Как устроены источники питания. Какие бывают типы источников питания. Как работают основные блоки источника питания — трансформатор, выпрямитель, сглаживающий фильтр, стабилизатор. Какие характеристики важны при выборе источника питания.
Основные типы и компоненты источников питания
Источники питания являются неотъемлемой частью практически любого электронного устройства. Их основная задача — преобразовать напряжение электрической сети в стабильное напряжение, необходимое для питания электронных схем. Рассмотрим основные типы и компоненты источников питания:
Типы источников питания
- Линейные источники питания
- Импульсные источники питания
- Стабилизированные и нестабилизированные
- Регулируемые и нерегулируемые
Основные блоки линейного источника питания
- Трансформатор
- Выпрямитель
- Сглаживающий фильтр
- Стабилизатор напряжения
Давайте подробнее рассмотрим назначение и принципы работы каждого из этих блоков.
Трансформатор: понижение сетевого напряжения
Трансформатор является первым звеном в цепочке преобразования напряжения. Его основные функции:
- Понижение высокого сетевого напряжения до более низкого
- Гальваническая развязка от сети
- Согласование входного и выходного сопротивлений
Как работает трансформатор? Переменный ток в первичной обмотке создает переменное магнитное поле в сердечнике. Это поле наводит ЭДС во вторичной обмотке. Соотношение витков определяет коэффициент трансформации:
n = N1/N2 = U1/U2 = I2/I1
где N1, N2 — число витков первичной и вторичной обмоток, U1, U2 — напряжения, I1, I2 — токи.
Важно отметить, что трансформатор работает только на переменном токе. Это одна из причин использования переменного тока в электросетях.
Выпрямитель: преобразование переменного тока в постоянный
Выпрямитель преобразует переменное напряжение с выхода трансформатора в пульсирующее постоянное. Основные типы выпрямителей:
- Однополупериодный
- Двухполупериодный со средней точкой
- Мостовой
Наиболее распространен мостовой выпрямитель на четырех диодах. Он обеспечивает лучшее использование трансформатора и меньшие пульсации.
Принцип работы выпрямителя основан на свойстве диода пропускать ток только в одном направлении. В результате отрицательные полуволны входного напряжения «отсекаются», и на выходе получается пульсирующее напряжение одной полярности.
Сглаживающий фильтр: уменьшение пульсаций
Сглаживающий фильтр уменьшает пульсации выпрямленного напряжения. Простейший фильтр — это конденсатор большой емкости, включенный параллельно нагрузке. Как он работает?
- На максимумах напряжения конденсатор заряжается
- При спаде напряжения конденсатор разряжается на нагрузку
- В результате пульсации существенно сглаживаются
Более эффективны LC-фильтры, содержащие индуктивность и емкость. Индуктивность препятствует быстрым изменениям тока, а емкость сглаживает остаточные пульсации.
Стабилизатор напряжения: поддержание постоянного напряжения
Стабилизатор обеспечивает постоянство выходного напряжения при изменениях входного напряжения и тока нагрузки. Основные типы стабилизаторов:
- Параметрические (на стабилитроне)
- Компенсационные
- Импульсные
Принцип работы компенсационного стабилизатора: выходное напряжение сравнивается с опорным, разница усиливается и управляет регулирующим элементом, который изменяет выходное напряжение, поддерживая его постоянным.
Импульсные стабилизаторы имеют более высокий КПД за счет ключевого режима работы силовых элементов.
Выбор источника питания: на что обратить внимание
При выборе источника питания следует учитывать следующие характеристики:
- Выходное напряжение и ток
- Нестабильность выходного напряжения
- Уровень пульсаций
- КПД
- Диапазон входных напряжений
- Защита от перегрузки и короткого замыкания
Важно правильно рассчитать мощность источника питания с учетом пиковых нагрузок подключаемых устройств.
Современные тенденции в разработке источников питания
В современной электронике наблюдаются следующие тенденции в области источников питания:
- Увеличение КПД и уменьшение размеров за счет повышения частоты преобразования
- Применение цифровых методов управления
- Использование новых полупроводниковых материалов (GaN, SiC)
- Развитие источников питания с несколькими выходами
- Улучшение электромагнитной совместимости
Эти инновации позволяют создавать более эффективные, компактные и надежные источники питания для различных применений.
Заключение
Источники питания играют ключевую роль в работе электронных устройств. Понимание принципов их работы позволяет грамотно выбирать и использовать источники питания, а также разрабатывать новые, более совершенные конструкции. Развитие технологий открывает новые возможности для создания эффективных и надежных источников питания.
Источники питания, стабилизаторы, преобразователи напряжения, схемы, Любительская радоэлектроника
Источники питания, стабилизаторы и преобразователи напряжения.
Простейшие схемы источников питания — стабилизаторы напряжения, источники стабильного тока, зарядные устройства и другие схемы.
Импульсный источник питания мощностью до 20 Вт. — источник питания выполнен по схеме однотактного импульсного высокочастотного преобразователя и имеет меньшие габариты, чем аналогичные, работающие с понижающим трансформатором, на частоте 50 Гц.
Импульсный источник питания мощностью до 40 Вт — представляет собой однотактный импульсный преобразователь напряжения, работающий на частоте, примерно, 50 кГц.
