Схема простого блока питания с регулировкой напряжения: Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока

Содержание

Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока

Если вы ищете схему простого, мощного, надежного и доступного лабораторного блока питания, то эта статья именно для вас. Я настоятельно рекомендую данную схему для повторения, только

просьба собирать её по печатной плате, которую я для вас сделал, чтобы избежать всевозможных ошибок при монтаже.

Основа схемы была взята из зарубежного журнала, только я увеличил немного мощности, более детально протестировал её, в итоге от себя добавил дополнительный силовой транзистор, ну и сама плата естественно была модернизирована. Получился отличный блок питания с хорошей нагрузочной способностью, а стабилизация осталась на достаточно высоком уровне.

Основной недостаток линейных схем заключается в их малом КПД, а при конструировании таких источников питания возникают проблемы с охлаждением силовых транзисторов, поэтому очень желательно использовать трансформатор с несколькими обмотками и систему коммутации.

Наиболее простейший вариант показан на фото.

Стоит указать то, что сейчас многие отдают предпочтение импульсным лабораторным источником питания у которых кпд может доходить до 90 и более процентов, но больше ценится именно линейные источники питания. Профессиональные линейные блоки питания всегда дополняют узлом коммутации обмоток.

Блок питания может обеспечить на выходе стабильное напряжение от 0 до 35-38 вольт, а выходной ток может доходить до 5-6 ампер.

Кстати ток также стабилизирован, то есть выставленное значение тока будет сохраняться при изменениях входного и выходного напряжения, и не зависит от выходной нагрузки.

Выставили ток в 1 ампер и даже при коротком замыкании у вас он будет ограничен одним амперам.

А вот собственно и модернизированная схема.

Я снизил сопротивление датчика тока до 0,1 оМа,

добавил второй силовой транзистор параллельно первому,

но в эмиттерных цепях каждого транзистора стоит токо-выравнивающий или балластный резистор.

Силовые транзисторы можно любые соответствующей мощности, ток коллектора транзистора желательно 10 ампер и выше, при этом мощность рассеивания должна быть 100 и более ватт.

Так как данная схема — линейная, я очень советую использовать транзисторы в металлических корпусах, на крайняк транзисторы в корпусе ТО247, чтобы не возникли проблемы с теплоотдачей.

В схеме имеем три мощных резистора, балластные советую взять на 5 ватт, а вот датчик тока и на 10 ватт не помешает.

Балластные резисторы советую взять сопротивлением 0,22 Ома у меня они к сожалению закончились, поэтому поставил на 0,1 Ом, но если транзисторы имеют максимально идентичные параметры, то такое решение даже лучше.

В моём случае, в качестве силовых транзисторов изначально использовал ключи 2SD209 по сути это аналог ключей MJE13009, оба варианта очень часто применяются в компьютерных блоках питания.

Каждый такой транзистор может рассеивать 100-130 ватт мощности, но лишь в том случае, если имеется хорошее охлаждение и вы уверены в подлинности транзисторов, но их основная проблема слишком низкий коэффициент усиления по току, всего около 20.

Аналогичное ключи ставить я крайне не рекомендую по нескольким причинам. Во-первых регулировка будет нелинейной из за малого усиления ключей, по этой же причине управлять такими транзисторами тяжело, поэтому драйверный ключик будет жестко нагреваться и ему будет нужен небольшой радиатор.

Очень советую транзисторы в металлических корпусах, наподобие 2N3055, для таких схем они идеально подходят. Металлический корпус, приличная мощность и ток коллектора, а коэффициент усиления по току около 200, как раз то, что нужно.

Я в итоге поставил ключи 2SD1047, они обладают приличным усилением, применяются как в источниках питания, так и в выходных каскадах усилителей мощности низкой частоты.

Радиатор для ключей удобно использовать общий, притом изолировать ключи прокладками не нужно, так как подложки или коллекторы в нашей схеме общие.

После подачи питания на схему стабилизатора нужно путём вращения данного, подстроечного резистора выставить максимальный выходной ток,

допустим 5 ампер, далее выставляем максимальное напряжение на выходе, тут всё зависит от того, какой у вас источник питания, какой у него ток и напряжение на выходе, то есть данный стабилизатор без проблем можно скорректировать под любой источник питания.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Теперь подаем питание на вход стабилизатора и проверяем минимальное, выходное напряжение — оно как видим 0 вольт, что и требовалось доказать, регулировка очень плавная во всём диапазоне.

Теперь проверим ток, минимальный выходной ток можно скинуть вплоть до 0, а максимальных 5 ампер схема выдают без проблем.

Один из самых важных тестов — насколько просядет выходное напряжение при определенных токах, ну давайте посмотрим, но перед этим важно указать, что на проводах, измерительном шунте амперметра и на самом стабилизаторе, а также на токо-выравнивающих резисторах будут падения напряжения, то есть на указанных участках будут просадки, это в случае любого источника питания.

Ток 1 ампер, просадка около 0,1 вольта,

ток 3 ампера просадка всего 0,4 вольта

и наконец максимальный ток 5 ампер, просадка 0,65 вольт, без измерительного оборудования эти цифры были бы гораздо меньше.

Проверим стабильность выходного напряжения при резких изменениях входного, ну например перепады в сети.

Как видим стабилизатор держится молодцом, при изменении входного напряжения на 10 вольт выходное изменяется лишь на 50-70 милливольт.

А теперь пульсации на выходе, при итоге в 1 ампер пульсации не более 20 милливольт, при токе в 3 ампера — около 25-30 милливольт,

а при максимальном токе в 5 ампер, пульсации на выходе около 50-60 милливольт, согласитесь это неплохой показатель для блока питания такого уровня.

Архив к статье; скачать.

Автор; Ака Касьян.

Блок питания с регулировкой напряжения и тока

Приветствую всех, особенно начинающих радиолюбителей, поскольку именно они очень часто сталкиваются с проблемой поиска источников питания для своих самоделок и поэтому в ходе этой статьи будет рассмотрен вариант постройки простейшего лабораторного

блока питания с возможностью ограничения тока.
Наш блок питания может обеспечивать на выходе стабилизированное напряжения от ноля до пятнадцати вольт и ток до 1. 5 Ампер, эти параметры можно изменять и походу поясню, как это сделать.В проекте специально использованы наиболее доступные компоненты, чтобы ни у кого не возникло трудности с их поиском, а теперь давайте рассмотрим схему и поймём принцип её работы.

Схема состоит из трех основных частейСетевой понижающий трансформатор (красным обозначен), он обеспечивает нужные для наших целей выходные параметры, а также гальваническую развязку. В моем варианте был использован трансформатор от блока питания старого кассетного магнитофона, подойдет и любой другой, основные параметры блока питания будут зависеть в первую очередь от трансформатора, притом нужно учитывать один момент — максимальное выходное напряжение лабораторного блока питания будет на несколько вольт меньше, чем напряжение на выпрямителе. Трансформатор подбирается с нужным током, в моем случае имеются две обмотки по 20 вольт, ток каждой из них составляет около 0,7 Ампер, обмотки подключены параллельно, то есть общий ток около полутора ампер.


Вторая часть из себя представляет выпрямитель, для выпрямления переменного напряжения в постоянку и конденсатор, для сглаживания напряжения после выпрямителя и фильтрации помех.

И наконец третий узел — это плата самого стабилизатора, давайте её рассмотрим поподробнее…

Уже постоянное напряжение поступает на плату стабилизатора, где стабилизируется до некоторого уровня. Режим стабилизации будет зависеть от стабилитрона, в нашем случае он на 15 Вольт, именно он задает максимальное выходное напряжение блока питания.
Беда в том, что ток у таких стабилитронов не велик, поэтому его нужно усилить с помощью простого каскада усиления по току, построенного на транзисторах VТ 1 и VТ 2, транзисторы подключены таким образом, чтобы обеспечить максимально большое усиление, то есть по сути это аналог составного транзистора.

Регулятор напряжения в лице переменного резистора R1, выполняет функцию простого делителя напряжения и может быть рассмотрен, как 2 последовательно соединенных резистора с отводом от места их соединения.

Изменяя сопротивление каждого из них, мы можем регулировать напряжение. Это напряжение усиливается ранее указанным каскадом.

Второй переменный резистор позволит ограничивать выходной ток. Если такая функция не нужна, то схема будет выглядеть следующим образом.

Теперь подробнее о компонентах, большую их часть, а если точнее все компоненты можно найти в старой аппаратуре, например в телевизорах, усилителях, приемниках, магнитолах и прочей технике.

Также возможно использовать импортные аналоги, которые имеют одинаковое расположение выводов. В архиве сможете найти некоторые варианты замены транзисторов, как на советские, так и на импортные.

Можно использовать готовые мосты, которые можно найти в компьютерных блоках питания или же собрать мост из любых четырех аналогичных диодов с током от двух ампер.

Для увеличения выходного напряжения блока питания сначала нужно найти соответствующий трансформатор, затем заменить стабилитроны на более высоковольтные, скажем на 18 или 24 вольта, будет зависеть от нужного вам выходного напряжения.

Резистор ограничивает ток через стабилитрон, расчет производится исходя из напряжения выпрямителя. Рассчитываю так, чтобы ток через стабилитрон не превышал значение 20-25 миллиампер, в случае стабилитрона на пол ватта и 40-45 миллиампер в случае если стабилитрон одноваттный.

Если под рукой не оказалось нужного стабилитрона, то можно использовать несколько последовательно соединенных с меньшим напряжением, в итоге сумма их напряжения будет равняться конечному напряжению стабилизации.
Схема стабилизатора работает в линейном режиме, поэтому силовой транзистор VT 2 нуждается в радиаторе.

А теперь давайте проверим конструкцию в работе

 и как видим напряжения плавно регулируется от нуля до пятнадцати вольт

Теперь проверим функцию ограничения тока, обратите внимание без выходной нагрузки вращая регулятор тока, напряжение у нас не будет меняться, что свидетельствует о корректной работе функции ограничения.

Выходной ток также регулируется достаточно плавно, минимальная граница 180 миллиампер.

Максимальный выходной ток в моём случае, составляет около полутора ампер, этого вполне достаточно для средних нужд большинства радиолюбителей.Несмотря на простоту конструкции, при токах около одного Ампера, наблюдаем просадку выходного напряжения меньше 200 милливольт, это очень хороший показатель для стабилизаторов такого класса.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Блок питания может переносить короткие замыкания с продолжительностью не более 5 секунд, в этом режиме ток ограничивается в районе одного — семи Ампер.

Монтаж при желании можно сделать навесным,но более красиво смотрится конструкция на печатной плате, тем более, что я ее для вас нарисовал,а файл платы также можете скачать с общим архивом проекта.

В качестве индикаторов советую использовать стрелочные приборы, чтобы не путаться с подключением, хотя можно и цифровые.

По мне, это довольно годный вариант в качестве первого блока питания, так что смело собирайте.

Архив к статье: скачать…
Автор; АКА КАСЬЯН

Простой блок питания с регулировкой напряжения и тока.

— Радиомастер инфо

Довольно распространенная схема такого блока питания выполнена на двух транзисторах, силовом p-n-p КТ818 и усилителе КТ815. Схема для начинающих и они часто задают вопрос, можно ли выполнить эту схему на более распространенном силовом n-p-n транзисторе. Сделать можно, результаты даже лучше, чем на КТ818. О том, как это сделать рассказано в этой статье.

Для начала приведу, базовую, назовем ее так, схему простого блока питания на силовом p-n-p транзисторе КТ818.

Схема простого блока питания состоит из понижающего трансформатора Tr1, двухполупериодного выпрямителя на четырех диодах 1N4007, конденсатора фильтра С1, резистора R1, ограничивающего ток стабилитрона VD1, регулятора напряжения R4, усилителя на Т2, силового транзистора Т1, цепи регулировки тока R5 с ограничителем R2, диода развязки тока базы Т2 и резистора, повышающего стабильность работы схемы при разных токах нагрузки R3.

Максимальное выходное напряжение определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора, рабочим напряжением стабилитрона VD1, допустимым напряжением транзисторов Т1 и Т2.

Максимальный ток нагрузки определяется мощностью трансформатора Tr1, соответственно диаметром провода вторичной обмотки, током диодов выпрямителя, максимальным током К-Э транзистора Т1, его коэффициентом усиления и как следствие, его током базы и параметрами транзистора Т2, который должен увеличить малый ток от стабилитрона до необходимого значения тока базы силового транзистора Т1, иначе Т1 полностью не откроется и на выходе не будет увеличения напряжения и тока при повороте соответствующих регуляторов (R4, R5).

Учитывая изложенный выше принцип работы схемы, был изготовлен вариант на силовом транзисторе n-p-n по следующей схеме.

В качестве транзисторов были опробованы несколько вариантов:

Т1 – КТ819, КТ805, КТ829, КТ8109, КТ8101

Т2 – КТ814, КТ816, КТ973

Сочетания транзисторов использовались разные. Наилучшие результаты получены на транзисторах Т1 КТ805БМ и Т2 КТ814В1.

Вот как выглядят детали, примененные в этой схеме:

Диапазон регулировки напряжения и тока самый широкий, падение напряжения на силовом транзисторе Т1 самое низкое и соответственно его нагрев меньше.

