до 60 Ампер) моя нагрузка точно не выдержит.
Поскольку в прошлый раз я измерял эффективность блока питания, я планирую провести этот тест в будущих обзорах. Тест проходил при мощности 0/33/66 и 100%
Вход — Выход — Эффективность.
5,2 — 0 — 0
147,1 — 120,3 — 81,7%
289 — 241 — 83,4%
437,1 — 362 — 82,8%
Что можно сказать в итоге .
Блок питания прошел все испытания и показал неплохие результаты. По нагреву даже есть заметный запас, но выше 100% нагружать его я бы не рекомендовал. Порадовала очень высокая стабильность выходного напряжения и отсутствие зависимости от температуры.
К тому, что мне не очень понравилось, отнесу безымянные входные и выходные конденсаторы, огрехи пайки некоторых компонентов и посредственную изоляцию между высоковольтными транзисторами и радиатором.
В остальном блок питания самый обычный, работает, напряжение держит, не греется.
На этом все, как обычно жду вопросов.
Товар предоставлен для написания отзыва магазином. Отзыв публикуется в соответствии с пунктом 18 Правил сайта.
Планирую купить +47 Добавить в избранное мне понравился обзор +78 +144
Электрические системы часто требуют сложного проектного анализа, так как необходимо оперировать многими различными величинами, ваттами, вольтами, амперами и т.д. В этом случае необходимо точно рассчитать их соотношение при определенной нагрузке на механизм. В некоторых системах напряжение фиксировано, например, в домашней сети, но мощность и ток означают разные понятия, хотя и являются взаимозаменяемыми величинами.
Онлайн калькулятор для расчета ватт в ампер
Для получения результата обязательно укажите напряжение и потребляемую мощность.
В таких случаях очень важно иметь помощника для точного перевода ватт в ампер при постоянном значении напряжения.
Онлайн-калькулятор поможет нам перевести ампер в ватт. Прежде чем пользоваться онлайн-калькулятором, необходимо понять значение требуемых данных.
- Мощность — скорость потребления энергии. Например, лампочка мощностью 100 Вт потребляет 100 Дж энергии в секунду.
- Ампер — величина измерения силы электрического тока, определяется в кулонах и показывает количество электронов, прошедших через определенный участок проводника за заданное время.
- В вольтах измеряется напряжение электрического тока.
Для перевода ватт в амперы калькулятор очень прост в использовании, пользователь должен ввести в указанные столбцы показатель напряжения (В), затем потребляемую единицу мощности (Вт) и нажать кнопку расчета. Через несколько секунд программа покажет точное значение тока в амперах. Формула сколько ватт в ампер
Внимание: если показатель количества имеет дробное число, то его необходимо вводить в систему через точку, а не запятую. Таким образом, калькулятор мощности может перевести ватты в ампер за считанное время, вам не нужно расписывать сложные формулы и думать над их пересчетом
шения.
Все просто и доступно!
Таблица расчета ампер и нагрузки в Ваттах
Используя один интегральный стабилизатор напряжения 7812 и несколько, можно собрать достаточно мощный, чтобы обеспечить ток нагрузки до 30 ампер. Ниже представлена схема блока питания.
Описание работы мощного блока питания
Входная схема блока питания, вероятно, будет самой дорогой частью всего проекта. Входное напряжение регулятора должно быть на несколько вольт выше выходного напряжения (12 В). При использовании трансформатора диоды должны выдерживать очень высокий максимальный прямой ток, обычно 100 А и более.
Регулятор напряжения 7812 будет потреблять только 1 ампер или меньше выходного тока, а остальная часть тока нагрузки будет проходить через составные транзисторы. чтобы обеспечить достаточную мощность 30 А, шесть TIP2955 транзисторов соединены параллельно.
Мощность, рассеиваемая каждым силовым транзистором, равна одной шестой от общей мощности, поэтому для них не нужны дополнительные радиаторы.
Нужно только использовать небольшой вентилятор для обдува теплых транзисторов.
Описание мы дадим в следующей статье.