Импульсный преобразователь напряжения c 12 В на 220 В — позволяет подключать нагрузку мощностью до 100 Вт, рабочая частота преобразования около 20 кГц.
Импульсный источник питания мощностью до 60 Вт. — диапазон входных напряжений 180-230 В, рабочая частота преобразователя около 20 кГц.
Преобразователь постоянного напряжения КР1446ПН1Е — Микросхема КР1446ПН1Е представляет собой импульсный повышающий регулятор напряжения для питания низковольтных нагрузок.
Блок питания для переносной телерадиоаппаратуры — источник питания выполнен по схеме двухтактного импульсного высокочастотного преобразователя, выходная мощность 20 Вт, КПД при номинальной мощности не менее 85%, частота преобразования 68 кГц.
Питание радиоаппаратуры от бортовой сети автомобиля. Подключать радиоаппаратуру непосредственно к аккумулятору нежелательно, так как его напряжение может меняться от 10 до 15 В, а переносная аппаратура питается меньшим напряжением.
Блок питания на 4В с автоматическим зарядным устройством — предназначен для питания от сети 220 В напряжением 4 В маломощной нагрузки (током не более 100 мА) и заряда трех аккумуляторов типа НКГЦ-0,45 или НКГЦ-0,5 с автоматическим выключением режима заряда.
Современные методы повышения качества источников питания. Если не принять специальных мер, форма тока, потребляемого импульсным источником питания (импульсным преобразователем) от сети , будет далека от синусоидальной и представляет собой последовательность коротких импульсов с частотой повторения 100 Гц значительной амплитуды, в 5.
..10 раз превышающей его среднее значение.
Импульсные блоки питания телевизоров и их ремонт. Справочное пособие (djvu)
Программа для расчета импульсного источника питания. Программа “Converter” позволяет рассчитать двухтактный полумостовой преобразователь импульсного источника питания с самовозбуждением.
Расчет трансформатора двухтактного импульсного источника питания. Справочное пособие (pdf)
Программа для расчета трансформатора «Transformer 3.0.0.3» — предназначена для расчёта импульсных трансформаторов двухтактных импульсных источников питания с задающим генератором. Скачать
Миниатюрный блок питания 5-12 В.
Звуковой сигнализатор перегрузки блока питания Звуковая сигнализация позволяет пользователю быстро среагировать на аварийную ситуацию, если при экспериментах с различной аппаратурой возникла перегрузка источника питания.
Блок питания с гасящим конденсатором Использование конденсаторов для подачи пониженного напряжения в нагрузку от осветительной сети, имеет давнюю историю. Это позволяло устранить гасящий резистор, являющийся источником тепла и нагрева всей конструкции.
Регулируемый двухполярный источник питания В лаборатории радиолюбителя, как правило, есть регулируемый стабилизированный блок питания. Добавив к нему несложную приставку, можно получить двух-полярный источник питания.
Мощные блоки питания. Стабилизатор напряжения разрабатывался для питания мощного усилителя НЧ. Он имеет выходное напряжение 27 В, ток нагрузки до 3 А. Блок питания двухполярный, выполнен на комплементарных транзисторах КТ825 и КТ827
Плавный пуск блоков питания. При включени блока питания в сети возникает помеха, вызванная пусковыми токами трансформаторов, токами заряда конденсаторов и стартом питаемых устройств. Для таких блоков питания и предлагается это устройство плавного пуска
Ремонт блока питания. Ремонт блоков питания от роутеров и другой техники Asus и D-Link за 10 минут
Экономичный стабилизатор с малым падением напряжения. Несложный стабилизатор компенсационного типа для слаботочных узлов, собранный на дискретных элементах.
Его собственный ток потребления составляет приблизительно 1 мА
Преобразователь напряжения 3-12 вольт. Ремонт усилителя воспроизведена плейера иностранного производства часто бывает затруднителен из-за использования в нем низковольтной микросхемы, аналог которой найти очень трудно Поэтому приходится делать новую конструкцию на транзисторах или микросхемах отечественного производства.
Радиоэлектроника — Автоэлектроника, зарядные устройства, аккумуляторы, системы зажигания, охранные устройства, схемы.
КАТЕГОРИИ СХЕМ СПРАВОЧНИК ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ |
| САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ ТЕГИ |
И все-же не имея возможности приобрести нужную специализированную микросхему DC-DC можно собрать на элементной базе общего назначения, например, выполнив схему импульсного генератора с ШИМ на доступной микросхеме NE555 (интегральный таймер), или её многочисленных аналогах.
..27В при токе нагрузки до 5 мА, +/- 0…15В при токе нагрузки до 100 мА и +/- 0-15В при токе нагрузки до 1А. Все источники имеют ограничитель выходного тока для защиты от перегрузки.
Источник работает от электросети напряжением 220V.Источник питания своими руками К оглавлениюБлоки питания есть практически во всех электрических
приборах и предназначены для того, чтобы из электрической
розетки шло меньшее напряжение. Это немного грубое
определение, но в действительности так оно и есть. Как
известно, любое электронное устройство питается от небольшого
напряжения. Источники питания представляют собой
гасители избыточного напряжения, и больше всего напряжения
гасится на трансформаторах, поэтому они, как правило,
нагреваются. И чем большее напряжение гасится на
трансформаторе, тем сильнее он нагревается. На его нагрев влияет
также уровень потребления тока устройством: чем больший
ток потребляет устройство, тем больше греется
трансформатор.