Что еще важно учитывать при изготовлении этой, и других подобных схем линейных стабилизаторов.

  1. Так как все лишнее напряжение падает на силовом транзисторе Т1, он греется. Больше всего он греется при больших тока и низких напряжениях на выходе. Например, при входном напряжении 16В, выходном 5В и токе 2А на транзисторе Т1 будет падать напряжение 11В. При токе 2А мощность, рассеиваемая на этом транзисторе будет равна 2А х 11В = 22Вт. При приблизительной оценке площади радиатора для Т1 получаем значение более 400 см кв. Это пластина 20х20 см или ребристый радиатор с такой же площадью охлаждения.

  1. Это понижает КПД устройства и делает его применение невыгодным при больших мощностях. Самый простой выход для повышения КПД, подобрать трансформатор с отводами на вторичной обмотке и поставить переключатель. В таком случае при нужном напряжении на выходе 5В на входе можно установить 7В. В этом случае, при том же токе 2А, на транзисторе Т1 будет рассеиваться мощность 4Вт. Это более чем в 4 раза меньше, чем в предыдущем случае.
  2. Схема простого блока питания не имеет эффективной защиты от короткого замыкания в нагрузке и при неблагоприятных ситуациях (большом токе и нагретом Т1) силовой транзистор Т1 может выйти из строя.
  3. Вывод. Данная схема удобна при использовании для токов в нагрузке до 1А. Наиболее рациональным в этом случае является изготовление металлического корпуса для блока питания и использования его в качестве радиатора для транзистора Т1. Главное достоинство – простота, отсутствие дефицитных деталей, а также плавная регулировка напряжения и тока делает схему привлекательной.

Материал статьи продублирован на видео:

cxema.org — Простой блок питания с регулируемым U и I

Здравствуйте дорогие друзья. В очередной своей статье, решил показать как собирался блок питания с регулировкой напряжения и тока. Схему я увидел в видео у Ака и решил сделать себе такое же устройство. Печатной платы с видео не было, я нарисовал её сам, она будет ниже. Сначала, я просто собрал схему навесным монтажом, но с первого раза она у меня почему то не заработала, наверно перепутал выводы транзисторов ну и собрал еще раз, но теперь она не могла просто не заработать.
Вот схема устройства.

Схема достаточно проста и не нуждается в наладке, все детали можно найти в старом телевизоре. Но я не разбирал телевизор, так как у меня все эти детали были, ну ладно не будем отклоняться от темы. Я нарисовал печатную плату в программе Sprint-Layout_5.0. и перенес её на плату.

Но у меня почему то плохо перенеслось и пришлось дорисовывать перманентным маркером. Далее кинул в раствор для травления.

Когда у меня плата протравилась, я промыл её хорошенько водой, если водой не помыть будет липкая. Просушил её, снял тонер растворителем и вот что получилось.

Самое то что мне не нравиться это сверление дырок в плате. Теперь начинается самое интересное и легкое — это лужение платы.

После лужения нам нужно снять все что осталось от флюса, сделаем это растворителем, просто протрем нашу плату. Теперь берем детали, я заранее их нашел у себя и вставляем в печатную плату согласно схеме.

Вот и все, можете радоваться, схема собрана. Вот печатная плата

Да и еще, на моём снимке нет выходного конденсатора, я его не поставил так как не нашел.

Вот список деталей:
Два транзистора кт818, кт815. Два электролитических конденсатора на 1000мкф (50-60вольт). Три постоянных резистора на 820 ом, 470 ом, 24 к. Два переменных резистора первый от (4,7к-10к)и второй 84к. И еще один диод 1N4007. Об остальном расскажет видео.

Моя почта по вопросам пишите Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Печатная платут тут

С вами был DIY Electronic

ДЕЛАЕМ БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ НАПРЯЖЕНИЯ

При занятиях каким-либо делом регулярно, люди стремятся облегчить себе труд, путем создания различных приспособлений и устройств. Это в полной мере относится и к радиоделу. При сборке электронных устройств одним из важных вопросов, остается вопрос питания. Поэтому, одно из первых устройств, которое часто собирает начинающий радиолюбитель, это блок питания с регулировкой напряжения.

Важными характеристиками блока питания, являются его мощность, стабилизация напряжения на выходе, отсутствие пульсаций, что может проявиться, например, при сборке и запитывании усилителя, от этого блока питания в виде фона или гула. И наконец, нам важно, чтобы блок питания был универсальным, чтобы его можно было применить для питания множества устройств. А для этого необходимо, чтобы он мог выдавать различное напряжение на выходе.

Частичным решением проблемы, может стать китайский адаптер с переключением напряжения на выходе. Но такой блок питания не имеет возможности плавной регулировки и в нем отсутствует стабилизация напряжения. Иными словами напряжение на его выходе “скачет” в зависимости от величины питающего напряжения 220 вольт, которое часто проседает по вечерам, особенно если вы живете в частном доме. Также напряжение на выходе блока питания (БП), может уменьшиться при подключении более мощной нагрузки. Всех этих недостатков, лишен предлагаемый в этой статье блок питания, со стабилизацией и регулировкой напряжения на выходе. Вращением ручки переменного резистора мы можем выставить любое напряжение в пределах от 0 и до 10.3 вольт, с возможностью плавной регулировки. Напряжение на выходе блока питания, мы выставляем по показаниям мультиметра в режиме вольтметра, постоянный ток (DCV).

Это может пригодиться не раз, например, при проверке светодиодов, которые, как известно не любят, когда на них подают завышенное, по сравнению с номинальным напряжение. От этого их срок службы может резко сократиться, а в особо тяжелых случаях светодиод может сразу же сгореть. Ниже приведена схема этого блока питания:

Схема данного РБП является стандартной и не претерпела существенных изменений с 70-х годов прошлого века. Первые варианты схем были с применением германиевых транзисторов, более поздние варианты были с применением современной элементной базы. Данный блок питания способен выдавать мощность до 800 – 900 миллиампер, при наличии трансформатора обеспечивающего нужную мощность.

Ограничение в схеме по применяемому диодному мосту, который допускает токи максимум до 1 ампера. Если потребуется увеличить мощность данного блока питания, нужно взять боле мощный трансформатор, диодный мост и увеличить площадь радиатора, либо если размеры корпуса не позволяют это сделать, можно применить активное охлаждение (кулер). Ниже приведен на рисунке список деталей необходимых для сборки:

В данном блоке питания применен отечественный мощный транзистор  КТ805АМ. На фото ниже можно ознакомиться с его внешним видом. На соседнем рисунке приведена его цоколевка:

Данный транзистор необходимо будет прикрепить на радиатор. В случае крепления радиатора к металлическому корпусу блока питания, например как это сделано у меня, нужно будет поставить слюдяную прокладку между радиатором и металлической пластиной транзистора, к которой должен прилегать радиатор. Для улучшения теплоотдачи от транзистора к радиатору, нужно применить термопасту. Подойдет в принципе любая, применяемая для нанесения на процессор ПК, например та же КПТ–8.

Трансформатор должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 13 вольт, но в принципе допустимо напряжение в пределах 12-14 вольт. В блоке питания установлен фильтрующий электролитический конденсатор, ёмкостью 2200 мкф, (можно больше, меньше нежелательно), на напряжение 25 вольт. Можно взять конденсатор, рассчитанный на большее напряжение, но следует помнить, что у таких конденсаторов обычно и размеры больше. На рисунке ниже приведена печатная плата для программы sprint-layout, которую можно скачать в общем архиве, прикрепленном архиве.

Я собрал блок питания не совсем по этой плате, так как у меня трансформатор с диодным мостом и фильтрующим  конденсатором шли на отдельной плате, но сути это не меняет.

Переменный резистор и мощный транзистор, в моем варианте подключены навесным монтажом, на проводках. На плате обозначены контакты переменного резистора R2, R2.1 – R2.3, R2.1 это левый контакт переменного резистора, остальные отсчитываются от него. Если все-таки при подключении были спутаны левый и правый контакты потенциометра, и регулировка осуществляется не слева – минимум, направо — максимум, нужно поменять местами  провода, идущие к крайним выводам переменного резистора. В схеме предусмотрена индикация включения на светодиоде. Включение — отключение осуществляется тумблером, путем коммутации питания 220 вольт, подводимого к первичной обмотке трансформатора. Так выглядел блок питания на этапе сборки:

Питание подается на блок питания через родной разъем блока питания АТХ компьютера, с помощью стандартного отсоединяемого кабеля. Такое решение позволяет избежать путаницы проводов, которая часто возникает на столе у радиолюбителя.

Напряжение на выходе блока питания снимается с лабораторных зажимов, под которые можно зажать любой провод. Также в эти зажимы, можно подключить, воткнув сверху, стандартные щупы от мультиметра с крокодилами на концах, для более удобной подачи напряжения на собранную схему.

Хотя при желании сэкономить, можно ограничиться простыми проводками на концах с крокодилами, зажимаемыми с помощью лабораторных зажимов. В случае использования металлического корпуса, наденьте кембрик подходящего размера на винт крепления зажима, во избежание замыкания зажима на корпус. Подобный блок питания трудится у меня уже не меньше 6 лет, и доказал оправданность его сборки, и удобство применения в повседневной практике радиолюбителя. Всем удачной сборки! Специально для сайта «Электронные схемы» AKV.

Схема простого трансформаторного блока питания с регулировкой напряжения 0—12 вольт.

Человек, у которого электрика и электроника является хобби, увлечение, делами, что позволяют получать удовольствие или иметь дополнительный заработок, просто обязан иметь у себя в наличии блок питания с плавной регулировкой напряжения! Ведь работая с различной электрической и электронной техникой постоянно приходится сталкиваться с её питанием, а оно, как известно, не всегда одинаково. Постоянно искать источники питания с подходящим напряжением, тоже не выход. Именно в данном случае наиболее рациональным и правильным решением будет создание простого (или сложного, если есть в этом особая необходимость) блока питания, имеющего плавное регулирование напряжения питания. Простая, но надёжная схема представлена на рисунке, давайте её разберём.

Схема простого, регулируемого плавно, блока питания представляет собой две основные части, это сам блок питания и небольшая транзисторная схема параметрического регулятора напряжения. Первая часть содержит понижающий трансформатор, выпрямитель (диодный мост) и конденсатор (сглаживающий фильтр). По большей части именно от выбора этих частей зависит мощность всего блока питания. Что бы не делать слишком большим блок питания ограничимся электрической мощностью в 30 Вт. Хотя для увеличения этой мощности достаточно будет поменять трансформатор, мост и выходной транзистор, имеющие соответствующие величины токов и напряжений.

Итак, находим трансформатор, который рассчитан на входное напряжение 220 вольт и выходное 12-15 вольт, вторичная обмотка должна иметь сечение, обеспечивающее номинальную силу тока в 2-3 ампера. Далее, спаиваем диодный мостик, элементы которого должны быть рассчитаны на ток не меньше 5 ампер (лучше брать с небольшим запасом). И к выходу моста припаяем фильтрующий конденсатор с ёмкостью от 1000 микрофарад и более. Схема плавно регулируемого параметрического стабилизатора после её сборки (спайки) должна сразу начать нормально работать, хотя если есть желание донастройки и точной регулировки внутренних параметров, можете сами по изменять имеющиеся электронные компоненты, поставив туда наиболее подходящие на Ваш взгляд.

Теперь расскажу о самой работе данной схемы плавно регулируемого блока питания. Трансформатор — его задача заключается в преобразовании электрической энергии, то есть он сетевое напряжение 220 вольт понижает до нужных 12 вольт. Заметим, что как был у нас переменный ток, так и остался, хотя и понизилась амплитуда. Диодный мостик занимается тем, что переводит все колебания в один полупериод, а именно значение тока после мостика уже меняется только от нуля и до 12 вольт, не меняя своего полюса. Но волнообразный ток подходит не для всех случаев питания электрооборудования, для многих устройств нужен именно постоянный ток, допускающий минимальные колебания. Для этого и нужен конденсатор, который сглаживает скачки напряжения.

Схема регулятора является параметрической, то есть в схеме создаётся некое опорное напряжение, уже от которого путём деления напряжения и усиления силы тока создаются необходимые выходные величины электрических параметров. С выхода мостика, на котором уже сглажены скачки (фильтрующим конденсатором), напряжение подаётся на цепь параметрического стабилизатора, состоящего из резистора R1 и стабилитрона VD2. Тут напряжение делиться, причём на стабилитроне образуется некоторое постоянная его величина с малыми отклонениями. Если напряжение будет меняться, по причине внешних обстоятельств, то эти изменения только будут заметны на R1.

Параллельно стабилитрону, на котором образовалось опорное напряжение постоянной величины, включён переменный резистор R2, что, собственно, и осуществляет плавное изменение выходного напряжения на нашем регулируемом блоке питания. Когда мы его крутим, то получаем определённую величину постоянного напряжения, что далее делится между база-эмиттерными переходами транзисторов, включённых по схеме эмиттерных повторителей. А, как известно, включение по этой схеме заставляет транзисторы работать в режиме усиления только тока, при том, что напряжение остаётся как бы неизменным. То есть, напряжение снятое с переменного резистора передаётся на выход через транзисторы, которые понижают его только на величину своего насыщения (примерно от 0.4 до 0.7 вольт).

