Схема простейшего блока питания: Обзор схем современных блоков питания

Содержание

Схема простого блок питания 5 В 1 А

Очень часто для питания различных устройств, например, детские электронные игрушки, новогодние гирлянды, возникает необходимость в маломощном блоке питания 5 В, это довольно распространенный тип источника и, если для наладки собранного устройства подойдет лабораторный блок питания, то питать готовую конструкцию конечно же нужно собственным БП 5В.

В данной статье я постараюсь пошагово расписать построение трансформаторного блока питания на 5 вольт специально для начинающих радиолюбителей. Вообще написать статью о БП меня побудили предыдущие публикации:

Простая мигалка на светодиодах
Простейшая мигалка на светодиоде
Программируемый переключатель гирлянд
Светодиодная гирлянда на микроконтроллере
Переключатель ёлочной гирлянды на ШИМ

Во всех перечисленных схемах требуется блок питания 5 В как основной или дополнительный источник. Наш БП 5 В будет трансформаторным, а не импульсным.

По моему скромному мнению трансформаторный блок питания собрать и настроить легче, возможно по стоимости и габаритам импульсный предпочтительней, но если у вас завалялся старенький и к тому, же тороидальный «транс» на 7 — 10 В, то как говорится сам бог велел.

Структурная схема блока питания на 5 В:

Каждый блок пронумерован А1-А6. На принципиальной схеме каждый блок будет выделен, так сказать для наглядности. Рассмотрим, что представляет из себя каждый блок.

Сетевой фильтр (А1).

Предназначен для подавления высоковольтных и высокочастотных сетевых помех. С высоковольтными помехами успешно справляется варистор. А высокочастотными помехами займется RC фильтр.

Варистор – это полупроводниковый элемент, характеризующийся сопротивлением. Работает следующим образом: в рабочем режиме сопротивление варистора достаточно велико, напряжение не превышает пороговое значение варистора, и ток через него не течет. Как только напряжение достигает «порога» — сопротивление варистора понижается практически до нескольких десятков Ом и ток начинает протекать через него. Кратковременные высоковольтные импульсы гасятся варистором, а более длительное перенапряжение, как правило, выводит его из строя, иногда даже с громким хлопком.

В нашей схеме блока питания 5 В будем использовать RC фильтр, он уступает по эффективности LC фильтру, но зато дешевле и для нашего маломощного БП вполне подойдет.

Раньше никто не «заморачивался» сетевым фильтром, а теперь, какую бы вы бытовую технику не разобрали, обязательно увидите варистор, RC или LC фильтры тоже встречаются, но реже. Вызвано это массовым использованием импульсных блоков питания, которые передают в сеть такую «кашу» помех, что не всякий потребитель выдержит, поэтому производители электротехники пытаются хоть как-то обезопасить свою продукцию. Одним словом не рекомендую убирать из схемы блока питания сетевой фильтр.

Трансформатор (А2).

В нашем БП 5 В трансформатор играет ключевую роль, именно он понижает (преобразует) сетевое питание 220 В в низковольтное. Трансформатор должен быть силовым, рассчитан на сетевую частоту 50 Гц, с первичной обмоткой на 220 В и одной вторичной обмоткой на 7 — 10 В. Номинальная мощность трансформатора 4 — 8 Вт. Конструкция (тороидальный, броневой) в принципе особой роли не играет, какой найдете.

Еще такой момент, на трансформаторе указывают действующее значение напряжения (Uд), которое можно проверить, измерив вольтметром. А на выходе после фильтра (блок А4), по сути после диодного моста и сглаживающего конденсатора, мы получим амплитудное значение (Uа). Зависимость между амплитудным и действующим напряжениями такая:

Uа = 1,41xUд

Т.е. если в блоке питания вторичная обмотка трансформатора выдает 7 — 10 В, то на фильтре-конденсаторе (А4) мы приблизительно получим 10 — 14 В. Забегая наперед скажу, что для нас это не опасно, т.к. стабилизатор напряжения (А5) работает до 40 В на входе. Теоретически, да и практически, мы можем взять трансформатор с большим напряжением и на выходе стабилизатора получить необходимые 5 В.

Куда денется разница? Правильно – в тепло! А нам это не надо, мы строим рациональный блок питания 5 В.

Выпрямитель (А3).

Превращает переменное напряжение на входе в постоянное на выходе. Будем использовать двухполупериодный выпрямитель – диодный мост.

Фильтр (А4).

Предназначен для сглаживания напряжения после выпрямителя. Используется обычный электролитический конденсатор достаточно большой емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсации. У конденсатора кроме емкости есть еще такой параметр как напряжение, будьте внимательны и берите конденсаторы с запасом. Мы условились, что в блоке питания на 5 В вторичная обмотка трансформатора (А2) будет на 7 — 10 В и с учетом повышения напряжения в 1,41 раз возьмем конденсатор не менее 25 В. В момент, когда конденсатор заряжается, протекающий через диодный мост ток увеличивается т.к. необходимо обеспечить и заряд и нагрузку. Обратное напряжение диода тоже велико – происходит суммирование входного и выходного напряжений.

Поэтому диоды для выпрямителя нужно подбирать с запасом по параметрам.

Стабилизатор напряжения (А5).

Это микросхема, служит для стабилизации диапазона напряжений на входе в четко установленное значение на выходе. Логично, что входное напряжение должно быть больше выходного, как правило, не менее чем на 3 В. Максимальный порог обычно ограничен 30 — 40 В. Стабилизатор лучше брать в корпусе TO220 и установить на радиатор, по крайней мере, в нашем блоке питания на 5 В я рекомендую это сделать.

Индикатор (А6).

В повседневной жизни мы уже настолько привыкли, что любая техника нам весело подмигивает светодиодом, когда мы ее включаем, то я решил, что индикатор рабочего режима не помешает в БП 5 В. Он состоит из светодиода и токоограничивающего резистора. Светодиод красного или зеленого цвета свечения на напряжение 1,5 В или 3 В, только посчитайте правильно сопротивление резистора. Сопротивление токоограничивающего резистора рассчитывается по формуле:

R = (Uпит — Uсвет)/Iсвет, где

Uпит – напряжение источника питания;

Uсвет – прямое напряжение светодиода;

Iсвет – прямой ток светодиода.

Рекомендую воспользоваться отличным калькулятором для расчета токоограничивающего резистора.

Пора переходить от теории к практике. Вашему вниманию предлагается принципиальная схема блока питания 5 В:

Для наглядности на схеме БП выделены блоки согласно структурной схемы. Пройдемся по схеме.

Первым идет предохранитель FU1, не забывайте про него в своих конструкциях, это очень важный элемент. Нередко, жертвуя собой, он спасает всю схему. Предохранитель должен быть рассчитан на ток 0,15 А, можно взять и мощней, но до 0,5 А, это на тот крайний случай когда 0,15 А сгорает. Все зависит от качества трансформатора. Больше 0,5 А не ставьте ни в коем случае!

 

Выключатель SA1 любой подходящий, лучше конечно если у него будет две группы контактов как показано на схеме. Отлично подойдет на 250 В, 6 А. Ставить с подсветкой в блок питания не советую, у нас в качестве индикатора будет светодиод который стоит на выходе БП и в отличии от неонки в кнопке сигнализирует о работе всех предстоящих компонентов.

 

Далее по схеме блока питания 5 В идет варистор RU1. Можно любой, я поставил JVR-07N471K. Главное чтобы так называемое классификационное напряжение было 470 В, не меньше – будет греться, и не больше – будет пропускать перенапряжение.

 

Сопротивление резисторов R1 и R2 5 — 20 Ом, мощность до 2 Вт. Если при сборке блока питания эти резисторы у вас окажутся рядом – оденьте на них термоусадку или кембрик, таким образом, их нужно изолировать друг от друга, потому что собственная изоляция резисторов штука ненадежная. На предлагаемой ниже печатной плате эти резисторы разнесены, тем не менее, лишняя изоляция не повредит.

Конденсатор C1 неэлектролитический пленочный серии К73-17 номинальное напряжение 630 В, емкость 0,1 — 0,47 мкФ.