Как видите, для питания стереоприемника (и индикатора
выходного сигнала) и темброблока используются
микросхемные стабилизаторы U1 и U2, а питание на УНЧ подается в
обход стабилизатора сразу после диодного моста DL Вот так
отличается нестабилизированный источник питания от
стабилизированного. Микросхемные стабилизаторы заменяют
стабилитрон, несколько транзисторов и резисторов — такая
совокупность деталей применялась раньше. Сейчас все это
находится в одной микросхеме с тремя ножками (рис. Блок питания для электромеханических часовСледующая схема (рис. 10.3) будет полезна для тех, у кого
дома есть электромеханические часы. При наличии
напряжения в сети часы питаются от этой микросхемы во время
положительных полупериодов, а во время отрицательных
полупериодов (когда в сети нет напряжения) — энергией,
запасенной аккумулятором G1 и конденсатором СЗ.
Конденсаторы С1 и С2 выступают в роли балластных,
гасящих избыточное напряжение сети. Помните, как в блоке
питания, мы гасили избыток напряжения с помощью
трансформатора. Тут мы гасим его с помощью конденсаторов.
Данная конструкция не имеет полной изоляции от сети,
поэтому во время ее работы не дотрагивайтесь до деталей.
Помните о правилах безопасности! При отрицательной
полуволне сетевого напряжения на верхнем (по схеме)
проводе диод VD1 откроется, и через него будут заряжаться
конденсаторы С1 и С2. При положительных же полуволнах
конденсаторы станут перезаряжаться, ток потечет в первую
очередь через открытый диод VD2, и начнут подзаряжаться
аккумулятор G1 и конденсатор СЗ. Напряжение полностью
заряженного аккумулятора будет не менее 1,35 В, а на светоди-
оде HL1 — около 2 В. Подсветка для выключателяНаверное, многие сталкивались с тем, что, приходя
вечером домой, в полной темноте начинали искать в коридоре
выключатель, чтобы зажечь свет и не задеть при этом
какой-нибудь предмет. Данная схема (рис.
Регулятор яркости светильникаРегуляторы яркости свечения электроосветительных
приборов все чаще применяются в домашнем обиходе, и это не
случайно. Взять, к примеру, бра: если этот настенный
светильник снабдить таким регулятором, то его можно
использовать в качестве ночника.
Любительский регулятор яркости, схему которого вы
видите на рис. 10.5, позволяет это осуществить. Кроме того, он
обеспечивает плавное нарастание яркости свечения
электролампы до заранее установленного уровня в течение 5-10 с.
Все резисторы берите на 0,25 Вт, кроме R8 B Вт). При монтаже расположите этот
резистор в 2 мм над поверхностью платы, чтобы не нагревались
остальные детали. Фазометр своими рукамиПрежде чем приступать к описанию этой конструкции,
давайте разберемся, что же такое фазометр? Мы знаем, что в
электрической сети напряжение постоянно меняется,
отчего и появился термин переменное напряжение. Но это еще
не все: в розетке один из выводов является землей, а другой
фазой. При проведении электромонтажных работ зачастую
приходится выявлять фазный провод сети. Без индикатора
фазы (фазометра) сделать этого не удастся. Простейший
индикатор, предлагаемый вашему вниманию, состоит из
последовательно соединенных между собой неоновой лампы и то-
коограничительного резистора сопротивлением в несколько
сотен килоом.
Свободный вывод лампы соединен с сенсорным
контактом — небольшим кусочком медной или любой другой
пластины, к которой можно легко припаять контакт неоновой
лампы. Держась пальцем за контакт, жалом отвертки, к
которому подключен резистор, касаются проверяемых цепей.
Если пробник подключают к фазному проводу, через
элементы пробника и тело человека протекает небольшой ток,
которого достаточно, чтобы лампа зажглась. У такого
устройства есть один недостаток — слабое свечение неоновой
лампы, которое практически не заметно при ярком
освещении. Поэтому нужно закрыть лампу, оставив небольшое
окошечко, через которое можно будет легко увидеть свет.
Корпус отвертки не должен проводить ток. Искатель скрытой проводкиОпределить место прохождения скрытой электрической проводки в стенах помещения поможет простой искатель, выполненный на трех транзисторах (рис. 10.8). На двух биполярных транзисторах (Ql, Q3) собран мультивибратор, а на полевом (Q2) — электронный ключ. Принцип действия этого устройства основан на том, что вокруг электрического провода образуется электрическое поле — его и улавливает искатель.
Если кнопка выключателя SB1 нажата, но электрического
поля в зоне антенного щупа WA1 нет, значит, искатель
находится далеко от сетевых проводов.  Антенным щупом может быть отрезок
длиной 80-100 мм толстого E мм) высоковольтного
провода, используемого в телевизоре.