Проще говоря — выставили мы на переменном резисторе значение 5 вольт, оно передалось через транзисторы на выход (минус примерно 1.2 вольта, что осели на транзисторных переходах база-эмиттер), а в силу усиления тока, мы получили повышение мощности, срезанной от основной, которая имеется на выходе диодного мостика. Транзисторы тут являются некими электрическими краниками, которыми мы управляем при помощи изменения напряжения на база-эмиттерных переходах. Чем больше мы подадим на них напряжения с переменного резистора, тем сильнее откроются транзисторы (понизится их внутреннее сопротивление) и больше электрической мощности передастся на выход регулируемого блока питания.

Видео по этой теме:

P.S. Эту электрическую схему простого регулируемого блока питания я когда-то давно (когда сам начинал заниматься электроникой) собрал для себя. Он меня не разу не подводил, я им проверял устройства, запитывал самодельные схемы, заряжал различные аккумуляторы и т.д. При желании этот блок питания можно доработать и снабдить дополнительными функциональными элементами, такими как внутренний вольтметр, амперметр, защиты от перегрузки и т.д.

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

Вот очередная версия лабораторного блока питания с напряжением от 0 до 30 В и регулировкой потребляемого тока 0-2 А, что всегда бывает полезно, когда используется БП для настройки самодельных схем или когда они неизвестные приборы запускаются в первый раз.

Схема ИП с регулировкой тока и напряжения

Сама схема питания — это популярный комплект из таких элементов:

  1. Сам регулируемый стабилизатор, в котором заменен T1 — BC337 на BD139, T2 — BD243 на BD911
  2. D1-D4 — диоды 1N4001 заменены на RL-207
  3. C1 — 1000 мкФ / 40 В заменен на 4700 мкФ / 50 В
  4. D6, D7 — 1N4148 на 1N4001

У используемого трансформатора есть напряжения: 25 В, 2 А и 12 В, которое полезно для управления вентилятором, охлаждающим радиатор и силовые диоды на панели. Для этого была создана небольшая плата с мостовым выпрямителем, фильтрующими конденсаторами и стабилизатором LM7812 (с радиатором).


Внутри корпуса лабораторного источника питания размещены трансформатор, плата самого регулируемого блока питания, платы стабилизаторов — 12 В и 24 В, радиатор с охлаждающим вентилятором (запускается при 50 С).

На передней части корпуса установлены выключатель, три светодиода, информирующих о состоянии блока питания (сеть 220 В, включение вентилятора и защита — ограничение тока или короткое замыкание), синие и красные LED дисплеи с наклеенной на них затемняющей пленкой. Рядом с дисплеями расположены регулирующие потенциометры, а справа выводы питания. На задней части корпуса имеется разъем для сети, предохранитель и охлаждающий вентилятор 60×60 мм.

Что касается индикаторных дисплеев, они показывают:

  • синий — текущее напряжение в вольтах V
  • красный — текущий ток в амперах A

Источник питания получился реально удобный и надёжный. Вся сборка заняла несколько дней. Что касается охлаждения, оно включается только при высокой нагрузке и то на короткое время, примерно на пару минут.

С этим БП удобно работать даже при слабом освещении, так как яркости индикаторов хватает с головой. Если хотите повысить ток до 3-4 ампера, выбирайте трансформатор по-мощнее и транзисторы регулятора, с хорошим запасам по току. Ещё пару неплохих схем источников питания смотрите по ссылкам:


Конструкция блока питания постоянного тока

Регулировка напряжения

Для многих целей будет достаточно правильно спроектированного простого выпрямленного и сглаженного источника питания. Однако для многих приложений требуется более точно контролируемый выход. На следующих страницах рассматривается конструкция источников питания со все более требовательными требованиями к регулированию выходного напряжения.

Все основаны на уже рассмотренной простой поставке. Базовая конструкция представляет собой «Серийный регулятор» и одинакова для всех моих проектов, как показано на этой блок-схеме.

(см. Ниже безальтернативное эффективное — шунтирующее регулирование)

Выход нерегулируемого источника питания обеспечивает питание для опорного напряжения. Выходной сигнал сравнивается с выходным напряжением Vout +.

Если Vout> Vref, на последовательный регулятор подается сигнал для уменьшения Vout. Если Vout Стабилизированные источники питания серии

всегда требуют более высокого напряжения на входе регулятора, которое затем снижается до требуемого выхода.Это называется «выпадение». Из-за этого последовательный регулятор потребляет мощность, равную (Vint — Vout) * Iout, поэтому регулятор должен быть спроектирован так, чтобы справляться с выделяемым теплом.

Регулировка нагрузки нерегулируемой подачи

Помните, что для нашего нерегулируемого источника питания напряжение падает, а пульсации нарастают по мере увеличения нагрузки. Ваша конструкция должна обеспечивать «запас прочности» по превышению напряжения, чтобы это учесть.

Vint (макс. Нагрузка) — Vpk пульсации (макс. Нагрузка) — Vdrop out> Vout

Производительность регулятора серии

Любой источник питания можно описать в терминах эквивалентной схемы Тевенина.

Voc — напряжение холостого хода; Vout выходное напряжение при подаче тока на нагрузку; и Rint thevenin Equivalent resistancce — выходное сопротивление нашего источника питания.

Запомните регулировку нагрузки Reg = (Voc — Vrated) / Vrated

Voc = Vrated + Irated * Rint

Reg = (Vrated + Irated * Rint — Vrated) / Vrated = Irated * Rint / Vrated

Итак, для хорошего регулирования нам нужно, чтобы Rint был как можно ниже.

Регулировка шунта

Иногда последовательное регулирование не подходит (например, при чрезвычайно высоких нагрузках), и в этом случае можно использовать шунтирующий регулятор.Хотя он менее эффективен, чем серийный регулятор, он, однако, проще. Эта форма очень распространена для схем опорного напряжения.

При отсутствии нагрузки ток, протекающий в цепи, равен

.

I = Vin — Vout / R

при подключении нагрузки ток через шунтирующий регулятор (показанный здесь стабилитроном) падает. По мере увеличения тока нагрузки ток через регулятор падает. Регулирование поддерживается до тех пор, пока ток через регулятор не упадет до нуля, после чего выходное напряжение Vout упадет.

Шунтирующие регуляторы

работают очень хорошо при небольшой, постоянной и хорошей нагрузке.

Другие примеры шунтирующих реакторов

Цепи питания

— ОСНОВЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ



Одной из наиболее важных характеристик источника питания является регулирование его напряжения. Как было указано в предыдущей главе, напряжение регулирование относится к тому, как изменяется выходное напряжение источника питания с вариациями тока нагрузки.Источник питания с хорошим напряжением регулирование поддерживает практически постоянное выходное напряжение с разумным изменения тока нагрузки.

Регулирование напряжения источника питания обычно выражается в процентах. который можно рассчитать следующим образом:

[формула скоро появится]

Таким образом, если источник питания имеет выходное напряжение холостого хода 275 вольт и выходное напряжение полной нагрузки 250 вольт, его процент регулирования это:

= 10%

В идеале блок питания должно иметь идеальное регулирование напряжения, оставшееся выходное напряжение постоянная для изменения выходного (нагрузочного) тока.Практическая сила расходные материалы никогда не достигают совершенства, хотя блоки питания лабораторного типа были произведены с регулировкой напряжения 0,001% или лучше.

Регулировка напряжения обычного источника питания, такого как показанный на фиг. 1, будет относительно плохим по нескольким причинам.

Во-первых, любые изменения входного напряжения линии переменного тока будут отражены. при изменении выходного напряжения. Если напряжение в сети должно увеличиться, выходное напряжение будет увеличиваться пропорционально, и наоборот.

Во-вторых, при увеличении нагрузки мощность источника питания будет уронить. Одна из причин этого — фильтр (упомянутый в последней главе). В случае конденсаторного входного фильтра, такого как показанный на фиг. 1, небольшая нагрузка приведет к тому, что выходное напряжение источника питания будет почти равняется пиковому значению выходного напряжения выпрямителя. В выходное напряжение падает при увеличении нагрузки. Регламент может можно улучшить за счет использования дроссельного входного фильтра, который вызовет подачу выходное напряжение должно оставаться близким к среднему выходному напряжению выпрямителя при различные условия нагрузки.Однако выходное напряжение все равно изменится. при изменении тока нагрузки.


РИС. 1. Типичный двухполупериодный источник питания.


РИС. 2. Влияние внутреннего сопротивления источника питания.

В-третьих, падение выходного напряжения блока питания вызвано внутренним сопротивление выпрямителя и силового трансформатора. Любой выпрямитель, будь то высоковакуумный диод, газовый диод или полупроводник диод, имеющий внутреннее сопротивление (или импеданс); этот внутренний импеданс вызывает падение напряжения на выпрямителе.Эффект такой же, как если бы резистор был включен последовательно с выпрямителем, как показано на фиг. 2. Как и в случае с любым резистором, когда ток через него увеличивается, падение напряжения на нем увеличивается. Таким образом, поскольку ток, взятый из электропитание увеличено, падение напряжения из-за внутреннего сопротивления выпрямителя снижает выходное напряжение.

Кроме того, обмотки силового трансформатора имеют сопротивление, которое эффективно последовательно с выходом источника питания, что еще больше снижает выходное напряжение источника питания при увеличении тока нагрузки.

РЕГУЛИРОВКА НАПРЯЖЕНИЯ ОТКЛЮЧЕНИЯ

При регулировке напряжения стандартной конфигурации блока питания выпрямителя и фильтра обычно более чем достаточно для большинства приложений, Бывают случаи, когда требуется более эффективное регулирование.

Существует ряд методов повышения напряжения источника питания. регулирование. Возможно, самый простой предполагает использование газонаполненного шунта. трубка регулятора напряжения.


РИС. 3. Принцип регулирования шунтирующего напряжения.

РИС. 3 показана основная концепция шунтирующего регулятора напряжения.

Шунтирующий элемент регулирования напряжения R1 и последовательный резистор R2 образуют напряжение делитель, с внешней нагрузкой источника питания, подключенной к стык R1 и R2. Когда ток нагрузки увеличивается, напряжение на нагрузка падает из-за повышенного падения напряжения на R2. Предполагая на мгновение, что значение R1 можно изменить вручную, затем напряжение по нагрузке можно вернуть в норму, увеличив значение R1, так как это уменьшит ток через R2 и, следовательно, падение напряжения на нем.И наоборот, при уменьшении тока нагрузки увеличится напряжение на нагрузке. Это можно компенсировать уменьшением значение R1. Через R2 будет больше тока, в результате чего большее падение напряжения на нем и меньшее напряжение, приложенное к нагрузке.

Все, что необходимо, это заменить переменный шунтирующий резистор R1 на устройство, которое автоматически регулирует свое сопротивление в соответствии с при изменении нагрузки, чтобы поддерживать постоянное напряжение на нагрузке.

Таким устройством является газонаполненная трубка регулятора напряжения. Имеет свойство действует как саморегулирующийся резистор, который автоматически изменяет значение чтобы поддерживать на себе постоянное напряжение.

РИС. 4 показана физическая конструкция газонаполненного регулятора напряжения. трубка. Он состоит всего из двух электродов — катода и анода. В цилиндрический катод окружает анод, который состоит просто из одного провод.Оболочка заполнена аргоном или неоном.


РИС. 4. Газонаполненная трубка регулятора напряжения. (А) Строительство. (Обозначение B1.


РИС. 5. Характеристики газонаполненного регулятора напряжения.

РИС. 5 показаны электрические характеристики газонаполненного напряжения. трубка регулятора. Поскольку напряжение, приложенное к трубке, через ток ограничивающий резистор, увеличивается от нуля до точки A, на трубке появляется напряжение.Причина в том, что трубка не проводит, нет тока, который мог бы вызвать падение напряжения на Это.

Когда напряжение достигает значения, указанного точкой A, трубка внезапно ионизирует или «зажигает». В это время напряжение на трубке падает до точки B. Ток через трубку может продолжать увеличиваться, но напряжение на трубке остается практически постоянным, как указано линией от B до C. Если приложенное напряжение сильно увеличивается, ток через трубку будет продолжать увеличиваться до точки достигается там, где между катодом и пластиной разовьется дуга.

На этом этапе трубка будет серьезно повреждена с безвозвратной потерей. исходных регулирующих характеристик.

РИС. 6 показано, как газовый регулятор напряжения используется на практике. схема. Выход от блока питания подается на регулятор. трубку (трубку v-r) через токоограничивающий резистор R 1. Величина этого резистор выбран, чтобы ограничить ток через трубку v-r до его рекомендуемое значение. Регулируемое напряжение снимается с анода v-r трубка и заземление.


РИС. 6. Практическая схема регулятора напряжения.

Большинство коммерческих ламп для регуляторов напряжения предназначены для обеспечения регулируемого напряжение от 75 до 150 вольт, в зависимости от конкретной трубки тип. Например, YR-75 обеспечит стабилизированное напряжение 75 вольт, YR-105 будет подавать 105 вольт и т.д. работать в диапазоне токов от 5 до 40 мА.

