Блоки питания 12 Вольт 0.5(1) Ампер. Обзор блока питания, схема и внутреннее устройство блока питания 12В, тестирование
Многие читатели знают, как мне нравится писать обзоры о блоках питания. И вот так случайно сложилось, что я дорвался до некоторого количества данных устройств. Все дело в том, что не так давно в одном известном магазине появились разнообразные блоки питания «с разборки», и об одном я сегодня расскажу.Еще в прошлом году я написал в комментах, что скоро будут обзоры разных блоков питания и я имел в виду именно эти блоки питания. Заказал я их несколько видов, три мелких «БУ» и один новый, довольно мощный. Рассказывать буду «по старшинству», потому начну с самого мелкого.
Так как блоки питания я использую часто, то заказал лотом в три штуки, но есть лоты и 1 и 5 и 10 штук. Данный блок питания не является исключением и будет использован в одном из обзоров, который я планирую подготовить в относительно скором времени.
Поставляются блоки питания в отдельных больших пакетах, а не три в одном пакете, как я изначально подумал. Т.е. фактически на складе просто ставится отметка, сколько позиций положить в корзинку.
В заголовке я написал ток 0.5 (1) Ампер. По ходу обзора я поясню что это означает.
На странице товара было написано — 12 Вольт, 1 Ампер, что более чем понятно. Также там написано, что блоки питания disassemble, т.е. не новые, а выковыряны откуда-то. Моя практика показывает, что такие БП чаще имеют лучше качество сборки и схемотехники, чем новые.
Блоки питания довольно компактные, реальные размеры составляют примерно 57х35х19мм.
Компоновка платы довольно плотная, частично залита силиконом, который в некоторых местах потом пришлось срезать.
Так как плата БУ, то заметны обрезанные провода.
Платы имеют разный цвет гетинакса, да и выпущены в разное время, но все три в интервале 2007-2008 годов.
Также на платах была обнаружена и маркировка модели — 3A-064WU12, по которой я нашел их реальные характеристики.
На странице товара также есть упоминание о токе в 0.5 Ампера, но указанное как-то вскользь. Думаю подразумевалось, что 0.5 номинальный, 1.0 кратковременный. Но в любом случае, данные характеристики правильно и указывать в разделе характеристики, а не в названии товара.
Ладно, вернемся к нашим блокам питания.
1. По входу стоит предохранитель на ток в 1 Ампер. Предохранитель замедленный (T- Trage — медленные нем.), это обусловлено импульсным характером тока при включении блока питания.
2. Также по входу присутствует варистор диаметром 7мм и рассчитанный на амплитудное напряжение в 470 Вольт. Рядом с ним виден помехоподавляющий конденсатор Х типа с емкостью 0.1мкФ
3. Дальше синфазный дроссель и диодный мост.
4. Первичная и вторичная стороны соединены через конденсатор Y типа с емкостью 2.2нФ.
1. Нет термистора, но возможно здесь в нет особого смысла, емкость входных конденсаторов не очень высокая.
2. Параллельно конденсатору Х типа нет разрядного резистора, без него БП может «щипаться» если вынуть вилку из розетки и сразу схватиться за ее контакты.
При этом плюс производителю за наличие помехоподавляющего фильтра и варистор.
1. По входу БП установлены два конденсатора емкостью 6.8мкФ каждый, суммарная емкость 13.6мкФ, что для заявленной мощности в 6 Ватт вполне нормально.
2. Но конденсаторы соединены не просто параллельно, между ними дополнительно включен дроссель. На фото не видно цветовую маркировку — коричневый-черный-красный-золотой.
3. Управляет работой блока питания довольно известный ШИМ контроллер VIPer-12A.
4. Рядом с контроллером находится конденсатор фильтра питания этого контроллера. Часто эти конденсаторы могут незаметно выйти из строя и «попить крови», так как внешне остаются нормальными. Если БП БУ, то рекомендую заменять их в первую очередь.
Силикон, которым залита плата, имеет небольшой желтый оттенок. Сначала я решил что это из-за нагрева компонентов, но цвет одинаков даже около компонентов, которые не греются.
Как я уже писал выше, применен ШИМ контроллер серии VIPer. Это семейство интегрированных ШИМ контроллеров, внутри корпуса микросхемы находится не только сам ШИМ контроллер, а и высоковольтный транзистор, цепи защиты от перегрузки, перегрева и перенапряжения.
Я обычно пользуюсь подобными контроллерами от другой, не менее известной фирмы — Power Integrations, мне они нравятся больше. Но по большому счету они во многом очень похожи.
Заявлено, что для корпуса DIP-8 мощность составляет 13 Ватт в узком диапазоне (230 Вольт) и 8 Ватт в широком (115-230 Вольт). Так как БП заявлен как 115-230, то получается что реальная мощность до 8 Ватт.
На блок схеме виден выходной транзистор, а также цепи защиты. В принципе я мог бы рассказать обо всем этом подробнее, но на мой взгляд это скорее тема отдельной статьи.
Во вторичной части блока питания находятся:
1. Выходной диод Шоттки на ток 2 Ампера, что опять же говорит о максимальном выходном токе не более 650-700мА. На одном из выводов диода присутствует ферритовая бусина.
2. Выходных конденсаторов два, 470 и 220мкФ, как и в случае входных производитель Samxon. Не скажу что конденсаторы высокого класса, скорее среднего, изначально это OEM от фирмы Matsushita продающийся под своим брендом. Лично меня расстроило то, что они рассчитаны на 16 Вольт, а не 25, как положено при таком напряжении.
3. Между конденсаторами есть место под дроссель для уменьшения пульсаций, но вместо него установлена перемычка.
4. Цепь стабилизации стандартна, регулируемый стабилитрон AZ431 (аналог TL431) и оптрон EL817 (аналог PC817).
По выходной цепи не понравились две вещи:
1. Отсутствие выходного дросселя.
В остальном все сделано довольно неплохо.
Качество пайки вполне терпимое. Снизу расположены остальные компоненты, а также пара стабилитронов, о которых я расскажу ниже.
Расстояние между высоковольтной и низковольтной сторонами вполне достаточное. Отсутствуют защитные прорези, но так как БП изначально проектировался под установку в закрытый корпус, то допустимо делать и так.
Схема блока питания в общем-то стандартна и фактически сделана по даташиту ШИМ контроллера. Из дополнительных мелочей, которые весьма полезны в плане безопасности нагрузки я отмечу пару стабилитронов.
ZD1 — Напряжение 14 Вольт, установлен параллельно выходу, задача — не допустить поднятия выходного напряжения выше 14-14,5 Вольт.
ZD2 — Напряжение 16 Вольт, установлен параллельно транзистору оптрона, задача — ограничить выходное напряжение в случае обрыва или выхода из строя цепи обратной связи.
В комментариях мне несколько раз писали, что я не совсем правильно подхожу к тестам уровня пульсаций. Что же, я принял информацию к сведению и попробую в этот, а также в следующие раз делать это более корректно.
Дело в том, что при измерениях я подключаюсь обычно используя «неправильный» способ, как более удобный. В этом случае земляной провод щупа работает отчасти как антенна, на которую наводятся помехи и искажают осциллограмму. Такой способ для общей оценки большого значения не имеет, но действительно является некорректным.
Картинка ниже взята из описания методики тестирования блоков питания.
Для корректного снятия осциллограмм надо подключать щуп без длинных проводов прямо на выход блока питания.
Как можно увидеть по фото, щуп осциллографа помимо земляного провода с крокодилом имеет возможность подключения сразу около самого щупа.
Используя «палки и веревки» я сделал некое подобие специального щупа для проверки блоков питания, наиболее неудобно было подключаться к центральному контакту, так как он имеет коническую форму.
Конечно то, что я показал выше, можно назвать колхозом, но даже довольно известные фирмы (та же Power Integrations) не чураются делать подобное, правда они использую для этого разъем, но у меня его не было :(.
Фото из описания применения ШИМ контроллеров серии TOP от Power Integrations, номиналы элементов взяты оттуда же.
Щуп осциллографа был подключен прямо на выходные контакты блока питания, нагрузка к дополнительно запаянному проводу.
В процессе подготовки я сравнивал осциллограмму на холостом ходу с подключенной нагрузкой и без, разницы не было.
Первое, что меня удивило при включении, напряжение на выходе 12 Вольт с точностью как минимум до второго знака. По большому счету это не имеет значения и даже если бы напряжение было в диапазоне 11.5-12.5 Вольта, то я бы сказал что нормально, но все равно приятно.
2. 0.25 Ампера
3. 0.5 Ампера
4. 0.75 Ампера
5. 1 Ампер
6. 1.2 Ампера.
Видно что напряжение на выходе стало падать только при токе нагрузки выше 0.75 Ампера, что в полтора раза выше заявленного. До этого напряжение держалось очень точно и снижалось примерно на 0.001 Вольта на каждые 0.25 Ампера нагрузки.
Уровень пульсаций я бы не назвал маленьким, при номинальном токе 0.5 Ампера они составили 100мВ, но даже при перегрузке не были выше чем 140 мВ.
Исследование показало, что максимальный ток, при котором блок питания стабильно держит выходное напряжение, составляет 0.9 Ампера. И это для не нового БП и при почти двукратном выходном токе.
Также мне писали, что неправильно тестировать блоки питания используя электронную нагрузку. В данном случае я несогласен с таким заключением, так как в линейном режиме полевые транзисторы нагрузки по сути представляют собой те же резисторы, но с обратной связью.
Напряжение конечно просело, так как ток явно выше расчетного.
Слева осциллограмма нагрузки током 1 Ампер при помощи электронной нагрузки, справа 1.08 Ампера и резистор в качестве нагрузки.
Не сказал бы, что имеется какая-то глобальная разница.
Следующий этап, тест на нагрев. Для этого я закрыл блок питания импровизированным «корпусом» и нагружал последовательно током от 0.25 Ампера до 0.9 Ампера. Ток в 0.9 Ампера был выбран исходя из того, что при этом токе БП еще нормально держит выходное напряжение. Каждый тест занимал 20 минут, общее время теста 1 час 20 минут.
Все данные свел в табличку, попутно ввел новую графу и теперь указано напряжение на начало теста (V1) и в конце (V2). Данное дополнение позволяет отследить уход напряжения от прогрева.
Зато выяснилось, что при токе нагрузки в 0.9 Ампера БП примерно через 5-7 минут снизил выходное напряжение.
Максимальная температура компонентов после завершения теста составила около 100 градусов у трансформатора и 118 у ШИМ контроллера. При токе до 0.75 Ампера (1.5 от номинала), перегрева нет.
Так выглядело ограничение выходной мощности. Я провел повторный тест на уже прогретом БП чтобы было более наглядно.
Старт, через 6 минут постепенное снижение напряжения, на отметке 20 минут я снял крышку, напряжение начало потихоньку расти, еще примерно через 15 минут пришлось несколько раз подуть на плату и напряжение быстро вернулось в норму.
Выше я посетовал на отсутствие выходного дросселя и решил эту недоработку сравнить, а заодно сравнить как изменится результат.
Использовал мелкий самодельный дроссель, буквально что было под рукой. Размер небольшой, намотан проводом 0.68мм.
Результат как говорится — налицо.
1, 2. Ток 0.5 Ампера, слева без дросселя, справа с дросселем.
3, 4. Ток 1.0 Ампера.
Предупрежу сразу, дроссель не должен иметь большую индуктивность, так как при увеличении индуктивности начнут сильно расти пульсации на первом конденсаторе фильтра и это будет вредно как для самого конденсатора, так и для защитного стабилитрона, установленного параллельно ему. Придется менять конденсатор на аналогичный, но с напряжением в 25 Вольт, а стабилитрон переносить на выход БП.
На этом все. Если коротко, то блоки питания хоть и не лишены некоторых недостатков, перечисленных в обзоре, но в целом довольно неплохие и могут быть применены для разных самодельных устройств, где не требуется большая мощность (6-8 Ватт). Блоки питания вполне фирменные и относительно качественные.
Поштучно выходят дороже и потому если покупать, то лотами по 3 или 5 штук.
Надеюсь что обзор был полезен, как всегда буду рад вопросам в комментариях.
БЛОК ПИТАНИЯ НА 12 ВОЛЬТ 1 АМПЕР
Итак, потребовался мне блок питания на 12 в. К сожалению не нашёл подходящего по размерам, поэтому решил купить пластиковый корпус – для этого взял установочную коробку для автоматов. Она отлично подходит по размерам да и стоит копейки. Смотрится неплохо.
Трансформатор взял от видеомагнитофона, так как он мне больше всего подходил, дает на вторичке как раз необходимых 14.5 Вольт 1.5 Ампера, а вторую обмотку на 9 вольт просто не использовал.
Закрепил в корпусе будущего блока питания сетевой тумблер, для того, чтобы вилку каждый раз не дергать из розетки, а можно было с выключателя отключать и включать. Для индикации используем светодиод, подключенный к выходу выпрямителя через резистор в 3 кОм.
Трансформатор установил на рейку, чуть вырезав и приклеив. Далее смотрим принципиальную схему:
В качестве выпрямителя использовал диодный мостик КЦ405 — он как раз он рассчитан на 100 вольт и ток до одного ампера. Саму микросхему-стабилизатор можно выбрать по таблице.
Радиатор от компьютерного БП использовал — он алюминиевый и отверстия есть, к нему прикручиваем диодный мостик на термопасте. И микросхему стабилизатор КРЕН8Б. Она дает на выходе нужные 12 вольт и максимальный (до встроенной защиты) ток до 1.5 ампера. Ее крепим также на радиатор через термопасту.
Теплоотвод крепится полоской через болтики к свободному ушку трансформатора питания.
В качестве фильтра, после диодного моста, я использовал конденсатор на 3300 мкф 25 вольт — всё от того-же видеомагнитофона. Испытания показали, что уровень пульсаций на выходе очень незначительный, идеально подходит для питания даже чувствительной к наводкам радиоэлектроники.
Если вы планируете использовать блок питания под предельной нагрузкой длительное время, да и еще когда жарко на улице, то желательно для охлаждения элементов установить маленький вентилятор, который применяется в компьютерной технике. В общем собираем этот проверенный блок и радуемся результату! С Вами был тов. Vanesex.
Форум по блокам питания
Блок питания 12 вольт схема с защитой БП на lm317
Самодельный блок питания 12 вольт с регулировкой всегда хотелось иметь под рукой. Простой блок питания 0 – 12 вольт для слаботочных конструкций.
Началось все с того, что давным- давно, разбирая для утилизации домашнюю советскую стиральную машинку «Аурика» 80-х годов двадцатого века, наткнулся я в её внутренностях на добротный пластмассовый прямоугольный корпус, в котором распологался электронный блок непонятного назначения (скорее всего реле времени, таймер или что – то типа того). Почему то тогда, сразу, возникло желание в этом корпусе сделать самодельный блок питания 12 вольт, хотя оный у меня уже был. А вот усердие для реализации как то тогда не проявилось. В общем, эта идея так и зависла тогда у меня в воздухе из за отсутствия желания возится с детальной проработкой блока питания. Пластмассовый корпус был надежно «законсервирован» в гараже до лучших времен лет на 10. Просто удивляюсь, как такой замечательный корпус не был отправлен на помойку и дожил на полочке до сегодняшнего дня. И вот, этот день настал. Словно пазл, удалось собрать воедино этот блок питания из совершенно разного найденного в загашниках хлама, идеально уместившегося внутри. Сам удивляюсь как все «сложилось».
Решил я собрать именно компактный маломощный блок питания, с регулируемым напряжением 0-12 вольт и током до 1 ампера.
Так же хотелось всегда иметь под рукой компактный маломощный источник для питания схем на радиолампах (постоянка 300 вольт, переменка 6 вольт).
По этому, этот блок питания состоит, по сути, из двух блоков питания: блока питания 0-12 вольт и блока питания схем на лампах +300 вольт.
Схема блока питания 12 вольт.
Источник 0-12 вольт собран на LM317, посаженой на небольшой радиатор. Схема имеет простую автоматическую систему охлаждения на термодатчике. Система охлаждения запускает вентилятор при достижении температуры на радиаторе выше температуры срабатывания термодатчика. В результате включается вентилятор и охлаждает радиатор с LM317. При остывании радиатора, вентилятор отключается. Благодаря этому температура радиатора не превышает допустимую. При включении вентилятора, так же загорается индикаторный светодиод «Перегрев». Схема не имеет защиты от короткого замыкания, так как ток вторичной обмотки существующего трансформатора оказался 0,5 ампер, а микросхема же LM317 выдерживает ток 1 ампер. Экспериментально установлено, что при коротком замыкании схема охлаждения отлично справляется с температурным режимом. Микросхема с вентиляторным охлаждением радиатора неограниченно долго держит нагрузку короткого замыкания (0,5 ампер конкретно для данного экземпляра блока питания). Хотя, в принципе на термодатчике легко можно реализовать и защиту от короткого замыкания блока питания.
Блок питания радиоламп.
Как говорилось выше, в корпусе так же смонтирован и блок питания радиоламп – простой источник накала и источник анодного напряжения +300 вольт для ламповых схем. Так вот, источник анодного напряжения очень остроумно устроен. Многие радиолюбители-ветераны ламповой техники привыкли знать, что блок питания для ламп имеет всегда массивный сетевой трансформатор для питания анодов и накала. Он так же служит развязкой от сетевого напряжения (нельзя просто выпрямлять сетевое напряжение и подавать его на аноды ламп – это опасно для жизни!!!). Все это верно. Но в нашем случае для питания пары – тройки маломощных ламп не обязательно иметь отдельный большой сетевой трансформатор. У нас уже есть один сетевой трансформатор источника 0-12 вольт. То есть развязка от сети уже как бы есть. Теперь последовательно с этим трансформатором можно применить еще один — малогабаритный повышающий (а по факту просто включенный в обратном направлении) простой маломощный китайский трансформатор от сетевого адаптера 200/12 вольт, на который мы собственно и подадим 12 вольт от предыдущего трансформатора. На выходе – на повышающей обмотке естественно получим около 250 вольт и в конечном итоге развязку от сетевого напряжения (смотрите схему). В результате получается, мы использовали два малогабаритных трансформатора вместо одного крупногабаритного. Сэкономили массу и габариты блока питания.
Далее выпрямленное напряжение повышается до 300 вольт на сглаживающих конденсаторах фильтра. Напряжение же 6 вольт для питания накалов ламп снимаем со среднего вывода 12 вольт первого трансформатора. То есть первый трансформатор должен иметь отвод от середины обмотки 12 вольт.
Конструкция и детали блока питания:
Сетевой трансформатор – от какого-то советского толи проигрывателя, толи магнитофона неизвестной модели. Имеет две вторичные обмотки по 6 вольт, которые собственно и были соединены последовательно для получения переменки 12 вольт. Так же к штатному бандажу трансформатору пришлось припаять гайки М4 для крепления его в корпусе.
Повышающий трансформатор 250 вольт – от блока питания антенного ТВ усилителя «Польской антенны».
Термодатчик – 85 градусов (можно 60-85), устанавливается на одном радиаторе с LM317.
Микросхему LM317 необходимо устанавливать на радиатор через изолирующую термопрокладку, подложив под крепежный болтик специальную изолирующую шайбу, так как «корпус» LM317 является выходом. Т.е желательно электрически изолировать LM317 от радиатора.
Блок питания имеет два выходных гнезда. «Гнездо 1» — для питания ламповых схем. «Гнездо 2» — для питания схем 0-12 вольт. Среднее гнездо на фото – резервное, для будущих «обновлений». Планирую на него вывести источник 5 вольт (на КРЕН5) – для питания схем на микроконтроллерах при наладке.
В качестве выходных гнезд блока питания использованы пятиштырьковые гнезда от магнитофонов СССР. Причем распиновка выполнена таким логическим способом, который исключает подачу напряжения при перепутывании гнезда (300 вольт или переменка не пойдет на двенадцативольтовое устройство при перепутывании гнезда – смотри схему). Так же по этой причине общий провод переменного напряжения не соеденен с минусом или плюсом 300 вольт – смотри схему.
«Гнездо 1» имеет следующую распиновку:
1 — Общий провод переменного напряжения;
2 — Переменное напряжение 6 вольт;
3 — Переменное напряжение 12 вольт;
4 — Минус 300 вольт;
5 — Плюс 300 вольт;
«Гнездо 2» имеет следующую распиновку:
1 — Плюс 12 вольт;
5 — Минус 12 вольт;
Блок питания соответственно снабжен двумя отдельными кабелями с пятиштырьковыми штекерами от магнитофонов СССР.
Печатная плата – проектировалась под имеющиеся детали для монтирования их навесным монтажом. По этому «выкладывать печатку» смысла нет. Все равно нужно будет переделывать под свои детали. Дорожки и контактные площадки платы отрисовывались вручную «на лету» водостойким CD/DWD маркером и травились в медном купоросе.
Я и Диод. © yaidiod.ru.
для начинающих, сборка своими руками
Любой радиолюбитель в своей жизни не раз собирал блок питания для своих электронных устройств. Поэтому его устройство и принцип работы должен знать каждый, кто занимается электроникой.
Ведь собрав даже самый простой блок питания своими руками, начинающие радиолюбители получают такой восторг, потому что простой блок питания не требует никакой настройки и никакой регулировки, он сразу начинает работать.
Блоки питания бывают нескольких типов: трансформаторные, бестрансформаторные, импульсные.
Принципиальная схема БП
Трансформаторные блоки питания — самые простые и надежные блоки питания. Также из простых блоков питания они являются самыми безопасными по электробезопасности .
Простой трансформаторный блок питания состоит из: трансформатора, выпрямителя и фильтра. Если требуется более качественное стабилизированное питание, то устанавливается стабилизатор. Блоки питания будем рассматривать блоками. Внизу представлена принципиальная схема.
Трансформатор
На первичную обмотку трансформатора W1 (иногда её называют сетевой, так как она подключается к сети 220 вольт) поступает входное напряжение. При подаче на первичную обмотку переменное напряжение, в нашем случае — сетевое напряжение 220 В, по магнитопроводу будет протекать переменное электромагнитное поле. Если на магнитопроводе находится вторая обмотка, электромагнитное поле будет проходить и через вторичную обмотку W2. При этом во вторичной обмотки будет наводится электродвижущая сила, и на вторичной обмотке появится выходное напряжение. Со вторичной обмотки трансформатора выходит переменное, обычно пониженное напряжение для питания устройств напряжением 3,3 В, 5 В, 9 В, 12 В и 15 В и тд. Но бывают и повышающие трансформаторы, у них на входе напряжение ниже чем на выходе. Но мы будем рассматривать понижающие трансформаторы.
Мы возьмем трансформатор на выходе вторичной обмотки которой будет выходить 12 вольт.
Можно уже и таким блоком питания пользоваться, но только если для подключения лампы накаливания на 12 Вольт, ведь на выходе у нас переменное напряжение.
Диодный мост
Мы продолжим собирать простой блок питания своими руками. И для получения постоянного напряжения нам понадобится диодный мост, или по-другому его еще называют — диодный выпрямитель. Диодный мост служит для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки в постоянное, так как для питания устройств в основном используется постоянное напряжение.
Диодный мост собран на четырех диодах VD1 — VD4. Рассмотрим работу диодного моста за один период. В первом полупериоде ток протекает через обмотку трансформатора, VD3 и VD4 заперты, и ток проходит через диод VD1 и выходит с диода +12В на нагрузку На схеме нагрузкой служит светодиод VD5 подключенный через токоограничивающий резистор R1.
С диода VD1 ток проходит через токоограничивающий резистор R1, через светодиод VD5, проходит через диод VD2, и уходит на вторичную обмотку трансформатора. На этом первый полупериод завершен.
Второй полупериод проходит также через обмотку трансформатора, но в обратном направлении. С обмотки трансформатора ток протекает теперь через диод VD3. VD1 и VD2 заперты, и далее ток через токоограничивающий резистор R1 на светодиод VD5, далее ток протекает через диод VD4 и уходит на трансформатор.
Вот мы рассмотрели и второй полупериод работы диодного моста.После диода выходное напряжение выходит пульсирующим, можно посмотреть на рисунке ниже.
Таким пульсирующим напряжением уже можно подключать некоторые устройства, которые не бояться пульсаций, например для зарядки автомобильного или другого аккумулятора. Но для питания приемника, усилителя, светодиодной ленты, и тд., такой блок питания не пойдет, к нему на выход диодов надо подключить фильтр, сглаживающий пульсации.
Фильтрующий конденсатор
Без этого фильтра устройство, которое будет питаться от этого блока питания может работать нестабильно, или вообще не работать. Фильтром служат электролитические конденсаторы. У конденсаторов два вывода, плюсовой вывод длиннее минусового. Также возле минусового вывода на корпусе наносится знак «-«
Ниже на рисунке показана схема, и уровень пульсаций в каждой точке
В устройствах, где требуется ещё и стабильное напряжение без скачков, например в электронике с применением микроконтроллеров, добавляют в схему еще и стабилизатор напряжения.
Стабилизатор
Продолжаем улучшать наш простой блок питания своими руками. Для получения качественного и стабильного напряжения без малейших пульсаций, скачков, и просадки напряжения используют стабилизатор напряжения.
В качестве стабилизатора используют стабилитрон, или интегральный стабилизатор напряжения. Мы собрали схему блока питания для устройства, которое нуждается в стабилизированном источнике питания. Это устройство собрано на контроллере, и без стабильного напряжения оно работать не будет. При небольшом повышении напряжении контроллер сгорит. А при понижении напряжении устройство откажется работать. Вот для таких устройств и предназначен стабилизатор.
Вывод 1 интегрального стабилизатора — входное напряжение. Вывод 2 — общий (земля). Вывод 3 — выходит стабилизированное напряжение.
Максимум, что может выдать L7805 — ток в 1,5 А, поэтому надо рассчитывать остальные детали на ток более 1,5 А. Выход трансформатора выбираем на ток более 1,5 ампера и напряжением выше стабилизированного значения больше на два вольта. Например, для LM7812 с выхода трансформатора должно выходить 14 — 15 В, для LM7805 7 – 8 В. Но не забывайте, что эти стабилизаторы греются из-за внутреннего сопротивления. Чем больше перепад между входом и выходом, тем больше нагрев. Ведь лишнее напряжение эти стабилизаторы гасят на себе.
Интегральные стабилизаторы бывают с общим минусом LM78**, или с общим плюсом LM79**. На месте звездочек находятся цифры указывающие напряжение стабилизации. Например LM7905 — общий плюс, напряжение стабилизации -5 В. Еще один пример LM7812 — общий минус, напряжение стабилизации 12 В. А теперь посмотрим распиновку, или назначение выводов интегрального стабилизатора.
Стабилизированный блок питания на LM7805
На рисунке ниже представлена схема простого блока питания со стабилизатором.
На первичную обмотку трансформатора TV1 поступает сетевое напряжение 220 В. Со вторичной обмотки трансформатора выходит пониженное переменное напряжение от 7 до 8 вольт. Далее ток проходит через диодный мост, и на выходе моста получается выпрямленное напряжение. На конденсаторах С1 и С2 выпрямленное напряжение сглаживается.
На выходе стабилизатора LM7805 выходит стабилизированное напряжение 5 вольт. Далее на конденсатор сглаживающий импульсы. И вот уже выпрямленное и стабильное напряжение поступает на светодиод VD5 с токоограничивающим резистором. Светодиод служит индикатором напряжения.
Если требуется источник питания малой мощности, то можно рассмотреть как вариант- бестрансформаторный блок питания. Но это уже другая история.
Вам тоже будет интересно почитать
12 Вольт 5 Ампер блок питания китайского производства + мой личный рецепт 🙂
Сегодня не просто обзор блока питания, а обзор двух блоков питания, один из которых полностью самодельный 🙂Кому интересно, прошу под кат.
Изначально блок питания мне нужен был для питания кучи мелких зарядных устройств. Был заказан недорогой Бп в формфакторе ноутбучного, думаю такие БП многие видели и знают.
Но что реально скрывается у них внутри, знает не так много людей, потому расскажу и покажу подробнее.
Пришел блок питания замотанный в пакет. Так же в комплекте дали переходник, правда я так и не понял сакрального смысла данного переходника.
Но дали и дали, в хозяйстве пригодится, вдруг в следующий раз забудут дать, когда будет надо.
В комплекте был собственно блок питания, кабель питания к нему и вышеуказанный переходник. Собственно к внешнему виду блока питания претензий нет, блок как блок.На выходном кабеле так же нет ферритового фильтра, вернее на вид он есть, только в нем ничего нет, только пластмасса.
Подаем питание на БП.Выходное напряжение завышено, 12.54 Вольта вместо 12, хотя в среднестатистические 5% вполне вписывается, но впритирку.
Кабель питания дали весьма необычный, без заземляющего контакта.Мне как то раньше такие кабели не попадались, хотя я знал, что они есть.
Кабель при этом на вид не такой толстый как обычный компьютерный, хотя и круглый, эдакий вариант ПВС-а. Сначала я хотел кабель порезать и посмотреть, что у него внутри. Но потом подумал, а смысл?В итоге я просто взял и измерил сопротивление кабеля.
Прибор показал 1.589 Ома, с учетом переходного сопротивления контактов можно округлить до 1.58 Ома.
Длина кабеля около 1.08м, соответственно в обе стороны это даст 2.16м.
Воспользовавшись несложным расчетом я получил сопротивление 0,73 Ома на метр.
Дальше посмотрев в таблицу я узнал соответствующее сечение кабеля, оно составило внушительные 0.024мм/кв.
Хорошо, что кабель вещь легко заменяемая.
После этого я решил все таки посмотреть, что у него внутри.Не то, что бы я не знал, как устроены БП. Но разбирать всякие вещи мне просто нравится 🙂
Открываются такие блоки питания очень легко. В щель между половинками корпуса вставляется лезвие ножа и постукивая небольшим молотком разрушается место склеивания половинок.
В общем тяжело и непонятно только первый раз, дальше это делается чуть сложнее чем выкрутить винты отверткой, плохо только то, что обратно собрать можно только с помощью клея.
В первую очередь бросается в глаза отсутствие фильтра питания, он даже не задуман здесь.Но при этом есть и плюсы, выходные конденсаторы поставили 1000х25, а не 470х16 как это бывает.
В общем в среднем ничего не изменилось, улучшится работа, но увеличатся помехи.
С обратной стороны платы маркировка D-32 в моем варианте против D-26 в похожем БП. Возможно мой БП выпущен позже и потому имеет другую версию платы.Так же можно увидеть, что конденсатор снаббера перенесен на нижнюю сторону платы, я такого не встречал, обычно они стоят сверху и не в СМД исполнении.
Рулит блоком питания неизвестный мне контроллер 63D12. Силовой транзистор такой же, 4N60C Схема блока питания предыдущей версии, отличия от данного БП минимальны. Изменено расположение некоторых элементов, под оптроном сделан защитный прорез в плате, что еще раз наводит на подозрения о более новом варианте исполнения данного БП.Но входной конденсатор так же не закреплен. Емкость мала для заявленной мощность в 60 Ватт.
Ну и естественно тестирование БПНагрузочные резисторы у меня по 10 Ом, что дает ток в 1.25 Ампера. резисторов три, соответственно я буду измерять характеристики до 3.75 Ампера.
Кроме того, я проводил измерения с подключением нагрузочных резисторов прямо к плате БП.
Итак.
Ток нагрузки 1.25 Ампера, напряжение на выходе 12.55 Вольта.
Попутно я снимал осциллограммы пульсаций на выходе БП, делитель щупа установлен на ослабление входного сигнала в 10 раз. Соответственно шкала 500мВ на деление. Ток нагрузки 2.5 Ампера. Напряжение поднялось до 12.57 Вольта. Пульсации. Ток нагрузки 3.75 Ампера, выходное напряжение 12.58 Вольта, выходная мощность около 47 Ватт, т.е. 80% Пульсации при этом составили около 0.6 Вольта. Не помогли даже конденсаторы большей емкости 🙁 В конце я оставил БП работать под нагрузкой в 3.75 Ампера дальше и решил посмотреть, какие будут температуры. БП был открыт, лежал радиаторами вверх.После 20 минут работы температура диодной сборки была 79 градусов, силового транзистора 77, трансформатора 76.
Выходное напряжение поднялось до 12.6 Вольта
На мой взгляд, многовато, максимум для этого БП 3-3.5 Ампера.
Резюме.Плюсы
Он все таки работает 🙂
Конденсаторы на выходе установили на 25 Вольт, а не на 16, хотя их размещение около силового диода совсем не оптимально.
Для токов нагрузки 3-3.5 Ампера вполне может подойти, но на всякий случай я бы ограничил ток нагрузки в 2.5-3 Ампера (возможно я больший пессимист :)).
В схеме БП используется ШИМ-контроллер, а не встречающаяся часто схема с автогенератором.
Минусы
Нельзя использовать на 100% нагрузки.
Отсутствие входного помехоподавляющего фильтра.
Довольно большие пульсации на выходе.
Кабель никакой, менять сразу.
Элементы внутри БП не закреплены.
Мое мнение, пациент скорее жив, чем мертв. Т.е. использовать данный БП вполне можно, а если еще и ‘допилить’ его, заменив выходные конденсаторы на низкоимпедансные и увеличить емкость входного хотя бы до 68, а лучше до 100мкФ, то будет очень даже неплохо. Данный БП имеет потенциал для доработки, БП сопоставимой мощности, но с автогенератором я бы не рекомендовал ни в каком виде.
Подойдет для питания всяких некритичных нагрузок типа светодиодных лент и т.п.
На данном сайте много разных примеров печати интересных конструкций. но у меня как то все руки не доходят до 3D печати, а при этом тоже хочется показать что у меня — Тоже голос есть, я тоже петь хочу 🙂
В общем мой рецепт приготовления правильного блока питания .
Некоторое время назад, я сам делал блоки питания, потом стало невыгодно и я это дело забросил. Но иногда для своих нужд все таки делаю, благо платы остались и их не надо травить, а достаточно просто некоторые детали купить, а другие достать из ящика стола.
Собирал я блоки питания на известном ШИМ контроллере TOP24xY.
Этот контроллер отличается довольно хорошей надежностью (за насколько лет я спалил всего один контроллер при экспериментах) и простотой конструкции БП.
Собирать БП я буду почти по схеме из даташита.
Для сборки с использовал давно разработанную плату. Изначально она была сделана под блок питания на 12 Вольт и ток 3 Ампера. Рассчитана под установку двух вариантов радиаторов и двух типов входных конденсаторов. Список элементов я не даю, все они есть на схеме и подписаны в файле трассировки.На рынке я купил только микросхему для него, остальные детали были уже в наличии, правда оптрон, регулируемый стабилитрон TL431, входной дроссель и Y1 конденсатор я выковырял из платы от старого монитора.
Глядя на эту фотографию подумал, чем не набор для самостоятельной сборки 🙂
Сначала установил на плату все лежачие компоненты. Лучше это сделать сразу, так как после установки габаритных деталей ставить мелкие неудобно. Установил габаритные компоненты. В качестве снаббера использован супрессор P6KE200A, я обычно не использую связку конденсатор + резистор.Под трансформатором и силовыми диодами есть отверстия для улучшения циркуляции воздуха и лучшего охлаждения этих элементов.
Подготовил крепеж к радиатору и ШИМ контроллер.Радиаторы я использую двух типов, для малой мощности это алюминиевые пластинки (эти радиаторы ставились в известных ЧБ телевизорах Электроника 23ТБ), для большей режу радиаторный профиль Ш-образной конструкции.
Данный контроллер умеет следить за понижением и повышением входного напряжения, а так же подключением внешних компонентов задавать ток защиты и частоту работы 66 или 133 КГц..Данные функции я не использую, так как плата разрабатывалась еще под TOP22x, которая подобных вещей не умеет.
Но TOP24x можно легко перевести в режим работы с тремя выводами, для этого надо просто соединить четыре средних вывода, это будет эквивалент среднего вывода TOP22x.
Отличие будет только в частоте работы, TOP22x работает на 100КГц, а TOP24x на 133КГц (в данном включении).
В схеме указан TOP244, я применил TOP246, он в магазине был заметно дешевле (около 1.1доллара), по хорошему ему надо ограничивать ток защиты, но практика показала, что защита от КЗ отрабатывает отлично.
После этого я перешел к намотке трансформатораДа, трансформатор можно купить готовый, как и блок питания. Но я держу дома запас разных сердечников и каркасов, что бы можно было в любой момент изготовить БП под любое необходимое мне напряжение.
В данном Бп использовался каркас с 8 выводами и сердечник Е25, одна половинка обычная, а вторая с укороченным центральным керном, для получения зазора (БП то обратноходовый, потому зазор необходим, без него работать не будет).
Расчет трансформатора я делал в программе PI Expert Suite 7.0.Но иногда, для удобства намотки и лучшего заполнения каркаса я делаю больше витков, чем предлагает программа. но изменяю пропорционально количество витков всех обмоток.
Если не злоупотреблять, то все работает отлично.
Программа показала что мне надо 77 витков первичной обмотки, 9 вторичной и 8 для питания ОС контроллера.
Я немного изменил их и сделал 85 первичной, 10 вторичной и 9 для питания цепи ОС.
Намотал первичную обмотку, обмотка сделана в два слоя, для межобмоточной изоляции я использую специальную ленту, она производится с разной шириной, специально под разные размеры каркасов. После этого я намотал вторичную обмотку. Вообще строго говоря, более правильно было бы ее разместить между двумя слоями первичной, для улучшения связи, но практика показала, что на небольших мощностях проходит и вариант, когда обмотка расположена сверху первичной.Мотал в два провода. Сначала зачистил концы, обвел их вокруг выводов каркаса, после этого намотал 10 витков.
Ну и в самую последнюю очередь обмотка питания цепи ОС (она же обмотка питания самого ШИМ контроллера), 9 витков.Попутно намотал выходной помехоподавляющий дроссель.
Последний слой внешней изоляции обмоток, вывел концы первичной обмотки и обмотки питания цепи ОС. Главное теперь случайно их не перепутать. Расположение выводов обмоток соответственно картинке вышеДля них я использовать провод диаметром 0.3мм, для вторичной 0.63мм.
После зачистки выводов обмоток закрепляем их на выводах каркаса и пропаиваем. Половинки каркаса я склеиваю клеем (можно использовать секундный клей либо момент, БФ, непринципиально.После этого, что бы сердечник не болтался, я обматываю его сначала узкой лентой, а после этого фиксирую всю конструкцию лентой той же ширины, что использовал для изоляции обмоток.
Это не даст рассоедениться половинкам даже если клей не будет держать, да и придает законченный вид трансформатору.
Вот так в итоге выглядит готовый трансформатор. Устанавливаем трансформатор и выходной дроссель. Предохранитель я пока не устанавливаю, позже будет понятно почему. Плата полностью спаяна, при пайке я использую припой диаметром 1мм с флюсом, дополнительно флюс в процессе не используется. Платы я заказывал на производстве сразу с лужением. При первом включении вместо предохранителя я припаиваю небольшую лампочку (15 Ватт), если БП собран без ошибок, то она либо не будет светиться вообще, либо будет еле еле накалена.Напряжение сходу получилось то, под которое и рассчитывал, даже не потребовалось подстраивать, но возможность подстройки не помешает.
Как-то было обсуждение насчет пайки плат.Я сделал пару фотографий как выглядит правильная пайка большинством припоев.
Остатки флюса я смыл при помощи ватки смоченной в ацетоне.
Общий вид
Один из участков поближе, если присмотреться, то видно даже мое отражение :))) БП я расчитвал на 15 Вольт и 1.5 Ампера. Ну и нагружать для теста буду соответственно на 1.5 ампера. Хотя данный БП даже в таком виде спокойно отдаст и 2 Ампера.Выходных диодов на плате два, так как по хорошему диоды должны быть рассчитаны на тройной ток от расчетного выходного. Я установил диоды 31DQ10 (100 Вольт и 3 Ампера), так как расчетный ток был 1.5х3=4.5 Ампера.
Кстати, мне уже как то попадались поддельные диоды с таким наименованием, отличаются повышенным нагревом, будьте бдительны.
Попутно я снял осциллограмму пульсаций на выходе БП под этой нагрузкой. Делитель щупа стоит в режиме 1:1. После проверки БП под нагрузкой я подпаиваю входной и выходной кабели, для моего применения кабели будут короткие и без разъемов.Так же сразу одеваю ‘хвостики’ (лучше перед пайкой), и дополнительно закрепляю кабели стяжками от вытягивания кабеля из корпуса.
Безопасности много не бывает, лучше перестраховаться.
После впаивания кабелей покрываю плату защитным лаком Пластик-70. Есть более крепкий лак — Уретан, но я его не использую, так как он дает слишком крепкое покрытие. Так выглядит полностью собранная плата, подготовлена к установке в корпус. Вид снизу. Я почти не использовал СМД компоненты, только конденсаторы параллельно выходным электролитам. Использован корпус Z-34B, т.е. высокий вариант этого корпуса, плата трассировалась именно под него, потому для установки надо прорезать 2 выреза под кабели, сделать одно отверстие под светодиод. после этого закрепить плату в корпусе при помощи четырех небольших шурупов (лучше предварительно просверлить отверстия диаметром 1.5мм в стойках корпуса). Последний этап, рассверливаются отверстия в нижней части корпуса и половинки скручиваются вместе.Все, БП готов.
Как говорят на канале дискавери — теперь вы знаете как это сделано, ну или как это должно быть сделано.Ну и конечно архив со схемой, трассировкой и даташитом.
Если есть вопросы, спрашивайте, с удовольствием отвечу.
Схемы блоков питания | 2 Схемы
Схемы самодельных блоков питания на различные напряжения и ток — простые БП для начинающих и мощные двухканальные регулируемые лабораторные источники питания со всеми защитами.
Лабораторный блок питания PS-1503D — это практически самый дешевый регулируемый китайский блок питания из представленных на Али. Технические данные лабораторного источника питания постоянного тока: модель: …
Представляем обзор простого блока питания в стиле «сделай сам» на основе готовых электронных модулей, заказанных у китайских друзей. Такой подход здорово экономит время и деньги, …
Всем привет, вот ещё одна интересная схемка — простой симметричный источник питания. Это не полноценный лабораторный источник питания, так что не нужно слишком много от …
Хочу поделиться схемой универсального лабораторного блока питания 0-22 В, 0-2,5 А. БП имеет полностью цифровой контроль. Устройство работает безупречно уже третий год, только внес изменения …
Попробовал недавно собрать схему мощного лабораторного блока питания 0-30 В с защитой 0-10 А, работает нормально. Принципиальная схема, печатная плата и файлы в общем архиве. …
В этой статье представим два самых простых регулируемых блока питания на базе популярных микросхем LM317 и LM337. Конструкции были сделаны из дешевых и легкодоступных деталей. …
Этот мощный самодельный блок питания состоит из двух отдельных модулей: управляющей части со стабилизатором и инвертора. В данной конструкции блока питания отсутствует силовой трансформатор (как …
Проект этого очень мощного импульсного источника питания давно ждал своего времени и наконец был воплощен в железе, потому что потребовался регулируемый лабораторный ИП повышенной мощности. …
Разрешите представить на суд уважаемых радиолюбителей и читателей сайта 2Схемы довольно необычный лабораторный источник питания с регулировками напряжения 0 — 20 В и током защиты …
Блок питания — комплект для самостоятельной сборки из одного зарубежного радиоконструктора, только тут трансформатор 2x 9 В 2,5 A, соответственно снижен в 2 раза предел …
Предпосылкой к проекту было создать простой и дешевый преобразователь напряжения. Постоянное напряжение 12 В при выходном переменном значении около 220 В и нагрузочной способности до …
Радиопередатчик, которым по долгу службы иногда пользуюсь, имеет напряжение 12 В, поэтому блок питания к нему требуется достаточной мощности. Купить готовый можно, но это же …
Разрешите представить на суд читателей сайта 2Схемы универсальный источник питания для радиомастерской, изготовленный из блока питания ATX с контроллером TL494. БП был создан быстро из …
Источник питания для некоторых планшетов, например Asus Eee, имеет нестандартное напряжение 9,5 В, 2,3 А. На рынке нет стабилизатора для этого напряжения, поэтому схема должна …
Понижающий преобразователь постоянного напряжения на TL494 представляет собой типичный ШИМ-контроллер и силовые транзисторы IRFZ44N. Катушка 40 мкГн участвует в преобразовании входного напряжения 12 Вольт в …
Очередная полезная покупка с сайта AliExpress — электронная нагрузка с тестером емкости аккумуляторов, хотя производитель дал модулю другое название: «тестер разрядки аккумулятора». Куплено было устройство …
Нужен мощный БП на ток более 10 Ампер? Вот одна из самых простых схем источников питания, которую можно собрать предварительно протестировав и отрегулировав. Исходные предположения …
Это обзор китайского блока питания на 2,5 А, где есть плавная регулировка напряжения в диапазоне 3-24 В. Существуют и другие версии этого блока питания, например: …
Трудно назвать проект полностью самодельным, если всего-то надо спаять между собой несколько готовых модулей, но для начинающих радиолюбителей такой подход будет вполне оправдан, поэтому редакция …
Данное электронное устройство предназначено для преобразования низкого постоянного напряжения в диапазоне 8-32 В в более высокое постоянное напряжение на выходе (до 410 В) [1-2]. Устройство …
Блок питания (12 Вольт) сделать самому своими руками. Схема блока питания на 12 Вольт
Блок питания 12 Вольт позволит осуществить питание практически любой бытовой техники, включая даже ноутбук. Обратите внимание на то, что на вход ноутбука подается напряжение до 19 Вольт. Но он прекрасно будет работать, если провести запитку от 12. Правда, максимальный ток составляет 10 Ампер. Только до такого значения потребление доходит очень редко, среднее держится на уровне 2-4 Ампер. Единственное, что следует учесть – при замене стандартного источника питания на самодельный использовать встроенную батарею не получится. Но все равно блок питания на 12 вольт идеально подходит даже для такого устройства.
Параметры блока питания
Самые главные параметры любого блока питания – это выходное напряжение и ток. Зависят их значения от одного – от используемого провода во вторичной обмотке трансформатора. О том, как провести выбор его, будет рассказано немного ниже. Для себя вы должны заранее решить, для каких целей планируется использовать блок питания 12 Вольт. Если необходимо запитывать маломощную аппаратуру – навигаторы, светодиоды, и прочее, то вполне достаточно на выходе 2-3 Ампер. И то этого будет много.
Но если вы планируете с его помощью осуществлять более серьезные действия – например, заряжать аккумуляторную батарею автомобиля, то потребуется на выходе 6-8 Ампер. Ток зарядки должен быть в десять раз меньше емкости АКБ – это требование обязательно учитывается. Если же возникает необходимость в подключении приборов, напряжение питания которых существенно отличается от 12 Вольт, то разумнее установить регулировку.
Как выбрать трансформатор
Первый элемент – это преобразователь напряжения. Трансформатор способствует преобразованию переменного напряжения 220 Вольт в такое же по амплитуде, только со значением, намного меньше. По крайней мере, вам нужно меньшее значение. Для мощных блоков питания за основу можно взять трансформатор типа ТС-270. У него высокая мощность, даже имеются 4 обмотки, которые выдают по 6,3 Вольт каждая. Они использовались для питания накала радиоламп. Без особого труда из него можно сделать блок питания 12 Вольт 12 Ампер, который сможет даже АКБ автомобиля заряжать.
Но если вас полностью не устраивают его обмотки, то можно вторичные все убрать, оставить только сетевую. И провести намотку провода. Проблема в том, как посчитать необходимое количество витков. Для этого можно воспользоваться простой схемой вычисления – посчитайте, сколько витков содержит вторичная обмотка, которая выдает 6,3 Вольт. Теперь просто разделите 6,3 на число витков. И вы получите величину напряжения, которое можно снять с одного витка провода. Осталось только высчитать, сколько нужно намотать витков, чтобы на выходе получить 12,5-13 Вольт. Будет даже лучше, если на выходе окажется на 1-2 Вольт напряжение выше требуемого.
Изготовление выпрямителя
Что такое выпрямитель и для чего он нужен? Это устройство на полупроводниковых диодах, которое является преобразователем. С его помощью переменный ток превращается в постоянный. Для анализа работы выпрямительного каскада нагляднее использовать осциллограф. Если на перед диодами вы увидите синусоиду, то после них окажется практически ровная линия. Но мелкие куски от синусоиды все равно останутся. От них избавитесь после.
К выбору диодов стоит отнестись с максимальной серьезностью. Если блок питания на 12 Вольт будет использоваться в качестве зарядчика аккумулятора, то потребуется использовать элементы, у которых величина обратного тока до 10 Ампер. Если же намерены осуществлять питание слаботочных потребителей, то вполне достаточно окажется мостовой сборки. Вот тут стоит остановиться. Предпочтение стоит отдавать схеме выпрямителя, собранного по типу мост – из четырех диодов. Если применить на одном полупроводнике (однополупериодная схема), то КПД блока питания уменьшается практически вдвое.
Блок фильтров
Теперь, когда на выходе имеется постоянное напряжение, то необходимо, чтобы схема блока питания на 12 Вольт была немного усовершенствована. Для этой цели нужно использовать фильтры. Для питания бытовой техники достаточно применить LC-цепочку. О ней стоит рассказать более подробно. К плюсовому выходу выпрямительного каскада подключается индуктивность – дроссель. Ток должен проходить через него, это первая ступень фильтрации. Далее идет вторая – электролитический конденсатор с большой емкостью (несколько тысяч микрофарад).
После дросселя к плюсу подключается электролитический конденсатор. Второй его вывод соединяется с общим проводом (минусом). Суть работы электролитического конденсатора в том, что он позволяет избавиться от всей переменной составляющей тока. Помните, на выходе выпрямителя оставались небольшие кусочки синусоиды? Вот, именно от нее нужно избавиться, иначе блок питания 12 Вольт 12 Ампер будет создавать помеху для устройства, подключаемого к нему. Например, магнитола или радиоприемник будет издавать сильный гул.
Стабилизация напряжения на выходе
Для осуществления стабилизации выходного напряжения можно воспользоваться одним всего полупроводниковым элементом. Это может быть как стабилитрон с напряжением рабочим 12 Вольт, так и более современные и совершенные сборки типа LM317, LM7812. Последние рассчитаны на стабилизацию напряжения на уровне 12 Вольт. Следовательно, даже при условии, что на выходе выпрямительного каскада 15 Вольт, после стабилизации останется всего 12. Все остальное уходит в тепло. А это значит, что крайне важно устанавливать стабилизатор на радиатор.
Регулировка напряжения 0-12 Вольт
Для большей универсальности прибора стоит воспользоваться несложной схемой, которую можно соорудить за несколько минут. Такое можно воплотить при помощи ранее упомянутой сборки LM317. Только отличие от схемы включения в режиме стабилизации будет небольшое. В разрыв провода, который идет на минус, включается переменный резистор 5 кОм. Между выходом сборки и переменным резистором включено сопротивление около 220 Ом. А между входом и выходом стабилизатора защита от обратного напряжения – полупроводниковый диод. Таким образом, блок питания 12 Вольт, своими руками собранный, превращается в многофункциональное устройство. Теперь остается только произвести сборку его и градуировку шкалы. А можно и вовсе на выходе поставить электронный вольтметр, по которому и смотреть текущее значение напряжения.
Источник постоянного питания 12 В для светодиодных цепей (Часть 4/13)
В предыдущих проектах были разработаны регулируемые цепи питания. Иногда напряжение для управления конкретной схемой уже известно, и необходимо спроектировать схему источника питания для вывода постоянного напряжения. В этом проекте разработана схема постоянного питания 12 В для питания цепей светодиодов. Схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы в ней не было никаких колебаний или ряби. Схема будет получать питание от основных источников переменного тока и преобразует его в источник постоянного тока 12 В без пульсаций.Схема сможет потреблять максимальный ток 1А.
В схемах светодиодов избыточный ток через светодиоды, превышающий их номинальный прямой ток, может привести к чрезмерному повышению их температуры, навсегда или временно повредив их. Следовательно, в таких случаях очень важно иметь постоянное напряжение. К выходу схемы, разработанной в этом проекте, можно подключить один светодиод или комбинацию светодиодов, для которых требуется сетевой вход 12 В.
В силовой цепи, разработанной в этом проекте, используется стабилизатор напряжения 7812 IC и стандартные шаги проектирования силовой цепи, такие как понижение напряжения переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока и сглаживание напряжения постоянного тока для получения прямого ввода от сети переменного тока.
Необходимые компоненты —Рис.1: Список компонентов, необходимых для постоянного источника питания 12 В для светодиодных цепей
Блок-схема —Рис. 2: Блок-схема постоянного источника питания 12 В для светодиодных цепей
Подключение цепей —Схема собирается поэтапно, каждая ступень служит определенной цели. Для понижения 230 В переменного тока используется трансформатор 18 — 0 — 18 В.Вторичная обмотка трансформатора соединена с мостовым выпрямителем. Полный мостовой выпрямитель создается путем соединения друг с другом четырех диодов 1N4007, обозначенных на схемах как D1, D2, D3 и D4. Катод D1 и анод D2 соединены с одной из вторичной катушки, а катод D4, а анод D3 соединен с центральной лентой вторичной катушки. Катоды D2 и D3 подключены, из которых одна клемма снята с выхода выпрямителя, а аноды D1 и D4 подключены, из которых другая клемма снята с выхода двухполупериодного выпрямителя.Провод протягивается от центральной ленты трансформатора, который служит землей для положительного и отрицательного выходов постоянного тока.
Предохранитель на 1 А последовательно подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя для защиты от источников переменного тока. Конденсатор емкостью 470 мкФ (обозначенный на схеме как C1) подключен между выходными клеммами двухполупериодного выпрямителя для сглаживания. Для регулирования напряжения микросхема LM-7812 подключена параллельно сглаживающему конденсатору. Выходной сигнал поступает с клеммы выхода напряжения на микросхеме 7812 IC.
Как работает схема —Силовая цепь работает по четко определенным стадиям, каждая из которых служит определенной цели. Схема работает в следующих этапах —
1. Преобразование переменного тока в переменный
2. Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление
3. Сглаживание
4. Регулирование напряжения
Преобразование переменного тока в переменный
Напряжение основных источников питания (электричество, подаваемое через промежуточный трансформатор после понижения линейного напряжения от генерирующей станции) составляет приблизительно 220–230 В переменного тока, которое в дальнейшем необходимо понизить до уровня 12 В.Для понижения напряжения 220 В переменного тока до 12 В переменного тока используется понижающий трансформатор с центральной обмоткой. Использование трансформатора с центральным ответвлением позволяет генерировать как положительное, так и отрицательное напряжение на входе, однако с трансформатора будет поступать только положительное напряжение. В схеме наблюдается некоторое падение выходного напряжения из-за резистивных потерь. Поэтому необходимо использовать трансформатор с высоким номинальным напряжением, превышающим требуемые 12 В. Трансформатор должен обеспечивать на выходе ток 1А. Наиболее подходящий понижающий трансформатор, отвечающий указанным требованиям по напряжению и току, — 18–0–18 В / 2 А.Эта ступень трансформатора снижает сетевое напряжение до +/- 18 В переменного тока, как показано на рисунке ниже.
Рис. 3: Схема трансформатора 18-0-18 В
Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление
Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока путем выпрямления. Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — это полуволновое выпрямление, а другое — полноволновое выпрямление.В этой схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель используется для преобразования 36 В переменного тока в 36 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое выпрямление, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока. В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода соединены таким образом, что ток течет через них только в одном направлении, что приводит к возникновению сигнала постоянного тока на выходе. Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.
Рис. 4: Принципиальная схема полноволнового выпрямителя
Во время положительного полупериода питания диоды D2 и D4 проходят последовательно, в то время как диоды D1 и D3 смещены в обратном направлении, и ток протекает через выходной контакт, проходя через D2, выходной контакт и D4. Во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 проходят последовательно, но диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и ток протекает через D3, выходную клемму и D1. Направление тока в обоих направлениях через выходную клемму в обоих условиях остается неизменным.
Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая положительный цикл полнополупериодного выпрямителя
Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая отрицательный цикл полнополупериодного выпрямителя
Диоды 1N4007 выбраны для построения двухполупериодного выпрямителя, поскольку они имеют максимальный (средний) номинальный прямой ток 1 А и в состоянии обратного смещения они могут выдерживать пиковое обратное напряжение до 1000 В. Поэтому в этом проекте для двухполупериодного выпрямления используются диоды 1N4007.
Сглаживание
Сглаживание — это процесс сглаживания или фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора. Выход двухполупериодного выпрямителя не является постоянным напряжением постоянного тока. Выходной сигнал выпрямителя в два раза превышает частоту основного источника питания, но имеет пульсации. Следовательно, его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе стабильное постоянное напряжение.Итак, конденсатор (обозначенный на схеме как C1) большой емкости подключен к выходу схемы выпрямителя. Поскольку постоянный ток, который должен быть выпрямлен схемой выпрямителя, имеет много всплесков переменного тока и нежелательных пульсаций, для уменьшения этих выбросов используется конденсатор. Этот конденсатор действует как фильтрующий конденсатор, который пропускает через него весь переменный ток на землю. На выходе среднее оставшееся постоянное напряжение более плавное и без пульсаций.
Рис.7: Принципиальная схема сглаживающего конденсатора
Регулирование напряжения
Для обеспечения на выходе стабилизированного 12В используется микросхема LM7812.Эта ИС способна обеспечивать ток до 1А. Он будет обеспечивать регулируемое и стабилизированное напряжение на выходе независимо от изменений входного напряжения и тока нагрузки. Микросхема LM7812 может иметь входное напряжение от 14,8 В до 27 В и обеспечивает постоянное выходное напряжение от 11,5 В до 12,5 В. Микросхема способна обеспечивать на выходе максимальный ток 1А.
LM7812 имеет следующую допустимую внутреннюю рассеиваемую мощность:
Pout = (Максимальная рабочая температура IC) / (Тепловое сопротивление, переход от окружающей среды + тепловое сопротивление, переход от корпуса к корпусу)
Pout = (125) / (65 + 5) (значения согласно даташиту)
Pout = 1.78 Вт
Таким образом, внутренняя часть LM7812 может выдерживать рассеиваемую мощность до 1,78 Вт. При мощности выше 1,78 Вт микросхема не переносит выделяемое количество тепла и начинает гореть. Это также может вызвать серьезную опасность возгорания. Поэтому радиатор необходим для отвода чрезмерного тепла от ИС.
Рис. 8: Принципиальная схема регулятора напряжения для постоянного источника питания 12 В
Тестирование и меры предосторожности —При сборке схемы следует соблюдать следующие меры предосторожности —
• Номинальный ток понижающего трансформатора, мостовых диодов и ИС регулятора напряжения должен быть больше или равен требуемому току на выходе.В противном случае он не сможет подавать требуемый ток на выходе.
• Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше максимального требуемого выходного напряжения. Это связано с тем, что микросхема 7812 принимает падение напряжения примерно от 2 до 3 В. Таким образом, входное напряжение должно быть на 2–3 В выше максимального выходного напряжения и должно быть в пределах входного напряжения (14,5–27 В. ) Из LM7812.
• Конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение.В противном случае конденсаторы начнут пропускать ток из-за превышения напряжения на их пластинах и вырвутся наружу.
• На выходе выпрямителя следует использовать конденсатор, чтобы он мог справляться с нежелательными сетевыми шумами. Аналогичным образом рекомендуется использовать конденсатор на выходе регулятора для обработки быстрых переходных процессов и шума на выходе. Емкость выходного конденсатора зависит от отклонения напряжения, колебаний тока и переходного времени отклика конденсатора.
• Для работы с высокой нагрузкой на выходе необходимо установить радиатор в отверстия регулятора. Это предотвратит сдувание микросхемы из-за рассеивания тепла.
• Поскольку ИС регулятора может потреблять ток только до 1А, необходимо подключить предохранитель на 1А. Этот предохранитель ограничит ток в регуляторе до 1А. При токе выше 1 А предохранитель сгорит, и это отключит входное питание от цепи. Это защитит микросхему схемы и регулятора от тока, превышающего 1 А.
После того, как схема собрана, ее можно проверить с помощью мультиметра. Измерьте выходное напряжение на выводах 7812 IC и начните тестирование с последовательными цепями светодиодов.
Давайте сначала протестируем схему со светодиодами 1,8 В. Максимум 6 светодиодов этого номинала могут быть подключены последовательно к выходу с ограничивающим резистором 68 Ом. Каждому светодиоду требуется примерно 1,8 В для смещения вперед и начала свечения. Входное напряжение в схему — 12В,
Vin = 12 В (из 7812)
Суммарное падение напряжения на 6 светодиодах будет 10.8 В,
В = 1,8 * 6 = 10,8 В
Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —
I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1
I = (12 — 10,8) / 68
I = 17,6 мА
Для светодиода с напряжением 1,8 В требуется приблизительно 20 мА прямого тока для правильного освещения без нарушения его предельного значения прямого тока. Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 68 Ом) для ограничения тока.
Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:
Рассеиваемая мощность
P выход = (Vin — Vout) * Iout
Pвых = (12-10,8) * (0,0176)
Pout = 21,12 мВт
Рис.9: Принципиальная схема светодиодов серии
Тестирование схемы с помощью светодиодов 2.2V привело к следующим результатам. На выходе можно последовательно подключить не более 5 светодиодов этого номинала с ограничивающим резистором 47 Ом. Каждому светодиоду нужно примерно 2.2 В, чтобы сместиться вперед и начать светиться. Входное напряжение в схему — 12В,
Vin = 12 В (из 7812)
Суммарное падение напряжения на 5 светодиодах будет 11 В,
В = 2,2 * 5 = 11 В
Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —
I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1
I = (12–11) / 47
I = 21,2 мА
Для светодиода с напряжением 2,2 В требуется приблизительно 25 мА прямого тока для правильного освещения без нарушения его предельного значения прямого тока.Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 47 Ом) для ограничения тока.
Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:
Рассеиваемая мощность
P выход = (Vin — Vout) * Iout
P вых = (12-11) * (0,0212)
P вых = 21,2 мВт
Рис.10: Принципиальная схема светодиодов серии
Тестирование схемы с помощью светодиодов 3,3 В привело к следующим результатам. Максимум 3 светодиода этого номинала могут быть подключены последовательно к выходу с ограничивающим резистором 6 или 7 Ом.Каждому светодиоду требуется примерно 3,3 В для прямого смещения и начала свечения. Напряжение на входе в схему — 12В,
Vin = 12 В (из 7812)
Суммарное падение напряжения на 3 светодиодах составит 10 В,
В = 3,3 * 3 = 9,9 В
Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —
I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1
I = (12 — 9,9) / 6
I = 350 мА
Для светодиода 3.3 В, для правильного освещения без нарушения ограничения прямого тока требуется примерно 300–350 мА прямого тока. Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 6 или 7 Ом) для ограничения тока.
Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:
Рассеиваемая мощность
P выход = (Vin — Vout) * Iout
P вых = (12-9,9) * (0,350)
P вых = 735 мВт
Рис.11: Принципиальная электрическая схема светодиодов серии
Другие комбинации светодиодов также могут быть проверены при условии использования правильного токоограничивающего резистора и с учетом того, что входной ток, необходимый для схемы (комбинация светодиодов), не должен превышать 1 А.Из приведенных выше тестов видно, что рассеиваемая мощность всегда меньше 1,78 Вт (внутренний допустимый предел 7812). Тем не менее, рекомендуется использовать радиатор для охлаждения ИС и увеличения срока ее службы.
Схема блока питания, разработанная в этом проекте, может использоваться для питания светодиодных лент и тросов. Его также можно использовать для питания светодиодных плат. Как правило, с помощью этого блока питания можно запитать любую схему, которая требует постоянного напряжения 12 В с ограничением тока 1 А.
Схемы соединенийПодано в: Учебные пособия
Схема источника питания постоянного тока 12 В
ТЕОРИЯ РАБОТЫ, СХЕМА, СХЕМА ПЛАТЫ
ОПИСАНИЕ.
На приведенной ниже принципиальной схеме показана простая тривиальная недорогая схема импульсного источника питания постоянного тока 12 В постоянного тока 50 Вт, работающая в автономном режиме. Его можно использовать для домашних проектов DIY или для изучения работы обратных преобразователей. Этот блок питания может работать в универсальном диапазоне входных линий переменного тока 90-264 В переменного тока.Он обеспечивает номинальное выходное напряжение 12 В постоянного тока при нагрузке более 4 А. Регулировка линии и нагрузки лучше 0,5%.Устройство имеет защиту от перегрузки по току, перегрева и перенапряжения, а также пассивное ограничение пускового тока. Пульсации на выходе составляют примерно 0,2 В от пика до пика в диапазоне от 0 до 20 МГц. Если вам нужно уменьшить пульсации, вы можете установить дополнительный выходной конденсатор или LC-фильтр вне контура обратной связи. Этот проект представляет собой модификацию схемы 24 В, которую я разработал много лет назад в качестве консультанта для небольшой компании.Эта компания хотела заменить подключаемый модуль на дешевый стандартный источник питания переменного тока в постоянный, у которого было долгое время выполнения заказа. К тому времени, когда я закончил дизайн и построил прототип, они нашли готовую деталь в другом месте на складе. Таким образом, они так и не приступили к производству этого модуля. Соответственно, я не тестировал эту конструкцию, кроме базовой DVT. Вы можете построить эту схему для личного использования (конечно, на свой страх и риск). Но вам не разрешается где-либо повторно публиковать содержимое этой страницы или использовать его в коммерческих целях без моего разрешения.
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ О БЕЗОПАСНОСТИ.
Для безопасного тестирования или поиска неисправностей в этой цепи рекомендуется запитать ее через изолирующий трансформатор или от изолированного источника переменного тока. Также обратите внимание, что автономный однотранзисторный обратноходовой преобразователь генерирует внутреннее напряжение, которое может достигать 600 В. Не пытайтесь играть с этой схемой, если вы не достигли совершеннолетия, не разбираетесь в силовой электронике и не знаете, как безопасно обращаться с высоким напряжением. Вы можете пройти нашу быструю викторину по безопасности источников питания. СХЕМА:
РАБОТА С ЦЕПЕЙ.
В этом источнике питания переменного тока в постоянный используется обратный ход, который представляет собой простейшую топологию преобразователя SMPS. Он использует МОП-транзистор 800 В / 11 А (Q1) в качестве коммутирующего устройства и ШИМ-контроллер UC3844AN (U3). Входная секция включает предохранитель, фильтр электромагнитных помех, NTC-резистор R1, ограничивающий пусковой ток, полный мостовой выпрямитель CR1 и конденсатор C2 фильтра шины постоянного тока.
Начальный пусковой ток для ИС с ШИМ обеспечивается «стекающими» резисторами R7, R8, которые пропускают небольшой ток, который заряжает конденсатор C7 Vcc.Когда вывод Vcc U3 достигает положительного порога блокировки при пониженном напряжении (обычно 14–16 В), ИС начинает работать и будет включать и выключать переключатель Q1 через резистор управления затвором R4 с фиксированной частотой (в этой схеме это 100 кГц). Когда Q1 включается, напряжение шины постоянного тока подается на первичную обмотку трансформатора T1, ток через первичную обмотку трансформатора нарастает, а энергия накапливается в магнитном поле трансформатора. Диоды D4 и D7 в течение этого временного интервала имеют обратное смещение.Когда Q1 выключается, энергия, запасенная в магнитном поле, заставляет напряжения на всей обмотке менять полярность. В результате выходные выпрямители D4 и D7 проводят ток, и накопленная энергия передается на выход и в цепь смещения. После запуска преобразователя смещение для управляющей ШИМ поступает от обмотки смещения трансформатора.
Контур управления с обратной связью вторичной стороны использует прецизионный шунтирующий стабилизатор D1 TL431 как в качестве опорного сигнала, так и в качестве усилителя ошибки. Он сравнивает разделенное выходное напряжение с внутренним опорным сигналом 2 D1.5В. Оптопара U1 подает ток, пропорциональный сигналу ошибки, через границу гальванической развязки трансформатора обратно в первичный ШИМ. Если точное регулирование выхода не требуется, обратная связь может быть взята из напряжения смещения на C9 и подана через делитель на вывод обратной связи 2.
Первичный ток в T1 измеряется резистором R6. Это напряжение измерения тока подается через фильтр пиковых значений на клемму датчика тока U3, где оно сравнивается с уменьшенным сигналом ошибки на выводе компенсации 1.Когда линейное изменение напряжения считывания тока достигает 1/3 (V pin1 -1), импульс прекращается, и Q1 выключается.
Стабилитрон D6 с оптопарой U2 обеспечивает защиту от перенапряжения на выходе без фиксации.
Термовыключатель отключает источник питания, когда температура на радиаторе MOSFET превышает 95-100 ° C.
Вот полная спецификация. Отметим, что он был составлен более десяти лет назад. Некоторые номера деталей могут потребовать замены.
ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА:
СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР | |
| Конструкция трансформатора может выглядеть необычно.Обратите внимание, что обратный трансформатор работает как индуктор: он накапливает энергию в магнитном поле в течение периода включения Q1. Затем он передает его (за вычетом потерь) во вторичные обмотки в течение периода выключения Q1. Для эффективного хранения энергии с минимальным физическим размером, немагнитный зазор необходим последовательно с материалом магнитного сердечника с высокой магнитной проницаемостью. В конструкции трансформатора с обратным ходом обычно используются ферритовые сердечники с физическим зазором или порошковые металлические сердечники с естественным распределенным зазором.Ферриты с зазором обычно имеют более низкие потери, но у них крутая кривая насыщения. Порошковые сердечники имеют более высокие потери, но их кривая B (H) мягкая. Среди других форм-факторов тороидальные трансформаторы имеют самую низкую индуктивность рассеяния. В данном БП трансформатор выполнен на порошковом тороидальном сердечнике KoolM. Правильная фазировка обмотки имеет решающее значение в обратноходовых преобразователях, как и во всех несимметричных преобразователях. Если обмотки перепутаны по фазе, схема не будет работать или может просто взорваться. Обратитесь к приведенной выше схеме и схеме обмотки для правильной установки трансформатора.Все катушки в этой конструкции должны быть сделаны из проволоки с двумя или более слоями тефлоновой изоляции, чтобы обеспечить усиленную изоляцию между первичной и вторичной обмотками. Также см. Связанные страницы: | |
Схема двойного источника питания +12 В и -12 В
Целью этого проекта является преобразование источника переменного тока 220 В в источник питания +12 В и -12 В постоянного тока , поэтому он назван Dual Power Supply , как мы получить одновременно положительный и отрицательный источник питания 12 В.
Этого можно достичь за три простых шага:
- Во-первых, 220 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока с помощью простого понижающего трансформатора (220 В / 12 В).
- Во-вторых, выходной сигнал этого трансформатора передается на схему выпрямителя, которая преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока. На выходе схемы выпрямителя, которая является постоянным током, наблюдаются колебания выходного напряжения. Для фильтрации этих пульсаций используется конденсатор 2200 мкФ, 25 В.
- Наконец, выход конденсатора, представляющий собой чистый постоянный ток, подается на регуляторы напряжения IC 7812 и IC7912, которые будут регулировать выходное напряжение на 12 В и -12 В постоянного тока, несмотря на изменение входного напряжения.
Требуемые компоненты:
- Трансформатор с центральным ответвлением (220 В / 12 В)
- Силовые диоды (6А) — 4 шт.
- Конденсатор (2200 мкФ, 25 В) — 2 шт.
- Регулятор напряжения (IC 7812 и 7912)
- Тумблер
- Нагрузка постоянного тока (двигатель постоянного тока)
:
Создание схемы двойного источника питания:
Шаг-I: преобразование 220 В переменного тока в 12 В переменного тока с помощью понижающего трансформатора
Первичные выводы центрального ответвительного трансформатора подключены к бытовой электросети (220 В, переменного тока, , 50 Гц), а выход берется с вторичных выводов трансформатора.Центральное ответвление описывает выходное напряжение трансформатора с центральным ответвлением. Например: трансформатор 24 В с центральным ответвлением будет измерять 24 В переменного тока на двух внешних отводах (обмотка в целом) и 12 В переменного тока от каждого внешнего отвода до центрального отвода (половина обмотки). Эти два источника питания 12 В, , переменного тока, , сдвинуты по фазе на 180 градусов друг к другу, что упрощает получение от них положительного и отрицательного 12-вольтных источников питания постоянного тока и . Преимущество использования трансформатора с центральным ответвлением состоит в том, что мы можем получить питание как + 12В, так и -12В dc , используя только один трансформатор.
ВХОД : 220 В переменного тока , 50 Гц
ВЫХОД : Между внешней клеммой и средней клеммой: 12 В, переменного тока, 50 Гц
Между двумя внешними клеммами: 24 В перем. 50 Гц
Шаг — II: Преобразование 12 В переменного тока в 12 В постоянного тока с помощью мостового выпрямителя
Две внешние клеммы трансформатора с центральным ответвлением подключены к схеме мостового выпрямителя.Схема выпрямителя представляет собой преобразователь, который преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока . Обычно он состоит из диодных переключателей, как показано на принципиальной схеме.
Чтобы преобразовать ac в dc , мы можем сделать два типа выпрямителей: один — полумостовой выпрямитель, а второй — полный мостовой выпрямитель. В полумостовом выпрямителе выходное напряжение составляет половину входного напряжения. Например, если входное напряжение составляет 24 В, то выходное напряжение dc составляет 12 В, а количество диодов, используемых в этом типе выпрямителя, равно 2.В полномостовом выпрямителе количество диодов равно 4, и он подключен, как показано на рисунке, а выходное напряжение совпадает с входным.
Здесь используется полный мостовой выпрямитель . Таким образом, количество диодов равно 4, входное напряжение (24 В, переменного тока, ) и выходное напряжение также равно 24 В, постоянного тока, , с пульсациями в нем.
Для выходного напряжения полного мостового выпрямителя,
V DC = 2Vm / Π, где Vm = пиковое значение напряжения питания переменного тока, а Π Pi
Форма сигнала входного и выходного напряжения полного мостового выпрямителя показана ниже.
В этой схеме двойного источника питания диодный мостовой выпрямитель состоит из четырех силовых диодов на 6 А. Номинал этого диода 6А и 400В. Нет необходимости использовать такое количество диодов с высокой токовой нагрузкой, но из соображений безопасности и гибкости используется диод с высокой токовой нагрузкой. Как правило, из-за скачков тока возможно повреждение диода, если мы используем диод с малым током.
Выход выпрямителя не чистый dc , но на нем есть пульсации.
ВХОД: 12 В переменного тока
ВЫХОД: 24 В пик (с волнами)
Шаг III: Отфильтруйте рябь на выходе:
Теперь выход 24V dc , который содержит пульсации от пика до пика, нельзя подключать напрямую к нагрузке. Так, чтобы убрать рябь с питания , используются конденсаторы фильтра. Теперь используются два фильтрующих конденсатора номиналом 2200 мкФ и 25 В, как показано на принципиальной схеме.Соединение обоих конденсаторов таково, что общий вывод конденсаторов подключается непосредственно к центральному выводу центрального трансформатора с ответвлениями. Теперь этот конденсатор будет заряжен до 12 В постоянного тока , поскольку оба подключены к общей клемме трансформатора. Кроме того, конденсаторы удаляют пульсации от источника dc и дают чистый выходной сигнал dc . Но выход обоих конденсаторов не регулируется. Итак, чтобы сделать питание регулируемым, выходные конденсаторы передаются на микросхемы регулятора напряжения, что объясняется в следующем шаге.
ВХОД: 12V dc (с волнами, не чисто)
ВЫХОД: Напряжение на конденсаторе C 1 = 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока, , но не регулируемый)
Напряжение на конденсаторе C 2 = 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока, , но не регулируемый)
Шаг-IV: Отрегулируйте источник питания постоянного тока 12 В
Следующим важным моментом является регулировка выходного напряжения конденсаторов, которое в противном случае будет изменяться в соответствии с изменением входного напряжения.Для этого в зависимости от требований к выходному напряжению используются микросхемы стабилизаторов . Если нам нужно выходное напряжение +12 В, то используется IC 7812. Если требуемое выходное напряжение составляет + 5В, то используется 7805 IC. Последние две цифры IC обозначают номинальное выходное напряжение. Третья последняя цифра показывает положительное или отрицательное напряжение. Для положительного напряжения (8) и для отрицательного напряжения (9) используется число. Таким образом, IC7812 используется для регулирования напряжения +12 В, а IC7912 — для регулирования напряжения -12 В.
Теперь соединение двух микросхем выполняется, как показано на принципиальной схеме.Клемма заземления обеих ИС соединена с клеммой центрального отвода трансформатора для создания опорного сигнала. Теперь выходные напряжения измеряются между выходной клеммой и клеммой заземления для обеих ИС.
ВХОД: 12V dc (чистый dc , но не регулируемый)
ВЫХОД: + 12V dc между выходной клеммой 7812 и землей (чистый dc и регулируемый)
-12V dc между выходной клеммой 7912 и землей (чистый dc и регулируемый)
Применение двойной цепи питания:
- Операционным усилителям требуется два источника питания (обычно один положительный источник и один отрицательный источник), потому что операционный усилитель должен работать при обеих полярностях входящего сигнала.Без отрицательного источника операционный усилитель не будет работать во время отрицательного цикла сигнала. Таким образом, выход этой сигнальной части будет «обрезан», то есть сам останется на земле; что явно не рекомендуется.
- Если в качестве нагрузки используются двигатели постоянного тока, то для +12 В он будет вращаться по часовой стрелке, а для -12 В он будет вращаться в противоположном направлении. Например, двигатели, которые используются в игрушках (автомобиль, автобус и т. Д.), Будут двигаться вперед при напряжении +12 В и двигаться назад при напряжении -12 В.Мы показали вращение двигателя в обоих направлениях, используя эту схему двойного источника питания, в видео ниже .
Проверьте нашу другую цепь питания :
Базовая таблица источников питания переменного и постоянного тока
Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!
Примечания:По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом.С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу. Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.
Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить своих собственных «практических задач» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока.Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.
Еще одна причина для следования этому методу практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схем.
Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся.Обсудите эти вопросы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать. Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!
Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:
Какова цель студентов, посещающих ваш курс?
Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, то они должны учиться на реальных схемах, когда это возможно.Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планируют, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.
Кроме того, если студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичных исследований , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электротехники / электроники в автономном режиме.
В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их ученики применяли высшую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставьте своих учеников практиковать математику на множестве реальных схем!
Как построить универсальный регулируемый блок питания постоянного тока от 0 до 12 В
Предисловие
Построить предлагаемую схему регулируемого источника постоянного тока от 0 до 12 В настолько просто, что ее может даже собрать любой электронный новичок в половину час.Более того, максимальное выходное напряжение не может быть ограничено только 12 вольт, а может быть увеличено до 32 вольт (бесступенчато) путем простого изменения номиналов трансформатора соответствующим образом. Вся операция становится удивительно простой только благодаря наличию этой выдающейся микросхемы — LM 338.
Сама по себе микросхема проста. У него всего три отведения, поэтому путаница значительно снижается. Все встроено — просто подключите пару пассивных компонентов к его выводам, и вы сразу же начнете создавать желаемое выходное напряжение.
Перед тем, как перейти к фактическому описанию схемы, давайте сначала обсудим некоторые из ее конструктивных характеристик:
- Максимально допустимый мгновенный пиковый ток 7 ампер
- 5 Ампер постоянного и постоянного тока пропускной способности
- Выход регулируется от 1,2 вольт до 32 В постоянного тока
- Отличное регулирование линии и нагрузки, обычно 0,005% / В и 0,1% соответственно
- Встроенные средства защиты безопасной зоны от коротких замыканий, перегрузок и т. д.
- Выходной ток не зависит от температуры корпуса микросхемы
Описание схемы
Обращаясь к рисунку, мы находим, что конструкция довольно проста. Давайте проанализируем функции и важность различных компонентов, задействованных в IC LM 338, с помощью следующего обсуждения:
Понижающий трансформатор TR1 снижает напряжение в сети переменного тока до требуемого уровня, мостовая диодная схема выпрямляет его, а конденсатор C1 выполняет необходимая фильтрация.Полученный таким образом чистый постоянный ток подается в конфигурацию IC 338 для дальнейшей обработки.
Конденсатор C3, который предпочтительно представляет собой танталовый конденсатор, действует в качестве эффективного обхода для нежелательных остаточных сигналов переменного тока,
C2 включен для улучшения подавления пульсаций. Это исключает любую возможность усиления пульсаций на выходе при увеличении напряжения за счет эффективного обхода небольшого содержания пульсаций на клеммах ADJ. Как указано выше, здесь больше подходит твердотельный танталовый конденсатор из-за его характеристик низкого импеданса даже на относительно более высоких частотах.
Резистор R1, определяющий ток, должен быть подключен как можно ближе к выводам ИС. Несмотря на то, что микросхема оснащена отличной функцией регулирования нагрузки, подключение R1 рядом с его выводами устраняет падение потенциала линии, улучшая эффективность регулирования нагрузки.
Диоды D5 и D6 также выполняют важные функции. В случае, если выходной конденсатор C3 случайно закорочен подключенной нагрузкой, это может вызвать сильный всплеск обратного тока во внутренней схеме ИС.D5 эффективно отводит выбросы и помогает избежать возможного повреждения ИС из-за выбросов, генерируемых разряжающимися конденсаторами. D6 предназначен для защиты от скачков разряда конденсатора C2.
Напряжение изменяется с помощью комбинации двух потенциометров VR1 и VR2. Включение двух потенциометров может выглядеть несколько необычно, однако использование двух элементов управления позволяет получать широкий диапазон выходного напряжения и дискретные настройки калибровки устройства, что делает его более эффективным и универсальным.
Перечень деталей
Для построения предлагаемой схемы регулируемого блока питания от 0 до 12 В вам потребуются следующие детали:
Все резисторы 1/4 Вт, CFR, 5%, если не указано иное.
R1 = 120E
VR1 = 10K
VR2 = 4K7
C1 = 2200 мкФ / 50 В
C2 = 1 мкФ / 50 В, TANT.
C3 = 10 мкФ / 50 В, ТАНТ.
D1 —— D6 = 6 Ампер, 300 В
IC1 = LM 338, TO-3
TR1 = 25-0-25 В, 5 Ампер. ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОТВОДИТЕЛЬ НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ
ОТОПИТЕЛЬ = КАНАЛ «C», TO-3
M1 = ВОЛЬТМЕТР, 0-50 Вольт
12 В | Электропитание | Адаптеры
Зачем заказывать блок питания в американской компании
В этой статье обсуждаются преимущества заказа необходимых вам адаптеров питания 12 В в компании, расположенной здесь, в США, по сравнению с прямым импортом из Китая.
Как производитель, оптовик, дистрибьютор или розничный торговец из США, вы ежедневно сталкиваетесь с некоторыми трудными проблемами и выборами. Импорт блоков питания для питания ваших продуктов не обязательно должен быть одним из них. Хотя это правда, что на первый взгляд, покупка блока питания 12 В немного дешевле прямо из Китая, при рассмотрении внимательно, сделка может быть не такой уж хорошей. Вот почему. Во-первых, доставка из Китая идет медленно и ненадежно, не говоря уже о дорогих.Хотя многие фабрики обещают отличную цену и изначально низкую стоимость доставки, по моему опыту, как только у них появится бизнес, они начнут накачивать стоимость доставки все выше и выше, даже если они берут такую же плату за само устройство. Вторая проблема с покупкой напрямую из-за границы — это количество отказов. По нашему опыту, производители будут экономить на минимальных затратах. Если вы не знаете фабрику и имеете с ней длительные отношения, они будут использовать самый дешевый материал, проводку самого низкого калибра и самый тонкий пластик.Это приводит к чрезвычайно высокому и растущему количеству отказов. Если вы покупаете блок питания здесь, в США, в случае его выхода из строя вы можете вернуть его. Покупая из Китая, вам не повезло, так как обратная доставка стоит очень дорого. Как только вы подсчитаете стоимость замены неисправных устройств, включая их покупку и доставку, стоимость больше не будет такой низкой. Наконец, наш опыт внесен в список UL. Если вам нужен источник питания, внесенный в список UL, как для сертификации вашего продукта, так и для обеспечения безопасности и качества, мы обратили внимание на то, что большая часть списков на китайских сайтах оптовых торговцев выпускает поддельные листы UL.Это означает, что блоки питания низкого качества, имеют более высокую частоту отказов, поскольку они не соответствуют минимальным стандартам качества UL. Что еще хуже, их часто останавливают, изымают на таможне при въезде, оставляя вам плату за утилизацию и, возможно, штраф. Мы видели это снова и снова. Итак, подводя итог, из-за стоимости доставки, импорта, контроля качества, высокой частоты отказов и поддельных списков UL кажется, что покупка блоков питания 12 В у американской компании с доставкой из США предлагает вам лучшая защита, лучшее время выполнения заказа и, наконец, лучшая цена.
Двойной источник питанияDC Принципиальная схема, 12 В, 15 В, 9 В Регулируемый двойной источник питания
Некоторым схемам для лучшей работы требовалось двойное питание, например усилителю мощности, аудиоусилителю или другой силовой цепи. Эти схемы предназначены для работы с двойным входным напряжением питания.
Двойное питание означает, что одна клемма дает + ve. Один вывод дает -ve, а другой — заземление.
Две клеммы дают + ve и -ve питание соответственно, а третья заземлена ,
Например, если для какой-либо цепи требуется двойное питание 12 В, это означает, что ей нужны три входа: 1 — + 12 В, 2 — -12 В и 3 — Земля.
Здесь я привожу схему двойного источника питания с регулируемым и нерегулируемым выходом.
• Трансформатор с центральным ответвлением лучше всего подходит для цепей с двумя источниками питания. Это означает, что первичный (вход) имеет 2 терминала, а вторичный (выход) — 3 терминала.
Выберите диод для выпрямителя в соответствии с требуемым током. Вы можете использовать готовые мостовые выпрямительные ИС, которые доступны на рынке с различными номинальными токами.
Цепь двойного источника питания 12 В (нерегулируемая)Это общая схема 12 В постоянного тока Двойная цепь питания.Выход не регулируется этой схемы
Следующая принципиальная схема дает регулируемый двойной выход мощности. В этих схемах используется регулятор ic.
• 79xx ic используется для регулирования отрицательного входного напряжения, тогда как 78xx ic используется для регулирования положительного входного постоянного напряжения.
• Емкость конденсатора может быть от 1000 мкФ до 4700 мкФ
• Конфигурация контактов LM 78xx и LM79xx не одинакова, поэтому будьте осторожны при подключении.
