Импульсный источник питания принцип работы: что это такое, принцип работы, схема, назначение

что это такое, принцип работы, схема, назначение

Импульсный блок питания служит для преобразования входного напряжения до величины, необходимой внутренним элементам устройства. Иное название импульсных источников, получившее широкое распространение, — инверторы.

Что это такое?

Инвертор — это вторичный источник питания, который использует двойное преобразование входного переменного напряжения. Величина выходных параметров регулируется путем изменения длительности (ширины) импульсов и, в некоторых случаях, частоты их следования. Такой вид модуляции называется широтно-импульсным.

Принцип работы импульсного блока питания

В основе работы инвертора лежит выпрямление первичного напряжения и дальнейшее его преобразование в последовательность импульсов высокой частоты. Этим он отличается от обычного трансформатора. Выходное напряжение блока служит для формирования сигнала отрицательной обратной связи, что позволяет регулировать параметры импульсов. Управляя шириной импульсов, легко организовать стабилизацию и регулировку выходных параметров, напряжения или тока. То есть это может быть как стабилизатор напряжения, так и стабилизатор тока.

Количество и полярность выходных значений может быть самым различным в зависимости от того, как работает импульсный блок питания.

Разновидности блоков питания

Применение нашли несколько типов инверторов, которые отличаются схемой построения:

• бестрансформаторные;
• трансформаторные.

Первые отличаются тем, что импульсная последовательность поступает непосредственно на выходной выпрямитель и сглаживающий фильтр устройства. Такая схема имеет минимум комплектующих. Простой инвертор включает в себя специализированную интегральную микросхему — широтно-импульсный генератор.

Из недостатков бестрансформаторных устройств главным является то, что они не имеют гальванической развязки с питающей сетью и могут представлять опасность удара электрическим током. Также они обычно имеют небольшую мощность и выдают только 1 значение выходного напряжения.

Более распространены трансформаторные устройства, в которых высокочастотная последовательность импульсов поступает на первичную обмотку трансформатора. Вторичных обмоток может быть сколько угодно много, что позволяет формировать несколько выходных напряжений. Каждая вторичная обмотка нагружена на собственный выпрямитель и сглаживающий фильтр.

Мощный импульсный блок питания любого компьютера построен по такой схеме, которая имеет высокую надежность и безопасность. Для сигнала обратной связи здесь используется напряжение 5 или 12 Вольт, поскольку эти значения требуют максимально точной стабилизации.

Использование трансформаторов для преобразования напряжения высокой частоты (десятки килогерц вместо 50 Гц) позволило многократно снизить их габариты и массу и использовать в качестве материала сердечника (магнитопровода) не электротехническое железо, а ферромагнитные материалы с высокой коэрцитивной силой.

На основе широтно-импульсной модуляции построены также преобразователи постоянного тока. Без использования инверторных схем преобразование было связано с большими трудностями.

Схема БП

В схему самой распространенной конфигурации импульсного преобразователя входят:

• сетевой помехоподавляющий фильтр;
• выпрямитель;
• сглаживающий фильтр;
• широтно-импульсный преобразователь;
• ключевые транзисторы;
• выходной высокочастотный трансформатор;
• выходные выпрямители;
• выходные индивидуальные и групповые фильтры.

Назначение помехоподавляющего фильтра состоит в задерживании помех от работы устройства в питающую сеть. Коммутация мощных полупроводниковых элементов может сопровождаться созданием кратковременных импульсов в широком спектре частот. Поэтому здесь необходимо в качестве проходных конденсаторов фильтрующих звеньев использовать разработанные специально для этой цели элементы.

Выпрямитель служит для преобразования входного переменного напряжения в постоянное, а установленный следом сглаживающий фильтр устраняет пульсации выпрямленного напряжения.

В том случае когда используется преобразователь постоянного напряжения, выпрямитель и фильтр становятся ненужными, и входной сигнал, пройдя цепи помехоподавляющего фильтра, подается непосредственно на широтно-импульсный преобразователь (модулятор), сокращенно ШИМ.

ШИМ является самой сложной частью схемы импульсного источника питания. В его задачу входят:

• генерация высокочастотных импульсов;
• контроль выходных параметров блока и коррекция импульсной последовательности в соответствии с сигналом обратной связи;
• контроль и защита от перегрузок.

Сигнал с ШИМ подается на управляющие выводы мощных ключевых транзисторов, включенных по мостовой или полумостовой схеме. Силовые выводы транзисторов нагружены на первичную обмотку выходного трансформатора высокой частоты. Вместо традиционных биполярных транзисторов используются IGBT- или MOSFET-транзисторы, которые отличаются малым падением напряжения на переходах и высоким быстродействием. Улучшенные параметры транзисторов способствуют уменьшению рассеиваемой мощности при одинаковых габаритах и технических параметрах конструкции.

Выходной импульсный трансформатор использует одинаковый с классическим принцип преобразования. Исключением является работа на повышенной частоте. Как следствие, высокочастотные трансформаторы при одинаковых передаваемых мощностях имеют меньшие габариты.

Напряжение со вторичной обмотки силового трансформатора (их может быть несколько) поступает на выходные выпрямители. В отличие от входного выпрямителя, диоды выпрямителя вторичной цепи должны иметь повышенную рабочую частоту. Наилучшим образом на данном участке схемы работают диоды Шоттки. Их преимущества перед обычными:

• высокая рабочая частота;
• сниженная емкость p-n перехода;
• малое падение напряжения.

Назначение выходного фильтра импульсного блока питания — снижение до необходимого минимума пульсаций выпрямленного выходного напряжения. Поскольку частота пульсаций намного выше, чем у сетевого напряжения, то нет необходимости в больших значениях емкости конденсаторов и индуктивности у катушек.

Сфера применения импульсного блока питания

Импульсные преобразователи напряжения применяются в большинстве случаев вместо традиционных трансформаторных с полупроводниковыми стабилизаторами. При одинаковой мощности инверторы отличаются меньшими габаритными размерами и массой, высокой надежностью, а главное — более высоким КПД и возможностью работать в широком диапазоне входного напряжения. А при сравнимых габаритах максимальная мощность инвертора в несколько раз выше.

В такой области, как преобразование постоянного напряжения, импульсные источники практически не имеют альтернативной замены и способны работать не только по понижению напряжения, но и вырабатывать повышенное, организовывать смену полярности. Высокая частота преобразования существенно облегчает фильтрацию и стабилизацию выходных параметров.

Малогабаритные инверторы на специализированных интегральных микросхемах используются в качестве зарядных устройств всевозможных гаджетов, а их надежность такова, что срок службы зарядного блока может превосходить время работоспособности мобильного устройства в несколько раз.

Драйверы питания на 12 Вольт для включения светодиодных источников освещения также построены по импульсной схеме.

Как сделать импульсный блок питания своими руками

Инверторы, особенно мощные, имеют сложную схемотехнику и доступны для повторения только опытным радиолюбителям. Для самостоятельной сборки сетевых источников питания можно рекомендовать несложные маломощные схемы с использованием специализированных микросхем ШИМ-контроллеров. Такие ИМС имеют малое количество элементов обвязки и имеют отработанные типовые схемы включения, которые практически не требуют регулировки и настройки.

При работе с самодельными конструкциями или ремонте промышленных устройств необходимо помнить, что часть схемы всегда будет находиться под потенциалом сети, поэтому требуется соблюдать меры безопасности.

Импульсные источники питания, теория и простые схемы

Импульсный источник питания — это инверторная система, в которой входное переменное напряжение выпрямляется, а потом полученное постоянное напряжение преобразуется в импульсы высокой частоты и установленой скважности, которые как правило, подаются на импульсный трансформатор.

Импульсные трансформаторы изготавливаются по такому же принципу, как и низкочастотные трансформаторы, только в качестве сердечника используется не сталь (стальные пластины), а феромагнитные материалы — ферритовые сердечники.

Рис. Как работает импульсный источник питания.

Выходное напряжение импульсного источника питания стабилизировано, это осуществляется посредством отрицательной обратной связи, что позволяет удерживать выходное напряжение на одном уровне даже при изменении входного напряжения и нагрузочной мощности на выходе блока.

Обратная отрицательная связь может быть реализована при помощи одной из дополнительных обмоток в импульсном трансформаторе, или же при помощи оптрона, который подключается к выходным цепям источника питания. Использование оптрона или же одной из обмоток трансформатора позволяет реализовать гальваническую развязку от сети переменного напряжения.

Основные плюсы импульсных источников питания (ИИП):

• малый вес конструкции;
• небольшие размеры;
• большая мощность;
• высокий КПД;
• низкая себестоимость;
• высокая стабильность работы;
• широкий диапазон питающих напряжений;
• множество готовых компонентных решений.

К недостаткам ИИП можно отнести то что такие блоки питания являются источниками помех, это связано с принципом работы схемы преобразователя. Для частичного устранения этого недостатка используют экранировку схемы. Также из-за этого недостатка в некоторых устройствах применение данного типа источников питания является невозможным.

Импульсные источники питания стали фактически непременным атрибутом любой современной бытовой техники, потребляющей от сети мощность свыше 100 Вт. В эту категорию попадают компьютеры, телевизоры, мониторы.

Для создания импульсных источников питания, примеры конкретного воплощения которых будут приведены ниже, применяются специальные схемные решения.

Так, для исключения сквозных токов через выходные транзисторы некоторых импульсных источников питания используют специальную форму импульсов, а именно, биполярные импульсы прямоугольной формы, имеющие между собой промежуток во времени.

Продолжительность этого промежутка должна быть больше времени рассасывания неосновных носителей в базе выходных транзисторов, иначе эти транзисторы будут повреждены. Ширина управляющих импульсов с целью стабилизации выходного напряжения может изменяться с помощью обратной связи.

Обычно для обеспечения надежности в импульсных источниках питания используют высоковольтные транзисторы, которые в силу технологических особенностей не отличаются в лучшую сторону (имеют низкие частоты переключения, малые коэффициенты передачи по току, значительные токи утечки, большие падения напряжения на коллекторном переходе в открытом состоянии).

Особенно это касается устаревших ныне моделей отечественных транзисторов типа КТ809, КТ812, КТ826, КТ828 и многих других. Стоит сказать, что в последние годы появилась достойная замена биполярным транзисторам, традиционно используемых в выходных каскадах импульсных источников питания.

Это специальные высоковольтные полевые транзисторы отечественного, и, главным образом, зарубежного производства. Кроме того, существуют многочисленные микросхемы для импульсных источников питания.

Схема генератора импульсов регулируемой ширины

Биполярные симметричные импульсы регулируемой ширины позволяет получить генератор импульсов по схеме на рис.1. Устройство может быть использовано в схемах авторегулирования выходной мощности импульсных источников питания. На микросхеме DD1 (К561ЛЕ5/К561 ЛАТ) собран генератор прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2.

Симметрии генерируемых импульсов добиваются регулировкой резистора R1. Рабочую частоту генератора (44 кГц) при необходимости можно изменить подбором емкости конденсатора С1.

Рис. 1. Схема формирователя биполярных симметричных импульсов регулируемой длительности.

На элементах DA1.1, DA1.3 (К561КТЗ) собраны компараторы напряжения; на DA1.2, DA1.4 — выходные ключи. На входы компараторов-ключей DA1.1, DA1.3 в противофазе через формирующие RC-диодные цепочки (R3, С2, VD2 и R6, C3, VD5) подаются прямоугольные импульсы.

Заряд конденсаторов С2, C3 происходит по экспоненциальному закону через R3 и R5, соответственно; разряд — практически мгновенно через диоды VD2 и VD5. Когда напряжение на конденсаторе С2 или C3 достигнет порога срабатывания компараторов-ключей DA1.1 или DA1.3, соответственно, происходит их включение, и резисторы R9 и R10, а также управляющие входы ключей DA1.2 и DA1.4 подключаются к положительному полюсу источника питания.

Поскольку включение ключей производится в противофазе, такое переключение происходит строго поочередно, с паузой между импульсами, что исключает возможность протекания сквозного тока через ключи DA1.2 и DA1.4 и управляемые ими транзисторы преобразователя, если генератор двухполярных импульсов используется в схеме импульсного источника питания.

Плавное регулирование ширины импульсов осуществляется одновременной подачей стартового (начального) напряжения на входы компараторов (конденсаторы С2, C3) с потенциометра R5 через диодно-ре-зистивные цепочки VD3, R7 и VD4, R8. Предельный уровень управляющего напряжения (максимальную ширину выходных импульсов) устанавливают подбором резистора R4.

Сопротивление нагрузки можно подключить по мостовой схеме — между точкой соединения элементов DA1.2, DA1.4 и конденсаторами Са, Сb. Импульсы с генератора можно подать и на транзисторный усилитель мощности.

При использовании генератора двухполярных импульсов в схеме импульсного источника питания в состав резистивного делителя R4, R5 следует включить регулирующий элемент — полевой транзистор, фотодиод оптрона и т.д., позволяющий при уменьшении/увеличении тока нагрузки автоматически регулировать ширину генерируемого импульса, управляя тем самым выходной мощностью преобразователя.

В качестве примера практической реализации импульсных источников питания приведем описания и схемы некоторых из них.

Схема испульсного источника питания

Импульсный источник питания (рис. 2) состоит из выпрямителей сетевого напряжения, задающего генератора, формирователя прямоугольных импульсов регулируемой длительности, двухкаскадного усилителя мощности, выходных выпрямителей и схемы стабилизации выходного напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме типа К555ЛАЗ (элементы DD1 .1, DD1 .2) и вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 150 кГц. На элементах DD1.3, DD1.4 собран RS-триггер, на выходе которого частота вдвое меньше — 75 кГц. Узел управления длительностью коммутирующих импульсов реализован на микросхеме типа К555

Устройство и принцип работы импульсного блока питания, основные характеристики, конструктивные исполнения достоинства и область применения

Электрика » Электроснабжение » Источники питания » Блоки питания » Импульсные

Блок питания — это устройство, преобразующее сетевое напряжения до уровня, необходимого для работы электрических схем различных приборов. Вторичные источники электропитания часто используются для бытовой техники и промышленных установок, содержащих электронику.

Изначально источники вторичного напряжения строились по схеме, которую принято называть трансформаторной. Принцип её работы состоит в трансформации сетевого напряжения до необходимого уровня с последующим его выпрямлением и стабилизацией.

Типовая схема традиционного источника электропитания состоит из следующих элементов:

• силовой понижающий трансформатор, содержащий одну или несколько вторичных обмоток, в зависимости от потребностей питаемой схемы; выпрямительный блок, как правило, выполняется по схеме диодного моста;
• конденсатор фильтра, включенный между положительным и отрицательным выводами моста и необходимый для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, иногда для улучшения параметров фильтра, в схему добавляется дроссель;
• стабилизатор выходного напряжения, построенный на основе специализированной микросхемы или содержащий ключевой транзистор и небольшую схему управления.

Эти схемы надёжны в работе, не создают высокочастотных помех, обеспечивают гальваническую развязку между первичными и вторичными цепями. Тем не менее есть ряд причин по которым они уступают блокам питания импульсного типа.

Трансформаторы, преобразующие напряжение с частотой 50 герц, отличаются относительно большими габаритами и весом. Это свойство трансформаторных источников электропитания вступило в противоречие с общими принципами миниатюризации бытовых и промышленных электроприборов.

Проблему удалось решить путём создания импульсных или инверторных блоков. Такие параметры трансформатора, как сечение магнитопровода, количество витков обмотки и сечение провода, существенно уменьшаются с увеличением частоты преобразуемого напряжения.

Это также относится к ёмкости, следовательно, и к габаритам фильтрующих конденсаторов. Этот базовый принцип электротехники был послужил основой при создании вторичных источников питания нового типа.

КАК РАБОТАЕТ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Принцип работы импульсного блока питания заключается в ряде последовательных преобразований питающего напряжения:

• выпрямление входного напряжения;
• инвертирование, то есть, генерация сигнала с частотой от десятков до сотен килогерц;
• трансформация высокочастотных импульсов до требуемого уровня;
• выпрямление и фильтрация полученного напряжения.

Цепочка преобразований в описании принципа работы импульсного блока питания выглядит достаточно громоздкой и даже лишённой смысла. Однако нужно учесть что в данной схеме преобразуется напряжение, частота которого в отдельных моделях составляет 200 кГц (а не 50 Гц, как в трансформаторных источниках питания).

Трансформаторы, которые работают на высоких частотах, называют импульсными. Обычно они используют магнитопровод тороидальной формы (в виде бублика) небольшого размера. Это позволило уменьшить вес и габариты блока той же мощности более чем на порядок.

Тор обычно изготавливается штамповкой из пермаллоя — сплава, состоящего из железа и никеля, магнитопровод же низкочастотного трансформатора набирается из тонких пластин электротехнической стали.

Принцип инверторного преобразования дает возможность создать сверхминиатюрные аппараты электродуговой сварки, работа которых возможна от обычной бытовой розетки, способные сваривать металл до 10 мм толщиной, легко переносимые в небольшой сумке с плечевым ремнём.

Базовые принципы, на которых основано устройство импульсного блока питания не новы, всё находится в рамках давно устоявшихся представлений об электричестве. Что же мешало создать их раньше? Причина в технологии.

Главными электронными компонентами инверторного преобразователя импульсного блока являются элементы схемы, способные работать с высокими частотой и напряжением и большими токовыми нагрузками.

Раньше, компонентов, отвечающих этим требованиям, просто не существовало. Настоящий прорыв в развитии и распространении инверторных технологий произошёл после того, как мировым производителям электроники удалось наладить массовое производство мощных IGBT – транзисторов, а также полевых транзисторов по технологии MOSFET.

Они отличаются очень малым значением тока управления, что обеспечивает высокий КПД блока.

Кроме мощных транзисторных ключей, инвертор содержит времязадающие цепочки, генерирующие высокочастотные сигналы управления транзисторами.

Применение в этом качестве цифровых микросхем ШИМ – контроллеров позволяет ещё более миниатюризировать электронную часть. Контроллер широтно импульсного модулирования формирует прямоугольные периодические импульсы. В целом схемотехнически импульсные блоки питания относительно просты.

Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счёт обратной связи этого параметра с задающими цепями ШИМ – контроллера. Принцип работы обратной связи — при отклонении уровня контролируемого параметра на выходе от номинального значения происходит изменение скважности импульсов, формируемых контроллером.

Скважностью импульсов называется безразмерная величина, равная отношению периода чередования этих импульсов к их длительности. Таким образом, скважность изменяется от 0 до 1.

Увеличение уровня выходного напряжения вызывает снижение скважности и наоборот, то есть, имеет место отрицательная обратная связь. Скважность, задаваемая контроллером, определяет режим работы ключевых транзисторов. Чем выше значение скважности, тем большую часть периода транзистор открыт, и тем больше среднее значение напряжение за период.

Описанный принцип стабилизации обеспечивает работу блока питания в очень широком диапазоне изменения питающего напряжения. Резюмируя сказанное, преимущества импульсных блоков питания таковы:

• малые габариты и вес по сравнению с трансформаторными источниками питания;
• схемотехническая простота, обусловленная применением интегральных электронных компонентов;
• возможность работы в широком диапазоне изменения значений входного напряжения.

ПРИМЕНЕНИЕ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ

Источники вторичного напряжения инверторного типа используются повсеместно, как в быту, так и в промышленной технике. Перечень устройств и бытовых приборов, в которых реализована схема электропитания, работающая по принципу инверторного преобразователя:

• все виды компьютерной техники;
• телевизионная и звуковоспроизводящая аппаратура;
• пылесосы, стиральные машины, кухонная техника;
• источники бесперебойного электроснабжения различного назначения;
• системы видеонаблюдения, комплексы охранной сигнализации.

Исполнение инверторных источников зависит от условий эксплуатации и назначения. Блоки питания, встроенные в электроприбор, выполняются бескорпусными. Они могут располагаться внутри основного изделия на отдельной плате, или быть интегрированы в общую плату электроприбора.

Существуют источники электропитания для автономного применения, к ним могут подключаться различные потребители. Примером могут служить зарядные устройства, источники электропитания систем видеонаблюдения, охранной и пожарной сигнализации. Такие блоки питания размещаются в отдельном корпусе и комплектуются штекерами и проводами для подключения.

  *  *  *

© 2014-2020 г.г. Все права защищены.
Материалы сайта имеют ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Принцип работы импульсного блока питания

Как работают импульсные блоки питания

Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора. Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Генератор инвертора на основе силового ключевого транзистора в комплекте с импульсным трансформатором выдает напряжение на выходной выпрямитель с диодами, конденсаторами и дросселями.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Принцип работы импульсного блока питания

В основе работы инвертора лежит выпрямление первичного напряжения и дальнейшее его преобразование в последовательность импульсов высокой частоты.

Этим он отличается от обычного трансформатора.

Выходное напряжение блока служит для формирования сигнала отрицательной обратной связи, что позволяет регулировать параметры импульсов.

Управляя шириной импульсов, легко организовать стабилизацию и регулировку выходных параметров, напряжения или тока.

То есть это может быть как стабилизатор напряжения, так и стабилизатор тока.

Количество и полярность выходных значений может быть самым различным в зависимости от того, как работает импульсный блок питания.

Использование импульсных блоков питания

В сети напряжение имеет синусоидальную форму.

Для некоторых устройств это то что нужно, другим надо постоянное или импульсное напряжение.

Вот этим и занимаются источники питания — преобразуют синусоидальную форму в нужную и, чаще всего, это постоянное напряжение.

Независимо от формы выходного напряжения блок питания называют импульсным, потому что одна из стадий преобразования — формирование импульсов, которые затем выпрямляются.

Примеры импульсных блоков питания:

• Зарядное устройство для телефона или смартфона;
• Внешний блок питания ноутбука;
• Блок питания компьютера;
• Блок питания для светодиодной ленты.

Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:

Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Импульсные блоки питания.Виды и работа.Особенности и применение

Практически в каждом электронном приборе есть блок питания – важный элемент монтажной схемы. Блоки применяются в устройствах, требующих пониженного питания. Базовой задачей блока питания считается уменьшение сетевого напряжения. Первые импульсные блоки питания сконструированы после изобретения катушки, которая работала с переменным током.

Применение трансформаторов дало толчок развития блоков питания. После выпрямителя тока осуществляется выравнивание напряжения. В блоках с преобразователем частоты этот процесс проходит по-другому.

В импульсном блоке основу составляет инверторная система. После выпрямления напряжения образуются прямоугольные импульсы с высокой частотой, подаются на фильтр выхода низкой частоты. Импульсные блоки питания преобразовывают напряжение, отдают мощность на нагрузку.

Рассеивание энергии от импульсного блока не происходит. От линейного источника идет рассеивание на полупроводниках (транзисторах). Его компактность и малый вес также дает превосходство над трансформаторными блоками при одинаковой мощности, поэтому часто линейные блоки заменяют импульсными.

Принцип действия

Работа ИБП простой конструкции следующая. Если входной ток является переменным, как в большинстве бытовых приборах, то сначала происходит преобразование напряжения в постоянное. Некоторые конструкции блоков имеют переключатели, удваивающие напряжение. Это делается для того, чтобы подключаться к сети с разным номиналом напряжения, например, 115 и 230 вольт.

Выпрямитель выравнивает переменное напряжение и на выходе отдает постоянный ток, который поступает в фильтр конденсаторов. Ток от выпрямителя выходит в виде малых импульсов высокой частоты. Сигналы обладают высокой энергией, за счет которой снижается коэффициент мощности трансформатора импульсов. Благодаря этому габариты импульсного блока небольшие.

Чтобы скорректировать уменьшение мощности в новых блоках питания применяют схему, в которой ток на входе получается в виде синуса. По такой схеме смонтированы блоки в компьютерах, видеокамерах и других устройствах. Импульсный блок работает от постоянного напряжения, проходящего через блок, не изменяясь. Такой блок называют обратноходовым. Если он служит для 115 В, для работы на постоянном напряжении необходимо уже 163 вольта, это рассчитывается как (115 × √2).

Для выпрямителя такая схема вредна, так как половина диодов не используется в работе, это вызывает перегрев рабочей части выпрямителя. Долговечность в этом случае снижается.

После выпрямления напряжения сети в действие вступает инвертор, который преобразовывает ток. Пройдя через коммутатор, имеющий большую энергию выхода, из постоянного получается переменный ток. С обмоткой трансформатора в несколько десятков витков и частотой сотни герц блок питания работает в качестве усилителя низкой частоты, она получается больше 20 кГц, она не доступна слуху человека. Коммутатор изготовлен на транзисторах с многоступенчатым сигналом. Такие транзисторы имеют низкое сопротивление, высокую возможность прохода токов.

Схема работы ИБП

В сетевых блоках вход и выход изолируют между собой, в импульсных блоках ток применяется для первичной обмотки высокой частоты. На вторичной обмотке трансформатор создает нужное напряжение.

Для напряжения выхода более 10 В применяют кремниевые диоды. На низких напряжениях ставят диоды Шоттки, которые имеют достоинства:

• Быстрое восстановление, что дает возможность иметь малые потери.
• Малое падение напряжения. Для снижения напряжения выхода применяют транзистор, в нем выпрямляется основная часть напряжения.

Далее напряжение сглаживается фильтром, в него входят конденсатор, дроссель. Для частот коммутации выше требуются составляющие с малой индуктивностью и емкостью.

Схема импульсного блока минимального размера

В простой схеме ИБП вместо трансформатора применен дроссель. Это преобразователи для понижения или повышения напряжения, относятся к самому простому классу, применяется один переключатель и дроссель.

Некоторые виды ИБП

• Простой ИБП на IR2153, распространен в России.
• Импульсные блоки питания на TL494.
• Импульсные блоки питания на UC3842.
• Гибридного типа, из энергосберегающей лампы.
• Для усилителя с повышенными данными.
• Из электронного балласта.
• Регулируемый ИБП, механическое устройство.
• Для УМЗЧ, узкоспециализированный блок питания.
• Мощный ИБП, имеет высокие характеристики.
• На 200 В – на напряжение не более 220 вольт.
• Сетевой ИБП на 150 ватт, только для сети.
• Для 12 В – нормально работает при 12 вольтах.
• Для 24 В – работает только на 24 вольта.
• Мостовой – применена мостовая схема.
• Для усилителя на лампах – характеристики для ламп.
• Для светодиодов – высокая чувствительность.
• Двухполярный ИБП, отличается качеством.
• Обратноходовый, имеет повышенные напряжение и мощность.

Особенности

Простой ИБП может состоять из трансформаторов малых размеров, так как при повышении частоты эффективность трансформатора выше, требования к размерам сердечника меньше. Такой сердечник изготовлен из ферромагнитных сплавов, а для низкой частоты используется сталь.

Напряжение в блоке питания стабилизируется путем обратной связи отрицательной величины. Осуществляется поддержка напряжения выхода на одном уровне, не зависит от нагрузки и входных колебаний. Обратная связь создается разными методами. Если в блоке есть гальваническая развязка от сети, то применяется связь одной обмотки трансформатора на выходе или с помощью оптрона. Если развязка не нужна, то используют простой резистивный делитель. За счет этого напряжение выхода стабилизируется.

Особенности лабораторных блоков

Принцип действия осуществлен на активном преобразовании напряжения. Для удаления помех ставят фильтры в конце и начале цепи. Насыщение транзисторов положительно отражается на диодах, имеется регулировка напряжения. Встроенная защита блокирует короткие замыкания. Кабели питания применены немодульной серии, мощность достигает 500 ватт.

В корпусе установлен вентилятор охлаждения, скорость вентилятора регулируется. Наибольшая нагрузка блока составляет 23 ампера, сопротивление 3 Ом, наибольшая частота 5 герц.

Применение импульсных блоков

Сфера их использования постоянно растет как в быту, так и в промышленном производстве.

Импульсные блоки питания применяются в источниках бесперебойного питания, усилителях, приемниках, телевизорах, зарядных устройствах, для низковольтных линий освещения, компьютерной, медицинской технике и других различных приборах, и устройствах широкого назначения.

Достоинства и недостатки

ИБП имеет следующие преимущества и достоинства:

• Небольшой вес.
• Увеличенный КПД.
• Небольшая стоимость.
• Интервал напряжения питания шире.
• Встроенные защитные блокировки.

Уменьшенная масса и размеры связано с применением элементов с радиаторами охлаждения линейного режима, импульсного регулирования вместо тяжелых трансформаторов. Емкость конденсаторов уменьшена за счет увеличения частоты. Схема выпрямления стала проще, самая простая схема – однополупериодная.

У трансформаторов низкой частоты теряется много энергии, рассеивается тепло во время преобразований. В ИБП максимальные потери возникают при переходных процессах коммутации. В другое время транзисторы устойчивы, они закрыты или открыты. Созданы условия для сохранения энергии, КПД достигает 98%.

Стоимость ИБП снижена из-за унификации элементов широкого ассортимента на роботизированных предприятиях. Силовые элементы из управляемых ключей состоят из полупроводников меньшей мощности.

Технологии импульсов дают возможность применять сеть питания с разной частотой, что расширяет применение блоков питания в различных сетях энергии. Модули на полупроводниках с небольшими габаритами с цифровой технологией имеют защиты от короткого замыкания и других аварий.

Недостатки

Импульсные блоки питания функционируют с помощью преобразования импульсов высокой частоты, создают помехи, уходящие в окружающую среду. Возникает необходимость подавления и борьбы с помехами разными методами. Иногда подавление помех не дает эффекта, и применение импульсных блоков становится невозможным для некоторых типов устройств.

Импульсные блоки питания не рекомендуется подключать как с низкой нагрузкой, так и с высокой. Если на выходе резко упадет ток ниже установленного предела, то запуск может оказаться невозможным, а питание будет с искажениями данных, которые не подходят к диапазону работ.

Похожие темы:

Оптопара в импульсном блоке питания для чего

Объем прошлогоднего долга ростов.

Структура импульсных блоков питания.

Упрощённая структурная схема импульсного блока питания выглядит следующим образом:

• Переменное напряжение сети 220 В преобразуется в постоянное выпрямителем.
• Преобразователь включает в себя ШИМ-контроллер и силовой ключ. Контроллер – является схемой управления силовым ключём, который с частотой в десятки кГц подключает первичную обмотку трансформатора к выпрямленному напряжению сети.
• Импульсный трансформатор
• Выпрямитель вторичного напряжения преобразует импульсы напряжения со вторичной обмотки трансформатора в постоянное напряжение.
• Схема стабилизации контролирует выходное напряжение блока питания и формирует сигнал обратной связи для ШИМ-контроллера.

Выпрямитель сетевого напряжения.

Выпрямитель сетевого напряжения выполняется по стандартной схеме:

Сетевое напряжение переменные 220 В выпрямляется диодным мостом и фильтруется конденсатором. В результате ИБП питается постоянным напряжением около 310 В.

Схема управления силовым ключом.

Упрощенно схему управления с силовым ключом и трансформатором можно отобразить так:

Схема управления (ШИМ контроллер) формирует управляющие импульсы для кратковременного открывания силового транзистора. В зависимости от режима схема увеличивает продолжительность управляющих импульсов при увеличении нагрузки (снижении выходного напряжения ниже нормы) и уменьшает продолжительность управляющих импульсов при уменьшении нагрузки (увеличении выходного напряжения выше нормы)

Работа импульсного трансформатора.

Трансформатор выполняет две функции:
– передача энергии из первичной цепи во вторичную с понижением напряжения;
– обеспечивает гальваническую развязку вторичных цепей блока питания от первичных цепей (напряжения сети).

Работу трансформатора в импульсном режиме поясняет следующая иллюстрация:

Работу ИБП условно разделим на два такта:

• 1 такт – транзистор открыт, ток протекает через первичную обмотку трансфотматора, происходит намагничивание сердечника;
• 2 такт – транзистор закрыт, происходит размагничиваие сердечника, ток протекает через вторичную обмотку трансформатора, подзаряжая конденсатор.

Частота работы блоков питания разных устройств может быть в диапазоне 1 – 100 кГц.

Выпрямитель вторичного напряжения.

Простейший выпрямитель вторичного напряжения импульсного блока питания состоит из диода и конденсатора.

Стабилизация вторичных напряжений.

Оптопара выполняет две функции:
– передаёт сигнал обратной связи по напряжению от схемы сравнения напряжения вторичной цепи к схеме управления ШИМ в первичной цепи блока питания;
– обеспечивает гальваническую развязку (как и трансформатор) вторичных цепей блока питания от первичных цепей (напряжения сети).

Схема стабилизации вторичного напряжения импульсного блока питания работает следующим образом:

Выпрямленное вторичное напряжение подаётся на делитель, средняя точка которого подключена к схеме сравнения.

• Схема увеличивает ток светодиода оптопары при напряжении на входе более 2,5 В, приоткрывается транзистор оптопары и таким образом уменьшается продолжительность управляющих импульсов от схемы управления к силовому транзистору. Цепь этих событий приводит к снижению вторичного напряжения.
• Соответственно схема сравнения уменьшает ток светодиода оптопары при снижении напряжения на входе ниже 2,5 В, что приводит к запиранию транзистора оптопары и увеличению длительности управляющих импульсов от схемы управления к силовому транзистору. Что в итоге приводит к увеличению вторичного напряжения.

В схемах с несколькими вторичными напряжениями схема стабилизации контролирует одно (реже два) вторичное напряжение и по нему (им) регулирует всю группу выходных напряжений. Высыхание ёмкости в той цепи, по которой производится стабилизация всей группы выходных напряжений приводит к увеличению напряжения во всех вторичных цепях. Высыхание ёмкости в любой другой вторичной цепи приводит к снижению напряжения только в этой цепи.

Схемы ИБП с описанием назначения элементов здесь .
Схема и принцип действия зарядного устройства HUAWEI здесь

Принцип действия импульсных блоков питания

Ремонт блоков питания спутниковых тюнеров

Зарядное устройство из блока питания ноутбука.

• Заряд аккумулятора постоянным током, напряжение на батарее растёт, до величины 14,4 В (2,4 В на банку)
• Заряд аккумулятора постоянным напряжением 14,4 В (при этом ток заряда постепенно снижается и при 100% заряде близок к 0)

Зарядное устройство из блока питания и ARDUINO.

Устройство заряжает АКБ до 100%, а если был выбран режим тест – разряжает АКБ до уровня 0% и высчитывает величину ёмкости, которую батарея смогла отдать в нагрузку. После окончания теста АКБ опять заряжается до уровня 100%.

Ремонт компьтерного блока питания Q-DION

Huawei 050055E1W

Зарядное устройство для сотового телефона НUAWEI. Схема и описание принципа действия.

Стилус графического планшета TRUST TB-6300

YKF25225-2 представляет из себя генератор, собранный по схеме емкостной трёхточки. Активным элементом генератора является транзистор Q1.

2m 5mm digital USB цифровой эндоскоп с Aliexpress.com

USB 500 X 2 Мп цифровой микроскоп на Aliexpress.com

Установил с диска, который шёл с микроскопом программу. Она мне не понравилась.

Запустил программу видеопроигрывателя, выбрал источник видеосигнала ВЕБ-камера. Микроскоп соединился без проблем.

Главная >> Электроника >> Принцип действия импульсных блоков питания

Мне кажется, что транзисторный оптрон PC817 самый распространенный хотя бы потому, что он стоит практически в каждом импульсном блоке питания для гальванической развязки цепи обратной связи.

Корпус достаточно компактный:

• шаг выводов – 2,54 мм;
• между рядами – 7,62 мм.

Производитель PC817 – Sharp, многие другие производители электронных компонентом выпускают аналоги. И при ремонте электронной аппаратуры можно наткнутся именно на аналог:

• Siemens – SFH618
• Toshiba – TLP521-1
• NEC – PC2501-1
• LITEON – LTV817
• Cosmo – KP1010

Кроме одинарного оптрона PC817 выпускаются его полные аналоги:

• PC827 — сдвоенный;
• PC837 – строенный;
• PC847 – счетверенный.

PC817 схема включения

Для PC817 схема включения стандартная как для любого транзисторного оптрона: на входе нужно ограничивать ток — например с помощью резистора, на выходетакже не стоит превышать ток.

Но дешевле использовать несколько PC817 вместо многоканального аналога.

PC817 характеристики

• Прямой ток — 50 мА;
• Пиковый прямой ток — 1 А;
• Обратное напряжение — 6 В;
• Рассеяние мощности — 70 мВт.

• Напряжение коллектор-эмиттер — 35 В;
• Напряжение эмиттер-коллектор — 6 В;
• Ток коллектора — 50 мА;
• Мощность рассеяния коллектора — 150 мВт.

Есть ещё важный параметр — коэффициент передачи по току (CTR) измеряемый в %. В оптопаре PC817 он определяется буквой после основного кода, также как и большинстве других оптопар и других полупроводниковых приборов.

№ модели	Метка коэффициента	CTR (%)
PC817A	A	80 — 160
PC817B	B	130 — 260
PC817C	C	200 — 400
PC817D	D	300 — 600
PC8*7AB	A или B	80 — 260
PC8*7BC	B или C	130 — 400
PC8*7CD	C или D	200 — 600
PC8*7AC	A,B или C	80 — 400
PC8*7BD	B,C или D	130 — 600
PC8*7AD	A,B,C или D	80 — 600
PC8*7	A,B,C,D или без метки	50 — 600

тестер оптопар

На многих форумах можно прочитать, что раз деталь такая дешевая, то и проверять её не стоит, а просто меняем и все. У меня против этого мнения следующие доводы: все равно нужно узнать сгорела оптопара или нет, потому что это поможет понять, что ещё могло сгореть, да и новый оптрон может оказаться бракованным.
Проверить оптопару можно прозвонив тестером светодиод и проверить на короткое замыкание транзистор, потом пропустить через светодиод ток и посмотреть, что транзистор открылся.

Но проще всего соорудить простейший тестер оптопар, для него понадобятся только:

• Два светодиода,
• Две кнопки,
• Два резистора.

Светодиоды подойдут на ток 5-20 мА и напряжение около 2-х вольт, R1, R2 — 300 Ом.

Питается тестер от USB порта получая от него 5 В, но можно питать тестер и от 3-х или 4-х батареек AA. Можно питать и от батарейки 9 В или 12 В или источника питания, вот только тогда нужно будет пересчитать сопротивления резисторов R1, R2.

42 thoughts on “ Оптрон PC817 схема включения, характеристики ”

PC817 datasheet на русском.

а принцип работы?

Принцип работы оптрона не сложный: когда через встроенный светодиод пропускаем электрический ток, светодиод начинает светиться, свет попадает на встроенный фототранзистор и открывает его.
Получается когда ток протекает через входной диод, то и выходной транзистор открыт. Ну и противоположный случай, когда ток через входной диод не протекает, то и выходной транзистор закрыт.
Ну и изюмика оптических приборов, в том что с помощью них можно гальванически развязать развязать части электрической схемы.

Ну, не только в импульсных блоках питания. Оптрон разрабатывался для электрической рязвязки силовых и управляющих цепей. Поэтому наибольшее распространение получил в промышленной автоматике. Не встречал ни одного автоматического станка (а перевидал много), где бы их не было. В основном попадались Сименсовские, практически во всех европейских. Реже — NEC, во всех японских.
Но и в любительской практике применение можно найти, было бы желание, ведь вещь хорошая и полезная.

Оптрон PC817 в основном используется для передачи аналоговых сигналов, а вот для логических используют PC3H7.

Биполярные транзисторы (фото в том числе), из-за крутизны и начальной нелинейности характеристик, только и хороши для обработки дискретных, логических или импульсных сигналов. Как ключи — они идеальны, а вот аналоговые сигналы… Для хорошей работы с аналоговыми сигналами лучше использовать их униполярных братьев. Особенно К-МОП, с изолированным затвором и высоким входным сопротивлением. Помимо линейных выходных характеристик, они еще и на форму входного, слабого сигнала не оказывают влияния.

Тестер для оптопар актуален для промышленных масштабов. В домашних условиях я использую два тестера. PC817 хорошо использовать для гальванической развязки, в слаботочных цепях, например при работе с контролерами.

Тестер оптопар актуален если постоянно заниматься ремонтом: для пассивных компонентов, диодов и транзисторов есть тестер Маркуса.

Два тестера не у всех есть, проще собрать эту схему.

Специализированные приставки для проверки элементов для меня не удобны. Я рекомендую приставку к осцилографу, которая позволяет смотреть параметры и оценивать их номинал. Можно смотреть ВАХ диодов, транзисторов. Оценивать номинал резисторов и конденсаторов. Схема проста. В старых журналов радио. Просьба к автору этих статей рассмотреть и описать эту приставку. Считаю будет пользоваться статья спросом.

Знаю такую приставку: характериограф транзисторов. Очень хорошее устройство для изучения принципов работы полупроводниковых приборов. Например можно подогреть транзистор и посмотреть как меняется напряжение пробоя или плывет ВАХ.
Кстати такие приставки имеют и промышленные аналоги, которые используются для контроля на производствах полупроводниковых приборов.

А любая приставка к осциллографу, все-равно будет специализированной ) Это хороший осциллограф — вещь универсальная. Если два луча и максимально-широкий диапазон измерений. Промышленные характериографы тоже довольно специализированы, кстати. Поэтому, на любом предприятии, имеется отдел метрологии, а там, в лаборатории… сказочное оснащение рабочих мест, всеми видами приборов, по несколько модификаций каждого. Я к тому, что Универсального Измерительного прибора, как такового, не существует пока.

Не могу не согласится. По прибору на каждый тип компонентов слишком круто для домашней лаборатории. Но характериограф лучше делать как приставку к компьютеру, возможности шире.

На днях чинил зарядное устройство от Нокии, в него попала вода и понижающий трансформатор стал пробивать током. Выходной каскад на 13001 сгорел, но PC817 на удивление остался цел и невредим. Оптроны я тестирую на исправность обычным советским тестером, включенном в режим измерения сопротивлений, и регулируемым блоком питания на 12 вольт с нагрузочным резистором около килоома включенном в цепь светодиода оптрона. Пока такой метод ни разу не подводил.

Я правильно понимаю, что при подачи напряжения 1.3В на вход 1-2 то на выходе 3-4 мы получим сопротивление 0 Ом ? Или я не верно уловил принцип работы этого оптрона ?

Грубо говоря да. Корректней: при пропускании тока через светодиод (1-2), транзистор открывается (3-4).
Обычно вход оптопары подключают к источнику напряжения через токоограничивающий резистор, при этом на нем и падают эти 1,3В. А на выходе оптопары биполярный транзистор и выходная вольт-амперная характеристика нелинейна, поэтому некорректно говрить о сопротивлении. Правильнее говрить что падение напряжения коллектор-эмиттер снижается примерно до 0,6В.

Фактически данная оптопара это два отдельных полупроводниковых прибора: светодиод и транзистор которые поместили в один корпус. И если разобраться по вольт-амперным характеристикам как работает светодиод и биполярный транзистор, то будет легко понять как работает оптрон.

на излучающем диоде 1.1 вольт
падение напряжения коллектор-эмиттер у насыщеного транзистора jоптопары может быть и 50 миллиВольт

Просьба пояснить по подробней про коэффициент передачи по току (CTR) измеряемый в %.Если я правильно понял то это когда светодиод работает в начале ВАХ. и транзистор не полностью открывается.

Не кто не подскажет название опто пары или фототранзистора на 8 ампер ( коллекторный ток ).

8 амперные если и есть, то уже промышленного применения. Будет проще найти и дешевле сделать схему из обычного оптрона и биполярного или MosFET транзистора.

Если оптрон не для схемы, а грубо говоря коммутировать чайник, то стоит посмотреть на оптореле (твердотельные реле): solid-state-relays.
Выбирайте по параметрам, кроме тока ещё нужно напряжение знать и то в какой схеме будет работать опторазвязка.

Ищи оптронв серии ТО-10 итли ТО12,5. Цифра указывает максимальный ток. Вторая цифра в обозначении-обратное напряжение. В Митино такого добра навалом, есть и в «Чип и Дип»

Объясните не грамотному. Нажимаю кнопку закрыто — ни чего не горит. Кнопку открыто — горят оба диода. Это значит исправный? или как?

Для исправного (и правильно включенного) отптрона в тестере оптронов, при нажатии кнопки «Открыт», должен гореть только светодиод «Открыт». А при нажатии кнопки «Закрыт», должен гореть только светодиод «Закрыт».

Ваш случай какой-то странный, не понимаю как так может работать эта схема. Вы точно не перепутали полярность светодиода HL1?

Да нет, полярности он не перепутал и два светодиода могут гореть в «полнакала» если нажать кнопку S1 при неисправном оптроне или отсутствии такового. Это обусловлено небольшим сопротивлением R2. Но, в таком случае, при нажатии S2 — HL2 тоже должен светится, причем ярко. А раз он не светится, значит шунтируется чем-то, вставленным в проверочные клемы… причем, чем-то, что отпирается управляющим током. Что это за «инвертирующий оптрон» сказать сложно, я таких не знаю — ни исправных, ни неисправных.

Ваш тестер оптопар не работает!
Фуфло.
Попробуйте из схемы изъять оптопару и светодиоды как горели при нажатии кнопок тка и будут гореть.

TLP781 вот такие ещё попадаются

Подскажите! что это? По форме:стоячий вертикально,прямоугольный,как транзистор,но имеет 4 ножки.Также в корпусе ,в верхней части,отверстие для радиатора.Подписан KLA78.Это даташит,но что и где его найти?поисковик интернета выдаёт информацию на иностр.языках.

Скорее всего аналог 78R05, продвинутая версия обычного 7805 с отдельной ногой для включения и пониженной до 1V минимальной разницей между входом и выходом.

как в схеме проверить оптрон?

Я не совсем понял эту радость вокруг оптронов. Почему бы не использовать MOSFET? Судя по функциональности, это одно и то же, только через 3 ножки.

в случае с MOSFET не будет гальванической развязки

Здравствуйте! EL817C- CT817C какая разница! И подойдет ли EL817C на замену CT817C !

Здравствуйте ЕL817C И CT817C одно и тоже….

Здравствуйте, не очень понял про коэффициент передачи по току (CTR).
Можно ли заменить 817В на 817С ?

Чем больше этот коэффициент, тем больший выходной ток мы получим, при одинаковом входном.
Про замену наверняка ничего сказать нельзя, надо смотреть схему, пробовать менять, возможно придется корректировать нагрузочный резистор.

что за пара pc890 ?

какой мощности резисторы ставить?

Оптроны предназначены для гальванической развязки. Это их назначение, функция и смысл. Но о параметрах того, для чего они предназначены, никто ни гу-гу…

Для подачи напряжения на выводы 1-2 оптопары РС817В есть 5 вольт. Какой по номиналу нужно ставить ограничительный резистор, чтобы не спалить светодиод?

А подскажите плиз 🙏 на кой он нужен в блоке питания? Для того чтобы при высокой нагрузке отключать блок? Или как не могу понять принцип работы оптотрона ясен но для чего он там?

Не только для изолирования высокой стороны от низкой он предназначен. Но и чтобы совместить два модуля с разной полярность по питанию и др.

Имеющиеся в широкой продаже импульсные зарядные устройства для малогабаритной аппаратуры – неплохая основа для построения блоков питания, обладающих более широкими возможностями, чем исходные устройства. О том, как превратить такое зарядное устройство в блок питания, рассказывается в статье.

Для зарядки аккумуляторных батарей и питания компактной аппаратуры (мобильных телефонных аппаратов, MP-3 плейеров, электронных книг) в настоящее время широко используются различные импульсные зарядные устройства. К сожалению, их выходное напряжение (обычно около 5 В при токе нагрузки 0,2. 2 А) плохо отфильтровано, имеет большой уровень пульсаций, а сами они являются источниками радиопомех, что не позволяет использовать их для питания радиоприёмных, звукоусилительных и измерительных устройств. Однако все эти недостатки довольно легко устранимы, и после несложной доработки такие «зарядники» становятся способными питать и названные устройства.

В качестве примера ниже описана доработка зарядного устройства модели AC-15E (его схема представлена на рис. 1), обеспечивающего выходное стабилизированное напряжение 5,6 В при токе нагрузки до 0,8 А. Напряжение сети 220 В поступает на конденсатор фильтра выпрямленного напряжения C5 через защитный резистор R1 и диод D1 (позиционные обозначения элементов соответствуют имеющимся на монтажной плате устройства). Импульсный преобразователь напряжения выполнен на высоковольтном транзисторе Q1, трансформаторе T1 и элементах R5, C6. Резистор R2 предназначен для запуска преобразователя, элементы D6, R9, С2 образуют цепь демпфирования.

На транзисторе Q2 выполнены узлы защиты от перегрузки и стабилизации выходного напряжения. При увеличении эмиттерного тока транзистора Q1 растёт падение напряжения на резисторе R3, и когда оно становится больше 0,6 В, открывается транзистор Q2, который шунтирует эмиттерный переход Q1, после чего ток коллектора этого транзистора снижается.

Узел стабилизации выходного напряжения работает следующим образом. Когда выходное напряжение по какой-либо причине увеличивается, растёт ток через излучающий диод оптрона PC1, в результате чего его фототранзистор открывается. Вместе с ним открывается транзистор Q2, что приводит к уменьшению тока базы Q1 и понижению напряжения на выходе устройства. При отклонении выходного напряжения от заданного значения в сторону уменьшения процесс протекает в обратном направлении.

Конденсатор C7 фильтрует выпрямленное диодом Шотки D7 напряжение обмотки III трансформатора Т1. Выходное напряжение устройства зависит от напряжения стабилизации стабилитрона D8 (превышает его примерно на 1,1. 1,2 В).

Схема блока питания (БП), собранного на основе этого зарядного устройства, показана на рис. 2 (позиционные обозначения новых элементов начинаются с цифры 1). Его было решено изготовить на стабилизированное выходное напряжение 3,3 В, для чего стабилитрон D8 был заменён прибором с напряжением стабилизации 2,4 В. БП с таким выходным напряжением можно использовать для питания малогабаритных радиоприёмников, компактных фотоаппаратов, детских игрушек и других устройств, рассчитанных на автономное питание напряжением 2,4. 3,7 В. При желании, применив соответствующий стабилитрон, можно получить выходное напряжение в интервале 3,3. 6 В.

Для уменьшения помех, создаваемых импульсным преобразователем, он подключён к сети 220 В через LC-фильтр, состоящий из элементов 1L1, 1L2, 1L3, 1C1, 1C2. Дроссель 1L3 установлен на место резистора R1, а вместо последнего установлен защитный резистор 1R1 большего сопротивления. Конденсатор фильтра C5 заменён конденсатором большей ёмкости и с более высоким номинальным напряжением.

Номинал токоограничивающего резистора R5 (680 Ом) уменьшен до 470 Ом, а резистора R3 (10 Ом) – до 5,1 Ом (чем меньше сопротивление этого резистора, тем больше ток нагрузки, при котором срабатывает защита). Значительно увеличена ёмкость конденсатора фильтра C7. Параллельно излучающему диоду оптрона подключён ранее отсутствовавший на плате резистор R10 (чем меньше его сопротивление, тем больше выходное напряжение БП). Напряжение на нагрузку поступает через LC-фильтр, состоящий из элементов 1L4, 1L5, 1L6, 1C5-1C9. Светодиод 1HL1 светит при наличии выходного напряжения.

Устройство рассчитано на длительную непрерывную работу при токе нагрузки до 0,5 А, но способно кратковременно питать и нагрузку, потребляющую ток 1 А. Режим работы в этом случае такой: 1 мин при токе нагрузки 1 А, затем перерыв 5 мин при токе нагрузки менее 0,5 А, далее снова 1 мин при токе 1 А и так далее. Амплитуда пульсаций и шумов при токе нагрузки 0,5 А – около 50 мВ, при 1 А – около 100 мВ (в этом случае выходное напряжение снижается до 3,1 В). Выходного тока 0,5 А при напряжении 3,3 В достаточно для питания портативного радиоприёмника, содержащего относительно мощный УМЗЧ, а тока 1 А -для питания портативных фотоаппаратов и большинства детских игрушек.

Детали БП смонтированы в пластмассовом корпусе размерами около 95x80x26 мм от приёмного устройства для беспроводных компьютерных клавиатуры и мыши (рис. 3). Некоторые дополнительные детали приклеены к корпусу термоклеем и полимерным клеем «Квинтол».

Резистор 1R1 – невозгораемый Р1-7 или импортный разрывной, размещён внутри изолирующей силиконовой невозгораемой трубки. Конденсаторы 1С1, 1С2 – керамические высоковольтные, 1С3, 1С6, 1C7, 1C9 – керамические многослойные (первые три припаяны между выводами соответствующих оксидных конденсаторов, четвёртый смонтирован в штекере питания XS1). Оксидные конденсаторы – импортные аналоги К50-68.

Дроссели 1L1 – 1L3 – миниатюрные промышленного изготовления с H-образными ферритовыми магнитопрово-дами и обмотками сопротивлением 3. 22 Ом, 1L4-1L6 -самодельные, намотаны на кольцевых магнитопроводах диаметром 22 мм из низкочастотного феррита и содержат 20. 30 витков многожильного монтажного провода. Чем больше индуктивность этих дросселей и меньше сопротивление их обмоток, тем лучше.

При переделке или ремонте неисправного зарядного устройства вместо транзистора MJE13001 можно применить (с учётом цоколёвки) KF13001, MJE13002, MJE13003. Если возможно, желательно подобрать экземпляр с наибольшим статическим коэффициентом передачи тока базы и наименьшим обратным током коллектора. Вместо транзистора 2SC845 подойдёт любой из серий 2SC1845, BC547, SS9014, КТ645, КТ3129, КТ3130. Оптрон PS817C можно заменить любым из SFH617A-2, LTV817, PC817, EL817, PS2501-1, PC814, PC120, PC123, а диод FR107 – любым из UF4007, FR157, MUR160, 1N5398, КД247Д, КД258Г. Этими же диодами можно заменить и 1N4007. Вместо диода 1N4148 подойдёт любой из 1N914, 1SS244, КД521, КД522. Возможная замена диода Шотки 1N5819 – MBRS140TR, SB140, SB150, асветодиода КИПД35Е-Ж – любой непрерывного свечения без встроенного резистора. Если БП будет настроен на большее выходное напряжение, то сопротивление токоограничивающего резистора 1R3 необходимо увеличить. Внешний вид БП показан на рис. 4.

Для подключения к нагрузке применён двухпроводный шнур с медными жилами сечением 1 мм 2 . На него надеты два ферритовых трубчатых магнитопровода длиной 24 мм: один – поблизости от корпуса БП, другой – рядом со штекером питания XS1. Корпус устройства не экранирован, поэтому питаемые от него простейшие УКВ-радиоприёмники (например, собранные на микросхемах К174ХА34, К174ХА34А, TDA7088T) в условиях неуверенного радиоприёма чувствительны к помехам, если находятся от него на расстоянии менее 500 мм (примерно такой же или больший уровень ВЧ помех создают КЛЛ). При желании БП нетрудно и экранировать, оклеив корпус изнутри липкой алюминиевой фольгой, электрически соединённой с минусовой обкладкой конденсатора 1С8.

Аналогичным образом можно модернизировать и другие зарядные устройства, например, собранные по схемам [1, 2].

1. Бутов А. Активный разветвитель сигнала для стереотелефонов. – Радио, 2014, № 1, с. 12-14.

2. Бутов А. Доработка сетевого зарядного устройства. – Радио, 2013, № 3, с. 20, 21.

Автор: А. Бутов, с. Курба Ярославской обл.

Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:

Схема импульсного источника питания

с пояснениями

Каталог

1. История развития импульсного источника питания

Импульсный источник питания заменил транзисторный линейный источник питания более 30 лет. Первым появляется серийный импульсный источник питания. Топология главной цепи аналогична топологии линейного источника питания. Однако после того, как силовой транзистор находится в состоянии переключения, была разработана технология управления с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).Он используется для управления импульсным преобразователем для получения импульсного источника питания PWM. Он характеризуется частотой импульсов 20 кГц или широтно-импульсной модуляцией. Эффективность импульсного источника питания PWM может достигать 65% ~ 70%, в то время как эффективность линейного источника питания составляет всего 30% ~ 40%. В эпоху глобального энергетического кризиса это вызвало всеобщую озабоченность. Линейный источник питания работает на промышленной частоте, поэтому его заменяет импульсный источник питания PWM с рабочей частотой 20 кГц, что позволяет значительно экономить энергию.Это известно как революция 20 кГц в истории развития технологий электропитания. Поскольку микросхемы ULSI продолжают уменьшаться в размерах, блоки питания становятся намного больше микропроцессоров; для аэрокосмической, подводной и военной промышленности, а также для портативных электронных устройств с батарейным питанием (таких как портативные калькуляторы, мобильные телефоны и т. д.) требуется меньший и легкий источник питания. Поэтому к импульсному источнику питания предъявляются требования к компактности и легкости, в том числе к объему и весу магнитных компонентов и конденсаторов.Кроме того, импульсный источник питания должен иметь более высокий КПД, лучшую производительность и более высокую надежность.

12В 10А импульсный источник питания (со схемой и пояснением)

2. Основной принцип импульсного источника питания

2.1 Основной принцип импульсного источника питания с ШИМ

Понять рабочий процесс довольно легко. импульсный источник питания. В линейном источнике питания силовой транзистор работает в линейном режиме.В отличие от линейного источника питания, импульсный источник питания с ШИМ позволяет силовому транзистору работать во включенном и выключенном состояниях. В обоих состояниях произведение вольт-ампер, приложенное к силовому транзистору, всегда мало (напряжение низкое, а ток большой при включении; напряжение высокое и th

Принцип работы мощной регулируемой коммутационной мощности Поставка

Теплые подсказки: слово в этой статье составляет около 3500, а время чтения — около 18 минут.

Сводка

В данной статье представлена ​​новая конструкция регулируемого импульсного источника питания большой мощности. Используя топологию импульсного источника питания типа Buck, с одним выходом ШИМ, MC33060 в качестве управляющей ИС и микросхемой драйвера IR2110 с двумя выходами, мы можем разработать высоковольтный импульсный источник питания высокой мощности как эффективное решение для регулируемого высокого напряжения. Схема импульсного питания. Это может эффективно решить проблему, заключающуюся в том, что в неизолированной топологии общий импульсный источник питания не может достигать высоких пределов и подключен с использованием защиты от перегрузки по току.В этой статье, основанной на применении MC33060, я представляю метод проектирования регулируемого импульсного источника питания, а затем подробно объясняется состав системы и функции каждой части. Наконец, кратко описаны характеристики системы.

Артикул сердечник	Принцип работы импульсного источника питания с регулируемой мощностью	Категория	Мощность
Английское название	Мощный регулируемый импульсный источник питания	Элемент	Высокая мощность, регулируемая и др.

---

Каталоги

Каталоги	I. Переключаемый источник питания Введение	2.2 Топология источника питания постоянного / постоянного тока	3.3 Схема привода обратной задержки
	1.1 Характеристики источника питания большой мощностиb	2.3 Типовая схема и расчет параметров	3.4 Выборка главной цепи и выхода
	1.2 Характеристики питания индикаторов постоянного тока	III. Проектирование системы	3.5 Схема защиты от перегрузки по току
	II. Типовая конструкция импульсного источника питания	3.1 Схема фильтра выпрямителя	IV.Заключение
	2.1 Управляющая микросхема	3.2 ИС управления и входная цепь

---

Введение

I.Переключение источника питания Введение

В качестве альтернативы источникам питания с линейной стабилизацией импульсные источники питания становятся все более сложными в использовании и реализации. Благодаря интегрированной технологии электронные устройства стали меньше и умнее. новые электронные устройства требуют импульсного источника питания меньшего размера и с меньшими шумовыми помехами для обеспечения интеграции и интеграции. Импульсный источник питания малой и средней мощности представляет собой монолитную интеграцию, но в области мощных приложений, поскольку его потери мощности слишком велики, трудно выполнить монолитную интеграцию, необходимо было основываться на его топологии, чтобы гарантировать, что мощность различных параметров Попробуйте уменьшить размер системы.

Вот некоторые сведения о технических показателях импульсного источника питания большой мощности. Импульсный источник питания высокой мощности в основном используется в импульсном источнике питания высокочастотной системы питания, технические показатели должны быть очень высокими и точными.

Определите технические показатели следующим образом, здесь прилагается примерная модель высокомощного регулируемого импульсного источника питания, схема технических характеристик.

• 1. Входное напряжение: 380_ + 20%;

• 2.Частота сети: 50 Гц_ + 10%;

• 3 коэффициент мощности: 0,93 и выше;

• 4. Аварийный сигнал перенапряжения на входе: 437V_ + 5V;

• 5. Введите аварийную сигнализацию перегорания: 320V_ + 5V;

• 6. Номинальное выходное напряжение: 220В;

• 7. Диапазон выходного напряжения: 176-286 В;

• 8. Напряжение пульсации на выходе: 10 мВ;

• 9.Номинальный выходной ток: 5А;

• 10. Защита от перенапряжения на выходе: 325В + _5В;

• 11. Защита от пониженного напряжения на выходе: 195V + _5V;

Модель		ANSXYD (X-напряжение Y-ток)
Вход	напряжение	Однофазный: 220 В переменного тока ± 15% или 110 В переменного тока ± 15%
		Трехфазный: AC380V ± 10% (более 8 кВт)
	частота	AC380V ± 10% （8KW 以上）
	напряжение	0–1000 В
Выход	текущий	0-100000A
	мощность	Значение напряжения × значение тока
Диапалы		Светодиодная цифровая трубка
Эффект источника	напряжение	≤0.2% эффективное значение
	текущий	≤0,2% эффективное значение
Температурный дрейф	напряжение	≤ 0,03% среднеквадратического значения / ℃
	текущий	≤ 0,03% среднекв. / ℃
Временной дрейф	напряжение	≤ 0.5% эффективное значение
	текущий

PPT — Самопереключающийся источник питания презентация PowerPoint | бесплатно скачать

PowerShow.com — это ведущий веб-сайт для обмена презентациями и слайд-шоу. Независимо от того, является ли ваше приложение бизнесом, практическими рекомендациями, образованием, медициной, школой, церковью, продажами, маркетингом, онлайн-обучением или просто для развлечения, PowerShow.com — отличный ресурс. И, что лучше всего, большинство его интересных функций бесплатны и просты в использовании.

Вы можете использовать PowerShow.com, чтобы найти и загрузить примеры онлайн-презентаций PowerPoint ppt практически по любой теме, которую вы можете себе представить, чтобы вы могли узнать, как улучшить свои собственные слайды и презентации бесплатно. Или используйте его, чтобы найти и загрузить высококачественные практические презентации PowerPoint ppt с иллюстрированными или анимированными слайдами, которые научат вас делать что-то новое, также бесплатно. Или используйте его для загрузки собственных слайдов PowerPoint, чтобы вы могли поделиться ими со своими учителями, классом, студентами, руководителями, сотрудниками, клиентами, потенциальными инвесторами или всем миром.Или используйте его для создания действительно крутых слайд-шоу из фотографий — с 2D и 3D переходами, анимацией и музыкой на ваш выбор — которыми вы можете поделиться со своими друзьями в Facebook или в кругах Google+. Это тоже бесплатно!

За небольшую плату вы можете получить лучшую в отрасли конфиденциальность в Интернете или публично продвигать свои презентации и слайд-шоу с высокими рейтингами. Но в остальном это бесплатно. Мы даже преобразуем ваши презентации и слайд-шоу в универсальный формат Flash со всей их оригинальной мультимедийной красотой, включая анимацию, эффекты перехода 2D и 3D, встроенную музыку или другой звук или даже видео, встроенное в слайды.Все бесплатно. Большинство презентаций и слайд-шоу на PowerShow.com можно бесплатно просматривать, многие даже можно бесплатно загрузить. (Вы можете выбрать, разрешить ли людям загружать ваши оригинальные презентации PowerPoint и слайд-шоу из фотографий за плату или бесплатно или вовсе.) Зайдите на PowerShow.com сегодня — БЕСПЛАТНО. Здесь действительно каждый найдет что-то для себя!

презентации бесплатно. Или используйте его, чтобы найти и загрузить высококачественные практические презентации PowerPoint ppt с иллюстрированными или анимированными слайдами, которые научат вас делать что-то новое, также бесплатно.Или используйте его для загрузки собственных слайдов PowerPoint, чтобы вы могли поделиться ими со своими учителями, классом, студентами, руководителями, сотрудниками, клиентами, потенциальными инвесторами или всем миром. Или используйте его для создания действительно крутых слайд-шоу из фотографий — с 2D и 3D переходами, анимацией и музыкой на ваш выбор — которыми вы можете поделиться со своими друзьями в Facebook или в кругах Google+. Это тоже бесплатно!

За небольшую плату вы можете получить лучшую в отрасли конфиденциальность в Интернете или публично продвигать свои презентации и слайд-шоу с высокими рейтингами.Но в остальном это бесплатно. Мы даже преобразуем ваши презентации и слайд-шоу в универсальный формат Flash со всей их оригинальной мультимедийной красотой, включая анимацию, эффекты перехода 2D и 3D, встроенную музыку или другой звук или даже видео, встроенное в слайды.