Ранее отмечалось, что необходимо установить токоограничивающий резистор. между выходом источника питания и трубкой v-r, чтобы ограничить ток через трубку до номинального значения.Номинал этого резистора будет зависеть от выходного напряжения блока питания, номинального напряжения трубки v-r и ее текущий рейтинг. Легко определить по следующей формуле: где,

R — номинал последовательного резистора, Es — выходное напряжение. источника питания, ET — падение напряжения на трубке v-r, I — ток холостого хода через трубку. Это значение обычно составляет 40 мА для лампы типа YR-75, YR-90, VR-105, YR-150, OA2, OB2, OC2 и т. д.

СЕРИЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВЫХ ТРУБ V-R

Можно последовательно соединить две или более трубки V-R, чтобы получить более высокое значение регулируемого напряжения. ИНЖИР. 7 показаны V-образные трубки, расположенные таким образом. Регулируемое выходное напряжение теперь является суммой индивидуальных рейтинги. Таким образом, значение регулируемого напряжения на рис. 7 А составляет 75 + 150, или 225 вольт. На фиг. 7В, регулируемое напряжение 105 + 75 + 150, или 330 вольт.

При определении номинала резистора последовательного понижения соединенных трубок v-r, применяется та же формула, что и в случае одиночного трубки, за исключением того, что используется сумма индивидуальных рейтингов v-r трубки для ET в формуле.

РИС. 7 также показано, как отдельные выходные напряжения могут быть получены из последовательно соединенные трубки v-r. В этой схеме желаемое напряжение снимается с места соединения трубок v-r.


РИС.7. Последовательно соединенные трубки регулятора напряжения. (A) Два последовательно. (В) Три подряд.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЦЕПИ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Следующие схемы иллюстрируют практическое применение газонаполненных элементы регулятора. Когда эти цепи подключены к выходу нерегулируемый источник питания, они обеспечат стабилизацию напряжения приблизительно два процента.


РИС. 8. Простая схема регулятора напряжения.


РИС. 9. Инвертированный регулятор напряжения.

РИС. 8 показан простой газовый регулятор напряжения, полезный в таких приложениях. как обеспечение стабильного напряжения для гетеродина в системе связи приемник или для экранных сеток выходных ламп в Hi-Fi аудио усилитель мощности.

Как показано на фиг. 8, схема состоит просто из газонаполненного регулятора напряжения. лампу VI и последовательно понижающий резистор R1. Величина регулируемой мощности напряжение будет зависеть от выбора трубки регулятора.Для регулируемого выходное напряжение 75 вольт, используйте OA3 / VR-75 или OC2, если хотите. лучше использовать миниатюрную трубку. Для регулируемого выхода 90 вольт используйте OB3 / VR-90. Для 105 вольт можно использовать OC3 / VR 105. Для вывода 150 вольт, используйте OD3 / VR150 или его миниатюрный эквивалент, OA2.

Значение последовательного резистора не указано, так как оно зависит от выходное напряжение источника питания, с которым должен работать этот регулятор. использовал.Правильное значение последовательно падающего резистора можно легко рассчитать. по формуле:

R = Es — ET I

где,

R — номинал резистора последовательного включения, Es — нерегулируемый выходное напряжение источника питания, ET — номинальное рабочее напряжение трубки v-r, I — это ток холостого хода лампы v-r.

Если требуется отрицательное регулируемое выходное напряжение, например, источник отрицательного смещения — схема на фиг.8 можно «перевернуть», так как показанный на фиг. 9.

Из-за своей простоты эту схему можно легко спрятать в сбоку от существующего оборудования.


См. Также:

Как построить электротехнику и электронику Проекты

Основы электричества и электроники с проектами

Источник питания 5 В постоянного тока

Design (простое пошаговое руководство)

Ищете помощь в разработке источника питания 5 В самостоятельно? Что ж, добро пожаловать.В этом посте мы не только проектируем блок питания, но и узнаем о расчетных расчетах, которые вы можете сделать сами.

Схема источника питания — это очень простая схема в обучении электронике. Почти каждый в электронике пытается это сделать. И я не могу сказать вам, насколько это весело, когда вы завершаете свой первый дизайн блока питания, тестируете его, и он работает нормально.

Хорошо!

Блок питания, который мы здесь разработаем, очень простой. Это линейный дизайн, основанный на технологиях, он будет проходить вас на каждом этапе проектирования, попытается представить все простым языком, выполнит некоторые математические вычисления i.е. Если в схеме используется конденсатор, вы должны знать, зачем он нужен и как рассчитывается его значение.

Надеюсь, вам понравится этот пост и вы чему-нибудь научитесь. На всякий случай, если вам нравится заниматься электроникой, занимаясь своими руками, то этот набор для самостоятельного изготовления регулируемого блока питания (нажмите здесь) подойдет именно вам. Развлекайтесь 😀

Конструкция блока питания 5В постоянного тока

Проектирование любой схемы начинается с хорошо составленной общей блок-схемы. Это помогает нам спроектировать отдельные части схемы, а затем, в конце концов, собрать их вместе, чтобы получить полную схему, готовую к использованию.

Общая блок-схема этого проекта представлена ​​ниже. Все очень просто. Он состоит из следующих четырех основных подблоков.

  • Трансформатор
  • Схема выпрямителя
  • Фильтр
  • Регулятор

Сначала я объясню каждый блок в целом, а затем мы перейдем к проектированию. Думаю, нужно понимать, какой блок что делает в первую очередь.

Итак, давайте попробуем разобраться в каждом разделе по отдельности.

Входной трансформатор

Трансформатор — это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения в соответствии с законом передачи энергии.

Вопрос в том, зачем нам это нужно в нашей конструкции снабжения?

Что ж, в зависимости от вашей страны, переменный ток, поступающий в ваш дом, имеет уровень напряжения 220/120 В. Нам нужен входной трансформатор, чтобы понизить входящий переменный ток до требуемого нижнего уровня, то есть близкого к 5 В (переменный ток). Этот более низкий уровень в дальнейшем используется другими блоками для получения необходимых 5 В постоянного тока.

Трансформатор — это устройство, которое используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения, сохраняя одинаковую входную и выходную мощность.

Будьте осторожны, играя с этим устройством.

Поскольку вы используете сетевое напряжение, которое может быть слишком опасным. Никогда не прикасайтесь к клеммам голыми руками или плохими инструментами. Имейте хороший и достойный бесконтактный тестер напряжения и используйте его, чтобы всегда быть уверенным в том, какая линия находится под напряжением, идущим к трансформатору.

Выпрямительная схема

Если вы думаете, что трансформатор просто снизил напряжение до 5 В постоянного тока. Извините, вы ошибаетесь, как когда-то был я. Пониженное напряжение по-прежнему остается переменным. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, нужна хорошая выпрямительная схема.

Схема выпрямителя — это комбинация диодов, расположенных таким образом, чтобы преобразовывать переменное напряжение в постоянное напряжение.

Без выпрямительной схемы невозможно получить необходимое выходное напряжение 5 В постоянного тока.Эта схема поставляется в красивых интегрированных корпусах, или вы также можете сделать ее с использованием четырех диодов. Вы увидите, как мы это проектируем, в следующих разделах.

В основном, существует два типа выпрямительных схем; полуволновой и двухполупериодный. Однако нас интересует полноценный выпрямитель, так как он более энергоэффективен, чем первый.

Фильтр

В практической электронике нет ничего идеального. Схема выпрямителя преобразует входящий переменный ток в постоянный, но, к сожалению, не превращает его в чистый постоянный ток.Выход выпрямителя пульсирует и называется пульсирующим постоянным током. Этот пульсирующий постоянный ток не считается подходящим для питания чувствительных устройств.
Итак, выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет рябь. Задача фильтра — отфильтровывать эти пульсации и обеспечивать совместимость напряжения для регулирования.

Конденсаторный фильтр используется, когда нам нужно преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый или удалить искажения из сигнала

Практическое правило: напряжение постоянного тока должно иметь пульсации менее 10 процентов, чтобы можно было точно регулировать.

Лучший фильтр в нашем случае — конденсаторный. Вы, наверное, слышали, конденсатор — это устройство, накапливающее заряд. Но на самом деле его лучше всего использовать как фильтр. Это самый недорогой фильтр для нашей базовой конструкции блока питания 5 В.

Регулятор

Регулятор представляет собой линейную интегральную схему, в которой используется стабилизированное постоянное выходное напряжение. Регулировка напряжения очень важна, потому что нам не нужно изменять выходное напряжение при изменении нагрузки.

Всегда требуется выходное напряжение, независимое от нагрузки.ИС регулятора не только делает выходное напряжение независимым от переменных нагрузок, но и от изменений напряжения в сети.

Регулятор — это интегральная схема, используемая для обеспечения постоянного выходного напряжения независимо от изменений входного напряжения.

Надеюсь, вы разработали некоторые базовые концепции проектирования источников питания. Давайте пойдем дальше с реальной принципиальной схемой для нашей конкретной конструкции блока питания 5 В постоянного тока.

Принципиальная схема источника питания 5В постоянного тока

Ниже представлена ​​принципиальная схема указанного проекта.Вы получаете основной запас; напряжение и частота могут зависеть от вашей страны, предохранителя; для защиты цепи, трансформатора, выпрямителя, конденсаторного фильтра, светодиодного индикатора и регулятора IC.

Блок-схема реализована в программном обеспечении NI Multisim, хорошем программном обеспечении для моделирования для студентов и начинающих электронщиков. Я рекомендую потратить немного времени на игру с ним

Теперь перейдем к собственному дизайну.

Пошаговый метод проектирования источника питания 5 В постоянного тока

Вот в чем дело, мы сначала спроектируем каждую секцию, а затем соберем каждую из них, чтобы наш источник питания постоянного тока был готов для питания наших проектов.

Итак, приступим к делу шаг за шагом.

Вы думаете, я бы начал объяснение конструкции с трансформатора, но это не так. Трансформатор выбирается не сразу.

Шаг 1: Выбор регулятора IC

Выбор микросхемы регулятора зависит от вашего выходного напряжения. В нашем случае мы проектируем для выходного напряжения 5В, мы выберем ИС линейного регулятора LM7805.

Следующим шагом в процессе проектирования является определение номинальных значений напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.Это делается с помощью таблицы данных регулятора IC.

Ниже приведены номинальные характеристики и схема контактов LM7805 из таблицы данных.

Спецификация 7805 также предписывает использовать конденсатор 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки. И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсаций, если фильтрация находится далеко от регулятора.

Для дополнительной информации, для вывода положительного напряжения мы используем LM78XX.XX указывает значение выходного напряжения, а 78 указывает положительное выходное напряжение. Для выхода с отрицательным напряжением используйте LM79XX, 79 указывает отрицательное напряжение, а XX указывает значение выхода.

Шаг 2: Выбор трансформатора

Правильный выбор трансформатора означает экономию денег. Мы узнали, что минимальный вход для выбранной нами микросхемы регулятора составляет 7 В (см. Значения в таблице выше). Итак, нам нужен трансформатор для понижения основного переменного тока, по крайней мере, до этого значения.

Но между регулятором и вторичной обмоткой трансформатора тоже есть выпрямитель на диодном мосту.Выпрямитель имеет собственное падение напряжения, то есть 1,4 В. Нам также необходимо компенсировать это значение.

Итак, математически:

Это означает, что мы должны выбрать трансформатор со значением вторичного напряжения, равным 9 В или как минимум на 10% больше, чем 9 В.

Исходя из этого, для конструкции блока питания 5 В постоянного тока мы можем выбрать трансформатор с номинальным током 1 А и вторичным напряжением 9 В. Почему ток 1А? Поскольку IC регулятора имеет номинальный ток 1 А, это означает, что мы не можем пропускать ток, превышающий это значение.Выбор трансформатора с номинальным током выше этого потребует дополнительных денег. И нам это не нужно.

Шаг 3: Выбор диодов для моста

Как вы видите на принципиальной схеме, схема выпрямителя состоит из нескольких диодов. Чтобы сделать выпрямитель, нам нужно подобрать для него подходящие диоды. При выборе диода для мостовой схемы. Имейте в виду выходной ток нагрузки и максимальное пиковое вторичное напряжение трансформатора i-e 9В в нашем случае.

Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который поставляется в корпусе IC. Но я не хочу, чтобы вы использовали его здесь, просто для обучения и игры с отдельными диодами.

Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки (т.е. в данном случае 500 мА). И пиковое обратное напряжение (PIV) больше пикового вторичного напряжения трансформатора

Мы выбрали диод IN4001, потому что он имеет номинальный ток на 1 А больше, чем мы желаем, и пиковое обратное напряжение 50 В.Пиковое обратное напряжение — это напряжение, которое диод может выдерживать при обратном смещении.

Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо учитывать его напряжение, номинальную мощность и значение емкости. Номинальное напряжение рассчитывается на основе вторичного напряжения трансформатора.

Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение. Итак, если вторичное напряжение составляет 13 В (пиковое значение для 9 В), то номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее 50 В.

Во-вторых, нам нужно рассчитать правильное значение емкости. Это зависит от выходного напряжения и выходного тока. Чтобы найти правильное значение емкости, используйте формулу ниже:

Где,

Io = ток нагрузки, т.е. 500 мА в нашей конструкции, Vo = выходное напряжение, т.е. в нашем случае 5 В, f = частота, например, 50 Гц

В нашем случае:

Частота 50 Гц, потому что в нашей стране переменный ток 220 @ 50 Гц.У вас может быть сеть переменного тока 120 В при 60 Гц. Если да, то укажите значения соответственно.