Если при поиске места обрыва фазного провода
чувствительность прибора окажется чрезмерной, ее нетрудно
снизить уменьшением длины антенного щупа. Искатель можно
применять и для контроля работы системы зажигания
автомобилей. Поднося антенный щуп искателя к
высоковольтным проводам, по миганию светодиода определяют цепи, на
которые не поступает высокое напряжение, или отыскивают
неисправную свечу зажигания. |
Блоки питания бывают стабилизированными и нестабилизированными, а также импульсными. Последние
стараются использовать реже, так как есть сомнения в их
надежности, а вот первые и вторые довольно часто. В
стабилизированном источнике питания есть стабилизатор, нестабилизированный его не имеет. В предыдущей главе мы
собрали УНЧ с темброблоком, приемник и индикатор выходного
сигнала. Блок питания для этих устройств, собранных
воедино, можно увидеть на рис. 10.1.
10.2),
причем данные чипы делают на разное напряжение и ток.
Сетевой трансформатор Tic двумя вторичными обмотками.
Одна из них на 3-9 В, другая — 10-12 В. В
принципе, если вам надо получить на выходе
стабилизатора, например, 5 В, то берите
трансформатор с таким же напряжением вторичной
обмотки. То есть выходное напряжение
вторичной обмотки трансформатора должно
быть таким же, какое вы хотите получить от
стабилизатора.
В микросхемном стабилизаторе есть
отверстие для крепления его к радиатору.
Обязательно привинтите чип к небольшой
алюминиевой пластине. Если заметите, что
микросхема и пластина сильно нагреваются,
увеличьте пластину.
Энергии
аккумулятора хватит на несколько суток и даже недель
непрерывной работы часов — в зависимости от значения
потребляемого ими тока.
Поэтому светодиод начнет открываться
и тем самым ограничивать зарядный ток аккумулятора.
Следовательно, аккумулятор постоянно будет в заряженном
состоянии. Резистор R1 служит для разрядки конденсаторов С1
и С2 при отключении устройства от сети.
Конденсаторы С1 и С2 должны быть пленочными и
рассчитаны на номинальное напряжение не менее 300 В, СЗ —
электролит (желательно танталовый, который сможет достаточно
долго держать энергию). Диоды VD1 и VD2 — любые
выпрямительные малогабаритные. Светодиод HL1 надо брать такой,
у которого прямое напряжение при токе 10 мА составит 1,9-
2,1 В. Аккумулятор — никель-кадмиевый Д-0.1, лучше — Д-0.125.
10.4) позволяет
решить эту проблему. Теперь ваш выключать будет
подсвечиваться при выключенном состоянии, а При включенном
подсветка будет гаснуть. Самоделка постоянно питается от
сети, но при этом не потребляет много электроэнергии и
совершенна безопасна.
Схема предлагаемого устройства собрана на основе двух
деталей: неоновой лампы L2 и резистора R1. При
выключенном светильнике ток проходит через нить накала его
(светильника) лампы L1 и через сопротивление R1, на
котором гаситься больше половины напряжение, и поступает
на неонку L2, которая светиться при этом. Как только
контакты выключателя S1 замыкаются, неонка гаснет и
включается светильник в коридоре.
Неоновую лампу можно брать любую, но лучше
импортного производства (она меньше размером).
Сопротивление может отличаться от номинального, от него зависит
яркость свечения неонки: чем больше сопротивление, тем
меньше яркость и наоборот.
Важно, чтобы ваттность сопротивления резистора была не меньше 0,25 Вт
(на схеме 0,5 Вт). Устройство подключается параллельно контактам
выключателя и размещается прямо в нем. Где сделать отверстие для
неонки в выключателе, решать вам. Будьте предельно внимательны при сборке устройства! Перед
подключением самоделки к электричеству попросите кого-нибудь из взрослых проверить правильность
всех соединений.
Такой режим включения светильников продлевает срок
службы электроламп. В предлагаемом устройстве
используется так называемый фазоимпульсный способ регулирования
среднего тока через нагрузку. Он изменяется благодаря тому,
что нагрузка-светильник подключается к сети электронным
ключом через некоторое время после появления очередной
полуволны сетевого напряжения. Функцию электронного
ключа выполняет тринистор VS1. Мощность, потребляемую
нагрузкой от сети, можно регулировать практически от нуля
до максимума, изменяя это время. Для лампы светильника
это означает изменение яркости ее свечения. Ручная
регулировка яркости свечения лампы L1 (светильника)
осуществляется переменным резистором R4: чем меньше его
сопротивление, тем ярче светится лампа.
Конденсатор С1 — пленочный, тринистор
КУ202Л можно заменить на КУ202К, КУ202М или КУ202Н.
Соблюдайте условия его включения в схеме. Цоколевку
транзисторов серий КТ315, КТ361 и тринистора КУ202 вы можете
увидеть на рис. 10.6.
В корпусе, где вы поместите устройство, обязательно
просверлите отверстия для вентиляции, так как элементы R8 и
VS1 немного нагреваются в процессе работы.
В принципе такой фазометр можно
приобрести в магазине за небольшую цену. Он выглядит, как отвертка
с прозрачной ручкой. Принципиальную схему такого
фазометра вы можете увидеть на рис. 10.7.
Сделайте его,
например, из испорченного пластмассового маркера.