 

Про трансформатор Т1 для блока питания 5 В уже говорили, вкратце напомню – первичная обмотка 220 В, вторичная 7 — 10 В, мощность 4 — 8 Вт.

 

Диодный мост VD1 рекомендую брать готовый, конечно если есть желание можно спаять из диодов. При подключении смотрите маркировку на корпусе. Если все же решили собрать из диодов, напомню, что на корпусе диода полоской маркируется катод, как определить катод на схеме смотрите рисунок, красным отмечена буква «К» это он и есть. Что касается параметров, для нашего БП 5 В берем мост с запасом, я выбрал KBL01.

Фильтр блока питания, он же конденсатор электролитический C2 типа К50-35. Электролитические конденсаторы имеют полярность, на корпусе маркируется минус, в схеме указывается плюс, будьте внимательны, если перепутаете ба-бах обеспечен. Тоже произойдет, если напряжение питания превысит номинальное конденсатора. Емкость 2200 — 4700 мкФ, меньше нельзя из-за роста пульсаций, больше — нет смысла. Напряжение 25 В и выше. Не забывайте мы условились, что в собираемом БП вторичная обмотка на 10 В, не больше, учитывая повышение в 1,41 раз, получаем с запасом 25 В. Вообще, при подборе трансформатора умножайте примерно на 1,5 подаваемое на конденсатор напряжение (т.е. с учетом 1,41) – это будет запас на прочность.

Стабилизатор напряжения также важный компонент схемы блока питания на 5 В. Есть отечественные, есть импортные аналоги выбирать вам. Я остановился на L7805A, максимальное входное напряжение – 35 В, выходное – 5 В, выходной ток до 1 А, корпус TO220. Конденсатор C3 рекомендуется для предотвращения самовозбуждения стабилизаторов. Подойдет обычный керамический многослойный серии К10-17Б, емкость 0,1 — 4,7 мкФ.

Последний элемент блока питания 5 В – индикатор работы. Светодиод HL1 и токоограничивающий резистор R3. Светодиод АЛ307БМ, сопротивление резистора согласно расчетам 300 Ом, мощность 0,125 Вт. У светодиода, как и у диода, есть катод, и анод не перепутайте при подключении. Определить полярность поможет мультиметр в режиме омметра или в режиме проверки диодов, при правильном подключении светодиод загорится.

5 В блок питания собран на одностороннем фольгированном стеклотекстолите размерами 60х26 мм. Предохранитель FU1, выключатель SA1 и трансформатор Т1 располагаются отдельно. Светодиод HL1 по желанию, его можно вынести на корпус.

Печатная плата блока питания 5 В со стороны элементов выглядит так:

А со стороны выводов элементов выглядит следующим образом:

Предлагаю вам скачать печатную плату блока питания 5 В в формате .lay в конце этой статьи.

В наладке правильно собранный блок питания 5 В не нуждается.

Скачать

bp_5v.lay

Печатная плата блока питания 5 В

  • Загрузок: 805
  • Размер: 23 Kb

Источник

БЛОК ПИТАНИЯ 0-30В

   Сколько всяких интересных радиоустройств собирают радиолюбители, но основа, без которой не будет работать практически ни одна схема — блок питания. От чего только не пытаются запитывать начинающие мастера свои устройства — батарейки, китайские адаптеры, зарядки от мобильных телефонов… И часто до сборки приличного блока питания просто не доходят руки. Конечно промышленность выпускает достаточно качественных и мощных стабилизаторов напряжения и тока, однако не везде они продаются и не у всех есть возможность их купить. Проще спаять своими руками.


   Предлагаемая схема простого (всего 3 транзистора) блока питания выгодно отличается от аналогичных точностью поддержания выходного напряжения — тут применена компенсационная стабилизация, надёжностью запуска, широким диапазоном регулировки и дешёвыми недефицитными деталями. Печатная плата в формате Lay — в архиве.


   После правильной сборки работает сразу, только подбираем стабилитрон согласно требуемому значению максимального выходного напряжения БП.


   Корпус делаем из того, что под рукой. Классический вариант — металлическая коробочка от компьютерного БП ATX. Уверен, каждый имеет их немало, так как иногда они сгорают, а купить новый проще, чем чинить.


   В корпус прекрасно влазит трансформатор на 100 ватт, и плате с деталями найдётся место. 


   Кулер можно оставить — лишним не будет. А чтоб не шумел, просто питаем его через токоограничительный резистор, который подберёте экспериментально.


   Для передней панели не поскупился и купил пластиковую коробочку — в ней очень удобно делать отверстия и прямоугольные окна для индикаторов и регуляторов.


   Амперметр берём стрелочный — чтоб хорошо были видны броски тока, а вольтметр поставил цировой — так удобнее и красивее!


   После сборки регулируемого блока питания проверяем его в работе — он должен давать почти полный ноль при нижнем (минимальном) положении регулятора и до 30В — при верхнем. Подключив нагрузку пол ампера — смотрим на просадку выходного напряжения. Она должна быть тоже минимальной.


   В общем, при всей своей кажущейся простоте, данный блок питания наверное один из лучших по своим параметрам. При необходимости можно добавить в него узел защиты — пару лишних транзисторов. Как это делается смотрите на форуме. Схему собрал и испытал — Mars.

   Форум по обсуждению схемы БП

   Форум по обсуждению материала БЛОК ПИТАНИЯ 0-30В



Блок питания на стабилитроне и транзисторе своими руками

Рассмотренный далее стабилизированный блок питания является одним из первых устройств, которые собираются начинающими радиолюбителями. Это очень простой, но весьма полезный прибор. Для его сборки не нужны дорогостоящие компоненты, которые достаточно легко подобрать новичку в зависимости от требуемых характеристик блока питания.
Материал будет также полезен тем, кто желает более детально разобраться в назначении и расчете простейших радиодеталей. В том числе, вы подробно узнаете о таких компонентах блока питания, как:
  • силовой трансформатор;
  • диодный мост;
  • сглаживающий конденсатор;
  • стабилитрон;
  • резистор для стабилитрона;
  • транзистор;
  • нагрузочный резистор;
  • светодиод и резистор для него.

Также в статье детально рассказано, как подобрать радиодетали для своего блока питания и что делать, если нет нужного номинала. Наглядно будет показана разработка печатной платы и раскрыты нюансы этой операции. Несколько слов сказано конкретно о проверке радиодеталей перед пайкой, а также о сборке устройства и его тестировании.

Типовая схема стабилизированного блока питания


Всевозможных схем блоков питания со стабилизацией напряжения существует сегодня очень много. Но одна из самых простых конфигураций, с которой и стоит начинать новичку, построена всего на двух ключевых компонентах – стабилитроне и мощном транзисторе. Естественно, в схеме присутствуют и другие детали, но они вспомогательные.