Используя формулу конденсатора, практическое стандартное значение, близкое к этому значению, i-e 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.

Еще одна важная формула приведена ниже. Это также можно использовать для расчета емкости конденсатора.

В данном случае R — сопротивление нагрузки. Rf — коэффициент пульсации, который для хорошей конструкции должен быть менее 10%. И на этом мы почти закончили с дизайном блока питания на 5 В.

Шаг 5: Обеспечение безопасности источника питания

Каждая конструкция должна иметь защитные приспособления для защиты от возгорания. Точно так же наш простой источник питания должен иметь один, то есть входной предохранитель. Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки.

Например, наша желаемая нагрузка может выдерживать ток 500 мА. Если в случае, если наша нагрузка начнет плохо себя вести, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит нашу поставку.

Практическое правило для выбора номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20% больше, чем ток нагрузки.

Разработанный нами простой блок питания способен выдавать ток 1 А, что в некоторых случаях может быть использовано. Если вы решили использовать его для таких случаев, то не забудьте прикрепить к микросхеме регулятора радиатор.

Больше удовольствия с электроникой

Электроника — это очень весело. Как только вы окунетесь в мир электроники, у вас всегда есть чем заняться.

Если вам нравится делать электронику своими руками, вам понравился этот пост, вы изучили все концепции дизайна, а теперь хотите создать свой собственный проект источника питания DIY.Вы хотите спаять и поиграть со всеми вышеупомянутыми компонентами, затем проверьте это, комплект источника питания Elenco (Amazon Link), вам будет интересен.

Кроме того, есть забавная книга под названием Make Electronics: Learning through discovery (Amazon link), , которая научит вас многим классным электронным устройствам на практике. Если вы найдете эту книгу интересной, попробуйте, и вы многому научитесь.

Заключение

Для меня, если вы любитель электроники или новичок, изучаете основы электроники, я бы порекомендовал вам разработать собственный лабораторный источник питания.

Он поможет вам изучить электронику, а также даст вам лучший лабораторный источник питания.

Я называю его лучшим, потому что вы сделаете его сами. И я не могу выразить словами, насколько весело играть с электроникой в ​​безопасной среде. Это похоже на обучение на практике

Не указывайте только источник питания 500 мА. Это может быть ваш источник питания 5 В постоянного тока с допустимым током до 500 мА. И это было то, что я знаю, как разработать источник питания постоянного тока на 5 В.

Надеюсь, это была вам какая-то помощь.

Спасибо и удачной жизни.


Прочие полезные сообщения

Принципиальная схема источника питания с регулируемым напряжением

Введение

В регулируемом источнике питания постоянного тока используется современная международная передовая технология высокочастотной модуляции. Его принцип работы заключается в расширении напряжения и тока импульсного источника питания, реализации регулировки напряжения и тока в широком диапазоне и расширении области применения текущего источника питания постоянного тока.Микросхема управления регулируемого источника питания постоянного тока использует более зрелые импортные компоненты, силовые компоненты используют недавно разработанные в мире высокомощные устройства, а регулируемый источник питания постоянного тока , регулируемый по постоянному току, конструкция решает проблему большого объема традиционного Электропитание постоянного тока за счет трансформатора промышленной частоты.

По сравнению с традиционным источником питания, высокочастотный источник питания постоянного тока имеет преимущества небольшого размера, легкости, высокой эффективности и т. Д., а также создает условия для мощного источника постоянного тока для уменьшения объема. Этот источник питания также называют высокочастотным регулируемым импульсным источником питания. Регулируемый источник питания постоянного тока имеет все функции защиты. Точки перенапряжения и перегрузки по току можно настраивать непрерывно и предварительно просматривать. Выходным напряжением можно управлять с помощью сенсорного переключателя.


Каталог


Ⅰ Регулируемый источник питания постоянного тока

1.1 Принцип работы регулируемого источника питания постоянного тока

Когда входное напряжение составляет 150-260 В, выходное напряжение стабилизатора меньше или превышает эффект 220 В, и его эффективность снижается. Однокристальный микрокомпьютер используется для первого шага управления, так что входное напряжение ниже 310 В и выше 90 В регулируется и контролируется в диапазоне 190-250 В, а регулятор напряжения используется для стабилизации напряжения.

Входное напряжение переменного тока от городской электросети сильно колеблется.После того, как схема фильтра поглощения перенапряжения отфильтрует напряжение помех, такое как высокочастотный импульс, оно отправляется в импульсный регулируемый источник питания постоянного тока, схему выборки переменного тока и схему выполнения управления.

Мощность регулируемого источника питания постоянного тока небольшая, но переменное напряжение 60–320 В может быть заменено постоянным напряжением + 5 В, + 12 В, -12 В. Напряжение +5 В подается на однокристальный микрокомпьютер, а напряжение ± 12 В подается на модуль переключателя большой мощности схемы управления.

Однокристальный микрокомпьютер принимает данные входного напряжения, собранные схемой выборки, анализирует, оценивает и отправляет управляющий сигнал в схему триггера для управления и регулирования выходного напряжения. Схема выполнения управления состоит из силового модуля SSR с переходом через ноль и автотрансформатора с ответвлениями. В SSR используется демпферная цепь RC для поглощения перенапряжения и сверхтока, чтобы не повредить SSR во время переключения. Схема выполнения управления регулирует входное напряжение 90–310 В в диапазоне 190–240 В, а затем отправляет его в регулятор параметров для точного регулирования.

Параметрический регулятор состоит из генератора LC , состоящего из катушки индуктивности и конденсатора с частотой колебаний 50 Гц. Независимо от того, как меняется городское электричество, частота его колебаний не меняется, поэтому выходное напряжение не меняется, а точность регулирования напряжения высокая. Даже если форма волны входного напряжения сильно искажена, это стандартная синусоида после генерации параметрическим регулятором, поэтому регулируемый источник питания обладает сильной защитой от помех и очищающей способностью.

Цепь аварийной защиты: Когда существует угроза безопасности оборудования, подаются только звуковые и световые сигналы, побуждающие оператора принять меры, чтобы избежать отключения выходного напряжения. Если температура блока управления слишком высока, входное напряжение муниципального электричества выше 300 В, а входное напряжение муниципального электричества ниже 130 В при отсутствии выходного напряжения, будут звуковые и световые сигналы тревоги. Когда входной ток слишком велик, автоматически срабатывает автоматический выключатель входящего (выходного) воздуха.

1,2 Принципиальная схема

Принципиальная схема

Рисунок 1. Принципиальная принципиальная схема

• Принципиальная схема

Рисунок 2. Принципиальная схема

Конструкция аппаратной схемы

2.1 Схема выпрямителя

Функция схемы мостового выпрямителя состоит в том, чтобы преобразовать положительное и отрицательное переменное синусоидальное переменное напряжение в одностороннее пульсирующее напряжение с помощью однонаправленно проводящего диода выпрямительного элемента. Однако это однонаправленное напряжение часто содержит большую пульсирующую составляющую, которая далека от идеального постоянного напряжения.

Рисунок 3. Схема мостового выпрямителя

Рисунок 4.Волновая диаграмма

2.2 Схема фильтра

Схема фильтра состоит из элементов накопления энергии, таких как емкость, индуктивность и т. Д. Его функция состоит в том, чтобы максимально отфильтровать переменные составляющие однонаправленного пульсирующего напряжения, так что выходное напряжение становится относительно плавным постоянным напряжением.

Рис. 5. Цепь фильтра

Рисунок 6.Волновая диаграмма

2,3 Напряжение Регулируемое C Схема

Функция схемы с регулируемым напряжением заключается в принятии определенных мер для поддержания стабильного выходного постоянного напряжения при напряжении сети или нагрузке. текущие изменения.

С развитием технологий интеграции схема регулятора напряжения также быстро интегрируется. В настоящее время серийно выпускаются различные типы монолитных интегральных схем стабилизатора напряжения.Интегрированный регулятор имеет преимущества небольшого размера, высокой надежности и хороших температурных характеристик, а также гибкость и дешевизну. Он широко используется в приборах, счетчиках и другом электронном оборудовании, особенно в трехконтактных интегрированных регуляторах напряжения.

Рис. 7.

L M 317

3,1 Резюме

LM317 — одна из наиболее широко используемых интегральных схем источника питания.Он не только имеет простейшую форму фиксированной трехконтактной регулируемой схемы, но также имеет регулируемое выходное напряжение. Кроме того, он обладает такими преимуществами, как широкий диапазон регулирования напряжения, хорошие характеристики регулирования напряжения, низкий уровень шума и высокий коэффициент подавления пульсаций. LM317 — это регулируемый трехконтактный стабилизатор положительного напряжения, обеспечивающий ток более 1,5 А в диапазоне выходного напряжения от 1,2 до 37 В. Этот регулятор очень прост в использовании.

3.2 Характеристики

— Регулируемое выходное напряжение составляет всего 1,2 В

— Гарантия выходного тока 1.5A

— Типичная регулировка линейности составляет 0,01%

— Типичное регулирование нагрузки составляет 0,1%

— Коэффициент подавления пульсаций 80 дБ

— Защита от короткого замыкания на выходе

— Максимальный ток, защита от перегрева

— Регулировочная трубка Защита рабочей зоны

— Стандартный трехконтактный корпус транзисторов

— Диапазон напряжения LM117 / LM317 от 1.От 25 В до 37 В с плавной регулировкой

3.3 M ain P arameters

— Выходное напряжение : 1,25-37VDC

— Выходной ток 5 мА-1,5 А

— Микросхема имеет схему защиты от перегрева, перегрузки по току и короткого замыкания внутри

— Максимальная разница входного и выходного напряжения : 40 В постоянного тока

— Минимальная разница входного и выходного напряжения : 3VDC

— Температура окружающей среды : -10 ℃ ~ + 85 ℃

— Температура окружающей среды при хранении : -65 ℃ ~ + 150 ℃

3.4 P в D iagram и F unction D escription

LM317 имеет три контакта.

Первый вывод — это вывод с регулируемым напряжением;

Второй вывод — вывод напряжения;

Третий контакт — это контакт входа напряжения.

Рис. 8. Схема выводов LM317

3.5 Абсолютный максимальный рейтинг

Рисунок 9. Абсолютный максимальный рейтинг LM317

3,6 P ackage F orm

Рис. 10. Форма упаковки LM317

3,7 Принцип работы

Максимальное входное напряжение составляет более 30 вольт, выходное напряжение — от 1 до 1.От 5 до 32 В и ток 1,5 А. Тем не менее, вы должны обращать внимание на энергопотребление и проблемы с нагревом при его использовании. LM317 имеет три контакта. Один для входа, один для выхода и один для регулирования напряжения. Входной контакт вводит положительное напряжение, выходной контакт подключен к нагрузке, контакт с регулируемым напряжением имеет один подключенный резистор (около 200) на выходном контакте, а другой подключен к регулируемому резистору (несколько K). Входной и выходной контакты подключены к конденсатору фильтра на землю.

3.8 I внутренний S химический

Рис. 11. Внутренняя схема LM317

3,9 Типичное приложение

• Первый контур приложения

Рисунок 12. Схема применения регулятора тока

• Второй контур приложения

Рисунок 13.Схема приложения плавного пуска

• Цепь приложений 3

Рисунок 14.

Эта схема является основной схемой приложения LM317. В процессе использования минимальная разница напряжений не должна быть меньше 4 В, а максимальная разница напряжений не должна превышать 37 В. Схема ниже 4В работать не будет. Если оно больше 37 В, интегральная схема будет повреждена.

• Прикладная цепь 4

Рисунок 15.

Лампа большой мощности может использоваться для размыкания цепи, когда требуется большой ток. В этой схеме используется мощный транзистор типа PNP для расширения LM317.

• Пятый контур приложения

Рисунок 16.

В этой схеме для расширения тока используется мощный триод NPN-типа.Эффект неплохой. Однажды я увеличил ток до 5А, и схема все еще стабильна.

• Шестая прикладная цепь

Рисунок 17.

Цепь зарядки с токоограничивающей защитой и регулировкой R3 может регулировать зарядный ток.

• Прикладная цепь Seven

Рисунок 18.

Цепь зарядки аккумулятора постоянного тока. Io = 1,25 / 24 = 52 мА

Изменение номинала резистора R1 обеспечивает разные токи зарядки.

Ⅳ Принципиальная схема источника питания с регулируемым напряжением

4.1 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения Регулируемое Источник питания (Ⅰ)

Простой регулируемый источник питания с регулируемым напряжением использует три -контактная регулируемая интегральная схема с регулируемым напряжением LM317, позволяющая регулировать диапазон напряжения от 1.От 5 до 25 В, а максимальный ток нагрузки достигает 1,5 А. Схема показана на рисунке 1.

Рисунок 19.