В устройстве можно использовать любую неоновую лампу,
резистор ваттностью 0,25 Вт. Уменьшением сопротивления
резистора R1 можно увеличить яркость свечения лампы, но не
рекомендуется делать его менее 150 кОм, в этом случае вы
будете чувствовать прохождения по телу электрического тока…
В этом случае транзистор
Q2 открыт, мультивибратор не работает, светодиод HL1
погашен. Достаточно приблизить антенный щуп, соединенный
с цепью затвора полевого транзистора, к проводнику с током
либо просто к сетевому проводу, транзистор VT2 закроется,
шунтирование базовой цепи транзистора Q3 прекратится и
мультивибратор вступит в действие — начнет вспыхивать
светодиод. Перемещая антенный щуп по стене, нетрудно
проследить за пролеганием в ней сетевых проводов. Прибор
позволяет отыскать и место обрыва фазного провода. Для
этого нужно включить в розетку нагрузку, например
настольную лампу, и перемещать антенный щуп прибора вдоль
проводки. В месте, где светодиод перестает мигать, нужно
искать неисправность.
Источники питания | Electronics Club
Блоки питания | Клуб электроникиТрансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор | Двойные расходные материалы
Следующая страница: Преобразователи
См. Также: AC / DC | Диоды | Конденсаторы
Типы источников питания
Есть много типов источников питания. Большинство из них предназначены для преобразования сети переменного тока высокого напряжения.
к подходящему низковольтному источнику питания для электронных схем и других устройств.
Источник питания можно разбить на серию блоков, каждый из которых выполняет определенную функцию.
Например, регулируемое питание 5 В:
- Трансформатор — понижает напряжение сети переменного тока высокого напряжения до переменного тока низкого напряжения.
- Выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный, но выходной постоянный ток меняется.
- Smoothing (Сглаживание) — сглаживает постоянный ток от сильно варьирующегося до небольшой ряби. Регулятор
- — устраняет пульсации, устанавливая на выходе постоянного тока фиксированное напряжение.
Источники питания, изготовленные из этих блоков, описаны ниже со схемой и графиком их выхода:
Только трансформатор
Низковольтный выход переменного тока подходит для ламп, нагревателей и специальных двигателей переменного тока.Это , а не , подходящий для электронных схем, если они не включают выпрямитель и сглаживающий конденсатор.
См .: Трансформатор
Трансформатор + выпрямитель
Регулируемый выход постоянного тока подходит для ламп, нагревателей и стандартных двигателей. Это , а не , подходящий для электронных схем, если они не содержат сглаживающий конденсатор.
См .: Трансформатор | Выпрямитель
Трансформатор + выпрямитель + сглаживание
Плавный выход DC имеет небольшую пульсацию.Он подходит для большинства электронных схем.
См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание
Трансформатор + выпрямитель + сглаживание + регулятор
Регулируемый выход DC очень плавный, без пульсаций. Подходит для всех электронных схем.
См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор
Трансформатор
Трансформаторы преобразуют электричество переменного тока из одного напряжения в другое с небольшими потерями мощности.
Трансформаторы работают только с переменным током, и это одна из причин, по которой в сети используется переменный ток.
Повышающие трансформаторы повышают напряжение, понижающие трансформаторы понижают напряжение. В большинстве источников питания используется понижающий трансформатор для снижения опасно высокого напряжения в сети. напряжение (230 В в Великобритании) на более безопасное низкое напряжение.
Трансформаторы расходуют очень мало энергии, поэтому выходная мощность (почти) равна мощности на входе. Обратите внимание, что при понижении напряжения ток увеличивается.
Входная катушка называется первичной , а выходная катушка — вторичной .Между двумя катушками нет электрического соединения, вместо этого они связаны переменное магнитное поле создается в сердечнике из мягкого железа трансформатора. Две линии в середине символа схемы представляют сердечник.
Rapid Electronics: трансформаторы
Обозначение схемы трансформатора
Передаточное число
Отношение числа витков на каждой катушке, называемое соотношением витков , определяет соотношение напряжений.
Понижающий трансформатор имеет большое количество витков на первичной (входной) катушке, которая подключена к питающей сети высокого напряжения.
и небольшое количество витков на вторичной (выходной) катушке для обеспечения низкого выходного напряжения.
| Передаточное число = | Вп | = | Np |
| VS | Ns |
| Выходная мощность = мощность в |
Vp = первичное (входное) напряжение
Np = количество витков на первичной катушке
Ip = первичный (входной) ток
Vs = вторичное (выходное) напряжение
Ns = количество витков вторичной катушки
Is = вторичный (выходной) ток
Выпрямитель
Есть несколько способов подключения диодов, чтобы выпрямитель преобразовывал переменный ток в постоянный.
Мостовой выпрямитель является наиболее важным и производит двухполупериодный переменный DC. Двухполупериодный выпрямитель также можно сделать всего из двух диодов, если используется трансформатор с центральным отводом,
но сейчас этот метод редко используется, поскольку диоды стали дешевле. Можно использовать одиночный диод в качестве выпрямителя, но он использует только положительные (+) части волны переменного тока для создания полуволн , изменяющейся постоянного тока.
Мостовой выпрямитель
Мостовой выпрямитель может быть выполнен с использованием четырех отдельных диодов, но он также доступен в
пакеты, содержащие четыре необходимых диода.Он называется двухполупериодным выпрямителем.
потому что он использует всю волну переменного тока (как положительную, так и отрицательную части). Чередующиеся пары диодов проводят, это
переключает соединения, поэтому переменные направления переменного тока преобразуются в одно направление постоянного тока.
