Как работает импульсный блок питания 12В 10А. Какие компоненты входят в его состав. Где применяются такие источники питания. Как собрать импульсный блок питания своими руками.
Принцип работы импульсного блока питания 12В 10А
Импульсный блок питания 12В 10А преобразует переменное сетевое напряжение 220В в стабилизированное постоянное напряжение 12В с током до 10А. Его основными компонентами являются:
- Входной выпрямитель и фильтр
- Высокочастотный преобразователь на силовых транзисторах
- Импульсный трансформатор
- Выходной выпрямитель и фильтр
- Схема обратной связи и управления
Принцип работы заключается в преобразовании входного напряжения в высокочастотные импульсы, их трансформации и последующем выпрямлении. Это позволяет значительно уменьшить габариты трансформатора по сравнению с линейными блоками питания.
Основные компоненты импульсного блока питания 12В 10А
В состав импульсного блока питания 12В 10А входят следующие ключевые компоненты:
- Силовые MOSFET или IGBT транзисторы
- Импульсный трансформатор на ферритовом сердечнике
- ШИМ-контроллер (например, UC3842, TL494)
- Быстродействующие диоды Шоттки
- Электролитические и керамические конденсаторы
- Дроссели и резисторы
Какую роль играет каждый из этих компонентов? Силовые транзисторы коммутируют высокое напряжение, трансформатор обеспечивает гальваническую развязку, ШИМ-контроллер управляет процессом преобразования, а выходные диоды и фильтры формируют стабильное выходное напряжение.
Схемы импульсных блоков питания 12В 10А
Существует несколько основных топологий импульсных блоков питания 12В 10А:
- Обратноходовой (Flyback)
- Прямоходовой (Forward)
- Полумостовой
- Мостовой
Какую схему выбрать? Обратноходовая топология проста, но подходит для мощности до 150 Вт. Для блока питания 12В 10А (120 Вт) оптимальным выбором будет прямоходовая или полумостовая схема. Они обеспечивают хороший баланс между сложностью и эффективностью.
Как собрать импульсный блок питания 12В 10А своими руками
Сборка импульсного блока питания 12В 10А требует определенных навыков, но вполне возможна в домашних условиях. Основные этапы:
- Подбор и приобретение компонентов по схеме
- Изготовление печатной платы
- Намотка импульсного трансформатора
- Монтаж и пайка компонентов
- Настройка и проверка работоспособности
На что обратить особое внимание при сборке? Важно обеспечить хороший теплоотвод силовых элементов, использовать качественные конденсаторы, аккуратно намотать трансформатор. Настройку лучше проводить с использованием осциллографа.
Применение импульсных блоков питания 12В 10А
Импульсные блоки питания 12В 10А широко используются в различных областях:
- Питание светодиодных лент и прожекторов
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Лабораторные источники питания
- Питание автомобильной электроники
- Промышленная автоматика
Почему импульсные блоки питания так популярны? Они обладают высоким КПД (до 90%), малыми габаритами и весом, обеспечивают стабильное выходное напряжение при колебаниях входного и нагрузки.
Преимущества и недостатки импульсных блоков питания 12В 10А
Импульсные блоки питания 12В 10А имеют ряд достоинств и недостатков по сравнению с линейными источниками:
Преимущества:
- Высокий КПД (80-90%)
- Малые габариты и вес
- Широкий диапазон входных напряжений
- Хорошая стабилизация выходного напряжения
Недостатки:
- Более сложная схемотехника
- Высокочастотные помехи
- Менее надежны при перегрузках
- Выше стоимость компонентов
Стоит ли использовать импульсный блок питания? В большинстве случаев преимущества перевешивают недостатки, особенно при необходимости обеспечить высокую эффективность и малые габариты.
Настройка и тестирование импульсного блока питания 12В 10А
После сборки импульсного блока питания 12В 10А необходимо провести его настройку и тестирование:
- Проверка монтажа и отсутствия коротких замыканий
- Настройка частоты преобразования
- Регулировка выходного напряжения
- Проверка работы защиты от перегрузки и КЗ
- Тестирование при различных нагрузках
Какие приборы потребуются? Для качественной настройки понадобятся мультиметр, осциллограф, регулируемая нагрузка. Важно проверить форму выходного напряжения, уровень пульсаций, стабильность при изменении нагрузки.
Возможные неисправности импульсных блоков питания 12В 10А
При эксплуатации импульсных блоков питания 12В 10А могут возникать различные неисправности:
- Отсутствие выходного напряжения
- Нестабильность выходного напряжения
- Повышенный уровень пульсаций
- Перегрев компонентов
- Выход из строя при перегрузках
Как диагностировать и устранить неисправности? Начать следует с визуального осмотра на предмет вздувшихся конденсаторов или следов перегрева. Затем проверить напряжения в ключевых точках схемы. Часто причиной являются выход из строя силовых транзисторов, пробой диодов или деградация конденсаторов.