Схемы в радиоэлектронике принято разбирать в том направлении, в котором по ним протекает ток. В блоке питания со стабилизацией напряжения все начинается с трансформатора (TR1). Он выполняет сразу несколько функций. Во-первых, трансформатор понижает сетевое напряжение. Во-вторых, обеспечивает работу схемы. В-третьих, питает то устройство, которое подключено к блоку.
Диодный мост (BR1) – предназначен для выпрямления пониженного сетевого напряжения. Если говорить другими словами, то в него заходит переменное напряжение, а на выходе получается уже постоянное. Без диодного моста не будет работать ни сам блок питания, ни устройства, которые будут к нему подключаться.
Сглаживающий электролитический конденсатор (C1) нужен для того, чтобы убирать пульсации, присутствующие в бытовой сети. На практике они создают помехи, которые отрицательно сказываются на работе электроприборов. Если для примера взять усилитель звука, запитанный от блока питания без сглаживающего конденсатора, то эти самые пульсации будут отчетливо слышны в колонках в виде постороннего шума. В других приборах помехи могут привести к некорректной работе, сбоям и прочим проблемам.
Стабилитрон (D1) – это компонент блока питания, который стабилизирует уровень напряжения. Дело в том, что трансформатор будет выдавать желаемые 12 В (например) только тогда, когда в сетевой розетке будет ровно 230 В. Однако на практике таких условий не бывает. Напряжение может как просаживаться, так и повышаться. То же самое трансформатор будет давать и на выходе. Благодаря своим свойствам стабилитрон выравнивает пониженное напряжение независимо от скачков в сети. Для корректной работы этого компонента нужен токоограничивающий резистор (R1). О нем более детально сказано ниже.
Транзистор (Q1) – нужен для усиления тока. Дело в том, что стабилитрон не способен пропускать через себя весь потребляемый прибором ток. Более того, корректно он будет работать только в определенном диапазоне, например, от 5 до 20 мА. Для питания каких-либо приборов этого откровенно мало. С данной проблемой и справляется мощный транзистор, открывание и закрывание которого управляется стабилитроном.
Сглаживающий конденсатор (C2) – предназначен для того же, что и вышеописанный C1. В типовых схемах стабилизированных блоков питания присутствует также нагрузочный резистор (R2). Он нужен для того, чтобы схема сохраняла работоспособность тогда, когда к выходным клеммам ничего не подключено.
В подобных схемах могут присутствовать и другие компоненты. Это и предохранитель, который ставится перед трансформатором, и светодиод, сигнализирующий о включении блока, и дополнительные сглаживающие конденсаторы, и еще один усиливающий транзистор, и выключатель. Все они усложняют схему, однако, повышают функциональность устройства.

Расчет и подбор радиокомпонентов для простейшего блока питания


Трансформатор подбирается по двум основным критериям – напряжению вторичной обмотки и по мощности. Есть и другие параметры, но в рамках материала они не особо важны. Если вам нужен блок питания, скажем, на 12 В, то трансформатор нужно подбирать такой, чтобы с его вторичной обмотки можно было снять чуть больше. С мощностью все то же самое – берем с небольшим запасом.
Основной параметр диодного моста – это максимальный ток, который он способен пропускать. На эту характеристику и стоит ориентироваться в первую очередь. Рассмотрим примеры. Блок будет использоваться для питания прибора, потребляющего ток 1 А. Это значит, что диодный мост нужно брать примерно на 1,5 А. Допустим, вы планируете питать какой-либо 12-вольтовый прибор мощностью 30 Вт. Это значит, что потребляемый ток будет около 2,5 А. Соответственно, диодный мост должен быть, как минимум, на 3 А. Другими его характеристиками (максимальное напряжение и прочее) в рамках такой простой схемы можно пренебрегать.

Дополнительно стоит сказать, что диодный мост можно не брать уже готовый, а собрать его из четырех диодов. В таком случае каждый из них должен быть рассчитан на ток, проходящий по схеме.
Для расчета емкости сглаживающего конденсатора применяются достаточно сложные формулы, которые в данном случае ни к чему. Обычно берется емкость 1000-2200 мкФ, и этого для простого блока питания будет вполне достаточно. Можно взять конденсатор и побольше, но это существенно удорожит изделие. Другой важный параметр – максимальное напряжение. По нему конденсатор подбирается в зависимости от того, какое напряжение будет присутствовать в схеме.
Здесь стоит учитывать, что на отрезке между диодным мостом и стабилитроном после включения сглаживающего конденсатора напряжение будет примерно на 30% выше, чем на выводах трансформатора. То есть, если вы делаете блок питания на 12 В, а трансформатор выдает с запасом 15 В, то на данном участке из-за работы сглаживающего конденсатора будет примерно 19,5 В. Соответственно, он должен быть рассчитан на это напряжение (ближайший стандартный номинал 25 В).
Второй сглаживающий конденсатор в схеме (C2) обычно берется небольшой емкости – от 100 до 470 мкФ. Напряжение на этом участке схемы будет уже стабилизированным, например, до уровня 12 В. Соответственно, конденсатор должен быть рассчитан на это (ближайший стандартный номинал 16 В).
А что делать, если конденсаторов нужных номиналов нет в наличии, и в магазин идти неохота (или банально нет желания их покупать)? В таком случае вполне возможно воспользоваться параллельным подключением нескольких конденсаторов меньшей емкости. При этом стоит учесть, что максимальное рабочее напряжение при таком подсоединении суммироваться не будет!
Стабилитрон подбирается в зависимости от того, какое напряжение нам нужно получить на выходе блока питания. Если подходящего номинала нет, то можно соединить несколько штук последовательно. Стабилизируемое напряжение, при этом, будет суммироваться. Для примера возьмем ситуацию, когда нам надо получить 12 В, а в наличии есть только два стабилитрона на 6 В. Соединив их последовательно мы и получим желаемое напряжение. Стоит отметить, что для получения усредненного номинала параллельное подключение двух стабилитронов не сработает.
Максимально точно подобрать токоограничивающий резистор для стабилитрона можно только экспериментально. Для этого в уже рабочую схему (например, на макетной плате) включается резистор номиналом примерно 1 кОм, а между ним и стабилитроном в разрыв цепи ставится амперметр и переменный резистор. После включения схемы нужно вращать ручку переменного резистора до тех пор, пока через участок цепи не потечет требуемый номинальный ток стабилизации (указывается в характеристиках стабилитрона).
Усиливающий транзистор подбирается по двум основным критериям. Во-первых, для рассматриваемой схемы он обязательно должен быть n-p-n структуры. Во-вторых, в характеристиках имеющегося транзистора нужно посмотреть на максимальный ток коллектора. Он должен быть немного больше, чем максимальный ток, на который будет рассчитан собираемый блок питания.
Нагрузочный резистор в типовых схемах берется номиналом от 1 кОм до 10 кОм. Меньшее сопротивление брать не стоит, так как в случае, когда блок питания не будет нагружен, через этот резистор потечет слишком большой ток, и он сгорит.

Разработка и изготовление печатной платы


Теперь вкратце рассмотрим наглядный пример разработки и сборки стабилизированного блока питания своими руками. В первую очередь, необходимо найти все присутствующие в схеме компоненты. Если нет конденсаторов, резисторов или стабилитронов нужных номиналов – выходим из ситуации вышеописанными путями.

Далее нужно будет спроектировать и изготовить печатную плату для нашего прибора. Начинающим лучше всего использовать для этого простое и, самое главное, бесплатное программное обеспечение, например, Sprint Layout.
Размещаем на виртуальной плате все компоненты согласно выбранной схемы. Оптимизируем их расположение, корректируем в зависимости от того, какие конкретно детали есть в наличии. На этом этапе рекомендуется перепроверять реальные размеры компонентов и сравнивать их с добавляемыми в разрабатываемую схему. Особое внимание обратите на полярность электролитических конденсаторов, расположение выводов транзистора, стабилитрона и диодного моста.
Если вы заходите добавить в блок питания сигнальный светодиод, то его можно будет включить в схему как до стабилитрона, так и после (предпочтительнее). Чтобы подобрать для него токоограничивающий резистор, необходимо выполнить следующий расчет. Из напряжения участка цепи вычитаем падение напряжения на светодиоде и делим результат на номинальный ток его питания. Пример. На участке, к которому мы планируем подключать сигнальный светодиод, имеется стабилизированные 12 В. Падение напряжения у стандартных светодиодов около 3 В, а номинальный ток питания 20 мА (0,02 А). Получаем, что сопротивление токоограничивающего резистора R=450 Ом.

Проверка компонентов и сборка блока питания


После разработки платы в программе переносим ее на стеклотекстолит, травим, лудим дорожки и удаляем излишки флюса.