1,4 В используется в мостовом выпрямителе, потому что на каждом диоде 0,7 В при проводке, и всегда есть два диоды проводящие, как показано на схеме.
Мостовые выпрямителирассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать, и максимальное обратное напряжение, которое они могут выдержать.Их номинальное напряжение должно быть как минимум в три раза больше действующего напряжения источника питания. поэтому выпрямитель может выдерживать пиковые напряжения. Пожалуйста, смотрите страницу Диоды для более подробной информации, включая изображения мостовых выпрямителей.
Rapid Electronics: мостовые выпрямители
Мостовой выпрямитель
Выход: двухполупериодный переменный постоянный ток
(с использованием всей волны переменного тока)
Выпрямитель одинарный диод
Один диод можно использовать в качестве выпрямителя, но он дает полуволны переменного постоянного тока, который имеет промежутки
когда переменный ток отрицательный.
Трудно сгладить это достаточно хорошо, чтобы питать электронные схемы, если они не
требуется очень небольшой ток, поэтому сглаживающий конденсатор существенно не разряжается во время промежутков.
Пожалуйста, обратитесь к странице Диоды для некоторых примеров выпрямительных диодов.
Rapid Electronics: Выпрямительные диоды
Однодиодный выпрямитель
Выход: полуволна переменного тока
(с использованием только половины переменного тока)
Сглаживание
Сглаживание выполняется электролитическим конденсатором большой емкости.
подключен к источнику постоянного тока, чтобы действовать как резервуар, подающий ток на выход, когда изменяющееся напряжение постоянного тока от
выпрямитель падает.На диаграмме показаны несглаженный изменяющийся постоянный ток (пунктирная линия) и сглаженный постоянный ток (сплошная линия).
Конденсатор быстро заряжается около пика переменного постоянного тока, а затем разряжается по мере подачи тока на выход.
Обратите внимание, что сглаживание значительно увеличивает среднее напряжение постоянного тока почти до пикового значения. (1,4 × значение RMS). Например, выпрямляется переменный ток 6 В RMS. до полной волны постоянного тока около 4,6 В RMS (1,4 В теряется в мостовом выпрямителе), со сглаживанием этого увеличивается почти до максимального значения, что дает 1.4 × 4,6 = 6,4 В постоянного тока.
Неидеальное сглаживание из-за небольшого падения напряжения конденсатора при его разряде, дает небольшую пульсацию напряжения . Во многих цепях пульсация составляет 10% от напряжения питания. напряжение является удовлетворительным, и приведенное ниже уравнение дает необходимое значение для сглаживающего конденсатора. Конденсатор большего размера будет давать меньше пульсаций. При сглаживании полуволны постоянного тока емкость конденсатора должна быть увеличена вдвое.
Rapid Electronics: электролитические конденсаторы
Сглаживающий конденсатор, C, для пульсации 10%:
| С = | 5 × Io |
| Vs × f |
где:
C = сглаживающая емкость в фарадах (Ф)
Io = выходной ток в амперах (A)
Vs = напряжение питания в вольтах (V), это пиковое значение несглаженного постоянного тока.
f = частота сети переменного тока в герцах (Гц), в Великобритании это 50 Гц
Регулятор
ИС регулятора напряжения доступны с фиксированными (обычно 5, 12 и 15 В) или переменное выходное напряжение.Они также рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать. Доступны регуляторы отрицательного напряжения, в основном для использования с двумя источниками питания. Большинство регуляторов включают автоматическую защиту от чрезмерного тока («защита от перегрузки»). и перегрев («тепловая защита»).
Многие микросхемы стабилизаторов напряжения имеют 3 вывода и выглядят как силовые транзисторы, например, регулятор 7805 + 5V 1A, показанный справа. В них есть отверстие для крепления при необходимости радиатор.
Rapid Electronics: регулятор 7805
Фотография регулятора напряжения © Рапид Электроникс
Стабилитрон
Для слаботочных источников питания можно сделать простой регулятор напряжения с резистором.
и стабилитрон, подключенный в обратном направлении , как показано на схеме.Стабилитроны имеют номинальное напряжение пробоя и Vz . Максимальная мощность Pz (обычно 400 мВт или 1,3 Вт).
Резистор ограничивает ток (как светодиодный резистор). Ток через резистор постоянный, поэтому при отсутствии выходного тока весь ток течет через стабилитрон, и его номинальная мощность Pz должна быть достаточно большой, чтобы выдержать это.
Дополнительную информацию о стабилитронах см. На странице «Диоды».
Rapid Electronics: стабилитроны
стабилитрон
a = анод, k = катод
Выбор стабилитрона и резистора
Это шаги для выбора стабилитрона и резистора:
- Напряжение стабилитрона Vz — необходимое выходное напряжение
- Входное напряжение Vs должно быть на несколько вольт больше Vz
(это необходимо для небольших колебаний Vs из-за пульсации) - Максимальный ток Imax — это требуемый выходной ток плюс 10%
- Мощность стабилитрона Pz определяется максимальным током: Pz> Vz × Imax
- Сопротивление резистора : R = (Vs — Vz) / Imax
- Номинальная мощность резистора : P> (Vs — Vz) × Imax
В примере показано, как использовать эти шаги для выбора стабилитрона и резистора с подходящими значениями и номинальной мощностью.