Принцип работы

После уменьшения 220 В переменного тока трансформатором T получается 24 В переменного тока, а затем постоянное напряжение 33 В получается полным мостовым выпрямителем и фильтром C1, состоящим из VD1 ~ VD4. Напряжение стабилизировано интегральной схемой LM317. Выходное напряжение можно регулировать непрерывно, регулируя потенциометр RP.На рисунке 1 C2 используется для устранения паразитных колебаний, C3 используется для подавления пульсаций, а C4 используется для улучшения переходной характеристики стабилизированного источника питания. VD5 и VD6 играют защитную роль в случае утечки емкости на выходной клемме или короткого замыкания на регулировочной клемме. Светодиод — это индикатор работы стабилизированного блока питания, а сопротивление R1 — это токоограничивающее сопротивление. Значение выходного напряжения можно интуитивно указать, установив на выходной клемме миниатюрный вольтметр PV.

Выбор и производство комплектующих

К комплектующим нет особых требований. Что вам нужно сделать, так это выбрать компоненты в соответствии с фигурой.

• Производственные точки

· C2 должен быть как можно ближе к выходному выводу LM317, чтобы избежать самовозбуждения, приводящего к нестабильному выходному напряжению

· R2 должен находиться рядом с выходной клеммой и регулировочной клеммой LM317, чтобы избежать изменения опорного напряжения, вызванного падением напряжения на проводе между выходной клеммой и R2 в состоянии сильноточного выхода

· Регулировочная клемма стабилизатора напряжения LM317 не должна подвешиваться, особенно при подключении к потенциометру RP, чтобы избежать подвешивания регулировочной клеммы LM317 из-за плохого контакта скользящего рычага

· Емкость C4 не должна увеличиваться произвольно

· К интегрированному блоку LM317 необходимо добавить радиатор для обеспечения его стабильной работы в течение длительного времени

4.2 Принципиальная схема Регулируемое напряжение R регулируемое Источник питания (Ⅱ)

Напряжение сильноточного регулируемого источника питания с регулируемым напряжением можно произвольно регулировать в пределах от 3,5 до 25 В, выходной ток — большой, и регулируемая схема трубки с регулируемым напряжением используется для получения удовлетворительного и стабильного выходного напряжения.

Рисунок 20.

Принцип работы

После фильтрации выпрямителя напряжение постоянного тока подается через резистор R1 на основание регулирующей трубки, чтобы включить регулировочную трубку.Когда V1 включен, напряжение проходит через RP и R2, чтобы включить V2, а затем V3 также включается. В это время напряжение эмиттера и коллектора V1, V2 и V3 больше не изменяется, и его функция полностью такая же, как у стабилизатора напряжения. Стабильное выходное напряжение можно получить, регулируя RP, а соотношение R1, RP, R2 и R3 определяет выходное напряжение схемы.

Выбор компонентов

Трансформатор T: от 80 Вт до 100 Вт, вход 220 В переменного тока, выход 28 В переменного тока с двойной обмоткой.

FU1: 1A

FU2: 3A ~ 5A

VD1 и VD2: 6A02

RP: обычный потенциометр мощностью 1 Вт с диапазоном значений сопротивления от 250 кОм до 330 кОм

C1: электролитическая емкость 3300 мкФ / 35 В

C2 и C3: Емкость одиночного камня 0,1 мкФ

C4: электролитическая емкость 470 мкФ / 35 В

R1: 180 ~ 220 Ом / 0,1 Вт <1 Вт

R2, R4, R5: 10 кОм, 1/8 Вт

V1: 2N3055

V2: 3DG180 или 2SC3953

V3: 3CG12 или 3CG80

4.3 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения R регулируемое Источник питания (Ⅲ)

Это схема высокостабильного и сильноточного стабилизатора постоянного напряжения с компаратором напряжения . Он в основном состоит из преобразования напряжения источника питания, фильтра выпрямителя, схемы источника опорного напряжения, сравнения напряжения, сложной регулировки мощности, схемы защиты от перегрузки по току и так далее. Преобразование напряжения источника питания и фильтрация выпрямителя относительно просты, поэтому здесь они не будут подробно обсуждаться.IC1 (7805) и IC2 (LM317) представляют собой прецизионный эталонный источник; IC3 подключен здесь к инверсному компаратору в качестве схемы сравнения напряжений. Его синфазный вывод подключен к опорному источнику, а напряжение выборки подается на обратный вывод.

После сравнения с синфазным опорным сигналом в IC3, результат сравнения выходных сигналов используется для управления степенью проводимости композитной регулировочной трубки, чтобы отрегулировать подъем и падение выходного напряжения.V1 и V2 образуют составную схему регулировки мощности, которая усиливает управляющий ток схемы компаратора до тока нагрузки в несколько ампер, чтобы улучшить управляемость. V1 не нуждается в увеличении сопротивления смещения между полюсами c и b, как в обычном источнике питания со стабильной цепью. V3, R6, R5 составляют цепь максимальной токовой защиты нагрузки. Сопротивление R6 выборки перегрузки по току натянуто на отрицательный вывод источника питания и не устанавливается в системе управления с регулируемым напряжением, поэтому оно почти не влияет на выход с регулируемым напряжением.И это для схемы, в которой резистор выборки R6 нанизан на выходной вывод регулировочной трубки.

Рисунок 21. Цепь сильноточного регулируемого напряжения R регулируемая Источник питания

Принцип работы

Схема стабилизации напряжения питания постоянного тока сглаживается фильтром выпрямителя после преобразования напряжения источника питания. Одна его сторона сначала стабилизируется до 5 В с помощью IC1, а затем обеспечивает стабилизированный выход для IC2 в качестве опорного напряжения, равного 1.25 В, который напрямую подается на синфазный вывод компаратора напряжения IC3 (LM358), а другой используется в качестве источника питания для IC3. Когда питание включено, IC3 не имеет выхода, потому что V1 и V2 не запустились, и на обратной клемме нет напряжения (0 В). Инверсный компаратор IC3 немедленно выдает высокое напряжение, что заставляет V1 и V2 быстро включаться, а выходное стабилизированное напряжение начинает расти с 0 В.

После выборки частичного напряжения R3, RP и R4, напряжение, отправленное на обратную клемму IC3, также увеличивается.По сравнению с опорным напряжением 1,25 В на синфазном выводе IC3, напряжение на выходном выводе IC3 падает до установленного устойчивого значения напряжения.

Когда стабилизированное выходное напряжение имеет тенденцию к снижению из-за подключения нагрузки, стабильный процесс выглядит следующим образом: выходное стабилизированное напряжение ↓ → обратное напряжение на клеммах IC3 ↓ → выход обратного сравнения IC3 ↑ → V1, V2 включается ↑ → стабильный выход — это нормально. Рабочий процесс трубки защиты от перегрузки по току V3: когда напряжение на сопротивлении отбора от перегрузки по току R6 превышает 0.7 В из-за большой нагрузки, V3 будет включен, и полюс b V1 будет заземлен, чтобы снизить выходное напряжение для достижения цели защиты от перегрузки по току.

Схема характеризуется высокой стабильностью выхода, и выходное напряжение остается неизменным в цифровой таблице при условии номинального тока нагрузки и нормального падения напряжения на регулирующей трубке V2 (подробности см. В прилагаемой таблице).

Рисунок 22.

Выбор и производство комплектующих

Во-первых, для того, чтобы получить стабилизированный по напряжению выход с высоким током, по крайней мере, мощность силового трансформатора должна быть соответственно увеличена.В ходе эксперимента мы выбираем трансформатор на 120 ВА, и его можно выбрать в соответствии с потребностями практического применения.

Выпрямительная трубка: 6А / 200В

Электролиз основного фильтра C1: ≥ 8200 мкФ / 50 В

V2: силиконовая трубка высокой мощности NPN, у которой BVeeo > 100 В, Icm > 10 А, PCM ≥ 100 Вт, например C5198, C3263 и т. Д.

V1, V3: силиконовая трубка NPN средней мощности с малым объемом, BVeeo ≥ 50 В, IA, Pcm ≥ 0,6 Вт, β ≥ 180. Рекомендуемая модель — C8050, она может быть отечественной или импортной.

ICl: общий трехконтактный 7805

IC2: LM317

IC3: операционный усилитель с одним источником питания, синфазное напряжение 0 В с небольшим температурным дрейфом.

Необходимо, чтобы отрицательная клемма источника питания IC3, C3, выборка R4, C4, выход (ширина заземляющего провода печатной платы составляет 2em) должны быть соединены вместе, а перекрестная линия не должна использоваться. В противном случае нельзя гарантировать высокую стабильную производительность. В прилагаемой таблице приведены реальные справочные данные, измеренные при отключении клеммы R5 схемы защиты от сверхтока.Если сварка выполнена правильно в соответствии с прилагаемыми чертежами, ее можно использовать после простой отладки. Если вы выберете военные операционные усилители и металлическое сопротивление, стабильность будет еще выше.

4,4 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения Регулируемое Источник питания (Ⅳ)

Цепь источника питания представляет собой источник питания с линейной регулировкой напряжения 0 ~ ± 15 В, который можно регулировать от 0 В до максимальный выход составляет ± 15 В.Положительный блок питания использует трехконтактный регулируемый интегрированный стабилизатор напряжения LM317, а отрицательный блок питания использует трехконтактный регулируемый интегрированный стабилизатор напряжения LM337. Схема имеет отличные функции, такие как ограничение тока, защита от короткого замыкания и тепловая защита. Его уникальная особенность заключается в том, что только один потенциометр может осуществлять «синхронное» регулирование положительного и отрицательного напряжения. Он имеет характеристики простой схемы, удобной регулировки, отличной производительности, низкой стоимости и так далее.Таким образом, он очень подходит для любителей электроники для DIY.

Рисунок 23.

Принцип работы

вся схема показана на рисунке. Входная часть источника питания — это общий понижающий трансформатор и мостовой выпрямитель, которые увеличивают емкость фильтра и обеспечивают симметричное напряжение ± 22 В постоянного тока вверх и вниз. Также выводятся две другие группы вспомогательного напряжения ± 6,8 В, которые соответственно подключаются к клеммам V + и V- операционного усилителя IC4 и операционного усилителя IC3, чтобы гарантировать, что рабочее напряжение IC3 и IC4 не превышает ограниченный диапазон.Ниже приводится конкретное описание секции стабилизации напряжения:

— Положительная выходная цепь состоит из стабилизатора напряжения IC1 и связанных компонентов и обычно подключается к регулировочной клемме стабилизатора напряжения IC1, а другие клеммы потенциометра заземляются. Если значение сопротивления RP1 установлено на 0, то выходное напряжение Vout составляет 1,2 В, и на сопротивлении R3 генерируется постоянный ток 10 мА. Пока значение сопротивления RP1 изменяется, выходное напряжение может быть изменено.

Здесь клемма заземления RP1 заменена на выход операционного усилителя IC3, а выходное напряжение IC3 составляет -1,2 В, которое используется для смещения опорного напряжения IC1 на + 1,2 В, так что модуляция от 0 может быть реализована. Достичь вышеуказанной цели также очень просто. Нам просто нужно подключить операционный усилитель IC3 к дифференциальному усилителю и завершить операцию вычитания. Из диаграммы видно, что синфазное входное напряжение равно V1, а обратное входное напряжение — V2.Поскольку R4 = R5 = R6 = R7, выходное напряжение IC3 равно VO = R5 / R4 × (V1-V2) = -1,2 В, а выходное напряжение стабилизатора напряжения IC1 + Vout = 5 мА × R3 + 10 мА × PR1- 1,2 В.

— Отрицательная выходная цепь состоит из стабилизатора напряжения IC2 и связанных с ним компонентов, и в ней отсутствует потенциометр RP3, который изначально расположен на регулировочном выводе IC2, а теперь подключен к выходному зажиму операционного усилителя IC4, который управляет выходом. напряжение на регулировочном зажиме. Он также может регулировать выходное напряжение стабилизатора напряжения.Поскольку операционный усилитель IC4 подключен как обратный усилитель с коэффициентом усиления 1, а его обратный вход подключен к выходу стабилизатора напряжения положительной выходной цепи, стабилизатор отрицательного выходного напряжения выдает стабилизированное напряжение с противоположной полярностью и равная амплитуда. То есть -Vout = -R10 / R9 × (+ Vout),). Поскольку R9 = R10, -Vout = + Vout. Таким образом, отрицательное выходное напряжение соответствует положительному выходному напряжению.

— Диоды D7 и D8 в цепи используются для предотвращения увеличения емкостного разряда внешней нагрузки, приводящего к повреждению выходов IC1 и IC3; кроме того, диоды D9 и D10 используются для предотвращения выхода из строя регулировочных клемм IC1 и IC2 из-за положительного насыщения выхода IC3 и отрицательного насыщения выхода IC4.Причина в том, что на регулирующий вывод IC1 и IC2 не может протекать обратный ток.

Выбор компонентов

У этой машины есть все общие компоненты и нет специальных спецификаций. И IC1, и IC2 представляют собой трехконтактные регулируемые встроенные стабилизаторы напряжения, модель с положительным выходом — LM317, а модель с отрицательным выходом — LM337. Пакеты из них — TO-220, и оба они доступны на рынке.Радиаторы следует устанавливать при вводе в эксплуатацию. IC3 и IC4 — операционные усилители общего назначения, их также можно заменить на OP-07. Сопротивление — это сопротивление металлической пленки 1/4 Вт, при этом точность R4, R5, R6, R7, R9, R10 составляет 1%. В RP1 следует использовать потенциометр с проволочной обмоткой, лучше использовать многооборотный потенциометр. В качестве силового трансформатора T можно выбрать 14-дюймовый черно-белый силовой трансформатор телевизора. Если вы хотите с автоподзаводом, вам следует выбрать стальной лист Gaoxi типа EI, а диапазон мощности может составлять от 35 Вт до 45 Вт.