После этого выполняем установку радиокомпонентов. Здесь стоит сказать, что не лишним будет сразу же перепроверить их работоспособность, особенно, если они не новые. Как и что проверять?
Обмотки трансформатора проверяются омметром. Где сопротивление больше – там первичная обмотка. Далее его нужно включить в сеть и убедиться, что он выдает требуемое пониженное напряжение. При его измерении соблюдайте предельную осторожность. Также учтите, что напряжение на выходе переменное, потому на вольтметре включается соответствующий режим.
Резисторы проверяются омметром. Стабилитрон должен «звониться» только в одном направлении. Диодный мост проверяем по схеме. Встроенные в него диоды должны проводить ток только в одном направлении. Для проверки конденсаторов потребуется специальный прибор для измерения электрической емкости. В транзисторе n-p-n структуры ток должен протекать от базы к эмиттеру и к коллектору. В остальных направлениях он протекать не должен.
Начинать сборку лучше всего с мелких деталей – резисторов, стабилитрона, светодиода. Затем впаиваются конденсаторы, диодный мост.
Особое внимание обращайте на процесс установки мощного транзистора. Если перепутать его выводы – схема не заработает. Кроме того, этот компонент будет достаточно сильно греется под нагрузкой, потому его необходимо устанавливать на радиатор.
Последним устанавливается самая большая деталь – трансформатор. Далее к выводам его первичной обмотки припаивается сетевая вилка с проводом. На выходе блока питания тоже предусматриваются провода.

Осталось только хорошенько перепроверить правильность установки всех компонентов, смыть остатки флюса и включить блок питания в сеть. Если все сделано правильно, то светодиод будет светиться, а на выходе мультиметр покажет желаемое напряжение.

Схема простого импульсного источника питания

В данной статье приводится описание схемы простого импульсного источника питания, который может выполнять роль лабораторного блока питания. Источник питания собран на базе микросхемы UC3842.

На ее базе построено много блоков питания для факсов, телевизоров, видеомагнитофонов и иной техники. Данную популярность UC3842 приобрела по причине небольшой стоимости, хорошей надежности, простоте схематического решения и наименьшей необходимой обвязке.

Описание работы импульсного источника питания

На входе источника питания (рис. 5.34), размещен сетевой выпрямитель, состоящий из предохранителя FU1 на ток 5 А, варистора Р1 на 275 вольт, для предохранения блока питания от скачков напряжения в сети, терморезистора R1 на 4,7 Ом, емкости С1, диодного моста VD1…VD4 на диодах FR157 (2 А, 600 В) и емкости фильтра С2 (220 микрофарад на 400 В).

Терморезистор R1 в холодном положении обладает сопротивлением 4,7 Ом, и при включении питания, ток заряда емкости С2 стабилизируется данным сопротивлением (4,7 Ом). Дальше сопротивление нагревается по причине текущего сквозь него тока, и его величина уменьшается до десятых долей ома. Причем он фактически не оказывает влияния на последующее функционирование схемы.

Сопротивление R7 создает напряжение питания для UC3842 в момент пуска источника питания. Обмотка II трансформатора Т1, емкость С8, диод VD6, диод VD5 и сопротивление R6 создают так называемую петлю ОС, которая обеспечивает питание в режиме работы, и по причине которой начинается стабилизация выходных напряжений. Емкость С7 служит фильтром.

Радиоэлементы R4, С5 определяют времязадающую цепь для внутреннего генератора сигналов UC3842. Делитель на резисторах R2, R3 определяет напряжение стабилизации, создаваемое петлей ОС.  Сопротивление R9 – ограничивает ток, сопротивление R13 предохраняет полевой транзистор VT1 в случае обрыва сопротивления R9. Резистор R11 представляет собой измерительное сопротивление для вычисления тока протекающий сквозь транзистор VT1.

Элементы R10, C10 создают интегрирующую цепь, сквозь которую напряжение с сопротивления R11, являющееся эквивалентом тока протекающий сквозь транзистор VT1, идет на второй компаратор ИМС (UC3842). Элементы С9, VD7, VD8, R8, С11 и R12 определяют необходимую форму импульсов, ликвидируют паразитную генерацию фронтов и предохраняют транзистор от сильных импульсов напряжения.

Конструкция и детали импульсного источника питания

Трансформатор преобразователя собран на ферритовом сердечнике имеющим каркас ETD39 фирмы Siemens + Matsushita. Данный набор выделяется центральным круглым керном феррита и увеличенным зазором для толстых проводов. Каркас из пластмассы обладает выводы для 8-и обмоток. Намоточные данные трансформатора приведены в табл. 5.5.

Паяльный фен YIHUA 8858

Обновленная версия, мощность: 600 Вт, расход воздуха: 240 л/час…

Входной блок источника питания изображена на рис. 5.35. Она имеет гальваническую развязку с входной частью и состоит из трех функционально идентичный блока, включающий в себя выпрямитель, LC-фильтр и линейный стабилизатор. Первый модуль — стабилизатор на 5 В и ток 5 ампер — изготовлен на ИМС линейного стабилизатора А2 SD1083/84 (DV, LT). Данная микросхема обладает электросхемой включения, корпус и характеристики, схожие с МС КР142ЕН12, но рабочий ток составляет 7,5 А для SD1083 и 5 А для SD1084.

Следующий модуль — стабилизатор на 12/15 В (1 А) — изготовлен на ИМС линейного стабилизатора A3 7812 (12 В) или 7815 (15 В). Российский аналоги этих ИМС — КР142ЕН8 с подходящими буквами (Б, В), а в свою очередь К1157ЕН12/15.

И третий модуль — стабилизатор -12/15 В (1 А) — изготовлен на ИМС линейного стабилизатора А4 7912 (12 В) или 7915 (15 В). Отечественные аналоги данных микросхем — К1162ЕН12Д5.

Сопротивления R14, R17, R18 нужны для подавления избыточного напряжения на холостом ходу. Емкости С12, С20, С25 подобранны с небольшим запасом по напряжению из-за вероятного увеличения напряжения на холостом ходу. Желательно применить емкости С17, С18, С23, С28 марки К53-1А или К53-4А. Все ИМС крепят на персональные пластинчатые теплоотводы с площадью более 5 см2.

Схема простого лабораторного источника питания 5-10В » Паятель.Ру


Говорят, что главный прибор радиолюбительской лаборатории — АВО-метр (или мультиметр). Вторым, по степени главности можно по праву считать лабораторный источник питания. Этот прибор должен быть универсальным, относительно простым и недорогим в изготовлении. Он должен реализовать функции нескольких отдельных источников питания постоянного тока, не имеющих между собой никаких гальванических связей. Причем, одни из них должны вырабатывать регулируемое напряжение, другие — стандартные напряжения для питания микросхем.


Прибор должен допускать последовательное включение любых отдельных источников, входящих в его состав, так как это делают с гальваническими элементами при составлении батарей.

Предлагаемый вариант лабораторного источника питания в наибольшей степени соответствует изложенным требованием. Он реализует девять гальванически развязанных источников постоянного тока. Два из них вырабатывают нерегулируемое напряжение 5V при токе нагрузки до 2 А каждый. Их можно использовать, в отдельности, для питания микросхем ТТЛ.

Если их включить последовательно, можно получить напряжение 10V для питания микросхем МОП (К176, К164). Один источник вырабатывает регулируемое напряжение 0…6V при токе до 0,1 А. Он так же независим. Включив все эти три источника последовательно можно получить источник напряжением 10-16V, и использовать его для питания конструкций на микросхемах КМОП (К561, К564, К1561, К1564).

Есть еще два универсальных источника, идентичных, каждый из которых вырабатывает регулируемое напряжение 1…17V при токе до 1,5 А. Эти источники можно включать последовательно для получения двухполярного напряжения, или последовательно с любыми другими источниками, входящими в состав данного прибора.

И последнее, четыре независимых идентичных мощных источника, каждый из которых вырабатывает напряжение 12…42V при токе до 5А. Эти источники так же можно последовательно соединять, как между собой, так и с другими источниками данного прибора.

Как видно, используя данный прибор, можно сформировать практически любой источник для питания любой налаживаемой конструкции.

В основе прибора лежит унифицированный силовой трансформатор ТС-200 (или ТС-180) от старого лампового телевизора типа УЛППТ. Такой трансформатор имеет мощность 200 Вт (180Вт) и имеет девять вторичных обмоток. Кроме того, этот трансформатор наиболее доступен, его можно часто встретить в продаже на радиорынках, его можно снять со старого неисправного черно-белого телевизора УЛППТ.

Принципиальная схема трансформатора ТС-200 показана на рисунке 1 (трансформатор ТС-130 имеет аналогичную схему). Выводы обмоток подписаны, соответственно нанесенной на его катушки, маркировке. Буквами А, В, С и D обозначены однотипные обмотки к которым подключаются однотипные выпрямители-стабилизаторы, схемы которых показаны на рисунках 2-5. Трансформатор имеет две катушки, намотки на одной из них помечены цифрами со штрихами.

Принципиальная схема одного из выпрямителей-стабилизаторов на нерегулируемое напряжение 5V показана на рисунке 2. Всего в приборе два таких стабилизатора, они подключаются к обмоткам 9-10 и 9й-10″ (обмотки типа А) согласно схеме на рисунке 1. Переменное напряжение поступает на мостовой выпрямитель на мощных диодах VD1-VD4, выпрямленный ток сглаживается конденсатором С1 и поступает на интегральный стабилизатор на микросхеме КР142ЕН5А, на выходе имеется стабильное напряжение 5V,

Схема выпрямителя-стабилизатора напряжения 0. ..6V показана на рисунке 3. С обмотки 11-12 переменное напряжение поступает на мостовой выпрямитель на диодах средней мощности (VD1-VD4), выпрямленный ток сглаживается конденсатором С1 и поступает на параметрический стабилизатор на VD5 и VT1. Выходное напряжение регулируется при помощи переменного резистора R2. Этот источник маломощный, он рассчитан на ток нагрузки не более 0,1 А.

Схема одного из четырех мощных выпрямителей-стабилизаторов, вырабатывающих каждый регулируемое напряжение 12…42V при токе до 5А, показана на рисунке 4. Напряжение, поступающее от одной из обмоток, обозначенных «С», выпрямляется однополупериодным выпрямителем на параллельно включенных мощных диодах VD1 и VD2.

Блок питания на UC 3842 схеме

ШИМ-контроллеры – достаточно популярный элемент в схемах импульсных блоков питания. Они способствуют повышению КПД конечного устройства, выступают в роли задающего генератора.

 

Немного об ИМС

Микросхема UC 3842 реализует ШИМ-контроллер с обратной связью, построенный на базе полевых транзисторов.

Структурная схема (может пригодиться для глубокого понимания принципа работы) выглядит следующим образом.

Рис. 1. Структурная схема

 

Может поставляться в 16-ти или 8-пиновых корпусах. Распиновка для первого типа будет выглядеть так.

Рис. 2. Распиновка для первого типа

 

Производителем предполагается несколько вариантов использования данной ИМС, например, в качестве:

  • Генератора импульсов;
  • Усилителя сигнала ошибки;
  • Элемента организации обратной связи по току;
  • Выключателя по уровню напряжения;
  • И т.д.

Но самое популярное – построение преобразователей тока и блоков питания.

 

БП на UC3842

Простейшая схема, рекомендуемая производителем (можно найти в даташите), выглядит так.

Рис. 3. Простейшая схема, рекомендуемая производителем

 

Как и всегда с импульсными БП, здесь придётся повозиться с намоткой трансформатора.

Для расчёта его параметров необходимо использовать специальный софт (для непрофессионалов так будет проще и быстрее). Например – Flyback 8.1 и т.п.

В промышленных БП, собранных на той же микросхеме, часто используется типовая схема. Она ниже.

Рис. 4. Типовая схема

 

Ещё одна проверенная схема.

Рис. 5. Типовая схема

 

Реальные БП, собранные по ней, могут длительно отдавать мощность до 60 Вт (20 В, 3 А). При перекомпоновке трансформатора можно добиться и более высокого показателя.

Трансформатор можно намотать на сердечнике, взятом из компьютерного БП, например, из сломанного. Но можно рассчитать и намотать с нуля.

Еще одна схема, но на базе аналогичной микросхемы (из той же серии) – UC3844.

Рис. 6. Схема на базе микросхемы UC3844

 

Работает она на частоте 100 кГц, обеспечивает выходное напряжение 12 В и силу тока 2 А (24 Вт в итоге). Допускаются колебания входного напряжения с отклонением до 20% от номинала (будет работать даже от напряжения в 175 В).

Номиналы и подробную инструкцию по намотке трансформатора можно найти в этом файле.

UC3844 можно легко заменить на UC3842, но перед этим нужно согласовать рабочую частоту. Это делается за счёт конденсатора в колебательном контуре.

Автор: RadioRadar

Принципиальная схема блока питания представлена ​​ниже.

Контекст 1

… на этом этапе выпрямитель преобразует напряжение 18 В переменного тока от трансформатора в пульсирующее напряжение постоянного тока. Для этого использовался полный мостовой выпрямитель. Он состоит из четырех диодов (серия IN 4001), расположенных, как показано на рис. 2. Во время положительных полупериодов диоды D2 и D3 смещены в прямом направлении, и ток течет через выводы. В отрицательном полупериоде диоды D1 и D4 смещены в прямом направлении.Так как ток нагрузки в обоих полупериодах имеет одинаковое направление, сигнал двухполупериодного выпрямителя появляется на клеммах …

Контекст 2

… Блок-схема состоит из 4 ступеней для выпрямления напряжения питания 240 В переменного тока. до 12 В (постоянного тока), батарейное питание и релейный переключатель. Описание каждой ступени приведено ниже: Эта ступень состоит из понижающего трансформатора 240 В / 18 В. Он преобразует подачу напряжения 240 В (переменного тока) из сети в 18 В (переменного тока), предохранитель на 1 А (F1) был встроен в первичную обмотку трансформатора для защиты от перегрузки по току.Затем напряжение 18 В (перем. Ток) передается на выпрямительный каскад. Был выбран понижающий трансформатор 220/18 В, поскольку для работы используемого регулятора требуется более 12 В. На этом этапе выпрямитель преобразует напряжение 18 В переменного тока от трансформатора в пульсирующее напряжение постоянного тока. Для этого использовался полный мостовой выпрямитель. Он состоит из четырех диодов (серия IN 4001), расположенных, как показано на рис. 2. Во время положительных полупериодов диоды D2 и D3 смещены в прямом направлении, и ток течет через выводы.В отрицательном полупериоде диоды D1 и D4 смещены в прямом направлении. Поскольку ток нагрузки в обоих полупериодах имеет одинаковое направление, на выводах появляется сигнал двухполупериодного выпрямителя [13]. Пульсирующее постоянное напряжение, выходящее из каскада выпрямителя, преобразуется в постоянное постоянное напряжение с помощью фильтрующего конденсатора (C1). Этот конденсатор является электролитическим конденсатором большой емкости. Он заряжается (то есть накапливает энергию) в течение полупериода проводимости, тем самым препятствуя любым изменениям напряжения. Таким образом, ступень фильтра отфильтровывает пульсации напряжения (или пульсации).Выходной сигнал каскада фильтра незначительно изменяется при изменении тока нагрузки или выходного напряжения, и это напряжение питания 18 В постоянного тока, что превышает требования схемы. По этим причинам регулятор LM 7312 использовался для стабилизации напряжения, а также для снижения его с 18 В до постоянного постоянного тока 12 В.

Блок-схема источника питания (процесс преобразования переменного тока в постоянный)

Многим электронным схемам требуется постоянный ток (DC) источник напряжения, но обычно мы находим источники напряжения переменного тока (AC). Чтобы получить источник напряжения постоянного тока, вход переменного тока должен следовать процессу преобразования, подобному показанному на блок-схеме источника питания ниже.

На изображении показаны основные компоненты базовой схемы источника питания и формы сигналов в начале (вход переменного тока), в конце (выход постоянного тока) и между блоками.

Входной сигнал, который поступает на первичную обмотку трансформатора, представляет собой синусоидальную волну, амплитуда которой зависит от системы распределения электроэнергии в стране (110/220 В переменного тока или другой).См. Основные единицы измерения в электронике.

Блок-схема источника питания, детали

Электрический трансформатор

Электрический трансформатор получает на первичную обмотку переменное напряжение и подает на вторичную обмотку другое переменное напряжение (более низкое). Это выходное напряжение переменного тока должно соответствовать напряжению постоянного тока, которое мы хотим получить в конце.

Например: если нам нужен выход 12 В постоянного тока, вторичная обмотка трансформатора должна иметь переменное напряжение не менее 9 вольт.

Электротрансформатор

Пиковое значение на вторичной обмотке трансформатора составляет Vp = 1,41 x 9 = 12,69 вольт. Несмотря на то, что это значение очень близко к тому, которое мы хотели получить, его не рекомендуется использовать, потому что нам нужно учитывать падения напряжения на разных этапах (блоках) источника питания.

В этом случае мы можем выбрать трансформатор с вторичной обмоткой 12 В переменного тока. С этим переменным напряжением мы можем получить пиковое напряжение: Vp = 12 x 1,41 = 16.92 вольта.

Примечание: Vpeak = Vrms x 1,41

Выпрямительный мост (выпрямительные диоды)

Выпрямительный мост преобразует переменное напряжение вторичной обмотки в пульсирующее постоянное напряжение. (смотрите схему). В нашем случае мы используем ½ волновой выпрямитель, затем мы устраняем отрицательную часть волны.

Выпрямительный диод

Фильтр (конденсаторы)

Фильтр — это один или несколько параллельно включенных электролитических конденсаторов, которые сглаживают или сглаживают предыдущую волну, устраняя составляющую переменного тока, подаваемую выпрямителем.

Эти конденсаторы заряжаются до максимального значения напряжения, которое может выдать выпрямитель, и разряжаются, когда пульсирующий сигнал исчезает. Посмотрите на картинку выше.

Электролитический конденсатор

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения принимает сигнал от фильтра и выдает постоянное напряжение (скажем, 12 вольт постоянного тока) независимо от изменений нагрузки или напряжения питания.

Регулятор напряжения может быть реализован несколькими способами.Это может быть транзисторный регулятор напряжения или монолитный регулятор напряжения.

На изображении ниже показан регулятор напряжения LM7805 (выход 5 В постоянного тока). Вы также можете найти стабилизатор напряжения LM7812 (выход 12 В постоянного тока).

Регулятор напряжения LM7805

Упрощение комплексного управления питанием

Введение

Последовательность источников питания требуется для микроконтроллеров, FPGA, DSP, ADC и других устройств, которые работают от нескольких шин напряжения.Эти приложения обычно требуют, чтобы ядро ​​и аналоговые блоки были включены до шин цифрового ввода / вывода, хотя для некоторых проектов могут потребоваться другие последовательности. В любом случае правильная последовательность включения и выключения питания может предотвратить как немедленное повреждение от защелкивания, так и долгосрочное повреждение от электростатического разряда. Кроме того, упорядочивание источников питания приводит к смещению пускового тока во время включения, что особенно полезно в приложениях, работающих от источников с ограничением тока.

В этой статье обсуждаются преимущества и недостатки использования дискретных компонентов для последовательного включения источников питания, а также описывается простой, но эффективный метод достижения последовательности с использованием внутренних выводов включения точности ADP5134, который объединяет два 1. Стабилизаторы 2-A с двумя стабилизаторами напряжения 300 мА. Он также показывает некоторые микросхемы секвенсора, которые могут быть полезны для приложений, требующих более точного и гибкого секвенирования.

На рис. 1 показано приложение, для которого требуется несколько шин питания. Эти шины являются основным источником питания (V CCINT ), источником питания ввода-вывода (V CCO ), вспомогательным источником питания (V CCAUX ) и источником питания системной памяти.

Рисунок 1. Типичный метод питания процессоров и ПЛИС.

В качестве примера, ПЛИС Xilinx ® Spartan-3A имеет встроенную схему сброса при включении, которая гарантирует, что все источники достигли своих пороговых значений, прежде чем это позволит настроить устройство.Это снижает строгие требования к последовательности питания, но для минимизации уровней пускового тока и соблюдения требований к последовательности цепей, подключенных к FPGA, шины питания должны быть запитаны следующим образом: V CC_INT → V CC_AUX → V CCO . Обратите внимание, что для некоторых приложений требуются определенные последовательности, поэтому всегда читайте раздел о требованиях к питанию в каждом листе данных.

Простая последовательность источников питания с использованием сетей с пассивной задержкой

Простой способ упорядочить источники питания — задержать сигнал, поступающий на разрешающий вывод регулятора, с помощью пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и диоды, как показано на рисунке 2.Когда переключатель замыкается, D1 проводит, а D2 остается открытым. Конденсатор C1 заряжается, при этом напряжение на EN2 растет со скоростью, определяемой R1 и C1. Когда переключатель размыкается, конденсатор C1 разряжается на землю через R2, D2 и R PULL . Напряжение на EN2 падает со скоростью, определяемой R2, R PULL и C2. Изменение значений R1 и R2 изменяет время зарядки и разрядки, тем самым устанавливая время включения и выключения регулятора.

Рис. 2. В простом методе определения последовательности источников питания используются резисторы, конденсаторы и диоды.

Этот метод может быть полезен для приложений, которые не требуют точной последовательности, а в некоторых приложениях, где достаточно просто задержки сигналов, могут потребоваться только внешние R и C. Недостаток использования этого метода со стандартными регуляторами заключается в том, что логический порог Количество разрешающих контактов может сильно различаться в зависимости от напряжения и температуры. Кроме того, задержка нарастания напряжения зависит от номиналов и допусков резистора и конденсатора. Типичный конденсатор X5R будет изменяться примерно на ± 15% в диапазоне температур от –55 ° C до + 85 ° C и еще на ± 10% из-за эффектов смещения постоянного тока, что делает синхронизацию неточной и иногда ненадежной.

Точность позволяет упростить секвенирование

Для получения стабильных пороговых уровней для точного управления синхронизацией большинству регуляторов требуется внешний источник опорного напряжения. ADP5134 решает эту проблему за счет интеграции прецизионного эталона, значительной экономии затрат и экономии площади печатной платы. Каждый регулятор имеет индивидуальный вход включения. Когда напряжение на разрешающем входе поднимается выше V IH_EN (минимум 0,9 В), устройство выходит из состояния отключения и включается служебный блок, но регулятор не активируется.Напряжение на разрешающем входе сравнивается с точным внутренним опорным напряжением (обычно 0,97 В). Как только напряжение на выводе включения превышает порог включения точности, регулятор активируется, и выходное напряжение начинает расти. Эталонное значение изменяется всего на ± 3% в зависимости от входного напряжения и температуры. Этот небольшой диапазон обеспечивает точное управление синхронизацией, решая проблемы, возникающие при использовании дискретных компонентов.

Когда напряжение на разрешающем входе падает на 80 мВ (обычно) ниже опорного напряжения, регулятор отключается.Когда напряжение на всех разрешающих входах падает ниже В IL_EN (максимум 0,35 В), устройство переходит в режим отключения. В этом режиме потребление тока падает до менее 1 мкА. На рисунках 3 и 4 показана точность пороговых значений прецизионного включения ADP5134 при превышении температуры Buck1.

Рисунок 3. Прецизионный порог включения по температуре, 10 выборок. Рисунок 4. Прецизионный порог отключения по температуре, 10 выборок.

Простая последовательность источников питания с использованием резисторных делителей

Многоканальные источники питания могут быть последовательно подключены, подключив ослабленную версию выхода одного регулятора к разрешающему выводу следующего регулятора, который должен быть включен, как показано на Рисунке 5, где регуляторы включаются и выключаются последовательно: Buck1 → Buck2 → LDO1 → LDO2 .На рисунке 6 показана последовательность включения питания после подключения EN1 к V IN1 . На рисунке 7 показана последовательность отключения питания после отключения EN1 от V IN1 .

Рисунок 5. Простая последовательность действий с ADP5134. Рисунок 6. Последовательность запуска ADP5134. Рисунок 7. Последовательность выключения ADP5134.

ИС секвенсора повышают точность синхронизации

В некоторых случаях точная синхронизация важнее, чем уменьшение площади печатной платы и ее стоимости. Для этих приложений используется микросхема контроля напряжения и секвенсора, такая как четырехканальный монитор напряжения ADM1184, обеспечивающий ± 0.Может использоваться 8% погрешность по напряжению и температуре. Или счетверенный секвенсор напряжения ADM1186 и монитор с программируемой синхронизацией могут быть полезны в приложениях, требующих более сложного управления последовательностью включения и выключения питания.

4-канальный стабилизатор ADP5034 включает в себя два понижающих стабилизатора 3 МГц, 1200 мА и два LDO 300 мА. Типичная функция последовательности может быть реализована с помощью ADM1184 для контроля выходного напряжения одного регулятора и подачи сигнала высокого логического уровня на разрешающий вывод следующего регулятора, когда контролируемое выходное напряжение достигает определенного уровня. Этот метод, показанный на рисунке 8, можно использовать с регуляторами, не обеспечивающими функцию включения точности.

Рис. 8. Последовательность работы 4-канального регулятора ADP5034 с использованием четырехканального монитора напряжения ADM1184.

Заключение

Последовательность

с использованием входов разрешения точности ADP5134 проста и удобна в реализации, требуя только двух внешних резисторов на канал. Более сложная последовательность может быть достигнута с помощью мониторов напряжения ADM1184 или ADM1186.

использованная литература

Замечания по применению

Мурнэйн, Мартин и Крис Огаста.Замечания по применению AN-932. Последовательность источников питания . Analog Devices, Inc., 2008 г.

Внешние ресурсы

Лист данных семейства ПЛИС Xilinx DS529 Spartan-3A

Страницы продукта

Управление питанием

Последовательность действий

Цепи источника питания | CircuitDiagram.

Org

Недорогая, качественная, стабильная и регулируемая схема питания. Схема идеальна для использования в качестве лабораторного источника питания …

Вот схема питания 5 В на микросхеме LM 7805.LM7805 — это известный стабилизатор положительного напряжения, микросхема с тремя клеммами и фиксированным выходным напряжением 5 В постоянного тока …

Выходное напряжение регулируется в диапазоне от 1,25 В до 37 В, а максимальный выходной ток составляет 1,5 А. Схема очень проста в сборке и содержит меньше компонентов, но дает наилучшие результаты …

Регулируется от 0 до 15 В постоянного тока с токовым выходом 1 А. Все части схемы легко найти, транзистор 2N3055 и потенциометр обеспечивают регулировку …

Схема, приведенная ниже, предназначена для обеспечения стабильного напряжения между 1.От 2 В до 25 В и обеспечивает ток 3 А. Выходное напряжение можно регулировать с помощью потенциометра 2,7 кОм …

Схема, упомянутая ниже, представляет собой простую и надежную схему источника питания, которая способна обеспечивать любое напряжение от 3 до 12 вольт, выбирая подходящие значения частей, вы можете получить напряжение в соответствии с вашими потребностями . ..

В схеме используется выходной трансформатор 16 В от сети 230 В. Конденсатор емкостью 470 мкФ фильтрует напряжения после выпрямления на 2 А, а микросхема LM7809 ретранслирует его, чтобы обеспечить стабильное питание 9 В постоянного тока…

Это схема простой цепи питания постоянного тока 12 В, 3 А, использующей транзистор 2N3055. Эта схема может быть очень полезна там, где вам нужен большой ток, например 3A …

.

У нас есть много электроники, которая работает от разных напряжений, таких как 4,5 В, 6 В, 9 В и т. Д., И мы можем запускать их с нашими батареями 12 В, используя схему преобразователя. Вот простая схема, которая подойдет …

— схема умножителя напряжения, увеличивающая 12 В постоянного тока до 24 В постоянного тока.Схема основана на очень известной микросхеме NE555 …

.

Упомянутая здесь схема обеспечивает выходное напряжение от 1,2 В до 25 В с током 1,5 А. Цель ограничения выхода до 25 В — сделать схему простой и вневременной . ..

Это принципиальная схема источника питания, обеспечивающего от 1,2 до 15 вольт. В этой схеме используется микросхема LM 1084, обеспечивающая регулируемый выходной ток с током 3 ампера. Для микросхемы требуется радиатор …

Эта схема очень проста в изготовлении и обеспечивает полезный регулируемый выходной сигнал 9 вольт 2 ампера.В схеме используется микросхема IC 7809 для обеспечения регулируемого выхода. Вы можете использовать вход от 12 до 35 вольт постоянного тока. Схема настолько проста и очень полезна для электронных экспериментаторов …

Очень маленькая, простая и легкая в сборке схема источника питания 1,3 В. Схема использует всего четыре компонента для выполнения своей задачи. Это универсальная схема, которую можно использовать во многих целях …

Авторские права 2018 CircuitDiagram.Org. Все права защищены .

Здравствуйте, читатели! Мы часто добавляем новые принципиальные схемы, поэтому не забывайте почаще возвращаться. Спасибо.

Что такое импульсный источник питания?

Чтобы понять, почему эволюция электроники привела к гораздо более сложному способу изготовления регулируемых блоков питания (далее БП), нам нужно вернуться немного назад и взглянуть на линейные блоки питания. Это были простые, надежные, тихие блоки питания с хорошей регулировкой и низким уровнем пульсаций — так зачем менять?

Есть две основные причины, и обе связаны со стоимостью.

Поскольку трансформатор работает при частоте сети 50 или 60 Гц, сердечник должен быть большим, поскольку его поперечное сечение зависит от частоты.Это означает большой блок из стали и меди, который сегодня довольно дорогой. Во-вторых, регулирующий транзистор с последовательным проходом всегда будет иметь линейное напряжение между его входом и выходом. Умноженная на ток, это мощность, от которой необходимо избавиться в виде тепла, для чего требуется большой и дорогой алюминиевый радиатор.

Например, переменный блок питания на 50 В, установленный на 5 В и выдающий 2 А, может иметь (50-5) * 2 = 90 Вт тепла для рассеивания. Импульсный источник питания (далее SMPS) почти устраняет обе эти проблемы за счет сложности схемы, увеличивая частоту трансформатора, чтобы сделать ее меньше, и видеть, что устройство регулятора всегда полностью включено или полностью выключено, тем самым рассеивая гораздо меньше тепла. .

Как работает SMPS

На приведенной выше блок-схеме сеть подается непосредственно в первый блок без использования трансформатора. Конечно, диоды и конденсаторы, используемые здесь, должны подходить для этой задачи. Обратите внимание, что здесь также может подаваться постоянный ток, например, в преобразователе постоянного тока от 12 до 5 В. Входящая сеть переменного тока теперь представляет собой выпрямленный постоянный ток высокого напряжения.

Следующий блок — это высокочастотный преобразователь, схема прерывателя, включающая и выключающая силовое устройство, такое как полевой МОП-транзистор, с частотой несколько кГц.Это преобразование входящего постоянного тока в прямоугольную волну, подаваемую на высокочастотный трансформатор подходящей конструкции с вторичной обмоткой с напряжением, подходящим для желаемого выходного напряжения. Этот трансформатор также обеспечивает гальваническую развязку между выходным напряжением и входящей сетью или постоянным током.

Следующий каскад еще раз исправляет это и отфильтровывает пульсации и шум. В последнем блоке, цепи управления, происходит волшебство. Это цепь обратной связи, управляющая полевым МОП-транзистором.

Схема управления имеет делитель / умножитель напряжения, который измеряет выходное напряжение.Поскольку мы будем передавать это обратно в цепь прерывателя, работающую на сотни вольт, его необходимо изолировать, обычно с помощью оптопары. Есть эталон — это может быть фиксированный эталонный диод или подстроечный резистор. Усилитель ошибки сравнивает эти два напряжения и регулирует генератор ШИМ (широтно-импульсной модуляции), который управляет полевым МОП-транзистором.

Собираем все вместе

Функциональная блок-схема, приведенная выше, дает лучшее и более подробное представление о задействованных частях.

Практический пример

Ниже показан простой, но работающий пример по сравнению с монстром, которого вы можете найти внутри блока питания вашего ПК. Он демонстрирует принцип, который мы обсуждали выше.

Все сложные функции генератора ШИМ, переключателя прерывателя MOSFET, а также ошибок и контроля выполняются в одной микросхеме TNY267. Конечный выход составляет 12 В, и он может выдавать 1 А.

Слева направо Vin — это сеть переменного тока 100–300 В или даже источник постоянного тока. MOV — это тип резистора, который замыкается накоротко при скачке высокого напряжения более 275 В и перегорает предохранитель F1, но F1 действует медленно и может выдерживать начальный бросок тока в цепи. D3 — двухполупериодный мостовой выпрямитель, и выход постоянного тока появляется на C2.Для входа 220 В это будет примерно 220 * 1,4 = 308 В, так что имейте в виду!

TNY работает на частоте около 132 кГц. D2 — это диод подавления переходных процессов на 180 В для защиты от всплесков обратной ЭДС.

D1 (Шоттки) на вторичной обмотке выпрямляет переменный ток 132 кГц, а C1 сглаживает и устраняет пульсации. C3 — обязательный колпачок байпаса. R1, R2 и D5 обеспечивают цепь обратной связи с TNY через оптоизолятор, чтобы гарантировать гальваническую развязку от сети во всех точках.

Поскольку многие из этих компонентов усердно работают, при их выборе необходимо соблюдать осторожность, например, напряжение, эквивалентное последовательное сопротивление и т. Д.

Первичная цепь T1 — 157 т, вторичная — 14 т. Сердечник представляет собой ферритовый трансформатор типа E19 с центральным сердечником примерно 4,5 × 4,5 мм.

Теперь мы знаем, насколько более эффективным может быть SMPSU, но он более сложен и требует качественных компонентов для обеспечения надежности.

Разрешение на использование некоторых изображений с сайта www.tutorialspoint.com.


Объясните блок-схему стабилизированного источника питания с аккуратной схемой

Сегодня почти каждое электронное устройство нуждается в источнике постоянного тока для своей бесперебойной работы, и они должны работать в определенных пределах источника питания.Это необходимое постоянное напряжение или питание постоянного тока получают от однофазной сети переменного тока.

Стабилизированный источник питания может преобразовывать нерегулируемый переменный ток (переменный ток или напряжение) в постоянный постоянный ток (постоянный ток или напряжение). Регулируемый источник питания используется для обеспечения того, чтобы выходная мощность оставалась постоянной даже при изменении входа. Стабилизированный источник питания постоянного тока также называется линейным источником питания, он представляет собой встроенную схему и состоит из различных блоков.

Регулируемый источник питания принимает входной переменный ток и обеспечивает постоянный выход постоянного тока.На рисунке ниже показана блок-схема типичного стабилизированного источника постоянного тока

.

Основные строительные блоки регулируемого источника постоянного тока следующие:

  1. Понижающий трансформатор

  2. Выпрямитель

  3. A Фильтр постоянного тока

  4. Регулятор

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор понижает напряжение сети переменного тока до необходимого уровня.Коэффициент трансформации трансформатора регулируется таким образом, чтобы получить необходимое значение напряжения. Выход трансформатора используется как вход в схему выпрямителя.

Исправление

Выпрямитель — это электронная схема, состоящая из диодов, которая выполняет процесс выпрямления. Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения или тока в соответствующую постоянную величину (постоянный ток). На вход выпрямителя подается переменный ток, а на выходе — однонаправленный пульсирующий постоянный ток.Обычно для выпрямления обоих полупериодов переменного тока используется двухполупериодный выпрямитель или мостовой выпрямитель (двухполупериодное выпрямление). На рисунке ниже показан двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Фильтрация постоянного тока ‘

Выпрямленное напряжение выпрямителя представляет собой пульсирующее напряжение постоянного тока с очень высокой степенью пульсации. Но это не то, что мы хотим, мы хотим чистый DC

без пульсаций.

Постановление

Это последний блок в регулируемом источнике постоянного тока.Выходное напряжение или ток будут изменяться или колебаться, когда есть изменение на входе от сети переменного тока, или из-за изменения тока нагрузки на выходе регулируемого источника питания, или из-за других факторов, таких как изменения температуры. Устранить эту проблему можно с помощью регулятора. Регулятор будет поддерживать постоянный выход даже при изменениях на входе или любых других изменениях. В зависимости от области применения можно использовать последовательный стабилизатор на транзисторах, стабилизаторы с постоянной и переменной ИС или стабилитрон, работающий в стабилитроне.Такие микросхемы, как 78XX и 79XX, используются для получения фиксированных значений напряжений на выходе. форма волны. Следовательно, используется фильтр. Используются различные типы фильтров, такие как конденсаторный фильтр, LC-фильтр, входной фильтр дросселя, фильтр π-типа.

Регулируемые источники питания постоянного тока от 1 до 25 В — принципиальная электрическая схема и планы

Введение

Электронный рабочий стол без регулируемого источника питания постоянного тока не укомплектован. И в большинстве случаев источник питания становится бесполезным, если его возможности ограничены.Обычно, когда мы говорим о источниках питания, они либо с фиксированным напряжением, либо, в лучшем случае, с непрерывно регулируемым типом. Они оказываются совершенно неадекватными, когда дело доходит до тестирования сложных электронных схем. В идеале универсальный источник питания постоянного тока может быть очень удобен, но только если он обеспечивает следующие характеристики:

Схема универсального источника питания, описанная здесь, в комплекте с принципиальная схема и список деталей соответствуют всем вышеперечисленным критериям и, что более важно, строительство практически ничего не стоит.

Перечень деталей

Детали, необходимые для конструкции универсального источника питания:

  • R1- 0,33 Ом, 5 Вт намотанная проволока,
  • R2, R4- 680 Ом, ¼ Вт,
  • R5- 470 Ом, ½ ватт,
  • R6- 150 Ом, ½ ватта.
  • R3, R7- 2k7, ¼ Вт,
  • T1- TIP 33,
  • T2, T3- BC547B,
  • VR1, VR2- 4k7 линейный горшок.
  • C1- 1000 мкФ / 25 В, электр. Шапка.
  • D1- 1n4007,
  • Плата общего назначения — 2 дюйма x 4 дюйма
  • Металлический корпус в соответствии с размером,
  • Трансформатор — 0–25 В, 3 А.
  • Сетевой шнур, винтовые гайки, наконечники и т. Д.

Описание схемы

Настоящая схема универсального источника питания постоянного тока работает следующим образом:

  • При подаче питания на вход схемы включается резистор R. силовой транзистор T1,
  • Он включается, и мощность достигает выхода через резистор измерения тока R1,
  • Компоненты обратной связи, содержащие D1, VR2 и T3, ограничивают выход до напряжения, установленного VR2,
  • Конденсатор в выход универсального источника питания отфильтровывает любые остаточные наводки, чтобы в конечном итоге получить чистое стабилизированное выходное напряжение,
  • Во время короткого замыкания или перегрузки на выходе потенциал, возникающий на R1, переключается на T3, который нейтрализует базу T1, чтобы выходное напряжение упало и короткое замыкание было проверено.Регулируя VR1, можно установить максимальный предел тока.

Советы по сборке и принципиальная схема

Конструкция этого универсального блока питания постоянного тока довольно проста и завершается с помощью данной принципиальной схемы. Следует обратить внимание на следующие моменты:

  • При перегрузках транзистор Т1 может сильно нагреваться. Для его правильной работы в таких условиях может потребоваться достаточное охлаждение и поэтому должен быть установлен радиатор типа ТО-220.
  • Токочувствительный резистор R1 должен быть проволочного типа, чтобы он не сгорел при коротком замыкании.
  • Дополнительно могут быть включены вольтметр и амперметр для отслеживания изменений условий нагрузки.
  • Готовая печатная плата универсального источника питания должна быть плотно прикреплена к основанию металлического корпуса,
  • Заземление или отрицательный провод должен быть подключен к металлической коробке с помощью наконечника, винта и гайки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.