24.06.2015
Представляем мощный стабилизированный блок питания на 12 В. Он построен на микросхеме стабилизатора LM7812 и транзисторах TIP2955, что обеспечивает ток до 30 А. Каждый транзистор может отдавать ток до 5 А, соответственно 6 транзисторов обеспечит ток до 30 А. Можно изменить количество транзисторов и получить желаемое значение тока. Микросхема выдает ток около 800 мА.
На его выходе установлен предохранитель на 1 А для защиты от больших переходных токов. Необходимо обеспечить хороший отвод тепла от транзисторов и микросхем. Когда ток через нагрузку велик, мощность, рассеиваемая каждым транзистором, также увеличивается, поэтому избыточное тепло может привести к пробою транзистора.
В этом случае для охлаждения требуется очень большой радиатор или вентилятор. Резисторы на 100 Ом используются для стабильности и предотвращения насыщения.
коэффициенты усиления имеют некоторые различия для одного и того же типа транзистора. Диоды моста рассчитаны не менее чем на 100 А.
Примечания
Самый затратный элемент всей конструкции, пожалуй, входной трансформатор. Вместо него можно использовать два последовательно соединенных автомобильных аккумулятора. Напряжение на входе регулятора должно быть на несколько вольт выше требуемого на выходе (12В), чтобы он поддерживал стабильный выходной сигнал. Если используется трансформатор, диоды должны выдерживать достаточно большой пиковый прямой ток, обычно 100 А или более.
Через LM 7812 будет протекать не более 1 А, остальное обеспечивают транзисторы. Поскольку схема рассчитана на нагрузку до 30 А, шесть транзисторов включены параллельно. Мощность, рассеиваемая каждым из них, составляет 1/6 от общей нагрузки, но все же необходимо обеспечить достаточный отвод тепла. Максимальный ток нагрузки приведет к максимальному рассеиванию, требующему большого радиатора.
Для эффективного отвода тепла от радиатора рекомендуется использовать вентилятор или радиатор с водяным охлаждением. Если блок питания нагружен на максимальную нагрузку, а силовые транзисторы вышли из строя, то весь ток будет проходить через микросхему, что приведет к плачевному результату. Для предотвращения пробоя микросхемы на ее выходе установлен предохранитель на 1 А. Нагрузка 400 МОм предназначена только для тестирования и не включена в окончательную схему.
Расчеты
Эта диаграмма является прекрасной демонстрацией законов Кирхгофа. Сумма токов, входящих в узел, должна быть равна сумме токов, выходящих из этого узла, а сумма падений напряжения на всех ветвях любой замкнутой цепи должна быть равна нулю. В нашей схеме входное напряжение 24 вольта, из них 4В падает на R7 и 20В на входе LM 7812, то есть 24 -4 -20 = 0. На выходе суммарный ток нагрузки 30А, регулятор выдает 0,866А и 4,855А каждые 6 транзисторов: 30=6*4,855+0,866.
Ток базы составляет около 138 мА на транзистор, чтобы получить ток коллектора около 4,86 А, коэффициент усиления по постоянному току для каждого транзистора должен быть не менее 35.
TIP2955 соответствует этим требованиям. Падение напряжения на R7 = 100 Ом при максимальной нагрузке составит 4В. Рассеиваемая на нем мощность рассчитывается по формуле Р=(4*4)/100, т.е. 0,16 Вт. Желательно, чтобы этот резистор был 0,5Вт.
Входной ток микросхемы поступает через резистор в эмиттерную цепь и переход транзисторов Б-Э. Еще раз применим законы Кирхгофа. Входной ток регулятора состоит из тока 871мА через базовую цепь и 40,3мА через R=100 Ом.
871,18 = 40,3 + 830. 88. Входной ток стабилизатора всегда должен быть больше выходного. Мы видим, что он потребляет всего около 5 мА и практически не должен нагреваться.
Тестирование и ошибки
Во время первого теста нельзя подключать нагрузку. Сначала измеряем вольтметром выходное напряжение, оно должно быть 12 вольт, либо не сильно другое значение. Затем подключаем сопротивление около 100 Ом, 3 Вт в качестве нагрузки. Показания вольтметра не должны измениться. Если вы не видите 12В, то после отключения питания следует проверить правильность установки и качество пайки.