4,5 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения R регулируемое Источник питания (Ⅴ)

Далее мы собираемся представить регулируемую схему источника питания постоянного тока на базе операционного усилителя LM324 . Он может автоматически изменять способ подключения отвода вторичной обмотки силового трансформатора во время регулировки напряжения и выбирать наилучшее входное напряжение, чтобы гарантировать, что разница входного и выходного напряжения интегральной схемы со стабилизированным напряжением поддерживается в разумном диапазоне.Выходное напряжение источника питания постоянного тока регулируется в диапазоне от 1,25 В до 33 В.

Регулируемое постоянное напряжение Регулируемый источник питания Схема состоит из основной схемы источника питания с регулируемым напряжением, цепи вторичного источника питания с регулируемым напряжением и схемы управления, которая показана на рисунке 6.

Основная схема источника питания с регулируемым напряжением состоит из силового трансформатора T, выпрямительного диода VD1 ~ VD4, емкости C1 ~ C3, трехконтактной интегральной схемы с регулируемым напряжением IC1, потенциала RP, вольтметра PV и сопротивления R1.Вспомогательная схема источника питания с регулируемым напряжением состоит из силового трансформатора T, выпрямительного диода VD5 ~ VD8, емкости фильтра C4, C5 и трехконтактной интегральной схемы с регулируемым напряжением IC2, а схема управления состоит из операционного усилителя IC3 (N1 ~ N4), оптрон VLC1-VLC5, реле K1 ~ K5 и сопротивление R2 ~ R13.

После понижения T, выпрямления VD5 ~ VD8, фильтрации C4 и стабилизации напряжения IC2 напряжение 220 В переменного тока обеспечивает рабочее напряжение +12 В для схемы управления.В это время обратный вход N1 ~ N4 создает опорное напряжение 1 В, 3 В, 5 В и 7 В соответственно, что выше, чем у каждого положительного входа, а выход N1 ~ N4 низкий. Светоизлучающий диод и оптически управляемый тиристор в VLC1 включаются, а K1 поглощается. Нормально разомкнутый контакт включается, и напряжение 6 В переменного тока выпрямляется через VD1 ~ VD4 и фильтруется через C1, а затем добавляется на вход IC1.

Регулировка значения сопротивления RP может изменить выходное напряжение (Uo) после стабилизации напряжения IC1.Когда выходное напряжение ниже 3 В, K1 все еще поддерживает всасывание. Если необходимо увеличить выходное напряжение и отрегулировать RP так, чтобы выходное напряжение было выше 3 В, выход N1 становится высоким, так что светодиод и тиристор, управляемый светом внутри VLC1, отключаются, и K1 отключается. вышел; в то же время светоизлучающий диод и тиристор, управляемый светом, внутри VLC2 поворачиваются, и K2 поглощается. Напряжение 12 В переменного тока выпрямляется VD1 ~ VD4 и фильтруется C1, а затем добавляется на вход IC1.

Рисунок 24. Регулируемый пост. Ток R Регулируемая цепь источника питания с операционным усилителем LM324

Точно так же, когда выходное напряжение повышается до более чем 9 В, 15 В и 21 В, N2 ~ N4 также выводит высокие уровни один за другим, так что K3, K4 и K5 поглощаются по очереди, а 18 В, 24 В и 36 В переменного тока. напряжения поступают на схему мостового выпрямителя соответственно.

Если RP регулируется в обратном направлении для уменьшения выходного напряжения, рабочий процесс противоположен описанному выше.

4,6 Принципиальная схема Регулируемое напряжение R регулируемое Источник питания (Ⅵ)

В этом источнике питания LM317 используется в качестве стабилизатора напряжения, а адаптивная схема переключения используется для автоматически переключает входное напряжение в соответствии с выходным напряжением, чтобы уменьшить разницу напряжений между входным напряжением и выходным напряжением и снизить энергопотребление самого источника питания.Среди них VT2, VD5, VW, R5, R6, C10 и реле K образуют схему адаптивного переключающего действия. Когда выходное напряжение Vo ниже 14 В, VW отключается, потому что напряжение пробоя недостаточно и ток не проходит.

VT2 отключен, а K не действует. Его контакт К-1 нормально замкнут, а вторичная обмотка 14 В переменного тока трансформатора подключена к цепи с регулируемым напряжением. Напротив, когда выходное напряжение больше 14В, VW пробивает и VT2 проводит. K получает электричество, K-1 действует, и напряжение 28 В переменного тока подключается к цепи с регулируемым напряжением.Таким образом, разница входного и выходного напряжения составляет не более 15 В. Выходное напряжение схемы составляет 1,25 В ~ 30 В, которое плавно регулируется, а максимальный выходной ток составляет 3 А. Как показано на рисунке 7, это схема адаптивного регулируемого источника питания с регулируемым напряжением на основе LM317:

.

Рисунок 25.

4,7 Принципиальная схема Конструкция регулируемого напряжения R регулируемый Источник питания ()

Основным устройством регулируемого источника постоянного напряжения с защитой от перегрузки по току является интегральный блок с регулируемым напряжением общего назначения LM723, который содержит пусковую схему, источник постоянного тока, источник регулируемого опорного напряжения, защиту от перегрузки по току и так далее.Благодаря регулировочной трубке высокой мощности он может выдавать непрерывно регулируемое стабильное напряжение в диапазоне 0 ~ 20. Максимальный выходной ток может достигать 2А и имеет функцию защиты от перегрузки по току, которая может использоваться в качестве источника питания для обслуживания мобильных телефонов и Машины BP, а также могут использоваться для зарядки аккумуляторов. Схема показана на рисунке 9.

При нормальном использовании красный и зеленый светодиоды светятся одновременно. Регулирующий потенциометр W позволяет регулировать выходное напряжение в диапазоне 0 ~ 20.Когда на выходной клемме есть перегрузка по току или короткое замыкание, падение напряжения на обеих клеммах R1 больше 0,6 В, Q3 и Q4 проходят, зеленый свет не горит, напряжение LM723 снижается почти до 0 В, срабатывает внутренняя цепь обнаружения, высокое напряжение 23 В выводится и Q1, Q2 отключаются.

Следовательно, отсутствует выходное напряжение, которое играет защитную роль. Вывод будет доступен только в том случае, если компьютер выключен и перезагружен. Чтобы регулировочная трубка Q1 не перегорела при выдаче номинального тока, следует установить радиатор достаточного размера.Для всего блока питания можно использовать пластмассовую коробку в качестве корпуса, на передней панели могут быть установлены амперметр, вольтметр, переключатель и потенциометр, выходной терминал и красный и зеленый светоизлучающие диоды. Пока компоненты исправны, схема может нормально работать без отладки. Среди них лучше всего использовать импортные лампы C2819, 2N3395 и другие мощные лампы для Q1, LM723, MC1723 и так далее, можно использовать в качестве микросхем.

Рисунок 26.


Ⅴ FAQ

1.Что регулируется регулятором напряжения?

Регулируемый регулятор напряжения — это регулятор, который может выводить регулируемые напряжения из любого диапазона, на который рассчитан регулятор напряжения. … Вы можете настроить его на любое напряжение в пределах диапазона, поддерживаемого регулятором напряжения.

2. Что такое регулируемый блок питания?

Регулируемые источники питания позволяют программировать выходное напряжение или ток с помощью механических средств управления (например,(например, ручки на передней панели блока питания), либо с помощью входа управления, либо и того, и другого. Регулируемый регулируемый источник питания — это регулируемый и регулируемый источник питания.

3. Как работает регулируемый регулятор напряжения?

Регулируемый регулятор напряжения — это регулятор, который можно настроить для вывода любого напряжения из диапазона, на который рассчитан регулятор напряжения. … Мы делаем это, изменяя номинал резистора, подключенного к выводу Adj регулятора напряжения.

4. Как работает регулируемый блок питания?

Устройство для удаления батарей или регулируемый источник питания — это устройство, которое можно использовать вместо батарей. Он принимает сетевое питание переменного тока и преобразует его в 3 В, 4,5 В, 6 В, 9 В или 12 В постоянного тока, позволяя подавать эквивалентное напряжение для различного количества батарей.

5. Что вызывает падение напряжения в блоке питания?

Чрезмерное падение происходит из-за повышенного сопротивления в цепи, обычно вызванного повышенной нагрузкой или энергией, используемой для питания электрического освещения, в виде дополнительных соединений, компонентов или проводов с высоким сопротивлением.


Вам также может понравиться

Принцип и применение стабилизирующего источника питания постоянного тока

Принцип работы регулируемого импульсного источника питания большой мощности

Анализ принципа импульсного источника питания

Основы импульсных источников питания (1)

Основы импульсных источников питания (2)

Основы импульсных источников питания (3)

9.2: Цепи источников питания — рабочая сила LibreTexts

Существует три основных типа источников питания: нерегулируемый (также называемый грубой силой ), линейный регулируемый и коммутирующий . Четвертый тип схемы источника питания, называемый с регулируемой пульсацией, представляет собой гибрид между схемами «грубой силы» и «переключением» и заслуживает отдельного раздела.

Нерегулируемый

Нерегулируемый источник питания — это самый примитивный тип, состоящий из трансформатора, выпрямителя и фильтра нижних частот.Эти источники питания обычно демонстрируют большое количество пульсаций напряжения (то есть быстро меняющуюся нестабильность) и другие «шумы» переменного тока, накладываемые на мощность постоянного тока. Если входное напряжение изменяется, выходное напряжение будет изменяться пропорционально. Преимущество нерегулируемых поставок в том, что они дешевы, просты и эффективны.

Линейно-регулируемый

Линейный регулируемый источник питания — это просто «грубый» (нерегулируемый) источник питания, за которым следует транзисторная схема, работающая в «активном» или «линейном» режиме, отсюда и название линейный стабилизатор .(В ретроспективе это очевидно, не так ли?) Типичный линейный регулятор предназначен для вывода фиксированного напряжения для широкого диапазона входных напряжений, и он просто сбрасывает любое избыточное входное напряжение, чтобы обеспечить максимальное выходное напряжение на нагрузку. Это чрезмерное падение напряжения приводит к значительному рассеиванию мощности в виде тепла. Если входное напряжение станет слишком низким, транзисторная схема потеряет стабилизацию, что означает, что она не сможет поддерживать постоянное напряжение. Он может только снизить избыточное напряжение, но не восполнить недостаток напряжения в цепи грубой силы.Следовательно, вы должны поддерживать входное напряжение как минимум на 1–3 вольт выше желаемого выходного напряжения, в зависимости от типа регулятора. Это означает, что эквивалент мощности не менее от 1 до 3 вольт, умноженный на ток полной нагрузки, будет рассеиваться схемой регулятора, генерируя много тепла. Это делает источники питания с линейной регулировкой неэффективными. Кроме того, чтобы избавиться от всего этого тепла, они должны использовать большие радиаторы, которые делают их большими, тяжелыми и дорогими.

Переключение

Импульсный регулируемый источник питания («переключатель») — это попытка реализовать преимущества схем с прямым и линейным регулированием (компактность, эффективность и дешевизна, но также «чистое» стабильное выходное напряжение).Импульсные источники питания работают по принципу выпрямления входящего переменного напряжения линии электропередачи в постоянный ток, преобразования его в высокочастотный прямоугольный переменный ток через транзисторы, работающие как переключатели включения / выключения, повышая или понижая это напряжение переменного тока с помощью легкого веса. трансформатор, затем выпрямляет выход переменного тока трансформатора в постоянный ток и фильтрует его для конечного выхода. Регулировка напряжения достигается изменением «рабочего цикла» инверсии постоянного тока в переменный на первичной стороне трансформатора. Помимо меньшего веса из-за меньшего сердечника трансформатора, коммутаторы имеют еще одно огромное преимущество перед двумя предыдущими конструкциями: этот тип источника питания может быть сделан настолько независимым от входного напряжения, что он может работать в любой системе электроснабжения в мире. ; они называются «универсальными» источниками питания.

Обратной стороной коммутаторов является то, что они более сложны и из-за своей работы имеют тенденцию генерировать много высокочастотных «шумов» переменного тока в линии электропередачи. Большинство коммутаторов также имеют на своих выходах значительные пульсации напряжения. У более дешевых типов этот шум и пульсации могут быть такими же сильными, как и для нерегулируемого источника питания; такие коммутаторы начального уровня не бесполезны, потому что они по-прежнему обеспечивают стабильное среднее выходное напряжение, и есть «универсальные» входные возможности.

Дорогие коммутаторы не имеют пульсаций и имеют почти такой же низкий уровень шума, как и некоторые линейные типы; эти переключатели обычно столь же дороги, как и линейные источники питания.Причина использования дорогого коммутатора вместо хорошего линейного в том, что вам нужна универсальная совместимость с энергосистемой или высокая эффективность. Высокая эффективность, легкий вес и небольшие размеры — вот причины, по которым импульсные источники питания почти повсеместно используются для питания цифровых компьютерных схем.