Схемы блоков питания и зарядных устройств, самодельные источники питания (Страница 5)
Зарядные устройства Блок питания Альтернативное питание
Источник питания +5V, стабилизатор тока для светодиодных осветителей (CS5171, CS5173)
В последнее время широкое распространение получили всевозможные светодиоды и осветительные элементы на их основе. Их применяют в подсветке улиц и зданий, в светофорах на улицах и железной дороге, в информационных и рекламных панелях, бытовых фонариках и т.п. Это связано с тем, что в последние …
1 2351 0
Сетевой импульсный блок питания +-25В для УМЗЧ (IR2151, IRF740)
Принципиальная схема сетевого импульсного источника питания для УНЧ, выходное напряжение +-25В при токе до 4,5А (примерно 200Вт). Схема собрана на микросхеме IR2153 и транзисторах IRF740. Приведены полезные советы по сборке и наладке устройства.
4 12722 0
Как получить двуполярное напряжение 5В используя две зарядки от телефона
Простая схема соединения двух мобильных зарядных устройств на 5В для получения двуполярного напряжения.
Сейчас очень выгодно для питания электронных самоделок использовать универсальные зарядные устройства для сотовых телефонов с USB разъемом. Но, при условии, что самоделка питается однополярным …
1 2743 0
Схема импульсного источника питания для шуруповерта на +14В (КТ872, ТПИ-8-1)
Описана принципиальная схема самодельного импульсного блока питания с выходным напряжением +14В и током, достаточным для питания шуруповерта. Шуруповерт, или аккумуляторная дрель очень удобный инструмент,но есть и существенный недостаток, при активном использовании аккумулятор разряжается очень …
7 12064 11
Схема простого блока питания на +19В (7812, КТ819)
Этот блок питания предназначен для сетевого питания ноутбуков и моноблоков. Альтернативным он назван за то, что не является импульсным блоком питания, а построен по «старой» схеме — силовой трансформатор — выпрямитель — стабилизатор напряжения.
Это конечно делает его тяжелым и крупным …
2 9388 1
Импульсный блок питания для моноблоков и ноутбуков Hewlett-Packard
Принципиальная схема самодельного источника питания для моноблоков и ноутбуков производства Hewlett-Packard (HP). Здесь приводится схема самодельного блока питания для ноутбуков и моноблоков фирмы «НР». Как известно, кабельблоков питания для «НР» трехпроводной, при этом две …
1 8347 0
Схема блока питания LCD телевизора Thomson T19E27U
Приведена принципиальная схема источника питания и подсветки жидкокристаллического LCD телевизора Thomson T19E27U Рис. 2. Принципиальная схема блока питания LCD телевизора Thomson T19E27U (часть 2). Рис. 3. Принципиальная схема блока питания LCD телевизора Thomson T19E27U …
1 5918 0
Применение трансформаторов и дросселей из люминесцентных ламп
На страницах журнала Радио и в Интернете опубликовано немало статей, в которых описаны радиолюбительские конструкции с использованием деталей вышедших из строя компактных люминесцентных ламп (КЛЛ).
0 7383 0
Генератор стабильного тока для зарядки аккумуляторов, блок питания
Рассматриваемый генератор стабильного тока (ГСТ) хорошо подходит для зарядки аккумуляторов (до 12 В). Величину зарядного тока можно устанавливать в пределах 0…10 А. Однако изготавливался данный ГСТ не столько для зарядки аккумуляторов, сколько для иных целей. Мощный ГСТ позволяет быстро оценить практически любые контактные соединения по величине переходного сопротивления (контакты реле, выключателей и пр.) …
2 8349 0
Схема тиристорного регулятора больших выпрямленных токов
Испытанная временем схема регулирования тока мощных потребителей отличается простотой в наладке, надежностью в эксплуатации и широкими потребительскими возможностями.
2 19914 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 … 24
Сюрпризы схем китайских блоков питания эконом класса.
Обслуживая очередной объект с щитами управления бассейном. На достаточно не бедном объекте, с удивлением обнаружил, что используемый блок питания оперативных цепей построен не на закрытом модульном БП а открытом БП в корпусе. Отчего сборщику того щита пришлось его колхозить стяжками на перекрест к дин рейке. Это какой-то китайский NoName HSM-15-12, который благополучно сдох и обесточил цепи управления. Кстати, из цепей управления питал он только одно промежуточное реле 1Вт мощности, потому причина его гибели при такой низкой нагрузки для меня неясна.
При том, что этот блок питания дешёвый внешне он выполнен аккуратно, штамповка и сборка сделана на высоком технологическом уровне. На алюминиевых деталях, заусенцев нет, присутсвуют различные пазы, для фиксации платы, и перфорированной крышки. При сборки ничего не перекошено, и не играет в руках, внешне алюминий матовый, врннутри полированн.
В целом в руках держать приятно.
Не в последнюю очередь, по этой причине я, решил по-быстрому его отремонтировать, тем более список поломок таких БП банален:
— Электролиты, как первичных так и вторичных цепей питания.
— Силовой ключ первичной цепи + ШИМ, либо просто интегрированный ШИМ с обвязкой.
— В редких случаях первичка трансформатора.
— Оптрон ОС, и/или микросхема TL431.
Когда открыл этот БП, то выяснялось, что он построен, на автогенераторной схеме без микросхем ШИМ.
Электролиты первичной и вторичной цепи вздуты, предохранитель цел, входной диодный мост и ключ первичной цепи целы, при подключении ни каких признаков жизни не демонстрирует.
Имея определенный опыт ремонта таких изделий обольщаться простой ремонта не стал. Заменил вздутые конденсаторы проверил силовой ключ первичной цепи, мост и предохранитель — целы. Включил через балласт, чтобы избежать взрывов, если что. БП признаков жизни так и не поддал. Решил проверить оптопару, для этого надо выпаять. Но тут выяснилась первая «тупость» а точнее говоря сознательная подлость конструкции – оптопара находится под силовым трансформатором… стало быть надо выпаять и его!
Вот как это выглядело после ремонтных работ о чем будет ниже:
Ну что-ж, «надо, значить надо», аккуратно выпаиваю трансформатор и оптрон.
Подключаю его выводы 1-2 к лабороторнику, задав ограничение по напряжению в 1.2В а току в 20мА. На выводах оптрона 3-4 мерим сопротивление, и получаем – 1.2кОм (обычно порядка 40-65 Ом) значит сдохла и оптопара.
Тут я допустил оплошность, будучи уверенным в том, что все позади, запаял трансформатор на место и включил БП на прямую. Слава Богу, ничего не произошло, но БП так и не подал признаков жизни.
Пришлось делать того чего, не хотелось в рамках данного проекта — срисовывать схему по образцу платы. Так как, входные цепи были уже проверены решил сэкономить время и вычерчивать только ту часть схемы где много всякой обвязки и не очевидно, как она устроена. Где-то потихоньку начал высокую сторону реставрировать…
Но походу работы решил сделать ход конем. Подключить к выходу БП, параллельно лабораторник, и начать подымать напряжение до номинала, чтобы проверить вторичную цепь. Только начал наращивать напряжение, как лабороторник уперся в ограничение тока 1А.
Проверяю диод вторичной цепи – пробит!
Заменяю безимяный китайский 3IDQ 100E, на аналогичный по корпусу SR560.
Снова поддаю и увеличиваю напряжения.
Все хорошо, загорелся светодиод, в защиту уже не уходим, но замечаю, что при 12В потребляемый ток аж 130мА! Для 15Вт БП, это слишком лихо для холостого хода. Нащупываю плату, в первую очередь баластные резисторы, но они холодны.
Тем временем где-то выделяются 1.5Вт тепла. Вдруг неожиданно обжигаю палец об поверхность платы, под… трансформатором, там где, стоит перепаянный оптрон… и парочка резисторов. Но, не оптрон горяч, а резистор возле него. Отключил все.
Выпаял трансформатор для расследования причин.
Начинаю срисовывать всю вторичку, чтобы понять, что там за резисторы стоят ну и в целом как она устроена.
Проверяю микросхему TL431А – пробит по всем направлениям. Это конечно плохо, но еще не причина потерь мощности аж в целые 1.5Вт.
И тут барабанная дробь… номинал сопротивления в цепи оптрона R11 – 100Ом, это при 12вольтах номинала напряжения! И спрятан этот резистор вместе с оптроном прямо под силовой трансформатор!
Мое мнение, что это какое-то сознательное вредительство.
И действительно, если принять падение напряжение на открытом оптроне в 1.2В, и микросхеме TL431A в 2.5В, то мы имеем ток I=(Uin-DUopt-DU431)/R11=(12-1.2-2.5)/100= 0.083А = 83mA (при сгоревшем TL431 этот ток будет выше — 108mA).
При максимально допустимом токе оптрона в 50mA, очевидно что проживет, он не долго. Сколько прожил этот БП на том объекте, не знаю. Судя по чистому корпусу его поставили не давно. Поэтому перепаял сгоревший TL431A и заменил R11 со 100 на 680Ом.
Снова запаял трансформатор на место,
включил блок питания в сеть и он заработал.
Нагрузил его лентой – полет нормальный. Все!
Вот такие, вот дела. Китайцы, не просто «экономят» а тупо в цепь ОС закладывают такой резистор из-за которого впоследствии вылетит целый набор компонентов. Чтобы ремонтнику было веселее, проблемные компоненты прячутся под трансформатор!!!
По просьбе трудящихся добавляю всю принципиальную схему:
Цепь питания постоянного тока 12 вольт 10 ампер