Например
Если требуемое выходное напряжение 5 В и выходной ток 60 мА:
- Vz = 4,7 В (ближайшее доступное значение)
- Vs = 8V (на несколько вольт больше Vz)
- Imax = 66 мА (ток плюс 10%)
- Pz> 4,7 В × 66 мА = 310 мВт, выберите Pz = 400 мВт
- R = (8 В — 4,7 В) / 66 мА = 0,05 кОм
= 50,
выберите R = 47 - Номинальная мощность резистора P> (8 В — 4.7 В) × 66 мА = 218 мВт, выберите P = 0,5 Вт
Двойные расходные материалы
Для некоторых электронных схем требуется источник питания с положительным и отрицательным выходами, а также нулевое напряжение (0 В). Это называется «двойным источником питания», потому что это похоже на два обычных источника питания, соединенных вместе, как показано на схеме.
Двойные источники питания имеют три выхода, например, источник питания ± 9 В имеет выходы + 9 В, 0 В и -9 В.
Rapid Electronics: блоки питания
Следующая страница: Преобразователи | Исследование
Политика конфиденциальности и файлы cookie
Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет
используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому.
На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на
рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден.
Рекламодателям не передается никакая личная информация.
Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов.
(включая этот), как объяснил Google.
Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста
посетите AboutCookies.org.
electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.
Веб-сайт размещен на Tsohost
Как создать схему переменного источника питания с помощью цифрового управления
Источник питания — это аппаратный компонент, который подает питание на электрическое устройство.Источник питания может подаваться от батареи или от аппаратной схемы, которая преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока или понижающий переменный ток в повышающий переменный ток и наоборот. Регулируемый источник питания — это источник, который позволяет пользователю изменять и регулировать желаемое выходное напряжение и выходной ток. Обычно для регулировки напряжения используется потенциометр.
Схема регулируемого источника питания
Схема регулируемого источника питания оснащена регулируемым регулятором напряжения для регулировки выходной мощности в соответствии с выходной мощностью.
Регулируемый регулятор напряжения имеет линейное регулирование и регулировку нагрузки.
Блок-схема цепи переменного источника питания
На этой блок-схеме показано, как в цепи регулируется напряжение переменного тока. Блок-схема источника питания
Принципиальная схемаСхема регулируемого источника питания
Эта принципиальная схема приведена ниже. Основное питание 220 В подается непосредственно на трансформатор с ответвлениями. Эта ступень трансформатора понижает напряжение 220 В до 24 В, которое затем выпрямляется через мостовой выпрямитель.
Цепь источника питанияМостовой выпрямитель выдает непрерывный пульсирующий сигнал постоянного тока. Затем конденсаторы используются для фильтрации пульсирующего сигнала в плавный непульсирующий постоянный ток. Наконец, напряжение регулируется с помощью регулятора IC.
Рабочий
Напряжение от понижающего трансформатора затем подается на мостовой выпрямитель, который генерирует непрерывный пульсирующий сигнал постоянного тока.
Пульсирующий сигнал выходного напряжения постоянного тока
Полярность выхода не может быть изменена, и на нем наблюдаются большие пульсации.Этот пульсирующий постоянный ток также имеет некоторый нежелательный ток (пульсации), что делает невозможным его использование в системах электропитания.
Сглаживающий конденсатор, который действует как фильтр, используется для удаления нежелательного тока (пульсации). Теперь выходной сигнал с емкостью будет таким, как показано на рисунке ниже, и подвергнут дальнейшей фильтрации для получения чистого постоянного тока.
Выход после сглаживающего конденсатораПлавный, непульсирующий сигнал постоянного тока подается на регулятор напряжения. LM317 используется как регулятор напряжения. Конденсаторы C2 и C4 используются для устранения пульсаций, если процесс фильтрации выполняется вне регулятора.Конденсатор C4 также препятствует работе регулятора напряжения LM317 в качестве генератора.
Конденсатор C3 шунтирует вывод ADJUST регулятора напряжения на землю, чтобы улучшить способность подавления пульсаций.
Диоды используются для защиты регулятора от избыточного протекания, если какой-либо источник напряжения подключен к выходным клеммам регулятора. Переменное сопротивление подключено к выводу ADJ регулятора.
LM317 Регулятор положительного напряжения
Регулятор напряжения представляет собой интегральную схему, которая обеспечивает постоянное регулируемое выходное напряжение независимо от изменения входного напряжения.LM317 — это регулятор переменного напряжения с 3-контактной монолитной интегральной схемой, показанной ниже.
LM317Он способен обеспечить 1,5 А при напряжении от 1,25 В до 30 В. Соотношение двух сопротивлений, подключенных к регулятору напряжения LM317, можно использовать для установки желаемого уровня напряжения.
LM317 СхемаРаспиновка
- INPUT — Нерегулируемый вход
- OUTPUT — Регулируемый выход
- ADJUST — Переменный резистор, подключенный к этому выводу, управляет выходным напряжением
Характеристики
- Это положительное напряжение регулятор
- Имеет внутреннее ограничение тока
- Тепловое отключение
- Компенсация безопасных зон
Применения
Регулятор напряжения LM317 может применяться во многих электрических областях.
Вот несколько приложений
- Сбор энергии
- Холодильник
- Измеритель качества электроэнергии
- Управление подстанцией
- HVAC (Отопление, вентиляция, кондиционер)
- Генерация сигналов и волн
- Коммутатор Ethernet
Переменный источник питания с цифровым управлением
Схема регулируемого источника питания состоит из регулируемого регулятора положительного напряжения LM317, декадного счетчика КМОП IC CD4017, микросхемы таймера NE555 и стабилизатора отрицательного напряжения LM7912.
Источник переменного тока подается на трансформатор, который понижен до 12 В переменного тока. Выходной сигнал трансформатора выпрямляется с помощью двухполупериодного выпрямителя для обхода нежелательных всплесков и обеспечения плавной мощности без колебаний.
Конденсаторы используются для фильтрации пульсаций. Как положительный, так и отрицательный полупериоды используются для получения положительного и отрицательного выходного сигнала постоянного тока.
Светодиод используется для индикации включения.
Микросхема таймера NE555 подключена как нестабильный мультивибратор для генерации тактовых импульсов. Выход микросхемы таймера соединен с микросхемой счетчика CD4017.IC CD4017 — это счетчик декадных колец. Каждый из его выходов переходит в высокий уровень один за другим при получении тактового импульса.
Выходы микросхемы CD4017 подключены к базе транзистора T1 — T10. LED3 — LED11 используются здесь для индикации уровней напряжения. Регулируемый стабилизатор напряжения IC LM317 развивается 1.25V опорного напряжения. Предварительные настройки VR1 — VR9 настраиваются для получения желаемого выходного напряжения.
Регулируемый источник питания с цифровым управлениемРабочий
Когда переключатель S2 нажат, выход IC1 становится ВЫСОКИМ, а затем выходы IC2 становятся ВЫСОКИМ один за другим, как счетчик звонков.
Поскольку предустановки VR1 – VR9 подключены к коллекторам транзисторов T2 – T10, между регулируемым выводом и выводом заземления IC4 появляются разные выходные сопротивления, что приводит к разным выходным напряжениям.
Микросхема LM7912 обеспечивает фиксированное отрицательное напряжение постоянного тока 12 В. Таким образом, блок питания можно использовать в цепях, требующих как отрицательного, так и положительного напряжения.
Светодиод 2 используется для индикации отрицательного напряжения 12 В постоянного тока. Когда CD4017 сбрасывается нажатием переключателя S3, выходное напряжение изменяется на 1.2 В, и светодиоды индикации напряжения погаснут.
Стабилизатор отрицательного напряжения
Стабилизатор напряжения представляет собой интегральную схему, которая обеспечивает постоянное контролируемое выходное напряжение независимо от изменения входного напряжения. LM7912 обычно используется в электронных схемах с трехконтактным регулятором отрицательного напряжения.
LM7912 IC Эта микросхема обеспечивает постоянное отрицательное выходное напряжение, несмотря на изменения входного напряжения. Число 79 указывает на то, что ИС является регулятором отрицательного напряжения, а число 12 указывает на выходное напряжение.
Распиновка
- Контакт 1 — Клемма заземления (0 В)
- Контакт 2 — Входная клемма (от 5 В до 24 В)
- Контакт 3 — Выходная клемма
Характеристики
- Подавление высокой пульсации
- 1,5 Выходной ток
- Допуск 4% по заданному выходному напряжению
- Защита от перегрева и короткого замыкания
- Внутренняя защита с ограничением тока в безопасной зоне
Универсальный источник питания
Универсальный источник питания чаще всего используется в электронных лабораториях.Он обеспечивает разнообразный и свободный от колебаний выходной сигнал.
Универсальный источник питанияВышеупомянутая универсальная схема источника питания обеспечивает переменное напряжение от 3 до 30 В, максимальный ток 1,5 А, а добавление модулей может обеспечить более высокий ток. Регулируемый регулятор напряжения LM317 (U1) обеспечивает короткое замыкание.
Универсальный источник питания должен работать от сети переменного тока напряжением от 90 до 264 В, 50 или 60 Гц.
Выпрямленное входное напряжение с конденсатора фильтра диодного моста заряжается до 120 В.Эта схема работает в паре с мощным аудиоусилителем 1500 Вт.
Схема разработана для зарядного устройства ноутбука с выходом 20 В и использует TOP 246Y за счет интеграции питания. TOP 246Y исключает половину дискретных компонентов по сравнению с UC3842.
Цифровой мультиметр
Цифровой мультиметр — это устройство, используемое для измерения электрических величин, таких как напряжение, ток и сопротивление. Цифровой мультиметр пришел на смену аналоговым из-за своей высокой точности, надежности и повышенного сопротивления.
Это все о цепи переменного тока. Мы надеемся, что вы лучше поняли концепцию этой темы. Кроме того, любые вопросы по этой теме или проектам электроники, пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вопрос к вам, каковы применения LM317?
Лучшая схема источника питания 12 В — Отличные предложения на схему источника питания 12 В от глобальных продавцов цепей питания 12 В
Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для цепи питания 12В.
К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны.
Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая схема блока питания на 12 В вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели схему питания 12 В на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в цепи питания 12 В и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции.
и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше.
Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести 12v power supply circuit по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.
.