Регулируемая пульсация

Источник питания с пульсирующим регулированием является альтернативой линейно регулируемой проектной схеме: источник питания «грубой силы» (трансформатор, выпрямитель, фильтр) составляет «входной конец» схемы, но транзистор работает строго в его включенном состоянии. В режиме выключения (насыщение / отсечка) мощность постоянного тока передается на большой конденсатор по мере необходимости для поддержания выходного напряжения между высоким и низким заданным значением.Как и в переключателях, транзистор в стабилизаторе пульсаций никогда не пропускает ток, находясь в «активном» или «линейном» режиме в течение значительного промежутка времени, что означает, что очень мало энергии будет потрачено впустую в виде тепла. Однако самым большим недостатком этой схемы регулирования является необходимое присутствие некоторой пульсации напряжения на выходе, так как напряжение постоянного тока варьируется между двумя уставками управления напряжением. Кроме того, эта пульсация напряжения изменяется по частоте в зависимости от тока нагрузки, что затрудняет окончательную фильтрацию постоянного тока.

Цепи регулятора пульсаций

, как правило, немного проще схемы переключателя, и им не нужно обрабатывать высокие напряжения в линии питания, с которыми должны работать переключающие транзисторы, что делает их более безопасными в эксплуатации.

Регулируемый источник питания постоянного тока с использованием последовательного регулятора напряжения | Мини-проекты | Учебник по электронике |


Главная> мини-проекты> Стабилизированный источник постоянного тока с последовательным регулятором напряжения

Регулируемая система электроснабжения с использованием

Регулятор напряжения серии

Линейное регулирование — это способность поддерживать постоянное выходное напряжение уровень на выходном канале источника питания, несмотря на изменения в уровень входного напряжения.Схема регулирования линии является важным компонентом в блоке питания устройств, требующих понижения напряжения сети переменного тока Напряжение. Регуляторы напряжения, используемые для той же цели, имеют свои приложения в адаптерах, компьютерах и генераторах переменного тока. В этой работе мы продемонстрировать их работу с помощью регулятора напряжения серии .

Я ВВЕДЕНИЕ

Необходимость регулируемого источника питания ?

Плохое регулирование, так как выходное напряжение не является постоянным при изменении нагрузки.

Выходное напряжение постоянного тока зависит от входного напряжения.

Нагрузка может иметь чувствительные к току устройства, которые могут быть повреждены из-за нерегулируемое напряжение.

Выходное напряжение постоянного тока зависит от температуры.

Блок-схема регулируемой мощности Поставка

Трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор являются основными компоненты любого регулируемого источника питания

Понижающий трансформатор используется для понижения заданного напряжения до желаемого стоимость.Выходная величина трансформатора должна быть в диапазоне что совместимо с входным напряжением регулятора .

Выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный по позволяя току течь через него только в одном направлении.

Полуволновой выпрямитель, полноволновой выпрямитель и мостовой выпрямитель могут быть использовал. Здесь используется мостовой выпрямитель, так как он подходит для высоких приложения напряжения.

Он имеет два последовательно включенных диода на каждом пути проводимости, пик инверсный Напряжение поровну делится на два диода.Таким образом, у него меньше PIV-рейтинг. на диод.

Ток в первичной и вторичной обмотках питающего трансформатора. потоки для полного цикла и, следовательно, для данной выходной мощности мощность трансформатор небольших габаритов может быть использован по сравнению с тем, что в двухполупериодный выпрямитель.

Выход выпрямителя имеет пульсирующий характер, он содержит большие пульсации. составные части. Эти компоненты пульсации фильтруются путем передачи выходных данных через фильтр . Фильтрация обычно выполняется шунтирование нагрузки конденсатором.Несколько широко используемых схем фильтров 1) Индукторный фильтр серии

2) Фильтр шунтирующего конденсатора

3) LC фильтр

4) фильтр CLC или Pi

Принцип работы фильтра шунтирующих конденсаторов заключается в том, что конденсатор накапливает энергию при зарядке и подает энергию на нагрузку, пока разрядка. Этот процесс уменьшает составляющие пульсации до в значительной степени.

Обычно наблюдаются колебания входного напряжения источника. An резкое изменение выходного напряжения может повредить чувствительный к току устройства под нагрузкой.Таким образом, используется регулятор напряжения . для поддержания стабильного уровня выходного напряжения несмотря на вариации напряжения источника. Регуляторы напряжения также могут включить дополнительные цепи для защиты от коротких замыканий и защита от перенапряжения.

Регуляторы напряжения можно условно разделить на две категории: Электромеханические и электронные Регуляторы . Все электронные регуляторы напряжения будут иметь один стабилитрон в качестве источника стабильного напряжения для Справка.

Стабилитроны стабилизаторы напряжения может иметь транзистор последовательно с стабилитроном или параллельно с стабилитроном.

Регулятор напряжения на дискретных транзисторах имеет элемент управления и элемент обратной связи, которые помогают для поддержания стабильности выходного напряжения.


Здесь мы обсуждаем последовательный стабилизатор напряжения на дискретных транзисторах.

БЛОК-СХЕМА РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ СЕРИИ

Схема выборки собирает выборку выходного напряжения и использует это как сигнал обратной связи для схемы компаратора.

Другой вход в схему компаратора — это опорное напряжение.

В регуляторах напряжения обычно используется стабилитрон для обеспечения постоянного источника. напряжения. Напряжение ошибки генерируется на выходе блок компаратора, который управляет током нагрузки.

РАБОТА РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Компонент

Значение

R1

930 Ом

R2

1.57 кОм

R3

1,35 кОм

R4

1 кОм

D1

I = 20 мА, В = 15 В

Тр2 (2Н 930)

Ic

макс = 10 мА,

Vce

макс. = 45 В

Таблица компонентов

Tr1 — это последовательный управляющий элемент.Это силовой транзистор, установленный на значительный радиатор, чтобы справиться с необходимой рассеиваемой мощностью.

Стабильное опорное напряжение обеспечивается R4 и D1 от нерегулируемое входное напряжение. Tr2 — усилитель ошибки, и его коэффициент усиления равен устанавливается номиналом нагрузочного резистора R3. Tr2 сравнивает долю выходное напряжение V F , возвращаемое от делителя выходного потенциала R1 / R2 со стабильным опорным напряжением V Z на стабилитроне диод D1.

Мы можем записать уравнение выходного напряжения как Vout = (Vz + V BE2 ) + (Vout — V F )

куда,

Vz — напряжение на диоде D1.

V BE2 — напряжение база-эмиттер для Tr2

V F — напряжение обратной связи, полученное от потенциометра Vr1.

Следовательно, Vz + V BE2 — это напряжение на резисторе R2 и нижняя часть Vr1

и Vout — V F — напряжение на R1 и верхней части Vr1.

Если напряжение обратной связи V F изменяется регулировкой Vr1 потенциометра разница между V F и Vz изменится. Это вызовет изменение ошибки управления напряжением Tr1 и изменение выходного напряжения Vвых .. Регулирующее действие цепь регулируется напряжением на переходе база / эмиттер Tr2, то есть разница между V F и Vz.

Если V OUT имеет тенденцию к увеличению, то V F — V Z также увеличивается.Это увеличивает ток коллектора Tr2 и, таким образом, увеличивает падение потенциала на R3, уменьшая основание напряжение, и, следовательно, напряжение базы / эмиттера Tr1, уменьшая проводимость Tr1, что снижает ток в нагрузке.

Таким образом, выходное напряжение Vout уменьшается до тех пор, пока не будет достигнут баланс. достигнута, поскольку часть обратной связи (V F ) Vout также уменьшение. Общий эффект заключается в том, что выход поддерживается на уровне уровень, который зависит от доли обратной связи, задаваемой переменной резистор (часть R1 / R2).

Если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, то V F тоже. Напряжение база / эмиттер Tr2 уменьшается из-за стабильного V Z на эмиттере. Tr2 проводит меньше, и ток через R3 падает, уменьшая разность потенциалов на нем. Напряжение базы Tr1 повышается, и увеличивает проводимость управляющего транзистора. Этот увеличивает выходной ток и V OUT до тех пор, пока V F не станет еще раз на правильном уровне.


ЗАЯВЛЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Разработать стабилизированный источник питания с выходным напряжением 25 В. от входа источника переменного тока 50 В, частота 50 Гц.Ток нагрузки питания I (L) <1A.

РАСЧЕТЫ

(индексы 1 и 2 соответствуют параметрам Transistor1 и 2)

Стабилитрон обеспечивает Vr = 15 В при Iz = 20 мА I C2 = I E2 = 10 мА

Транзистор Q2 может обеспечивать ток коллектора 10 мА. За это транзистор, указанный производителем, I Cmax = 10mA и V CE max = 45V

При I C2 = 10 мА были измерены следующие параметры

h fE2 = 220, h fe2 = 200, h ie2 = 800

I D = 10 мА

R 4 = (Vo-Vr) / I D = (25-15) / 10 = 1K

I B2 = I C2 / ч FE2 = 10 мА / 220 = 45 мкА

V 2 = V BE2 + V r = 15.7V0

R1 = Vo-V2 / I 1 = 930 Ом

R2 = V2 / I 1 = 1,570 кОм

Транзистор Q1 мы измеряем на I C1 = 1A h fE1 = 125 , h fe1 = 100, h ie1 = 20

Таким образом, мы имеем

I B1 = (I D + I 1 + I L ) / ч fE1 = (1000 + 10 + 10) / 125 = 8 мА

Ток I через резистор R3 равен I = I B1 + I C2 = 8 + 10 = 18 мА.

Значение R3, соответствующее Vi = 45 и I L = 1A, равно дано

R3 = (Vi- (V BE1 + Vo)) / I = (50-25.7) / 18 x e-3 = 1,350 кОм

Схема моделируется на NG-spice с использованием значений заданных параметры и следующие наблюдения сделаны


МУЛЬТИЗИМ-ЦЕПЬ

ВЫВОДЫ

Схема успешно смоделирована в Ngspice, и мы получаем плавный постоянный ток. выходное напряжение.

Деление потенциала можно изменять с помощью потенциометра VR1. и мы можем отрегулировать выходное напряжение до необходимого значения.

Делитель потенциала уменьшает усиление контура обратной связи и, таким образом, уменьшает регулирование производительности. Обычно для этого достаточно петлевого усиления. не быть серьезной проблемой, за исключением случаев, когда очень небольшая часть вывод выбран.

Что такое Положение об источниках питания

Что такое правила питания?

Регулировка источника питания — это способность источника питания поддерживать выходное напряжение в пределах заданного допуска, связанного с изменяющимися условиями входного напряжения и / или нагрузки.

Большая часть электронного оборудования питается от постоянного напряжения, полученного от нерегулируемого сетевого напряжения переменного тока. Схема выпрямителя преобразует переменный ток в постоянный, который затем приводится в соответствие с требованиями схемы или нагрузки.

Выпрямленное напряжение следует за входом переменного тока и будет меняться в зависимости от сети. Изменения могут повлиять на характеристики схемы и нежелательны для чувствительного оборудования, такого как компьютеры, датчики и прецизионные схемы. Кроме того, компоненты и схемы будут работать или работать эффективно только тогда, когда источник питания находится в определенных пределах.Все, что превышает проектный предел, либо приведет к разрушению компонентов и оборудования, либо будет недостаточным для питания оборудования, так что оно не включится или просто выйдет из строя.

Обычно предполагается, что сетевое напряжение остается в определенных пределах, и большая часть оборудования рассчитана на их соответствие. Однако эти отклонения, иногда превышающие установленные пределы, могут вызвать проблемы в чувствительном оборудовании, поскольку они вызовут изменения выходного напряжения источника питания.

Изготовитель оборудования и потребитель не могут контролировать колебания напряжения.По этой причине лучшее, что могут сделать разработчики, — это обеспечить, чтобы выходное напряжение источника питания оставалось достаточно постоянным в широком диапазоне входных напряжений.

Блок питания с регулировкой обеспечивает выход, который остается постоянным независимо от изменений входного напряжения сети. Типичный блок питания состоит из нескольких блоков в зависимости от конструкции и требуемой устойчивости. Простой линейный источник питания будет иметь трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор. Импульсный источник питания содержит четыре строительных блока и дополнительные блоки, такие как инверторы и каскады обратной связи.

Рисунок 1: Принципиальная структурная схема линейного источника питания с регулированием — Image Credit

В регулируемом источнике питания входная мощность регулирующего устройства обычно выше ожидаемой выходной мощности. Это позволяет схеме работать с широким диапазоном входных напряжений, выдавая постоянный выходной сигнал. Регулирующее устройство обычно включается последовательно с выходом. А поскольку входной сигнал всегда выше ожидаемого выходного сигнала, устройство или схема работает таким образом, что на регулирующую цепь падает определенное количество напряжения.

Даже при низком входном переменном напряжении цепь регулирования должна получать более высокое напряжение; однако в этом случае небольшое напряжение падает. Если входной переменный ток очень высокий, в регулирующей цепи падает более высокое напряжение. В импульсных источниках питания регулирование достигается путем изменения переключения последовательного транзистора.

Существуют разные формы регулирующих цепей, тип зависит от конструкции источника питания и требуемого уровня стабильности. Типичные регулирующие компоненты включают стабилитроны, последовательные транзисторы или переключающие устройства, а также фиксированные и надежные стабилизаторы на интегральных схемах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *