cxema.org — Мощный импульсный блок питания 12В 40А
Такое устройство недавно заказали из местного магазина. Устройство предназначено для запитки стенда сразу с 30- ю автомобильными магнитолами. Ясное дело, если прикинуть, то одна магнитола будет потреблять порядка 1 Ампер тока, это просто если она включена, но если запустить на полную громкость, то потребление одной магнитолы будет в районе 7-8 Ампер. 30 магнитол по 1 А это уже 30 Ампер, а при напряжении 12 Вольт мощность блока питания должна быть не менее 350-400 ватт. Поскольку финансы были ограничены, то собрать такое дело с сетевым трансформатором на 400 ватт крайне не выгодно, вот и решил замутить импульсную схему. Одна из самых простых вариантов построена на высоковольтном полумостовом драйвере IR2153, не смотря на простоту сборки, такой блок питания может обеспечить заданную мощность.
Затраты на компоненты не превосходят 10$, при этом блок получился минимальных размеров.
На входе питания построен сетевой фильтр, предохранитель.
Трансформатор пришлось мотать с нуля.
Сердечник был взят из компьютерного блока питания. Все промышленные обмотки нужно убрать и мотать свою.
Сетевая обмотка состоит из 40 витков провода 0,8мм. Вторичная обмотка намотана шиной из 7жил провода 0,8 мм, обмотка состоит из 2х3 витков. На выходе стоит сдвоенный диод шоттки 2х30А, теплоотводом для него служит корпус блока питания, а сам корпус был взят из компового БП.
Ограничительный резистор для запитки микросхемы нужен мощный (2 ватт) в процессе работы он может немножко перегреваться, номинал может отклониться в ту или иную сторону на 10%.
В итоге получился очень мощный блок питания, который уже неделю питает стенд с автомагнитолами, работает 12 часов в сутки без перерывов.
С уважением — АКА КАСЬЯН
Мощный лабораторный блок своими руками
Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы с вами соберем мощнейший лабораторный блок питания.
На данный момент он является одним из самых мощных на YouTube.Все началось с постройки водородного генератора. Для запитки пластин автору понадобился мощный блок питания. Покупать готовый блок типа DPS5020 не наш случай, да и бюджет не позволял. Спустя некоторое время схема была найдена. Позже выяснилось, что этот блок питания настолько универсален, что его можно использовать абсолютно везде: в гальванике, электролизе и просто для запитки различных схем. Сразу пробежимся по параметрам. Входное напряжение от 190 до 240 вольт, выходное напряжение — регулируемое от 0 до 35 В. Выходной номинальный ток 25А, пиковый — свыше 30А. Также, блок имеет автоматическое активное охлаждение в виде кулера и ограничения по току, она же защита от короткого замыкания. Теперь, что касается самого устройства. На фото вы можете видеть силовые элементы.
От одного взгляда на них захватывает дух, но свой рассказ хотелось бы начать совсем не со схем, а непосредственно с того, от чего приходилось отталкиваться, принимая то или иное решение.
Как видим радиаторов тут два, но входе построения объединим в один. Помимо радиатора, в корпусе нужно установить силовой трансформатор, шунт и высоковольтные конденсаторы. Они никак не влазили на плату, пришлось их вынести за пределы. Шунт имеет небольшие размеры, его можно положить на дно. Силовой трансформатор был в наличии только таких размеров:
Остальные раскупили. Его габаритная мощность 3 кВт. Это конечно намного больше чем нужно. Теперь можно переходить к рассмотрению схем и печаток. В первую очередь рассмотрим блок-схему устройства, так будет легче ориентироваться.
Состоит она из блока питания, dc-dc преобразователя, системы плавного пуска и различной периферии.
Все блоки не зависят друг от друга, например, вместо блока питания можно заказать готовый. Но мы рассмотрим вариант как сделать все своими руками, а вам уже решать, что купить, а что делать также. Стоит отметить, что необходимо установить предохранители между силовыми блоками, так как при выходе из строя одного элемента, он потащит за собой в могилу остальную схему, а это вылетит вам в копеечку.Предохранители на 25 и 30А в самый раз, так как это номинальный ток, а выдержать они могут на пару ампер больше.
Теперь по порядку о каждом блоке. Блок питания построен на всеми любимой ir2153.
Также в схему добавлен умощненный стабилизатор напряжения для питания микросхемы. Он запитан от вторичной обмотки трансформатора, параметры обмоток рассмотрим при намотке. Все остальное — это стандартная схема блока питания.
Установить его необходимо для ограничения тока зарядки конденсаторов, чтобы не спалить диодный мост.
Теперь самая важная часть блока – dc-dc преобразователь.
Его устройство очень сложное, поэтому углубляться в работу не будем, если интересно подробнее узнать про схему, то изучите самостоятельно.
Настало время переходить к печатным платам. Вначале рассмотрим плату блока питания.
На нее не вместились ни конденсаторы, ни трансформатор, поэтому на плате имеются отверстия для их подключения. Размеры фильтрующего конденсатора подбирайте под себя, так как они бывают разных диаметров.
Далее рассмотрим плату преобразователя. Тут тоже можно немного подогнать размещение элементов. Автору пришлось сместить второй выходной конденсатор вверх, так как он не вмещался. Так же можете добавить еще перемычку, это уже на ваше усмотрение.
Думаю, тут нет ничего сложного.
Осталось запаять схемы и можно проводить тесты. В первую очередь запаиваем плату блока питания, но только высоковольтную часть, чтобы проверить не накосячили ли мы во время разводки. Первое включение как всегда через лампу накаливания.
Как видим, при подключении лампочки, она загорелась, а это значит, что схема без ошибок. Отлично, можно установить элементы выходной цепи, а как известно, туда нужен дроссель. Его придется изготовить самостоятельно. В качестве сердечника используем вот такое желтое кольцо от компьютерного блока питания:
С него необходимо удалить штатные обмотки и намотать свою, проводом 0,8 мм сложенным в две жилы, количество витков 18-20.
Заодно можем намотать дросселя для dc-dc преобразователя. Материалом для намотки являются вот такие кольца из порошкового железа.
В отсутствие такого, можно применить тот же материал, что и в первом дросселе. Одной из важных задач является соблюдение одинаковых параметров для обоих дросселей, так как они будут работать в параллели. Провод тот же – 0,8 мм, количество витков 19.
После намотки, проверяем параметры.
Они в принципе совпадают. Далее запаиваем плату dc-dc преобразователя. С этим проблем возникнуть не должно, так как номиналы подписаны.
Тут все по классике, сначала пассивные компоненты, потом активные и в последнюю очередь – микросхемы. Настало время заняться подготовкой радиатора и корпуса. Радиаторы соединим между собой двумя пластинками вот таким образом:
На словах это все хорошо, надо бы заняться делом. Сверлим отверстия под силовые элементы, нарезаем резьбу.
Сам же корпус тоже немного подправим, отломав лишние выступы и перегородки.
Когда все готово, приступаем к креплению деталей на поверхность радиатора, но так как фланцы активных элементов имеют контакт с одним из выводов, то необходимо их изолировать от корпуса подложками и шайбами.
Крепить будем на винты м3, а для лучшей термо передачи воспользуемся не высыхающей термопастой.
Когда разместили на радиаторе все греющиеся части, запаиваем на плату преобразователя ранее не установленные элементы, а также припаиваем провода для резисторов и светодиодов.
Теперь можно тестировать плату. Для этого подадим напряжение от лабораторного блока питания в районе 25-30В.
Проведем быстрый тест.
Как видим, при подключении лампы идет регулировка по напряжению, а также ограничения по току. Отлично! И эта плата тоже без косяков.
Сам же термистор нужно закрепить на радиаторе. Осталось намотать трансформатор для блока питания на вот таком гигантском сердечнике:
Перед намоткой необходимо рассчитать обмотки. Воспользуемся специальной программой (ссылку на нее найдете в описании под видеороликом автора, пройдя по ссылке «Источник»). В программе указываем размер сердечника, частоту преобразования (в данном случае 40 кГц). Также указываем количество вторичных обмоток и их мощность. Силовая обмотка на 1200 Вт, остальные на 10 Вт. Также нужно указать каким проводом будут мотаться обмотки, жмем кнопку «Рассчитать», тут нет ничего сложного, думаю разберетесь.
Посчитали параметры обмоток и начинаем изготовление. Первичка в один слой, вторичка в два слоя с отводом от середины.
Изолируем все с помощью термоскотча. Тут по сути стандартная намотка импульсника.
Все готово к установке в корпус, осталось разместить периферийные элементы на лицевой стороне таким образом:
Сделать это можно довольно просто, лобзиком и дрелью.
Теперь самая трудная часть — разместить все внутри корпуса. В первую очередь соединяем два радиатора в один и закрепляем его.
Соединение силовых линий будем проводить вот такой 2-ух миллиметровой жилой и проводом сечением 2,5 квадрата.
Также возникли некие проблемы с тем, что радиатор занимает всю заднюю крышку, и там невозможно вывести провод. Поэтому выводим его сбоку.
На этом все, сборка завершена. Перед закрытием крышки проводим тестовое включение.
Блок завелся, теперь закрываем верхнюю крышку и идем тестировать. Для теста сначала воспользуемся лампочками накаливания на 36В 100Вт.
Как видим, блок держит их без труда. Данный вольтамперметр, который купил автор, не может измерить максимальный ток блока даже шунтом, хоть и написано на сайте, что с шунтом может измерять до 50А.
Не совершайте такую же ошибку и возьмите себе стрелочный амперметр — надежнее будет. А по поводу проверки — не переживайте, сейчас вы убедитесь в том, что максимальный ток устройства свыше 25А. Для этого воспользуемся предохранителем на 25А и пустим его в короткое замыкание.Его просто плавит, а это значит, что ток тут больше 25 ампер. Также попробуем плавить различные предметы.
Скрепка, шайба и даже шило — ничто не устояло перед мощью данного блока.
Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видео:
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ
ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ
В этой статье Вы найдёте подробное описание
процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности
на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить
менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания
понадобится несколько часов. Можно изготовить и более мощные электронные трансформаторы, например на IR2153, а можно КУПИТЬ ГОТОВЫЙ и переделать под свои напряжения.
В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, которая позволяет значительно снизить размер дросселя.
В случае выхода из строя электронного балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.
Однако электронный балласт такой лампочки,
это почти готовый импульсный Блок Питания (БП), причем довольно компактный.
Единственное,
чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного
блока питания, это отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя,
если он необходим.
В то же время, современные радиолюбители
испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов
для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден,
то его перемотка требует использования большого количества
медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий,
собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь
в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно
заменить импульсным блоком питания. Если же для этих целей
использовать балласт от неисправных энергосберегающих ламп, то экономия составит
значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах
на 100 Ватт и больше.
Отличие схемы балласта энергосберегающей лампы от импульсного блока питания
Это одна из самых распространённых электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания достаточно установить всего одну перемычку между точками А – А’ и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем. Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.
Схема энергосберегающей лампы
А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе балласта люминисцентной лампы с использованием дополнительного импульсного трансформатора.
Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.
Как видите, схема КЛЛ не требует больших
изменений. Красным цветом отмечены дополнительные элементы,
привнесённые в схему.
Законченная схема импульсного блока питания
Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?
Мощность импульсного блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.
Блок питания небольшой мощности можно построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.
БП с вторичной обмоткой прямо на каркас уже имеющегося дросселя
В случае если окно дросселя не позволяет
намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок
питания мощностью, значительно превышающей мощность КЛЛ, то
понадобится дополнительный импульсный трансформатор.
БП с дополнительным импульсным трансформатором
Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения и в схему электронного балласта.
В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом. Если коэффициент усиления транзисторов по току окажется недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.
Если частота генерации окажется не очень
высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных
конденсаторов C4, C6.
Импульсный трансформатор для блока питания
Особенностью полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемого трансформатора. А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и вовсе упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.
Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение просмотра одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.
Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжения
Во входных фильтрах электронных балластов,
из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой
ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения
с частотой 100 Hz.
Чтобы снизить уровень пульсаций напряжения на выходе блока питания, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра. Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.
Если требуется построить компактный
блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы,
применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц». Например,
в одноразовых фотоаппаратах Kodak установлены миниатюрные
конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж
целых 100µF при напряжении 350 Вольт.
Блок питания мощностью 20 Ватт
Блок
питания мощностью 20 Ватт
Блок питания мощностью, близкой к мощности исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор. Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства или небольшого усилителя мощности.
На картинке видно, что поверх имеющейся
обмотки был намотан один слой изолированного провода. Я использовал
провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции).
Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько
Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляция провода,
а сечение самой меди будет невелико.
Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.
Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом. Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!
Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.
Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона
толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм. Если нет электрокартона,
используем любую подходящую по толщине бумагу.
Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует выбирать максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.
Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60°C, а транзисторов – 42°C. Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволила слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.
На картинке действующая модель БП
Мощность, подводимая
к нагрузке – 20 Ватт.
Частота автоколебаний
без нагрузки – 26 кГц.
Частота автоколебаний
при максимальной нагрузке – 32 кГц
Температура трансформатора
– 60?С
Температура транзисторов
– 42?С
Блок питания мощностью 100 Ватт
Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2. Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100µF.
Блок питания мощностью 100 Ватт
Так как КПД блока питания вовсе не равен 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.
Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.
Мне не повезло, в моём электроном балласте
были установлены транзисторы 13003 поз.
1 такой конструкции,
которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи
фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках,
так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают
намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями,
чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами.
Кроме того, 13007 имеют в несколько раз большие предельно-допустимые
токи. Купить отдельно MJE13007 можно ЗДЕСЬ.
Если пожелаете, можете смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.
Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.
Крепление удобно осуществлять винтами
М2,5, на которые нужно предварительно надеть изоляционные
шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика).
Допускается
использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит
ток.
Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки должны обеспечивать условия электробезопасности!
Действующий стоваттный импульсный блок питания
Резисторы эквивалента нагрузки помещены
в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке – 100
Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной
нагрузке – 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки –
28,5 кГц.
Температура транзисторов – 75?C.
Площадь радиаторов каждого транзистора
– 27см?.
Температура дросселя TV1 – 45?C.
TV2 – 2000НМ (O28 х O16 х 9мм)
Выпрямитель
Все вторичные выпрямители полумостового
импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным.
Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти
в насыщение.
Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.
1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.
Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.
Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток. Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.
Однако именно схемы с нулевой точкой
используются, когда требуется получить большие токи при малом
выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации
потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды
Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.
Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания
выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку
мощности 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки
может рассеяться 8 Ват.
100 / 5 * 0,4 = 8(Ватт)
Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.
100 / 5 * 0,8 * 2 = 32(Ватт).
Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.
В низковольтных выпрямителях лучше использовать
именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке
можно просто намотать обмотку в два провода.
Кроме этого,
мощные импульсные диоды недёшевы.
Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?
Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.
При работе импульсного БП на холостом
ходу или при небольшой нагрузке, сопротивление нити какала
лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же,
по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает,
спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается,
что приводит к ограничению тока до безопасной величины.
На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности. Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.
Важной операцией при тестировании БП является испытание на эквиваленте нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке по зелёной раскраске. Красные цифры – рассеиваемая мощность.
Из опыта известно, что мощности эквивалента
нагрузки почему-то всегда не хватает.
Перечисленные же выше
резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три
раза превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное
время для проверки теплового режима, а мощность эквивалента
нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить
в воду.
Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры
в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете
попытаться тронуть резистор пальцами.
Как наладить импульсный блок питания?
Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.
Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки
и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.
Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.
Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.
Если в качестве импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура превышает 60… 65?С, то нужно уменьшить мощность нагрузки.
Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65?С, а транзисторов выше 80… 85?С.
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП маломощный импульсный блок питания из подручных материалов своими руками
Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?
Схема импульсного блока питания
R0 – ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя,
в момент включения.
В КЛЛ также часто выполняет функцию предохранителя.
VD1… VD4 – мостовой выпрямитель.
L0, C0 – фильтр питания.
R1, C1, VD2, VD8 – цепь запуска преобразователя.
Работает узел запуска следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжения на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания. После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.
R2, C11, C8 – облегчают запуск преобразователя.
R7, R8 – улучшают запирание транзисторов.
R5, R6 – ограничивают ток баз транзисторов.
R3, R4 – предотвращают насыщение транзисторов и исполняют
роль предохранителей при пробое транзисторов.
VD7, VD6 – защищают транзисторы от обратного напряжения.
TV1 – трансформатор обратной связи.
L5 – балластный дроссель.
C4, C6 – разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.
TV2 – импульсный трансформатор.
VD14, VD15 – импульсные диоды.
C9, C10 – конденсаторы фильтра.
По материалам сайта http://www.ruqrz.com/
Для большей наглядности приведено несколько принципиальных схем ламп популярных производителей:
РЕМОНТ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП
ОПИСАНИЕ И СХЕМА БОЛЕЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ
Адрес администрации сайта: admin@soundbarrel.
ru
Схема импульсного блока питания для усилителя » Паятель.Ру
Импульсный источник питания, который может использоваться не только с усилителями на базе TDA7293 (TDA7294), но и с любым другим усилителем мощности ЗЧ. Основой данного блока питания (БП) служит полумостовой драйвер с внутренним генератором IR2153 (IR2155), предназначенный для управления транзисторами технологий MOSFET и IGBT в импульсных источниках питания.
Функциональная схема микросхем приведена на рисунке 1, зависимость выходной частоты от номиналов RC-задающей цепочки на рисунке 2. Микросхема обеспечивает паузу между импульсами верхнего и нижнего ключей в течении 10% от длительности импульса, что позволяет не опасаться сквозных токов в силовой части преобразователя.
Рис.2
Практическая реализация БП приведена на рисунке 3. Используя данную схему можно изготовить БП мощностью от 100 до 500Вт, необходимо лишь пропорционально увеличивать емкость конденсатора фильтра первичного питания С2 и использовать соответствующий силовой трансформатор TV2.
Рис.3
Емкость конденсатора С2 выбирается из расчета 1…1,5 мкФ на 1 Вт выходной мощности, например при изготовлении БП на 150 Вт следует использовать конденсатор на 150…220 мкФ. Диодный мост первичного питания VD можно использовать в соответствии с установленным конденсатором фильтра первичного питания, при емкостях до 330 мкФ можно использовать диодные мосты на 4…6А, например RS407 или RS607. При емкости конденсаторов 470…680 мкФ нужны уже более мощные диодные мосты, например RS807, RS1007.
Об изготовлении трансформатора можно разговаривать долго, однако вникать в глубокую теорию расчетов слишком долго и далеко не каждому нужно. Поэтому расчеты типоразмеров ферритовых колец М2000НМ1 просто сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Как видно из таблицы габаритная мощность трансформатора зависит не только от габаритов сердечника, но и от частоты преобразования. Изготавливать трансформатор для частот ниже 40 кГц не очень логично — гармониками можно создать не преодолимые помехи в звуковом диапазоне.
Изготовление трансформаторов на частоты выше 100 кГц уже непозволительно по причине саморазогрева феррита М2000НМ1 вихревыми токами.
В таблице приведены данные по первичным обмоткам, из которых легко вычисляются отношения витков/вольт и дальше уже вычислить, сколько витков необходимо для того или иного выходного напряжения труда не составит. Следует обратить внимание на то, что подводимое к первичной обмотке напряжение составляет 155 В — сетевое напряжение 220 В после выпрямителя и сглаживающего фильтра будет составлять 310 В постоянного напряжения, схема полу мостовая, следовательно к первичной обмотке будет прилагаться половина этого значения.
Так же следует помнить, что форма выходного напряжения будет прямоугольной, поэтому после выпрямителя и сглаживающего фильтра величина напряжения от расчетной отличаться будет не значительно.
Таблица приведена до мощностей 2400 Вт — более мощные БП будут описаны в следующих номерах журнала, поэтому табличку стоит сохранить.
Таблица 2 и 3
Диаметры необходимых проводов рассчитываются из отношения 5 А на 1 кв мм сечения провода.
Причем лучше использовать несколько проводов меньшего диаметра, чем один, более толстый провод. Это требование относится ко всем преобразователям напряжения, с частотой преобразования выше 10 кГц, так как начинает уже сказываться скин-эффект — потери внутри проводника, поскольку на высоких частотах ток течет уже не по всему сечению, а по поверхности проводника и чем выше частота, тем сильнее сказываются потери в толстых проводниках.
Поэтому не рекомендуется использовать в преобразователях с частотой преобразования выше 30 кГц проводники толще 1 мм. Следует так же обратить внимание на фазировку обмоток — неправильно сфазированные обмотки могут либо вывести силовые ключи из строя, либо снизить КПД преобразователя.
Но вернемся к БП, приведенному на рисунке 3. Минимальная мощность данного БП практически ни чем не ограничена, поэтому можно изготовить БП и на 50 Вт и меньше. Верхний же предел мощности ограничен некоторыми особенностями элементной базы.
Для получения больших мощностей требуются транзисторы MOSFET более мощные, а чем мощнее транзистор, тем больше емкость его затвора.
Если емкость затвора силового транзистора довольно высокая, то для её заряда-разряда требуется значительный ток. Ток транзисторов управления IR2153 довольно не велик (200 мА), следовательно, эта микросхема не может управлять слишком мощными силовыми транзисторами на больших частотах преобразования.
Исходя из вышесказанного становится ясно, что максимальная выходная мощность преобразователя на базе IR2153 не может быть более 500…600 Вт при частоте преобразования 50…70 кГц, поскольку использование более мощных силовых транзисторов на этих частотах довольно серьезно снижает надежность устройства. Список рекомендуемых транзисторов для силовых ключей VT1, VT2 с краткими характеристиками сведен в таблицу 2.
Выпрямительные диоды вторичных цепей питания должны иметь наименьшее время восстановления и как минимум двукратный запас по напряжению и трехкратный току. Последние требования обоснованы тем, что выбросы напряжения самоиндукции силового трансформатора составляют 20…50 % от амплитуды выходного напряжения.
Например при вторичном питании в 100 В амплитуда импульсов самоиндукции может составлять 120…150 В и не смотря на то, что длительность импульсов крайне мала ее достаточно чтобы вызвать пробой в диодах, при использовании диодов с обратным напряжением в 150 В. Трехкратный запас по току необходим для того, чтобы в момент включения диоды не вышли из строя, поскольку емкость конденсаторов фильтров вторичного питания довольно высокая, и для их заряда потребуется не малый ток. Наиболее приемлемые диоды VD4-VD11 сведены в таблицу 3.
Емкость фильтров вторичного питания (С11, С12) не следует увеличивать слишком сильно, поскольку преобразование производится на довольно больших частотах. Для уменьшения пульсаций гораздо актуальней использование большой емкости в первичных цепях питания и правильный расчет мощности силового трансформатора. Во вторичных же цепях конденсаторов на 1000 мкФ в плечо вполне достаточно для усилителей до 100 Вт (конденсаторы по питанию, установленные на самих платах УМЗЧ должны быть не менее 470 мкФ) и 4700 мкФ для усилителя на 500 Вт.
Плата
На принципиальной схеме изображен вариант выпрямителей вторичного силового питания, выполненный на диодах Шоттки, под них и разведена печатная плата (рисунок 4). На диодах VD12, VD13 выполнен выпрямитель для вентилятора принудительного охлаждения теплоотводов, на диодах VD14-VD17 выполнен выпрямитель для низковольтного питания (предварительные усилители, активные регуляторы тембра и т.д.). На том же рисунке приведен чертеж расположения деталей и схема подключения.
В преобразователе имеется защита от перегрузки, выполненная на трансформаторе тока TV1, состоящая из кольца К20х12х6 феррита М2000 и содержащего 3 витка первичной обмотки (сечение такое же как и первичная обмотка силового трансформатора и 3 витка вторичной обмотки, намотанной двойным проводом диаметром 0,2…0,3 мм.
При перегрузке напряжение на вторичной обмотке трансформатора TV1 станет достаточным для открытия тиристора VS1 и он откроется, замкнув питание микросхемы IR2153, тем самым прекратив ее работу.
Порог срабатывания защиты регулируется резистором R8. Регулировку производят без нагрузки начиная с максимальной чувствительности и добиваясь устойчивого запуска преобразователя.
Принцип регулировки основан на том, что в момент запуска преобразователя он нагружен максимально, поскольку требуется зарядить емкости фильтров вторичного питания и нагрузка на силовую часть преобразователя максимальная.
Об остальных деталях: конденсатор С5 — пленочный на 0,33… 1 мкФ 400В; конденсаторы С9, С10 — пленочные на 0,47…2,2 мкФ минимум на 250В; индуктивности L1…L3 выполнены на ферритовых кольцах К20х12х6 М2000 и наматываются проводом 0,8… 1,0 мм до заполнения виток к витку в один слой; С14, С15 — пленочные на 0,33…2,2 мкФ на напряжение не менее 100 В при выходном напряжении до 80 В; конденсаторы С1, С4, С6, С8 можно керамические, типа К10-73 или К10-17; С7 можно и керамический, но лучше пленочный, типа К73-17.
Одним из таких специализированных генераторов является микросхема IR2153, из себя представляет высоковольтный полумостовой драйвер — одна из самых любимых моих микросхем. Микросхема отлично работает с полевыми транзисторами, даже с довольно тяжелыми затворами, она имеет встроенный драйвер для управления силовых ключей, следовательно городить дополнительный драйвер, как в случае TL494 не нужно. В качестве силовых ключей я взял любимые IRF840, можно и 740, они даже мощнее, но от меня требовалось получить мощность в районе 500 ватт, для запитки усилителя ланзар, а с указанными ключами это вполне возможно. Мощность схемы, как сказал выше — 500 ватт (реальная мощность 470 ватт, расчетная, чуть больше 600 ватт). особенность этой схемы — наличие защиты, которая срабатывает очень точно. Защита настраивается переменным резистором — на любой угодный ток срабатывания. Для наиболее точной настройки этот резистор нужно взять многооборотный, номинал резистора не критичен, может отклонятся в ту или иную сторону на 1-1.5кОм. Светодиодный индикатор срабатывает только тогда, когда блок ушел в защиту. В режиме защиты блок может находится бесконечно долго Второе достоинство — система плавного пуска и задержки. При включении схемы в сеть 220 Вольт через резистор 2W 22R заряжается основной электролит и за доли секунды ( с незначительной задержкой) открывается составной транзистор KSP13 и замыкается электромагнитное реле. Для двухполярного 60 Вольт на выходе, первичная обмотка (сетевая) намотана двумя жилами провода 0,7 мм (каждая) и состоит из 36 витков, намотку делал в два слоя. Вторичка имеет 2 независимые обмотки, каждая из них имеет отвод от середины. Каждая обмотка состоит из 2х18 витков, намотана 4-я жилами провода 0,7мм, тоже самое и со второй вторичкой В качестве выпрямителя применены диодные сборки Шоттки с общим катодом, ток каждого диода не менее 10 Ампер при обратном напряжении не менее 100 Вольт, лучше взять на 200. В конце все силовые части (диоды, полевики) укрепляются к общему теплоотводу, не забываем их изолировать слюдяными прокладками и шайбами Основной диодный мост по входу брать с обратным напряжением 600-1000 Вольт, с допустимым током не менее 4-х Ампер, а лучше взять с запасом, скажем на 6 Ампер. Основной электролит на 400 Вольт, с емкостью 220-330мкФ Ну на этом думаю все понятно, схему уже несколько раз повторил — работает отменно. Скачать архив можно тут Обсудить на Форуме |
История вопроса
Высокая интеграция позволяет реализовать большое количество встроенных защит, которые порой недоступны в линейных источниках.
Реле с напряжением катушки 12 Вольт , с током желательно 10 и более Ампер (лично я взял на 20 Ампер). В моем случае, рабочая частота генератора в районе 47-48кГц, трансформатор рассчитан по программе.
Высокий КПД обуславливает меньшие теплопотери, что в свою очередь обуславливает меньший перегрев элементной базы импульсного блока питания, что так же является показателем надёжности.
Бесплатный сыр только в мышеловке. Впрочем последняя фраза в равной мере относится к любому источнику, и к импульсному и к аналоговому.
Напряжение на выходе U1 постепенно увеличивается до его включения. Когда это происходит, схема стабилизируется и опорное напряжение (5,6 В) проходит через резистор R5. Ток, который течет через инвертирующий вход ОУ является незначительным, поэтому один и тот же ток проходит через R5 и R6, и, как два резисторы имеют то же самое значение напряжения между двумя из них в серии будет ровно в два раза больше напряжения по каждой из них. Таким образом, напряжение на выходе ОУ (выв. 6 U1) 11,2 В, в два раза больше опорного напряжения стабилитрона. ОУ U2 имеет постоянный коэффициент усиления примерно 3 по формуле A=(R11+R12)/R11, и поднимает контрольное напряжение 11.2 В до 33 В. Переменник RV1 и резистор R10 используются для регулировки выходного напряжения таким образом, что оно может быть снижено до 0 вольт.
Ответственным за эту функцию есть элемент U3. Инвертирующий вход U3 получает стабильное напряжение.
Далее,
На рисунке №3
Базу транзистора соединяем с резистором R1
Верхний вывод резистора
Такие мощности позволяют обеспечить безопасностью серверы и целую группу компьютеров;
Как работает простой и мощный импульсный блок питания. Виды импульсных источников электропитания
Импульсные источник питания(ИИП) на сегодняшний день получили самое широкое распространение и с успехом используются во всех современных радиоэлектронных устройствах.
На
рисунке3 представлена структурная схема
импульсного источника питания,
выполненного по традиционной
схеме.вторичные выпрямители, выполняются
по однополупериодной схеме. Названия
этих узлов раскрывает их назначение и
не нуждается в пояснении. Основными
узлами первичной цепи являются: входной
фильтр, выпрямитель сетевого напряжения
и ВЧ Преобразователь выпрямленного
питающего напряжения с трансформатором.
Сетевой выпрямительный фильтр
Трансформатор
ВЧ преобразователь
Вторичные выпрямители
Входной фильтр
Рисунок 3 — Структурная схема импульсного БП
Основной принцип, положенный в основу работы ИИП заключается в преобразовании сетевого переменного напряжения 220 вольт и частотой 50 Гц в переменное высокочастотное напряжение прямоугольной формы, которое трансформируется до требуемых значений, выпрямляется и фильтруется.
Преобразование осуществляется с помощью мощного транзистора, работающего в режиме ключа и импульсного трансформатора, вместе образующих схему ВЧ преобразователя. Что касается схемного решения, то здесь возможны два варианта преобразователей: первый выполняется по схеме импульсного автогенератора (например, такой использовался в ИБП телевизоров) и второй с внешним управлением (используется в большинстве современных радиоэлектронных устройств).
Поскольку
частота преобразователя обычно выбирается
от 18 до 50 кГц, то размеры импульсного
трансформатора, а, следовательно, и
всего блока питания достаточно компактны,
что является немаловажным параметром
для современной аппаратуры.
Упрощенная
схема импульсного преобразователя с
внешним управлением приведена на рисунке
4.
Рисунок 4 — Принципиальная схема импульсного БП с ВУ.
Преобразователь
выполнен на транзисторе VT1 и трансформаторе
Т1. Сетевое напряжение через сетевой
фильтр (СФ) подается на сетевой выпрямитель
(СВ), где оно выпрямляется, фильтруется
конденсатором фильтра (Сф) и
через обмотку W1 трансформатора Т1
подается на коллектор транзистора VT1.
При подаче в цепь базы транзистора
прямоугольного импульса, транзистор
открывается и через него протекает
нарастающий ток I к.
Этот же ток будет протекать и через
обмотку W1
трансформатора Т1, что приведет к тому,
что в сердечнике трансформатора
увеличивается магнитный поток, при этом
во вторичной обмотке W2
трансформатора наводится ЭДС самоиндукции.
В конечном итоге на выходе диода VD
появиться положительное напряжение.
При этом если мы будем увеличивать
длительность импульса приложенного к
базе транзистора VT1, во вторичной цепи
будет увеличиваться напряжение, т.
к.
энергии будет отдаваться больше, а если
уменьшать длительность, соответственно
напряжение будет уменьшаться. Таким
образом, изменяя длительность импульса
в цепи базы транзистора, мы можем изменять
выходные напряжения вторичной обмотки
Т1, а следовательно осуществлять
стабилизацию выходных напряжений БП.
Единственное что для этого необходимо
-схема, которая будет формировать
импульсы запуска и управлять их
длительность (широтой). В качестве такой
схемы используется ШИМ контроллер. ШИМ
– широтно – импульсная модуляция.
Для
стабилизации выходных напряжений ИБП,
схема ШИМ контроллера «должна знать»
величину выходных напряжений. Для этих
целей используется цепь слежения (или
цепь обратной связи), выполненная на
оптопаре U1 и резистореR2.
Увеличение напряжения во вторичной
цепи трансформатора Т1 приведет к
увеличению интенсивности излучения
светодиода, а следовательно уменьшению
сопротивления перехода фототранзистора
(входящих в состав оптопары U1). Что в
свою очередь, приведет к увеличению
падения напряжения на резисторе R2,
который включен последовательно
фототранзистору и уменьшению напряжения
на выводе 1 ШИМ контроллера.
Уменьшение
напряжения заставляет логическую схему,
входящую в состав ШИМ контроллера,
увеличивать длительность импульса до
тех пор, пока напряжение на 1-м выводе
не будет соответствовать заданным
параметрам. При
уменьшении напряжения – процесс
обратный.
В ИБП используются два принципа реализации цепей слежения – «непосредственный» и «косвенный». Выше описанный метод называется «непосредственный», так как напряжение обратной связи снимается непосредственно с вторичного выпрямителя. При «косвенном» слежении напряжение обратной связи снимается с дополнительной обмотки импульсного трансформатора рисунок 5.
Рисунок 5 — Принципиальная схема импульсного БП с ВУ.
Уменьшение или увеличение напряжения на обмотке W2, приведет к изменению напряжения и на обмотке W3, которое через резистор R2 также приложено к выводу 1 ШИМ контроллера.
Защита ИИП от короткого замыкания.
Короткое
замыкание (КЗ) в нагрузке ИБП. В этом
случае вся энергия, отдаваемая во
вторичную цепь ИБП, будет теряться и
напряжение на выходе будет практически
равно нулю.
Соответственно схема ШИМ
контроллера будет пытаться увеличить
длительность импульса для того, что бы
поднять уровень этого напряжения до
соответствующего значения. В итоге
транзистор VT1 будет все дольше и
дольше находиться
в открытом состоянии, и через него будет
увеличиваться протекающий ток. В конце
концов, это приведет к выходу из строя
этого транзистора. В ИБП предусмотрена
защита транзистора преобразователя от
перегрузок по току в таких нештатных
ситуациях. Основу ее составляет
резисторRзащ,
включенный последовательно в цепь, по
которой протекает ток коллектораIк.
Увеличение тока Iк протекающего
через транзистор VT1, приведет к увеличению
падения напряжения на этом резисторе,
а, следовательно, напряжение, подаваемое
на вывод 2 ШИМ контроллера также будет
уменьшаться. Когда это напряжение
снизится до определенного уровня,
который соответствует максимально
допустимому току транзистора, логическая
схема ШИМ контроллера прекратит
формирование импульсов на выводе 3 и
блок питания перейдет в режим защиты
или другими словами отключится.
В заключении необходимо подробно остановиться на достоинствах ИБП. Как уже упоминалось, частота импульсного преобразователя достаточно высока, в связи с чем, габаритные размеры импульсного трансформатора уменьшены, а значит, как это не парадоксальнозвучит, стоимость ИБП меньшетрадиционного БП т.к. меньше расход металла на магнитопровод и меди на обмотки, даже не смотря на то, что количество деталей в ИБП увеличивается. Еще одним из достоинств ИБП является малая, по сравнению с обычным БП, емкость конденсатора фильтра вторичного выпрямителя. Уменьшение емкости стало возможным за счет увеличения частоты. И, наконец, КПД импульсного блока питания доходит до 80%. Связано это с тем, что ИБП потребляет энергию электрической сети только во время открытого транзистора преобразователя, при его закрытии энергия в нагрузку отдается за счет разряда конденсатора фильтра вторичной цепи.
К
недостаткам можно отнести усложнение
схемы ИБП и увеличение импульсных помех
излучаемым ИБП. Увеличение помех связано
с тем, что транзистор преобразователя
работает в ключевом режиме.
В таком
режиме транзистор является источником
импульсных помех, возникающих в моменты
переходных процессов транзистора. Это
является недостатком любого транзистора
работающего в ключевом режиме. Но если
транзистор работает с малыми напряжениями
(например, транзисторная логика с
напряжением в 5В) это не страшно, в нашем
же случае напряжение, приложенное к
коллектору транзистора, составляет,
примерно 315 В. Для борьбы с этими помехами
в ИБП используются более сложные схемы
сетевых фильтров, чем в обычном БП.
Технический прогресс не стоит на месте и уже сегодня на смену блокам питания трансформаторного типа пришли импульсные блоки. Причин тому огромное множество, но самые главные – это:
- Простота и дешевизна при производстве;
- Легкость при эксплуатации;
- Компактность и значительно комфортные габаритные размеры.
Ознакомиться с руководством как выбрать детектор скрытой проводки и как им пользоваться .
С технической точки зрения импульсный блок питания – это устройство, которое занимается выпрямлением сетевого напряжения и после этого формирует из него импульс с частотной характеристикой в 10 кГц.
Стоит отметить, что КПД данного технического устройства достигает отметки в 80%.
Принцип работы
Фактически весь принцип работы импульсного блока питания сводится к тому, что устройство данного типа направлена на то, чтобы выпрямить напряжение, которое поступает на него при подключении к сети и затем образовать рабочий импульс, за счет которого и может функционировать данный электрический агрегат.
Многие задаются вопросом, в чем главные отличия импульсного устройства от обычного? Все сводится к том, что оно имеет повышенные технические характеристики и меньшие габаритные размеры. Также импульсный блок дает больше энергии, чем стандартный его вариант.
Виды
На данный момент на территории Российской Федерации при необходимости можно найти блоки питания импульсного типа следующих разновидностей и категорий:
- Простой на IR2153 – эта модификация является самой востребованной среди отечественного потребителя;
- На TL494
- На UC3842
- Из энергосберегающей лампы – является чем-то вроде модифицированного технического устройства гибридного типа;
- Для усилителя – обладает высокими техническими характеристиками;
- Из электронного балласта – по названию ясно, что прибор основан на работе баланса электронного типа.
Читайте обзор какие бывают светодиодные лампы для дома и как выбрать . - Регулируемый – данный тип механического агрегата можно настраивать и регулировать собственными силами;
- Для УМЗЧ – имеет узкую специфику применения;
- Мощный – отличается высокими мощностными характеристиками;
- На 200 вольт – данный тип устройства рассчитан на максимальное напряжение в 220В;
- Сетевой 150 Вт – работает только от сети, максимальная мощность – 150 Вт;
- 12 В – устройство технического характера, которое способно нормально функционировать при напряжении в 12 В;
- 24 В – нормальная работа аппарата возможна только при 24 В
- Мостовой – в ходе сборки применялась мостовая схема соединения;
- Для лампового усилителя – все технические характеристики предназначены для работы с ламповым усилителем;
- Для светодиодов –обладает высокой чувствительностью, используют для работы со светодиодами;
- Двухполярный имеет двоякую полярность, устройство отвечает высоким стандартам качества;
- Обратноходовый – зациклен на работе обратного хода, имеет высокие показатели мощности и напряжения.
- 12 В – является стандартным вариантом для сборки системы данного типа;
- 2000 Вт – данная схема предназначено только для высоко мощностных технических устройств;
- Для шуруповерта 18 В – схема специфичная, при сборке требует от мастера особых знаний;
- Для лампового усилителя – в данном случае речь идет о простом схематическом исполнении, которое ко всему прочему учитывает выход на ламповый усилитель;
- Для ноутбуков – предполагает наличие особой системы защиты от перепадов напряжения;
- На Top 200 – технические характеристики устройства будут равняться 40 В и 3 А. Читайте об устройстве генератора переменного тока .
- На TL494 схема – учитывают ток ограничения и регулировку входного напряжения;
- На UC3845 – собрать блок импульсного питания по данной схеме не составит и труда;
- импульсный блок питания на ir2153 схема – применима для усилителей низкой частотности;
- На микросхеме LNK364PN – реализован на основе микро схематического исполнения UC 3842;
- На полевом транзисторе уже из названия понятно, что данная схема применима для полевого транзистора;
- Схема прямоходового импульсного блока питания – имеет простое исполнение, не требует особых навыков при сборке.
- Быстрое восстановление, что дает возможность иметь малые потери.
- Малое падение напряжения. Для снижения напряжения выхода применяют транзистор, в нем выпрямляется основная часть напряжения.
- 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.
- Небольшой вес.
- Увеличенный КПД.
- Небольшая стоимость.
- Интервал напряжения питания шире.
- Встроенные защитные блокировки.
- Для управляющих цепей с небольшой мощностью.
- Устройства с небольшим током высокоточного управления, в измерительной технике, вольтметрах, счетчики энергии, в метрологии.
- Постоянные потребители без своего источника энергии.
- Потребители со своим источником.
- Устройства с периодическим подключением.
Читайте обзор какие бывают светодиодные лампы для дома и как выбрать .
Схема
Все блоки питания импульсного типа в зависимости от сферы эксплуатации и технических особенностей имеют различные схемы:
Ремонт
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 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:
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.
Виды ИБП
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:
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.
У простых блоков с трансформаторами защиты сделаны на релейной базе, на которой нет смысла цифровых технологий. Только в некоторых случаях используются цифровые технологии:
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.
Как выбрать импульсные блоки питания
Сначала нужно определиться со списком оборудования, и разделить на группы:
В каждой группе необходимо сложить ток потребления для всех элементов. Если получается более 2 А, то лучше подключить несколько источников.
Вторую и третью группы можно подключить к дешевым блокам питания. Далее определяемся с необходимым временем резервирования.
Чтобы посчитать емкость аккумулятора для обеспечения автономной работы, ток оборудования 1-й и 2-й групп умножаем на часы.
От этой цифры выбираем импульсные блоки питания. При покупке нельзя пренебрегать значением блока питания в системе. От него зависит функционирование и устойчивость оборудования.
ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
В отличие от традиционных линейных ИП, предполагающих гашение излишнего нестабилизированного напряжения на проходном линейном элементе, импульсные ИП используют иные методы и физические явления для генерации стабилизированного напряжения, а именно: эффект накопления энергии в катушках индуктивности, а также возможность высокочастотной трансформации и преобразования накопленной энергии в постоянное напряжение. Существует три типовых схемы построения импульсных ИП (см. рис. 3.4-1): повышающая (выходное напряжение выше входного), понижающая (выходное напряжение ниже входного) и инвертирующая (выходное напряжение имеет противоположную по отношению к входному полярность).
2 на каждом импульсе. Запасенная таким образом энергия из катушки передастся в нагрузку (либо напрямую, с использованием выпрямляющего диода, либо через вторичную обмотку с последующим выпрямлением), конденсатор выходного сглаживающего фильтра обеспечивает постоянство выходного напряжения и тока. Стабилизация выходного напряжения обеспечивается автоматической регулировкой ширины или частоты следования импульсов на ключевом элементе (для слежения за выходным напряжением предназначена цепь обратной связи).
Такая, хотя и достаточно сложная, схема позволяет существенно повысить КПД всего устройства. Дело в том, что, в данном случае, кроме самой нагрузки в схеме отсутствуют силовые элементы, рассеивающие значительную мощность. Ключевые транзисторы работают в режиме насыщенного ключа (т.е. падение напряжения на них мало) и рассеивают мощность только в достаточно короткие временные интервалы (время подачи импульса). Помимо этого, за счет повышения частоты преобразования можно существенно увеличить мощность и улучшить массогабаритные характеристики.
Важным технологическим преимуществом импульсных ИП является возможность построения на их основе малогабаритных сетевых ИП с гальванической развязкой от сети для питания самой разнообразной аппаратуры. Такие ИП строятся без применения громоздкого низкочастотного силового трансформатора по схеме высокочастотного преобразователя. Это, собственно, типовая схема импульсного ИП с понижением напряжения, где в качестве входного напряжения используется выпрямленное сетевое напряжение, а в качестве накопительного элемента — высокочастотный трансформатор (малогабаритный и с высоким КПД), со вторичной обмотки которого и снимается выходное стабилизированное напряжение (этот трансформатор обеспечивает также гальваническую развязку с сетью).
К недостаткам импульсных ИП можно отнести: наличие высокого уровня импульсных шумов на выходе, высокую, сложность и низкую надежность (особенно при кустарном изготовлении), необходимость применения дорогостоящих высоковольтных высокочастотных компонентов, которые в случае малейшей неисправности легко выходят из строя «всем скопом» (при этом.
как правило, можно наблюдать впечатляющие пиротехнические эффекты). Любителям покопаться во внутренностях устройств с отверткой и паяльником при конструировании сетевых импульсных ИП придется быть крайне осторожными, так как многие элементы таких схем находятся под высоким напряжением.
Изображение:
Эффективный импульсный стабилизатор низкого уровня сложности
На элементной базе, аналогичной применявшейся в описанном выше (рис. 3.3-3) линейном стабилизаторе, можно построить импульсный стабилизатор напряжения. При таких же характеристиках он будет обладать значительно меньшими габаритами и лучшим тепловым режимом. Принципиальная схема такого стабилизатора приведена на рис. 3.4-2. Стабилизатор собран по типовой схеме с понижением напряжения (рис. 3.4-1а).
При первом включении, когда конденсатор С4 разряжен и к выходу подключена достаточно мощная нагрузка, ток протекает через ИС линейного стабилизатора DA1. Вызванное этим током падение напряжения на R1 отпирает ключевой транзистор VT1, который тут-же входит в режим насыщения, так как индуктивное сопротивление L1 велико и через транзистор протекает достаточно большой ток.
Падение напряжения на R5 открывает основной ключевой элемент — транзистор VT2. Ток. нарастающий в L1, заряжает С4, при этом через обратную связь на R8 происходит запи-
рание стабилизатора и ключевого транзистора. Энергия, запасенная в катушке, питает нагрузку. Когда напряжение на С4 падает ниже напряжения стабилизации, открывается DA1 и ключевой транзистор. Цикл повторяется с частотой 20-30 кГц.
Цепь R3. R4, С2 задаст уровень выходного напряжения. Его можно плавно регулировать в небольших пределах, от Ucт DA1 до Uвх. Однако если Uвых поднять близко к Uвх, появляется некото рая нестабильность при максимальной нагрузке и повышенный уровень пульсации. Для подавления высокочастотных пульсации на выходе стабилизатора включен фильтр L2, С5.
Схема достаточно проста и максимально эффективна для данного уровня сложности. Все силовые элементы VT1, VT2, VD1, DA1 снабжаются небольшими радиаторами. Входное напряжение нс должно превышать 30 В. что является максимальным для стабилизаторов КР142ЕН8.
Выпрямительные диоды применять на ток не менее 3 А.
Изображение:
Устройство бесперебойного питания на основе импульсного стабилизатора
На рис. 3.4-3 предлагается к рассмотрению устройство для бесперебойного питания систем охраны и видеонаблюдения на основе импульсного стабилизатора, совмещенного с зарядным устройством. В стабилизатор введены системы защиты от перегрузки, перегрева, бросков напряжения на выходе, короткого замыкания.
Стабилизатор имеет следующие параметры:
Входное напряжение, Uвx — 20-30 В:
Выходное стабилизированное напряжение, Uвыx-12B:
Номинальный ток нагрузки, Iнагр ном -5А;
Ток срабатывания системы защиты от перегрузки, Iзащ — 7А;.
Напряжение срабатывания системы защиты от перенапряжения, Uвых защ — 13 В;
Максимальный ток зарядки АКБ, Iзар акб макс — 0,7 А;
Уровень пульсации. Uпульс — 100 мВ,
Температура срабатывания системы защиты от перегрева, Тзащ — 120 С;
Скорость переключения на питание от АКБ, tперекл — 10мс (реле РЭС-б РФО.
452.112).
Принцип работы импульсного стабилизатора в описываемом устройстве такой же, как и у стабилизатора, представленного выше.
Устройство дополнено зарядным устройством, выполненным на элементах DA2,R7, R8, R9, R10, VD2, С7. ИС стабилизатора напряжения DA2 с делителем тока на R7. R8 ограничивает максимальный начальный ток заряда, делитель R9, R10 задает выходное напряжение заряда, диод VD2 защищает АКБ от саморазряда при отсутствии напряжения питания.
Защита от перегрева использует в качестве датчика температуры терморезистор R16. При срабатывании защиты включается звуковой сигнализатор, собранный на ИС DD 1 и, одновременно, нагрузка отключается от стабилизатора, переходя на питание от АКБ. Терморезистор монтируют на радиаторе транзистора VT1. Точная подстройка уровня срабатывания температурной защиты осуществляется сопротивлением R18.
Датчик напряжения собран на делителе R13,R15. сопротивлением R15 устанавливают точный уровень срабатывания защиты от перенапряжения (13 В).
При превышении напряжения на выходе стабилизатора (в случае выхода последнего из строя) реле S1 отключает нагрузку от стабилизатора и подключает ее к АКБ. В случае отключения питающего напряжения, реле S1 переходит в состояние «по умолчанию»- т.е. подключает нагрузку на АКБ.
Приведенная здесь схема не имеет электронной защиты от короткого замыкания для АКБ. эту роль выполняет плавкий предохранитель в цепи питания нагрузки, рассчитанный на максимальный потребляемый ток.
Изображение:
Источники питания на основе высокочастотного импульсного преобразователя
Достаточно часто при конструировании устройств возникают жесткие требования к размерам источника питания. В этом случае единственным выходом является применение ИП на основе высоковольтных высокочастотных импульсных преобразователей. которые подключаются к сети ~220 В без применения габаритного низкочастотного понижающего трансформатора и могут обеспечить большую мощность при малых размерах и теплоотдаче.
Структурная схема типового импульсного преобразователя с питанием от промышленной сети представлена на рис 34-4.
Входной фильтр предназначен для предотвращения проникновения импульсных помех в сеть. Силовые ключи обеспечивают подачу импульсов высокого напряжения на первичную обмотку высокочастотного трансформатора (могут применяться одно- и
двухтактные схемы). Частота и длительность импульсов задаются управляемым генератором (обычно применяется управление шириной импульсов, реже — частотой). В отличие от трансформаторов синусоидального сигнала низкой частоты, в импульсных ИП применяются широкополосные устройства, обеспечивающие эффективную передачу мощности на сигналах с быстрыми фронтами. Это накладывает существенные требования на тип применяемого магнитопровода и конструкцию трансформатора. С другой стороны, с увеличением частоты требуемые размеры трансформатора (с сохранением передаваемой мощности) уменьшаются (современные материалы позволяют строить мощные трансформаторы с приемлемым КПД на частоты до 100-400 кГц).
Особенностью выходного выпрямителя является применение в нем не обычных силовых диодов, а быстродействующих диодов Шоттки, что обусловлено высокой частотой выпрямляемого напряжения. Выходной фильтр сглаживает пульсации выходного напряжения. Напряжение обратной связи сравнивается с опорным напряжением и затем управляет генератором. Обратите внимание на наличие гальванической развязки в цепи обратной связи, что необходимо, если мы хотим обеспечить развязку выходного напряжения с сетью.
При изготовлении таких ИП возникают серьезные требования к применяемым компонентам (что повышает их стоимость по сравнению с традиционными). Во-первых, это касается рабочего напряжения диодов выпрямителя, конденсаторов фильтра и ключевых транзисторов, которое не должно быть менее 350 В во избежание пробоев. Во-вторых, должны применяться высокочастотные ключевые транзисторы (рабочая частота 20-100 кГц) и специальные керамические конденсаторы (обычные оксидные электролиты на высоких частотах будут перегреваться ввиду их высокой индук-
тивности).
И. в-третьих, частота насыщения высокочастотного трансформатора, определяемая типом применяемого магнитопро вода (как правило, используются тороидальные сердечники) должна быть значительно выше рабочей частоты преобразователя.
На рис. 3.4-5 приведена принципиальная схема классического ИП на основе высокочастотного преобразователя. Фильтр, состоящий из емкостей С1, С2, СЗ и дросселей L1, L2, служит для зашиты питающей сети от высокочастотных помех со стороны преобразователя. Генератор построен по автоколебательной схеме и совмещен с ключевым каскадом. Ключевые транзисторы VT1 и VT2 работают в противофазе, открываясь и закрываясь по очереди. Запуск генератора и надежную работу обеспечивает транзистор VT3, работающий в режиме лавинного пробоя. При нарастании напряжения на С6 через R3 транзистор открывается и конденсатор разряжается на базу VT2, запуская работу генератора. Напряжение обратной связи снимается с дополнительной (III) обмотки силового трансформатора Tpl.
Транзисторы VT1.
2. Данные дросселей и трансформаторов:L1-1. L2 наматывают на кольцах из феррита 2000НМ К12х8х3 в два провода проводом ПЭЛШО 0,25: 20 витков. ТР1 — на двух кольцах, сложенных вместе, феррит 2000НН КЗ 1х18.5х7;
обмотка 1 — 82 витка проводом ПЭВ-2 0,5: обмотка II — 25+25 витков проводом ПЭВ-2 1,0: обмотка III — 2 витка проводом ПЭВ-2 0.3. ТР2 наматывают на кольце из феррита 2000НН К10х6х5. все обмотки выполнены проводом ПЭВ-2 0.3: обмотка 1 — 10 витков:
обмотки II и III — по 6 витков, обе обмотки (II и III) намотаны так, что занимают на кольце по 50% площади не касаясь и не перекрывая друг друга, обмотка I намотана равномерно по всему кольцу и изолирована слоем лакоткани. Катушки фильтра выпрямителя L3, L4 наматывают на феррите 2000НМ К 12х8х3 проводом ПЭВ-2 1,0 , количество витков — 30. В качестве ключевых транзисторов VT1, VT2 могут применяться КТ809А. КТ812, КТ841.
Номиналы элементов и намоточные данные трансформаторов приведены для выходного напряжения 35 В. В случае, когда требуются иные рабочие значения параметров, следует соответству ющим образом изменить количество витков в обмотке 2 Тр1.
Описанная схема имеет существенные недостатки, обусловленные стремлением предельно уменьшить количество применяемых компонентов Это и низкий «уровень стабилизации выходного напряжения, и нестабильная ненадежная работа, и низкий выходной ток. Однако она вполне пригодна для питания простейших конструкций разной мощности (при применении соответствующих компонентов), таких как: калькуляторы. АОНы. осветительные приборы и т.п.
Еще одна схема ИП на основе высокочастотного импульсного преобразователя приведена на рис. 3.4-6. Основным отличием этой схемы от стандартной структуры, представленной на рис. 3 .4-4 является отсутствие цепи обратной связи. В связи с этим, стабильность напряжения на выходных обмотках ВЧ трансформатора Тр2 достаточно низкая и требуется применение вторичных стабилизаторов (в схеме используются универсальные интегральные стабилизаторы на ИС серии КР142).
Изображение:
Импульсным стабилизатор с ключевым МДП-транзистором со считыванием тока.
Миниатюризации и повышению КПД при разработке и конструировании импульсных источников питания способствует применение нового класса полупроводниковых инверторов — МДП-транзисторов, а также: мощных диодов с быстрым обратным восстановлением, диодов Шоттки, сверхбыстродействующих диодов, полевых транзисторов с изолированным затвором, интегральных схем управления ключевыми элементами. Все эти элементы доступны на отечественном рынке и могут использоваться в конструировании высокоэффективных источников питания, преобразователей, систем зажигания двигателей внутреннего сгорания (ДВС), систем запуска ламп дневного света (ЛДС). Большой интерес у разработчиков также может вызвать класс силовых приборов под названием HEXSense — МДП-транзисторы со считыванием тока. Они являются идеальными переключающими элементами для импульсных источников питания с готовым управлением. Возможность считывать ток ключевого транзистора может быть использована в импульсных ИП для обратной связи по току, требуемой для контроллера широтно-импульсной модуляции.
Этим достигается упрощение конструкции источника питания — исключение из него токовых резисторов и трансформаторов.
На рис. 3.4-7 приведена схема импульсного источника питания мощностью 230 Вт. Его основные рабочие характеристики следующие:
Входное напряжение:-110 В 60Гц:
Выходное напряжение: 48 В постоянное:
Ток нагрузки: 4.8 А:
Частота переключения: 110 кГц:
КПДпри полной нагрузке: 78%;
КПД при нагрузке 1/3: 83%.
Схема построена на базе широтно-импульсного модулятора (ШИМ) с высокочастотным преобразователем на выходе. Принцип работы состоит в следующем.
Сигнал управления ключевым транзистором поступает с выхода 6 ШИМ контроллера DA1, коэффициент заполнения ограничивается 50% резистором R4, R4 и СЗ являются времязадающи ми элементами генератора. Питание DA1 обеспечивается цепочкой VD5, С5, С6, R6. Резистор R6 предназначен для подачи питающего напряжения во время запуска генератора, в последующем задей ствуется обратная связь по напряжению через LI, VD5.
Эта обратная связь получается от дополнительной обмотки выходного дросселя, которая работает в режиме обратного хода. Помимо питания генератора, напряжение обратной связи через цепочку VD4, Cl, Rl, R2 подается на вход обратной связи по напряжению DA1 (выв.2). Через R3 и С2 обеспечивается компенсация, которая гарантирует стабильность петли обратной связи.
На базе данной схемы возможно построение импульсных стабилизаторов и с другими выходными параметрами.
В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой пример реализации, который может быть собран своими руками.
Конструктивные особенности и принцип работы
Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:
- Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
- Импульсный принцип.
Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.
БП на основе силового трансформатора
Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.
Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.
Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.
Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.
Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.
Импульсные устройства
Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.
Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания
Рассмотрим алгоритм работы такого источника:
- Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
- Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
- На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
- Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.
В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.
- Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
- На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.
Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.
Как работает инвертор?
ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:
- частотно-импульсным;
- фазо-импульсным;
- широтно-импульсным.
На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.
Алгоритм работы устройства следующий:
Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной.
На основе этого сигнала формируется U П пилообразной формы, поступающее на вход компаратора К ШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал U УС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности U П (опорное напряжение) и U РС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал U УС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (U OUT).
Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.
Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала U РС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.
В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.
Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.
Сильные и слабые стороны импульсных источников
Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:
- Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
- Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
- Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
- Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
- Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.
Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.К недостаткам импульсной технологии следует отнести:
Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.
Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных.
Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.
Сфера применения
Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:
Собираем импульсный БП своими руками
Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.
Обозначения:
- Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
- Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 – 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
- Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
- Транзистор VT1 – KT872A.
- Стабилизатор напряжения D1 – микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
- Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
- Предохранитель FU1 – 0.25А.
Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.
Вконтакте
Одноклассники
Google+
Мощный блок питания на TL494
TL494 – это семейство интегральных схем, выполняющих функции преобразователя напряжения, работающего по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ).
В качестве аналогов ИС TL494 следует рассматривать:
1.Микросхема российского производства — К1006ЕУ4;
2.Серия TL594 — имеет лучшую точность;
3.Серия TL598 — отличается наличием двухтактного повторителя.
Блок схема (основные компоненты) микросхемы TL494 выглядит следующим образом.
Рис. 1. Блок схема микросхемы TL494
В использовании чаще всего встречаются две разновидности ИС серии TL494:
1.TL494CN – выполнена в корпусе DIP16, рассчитана на работу в условиях от 0 до 70°C;
2.TL494IN – тот же корпус, но диапазон рабочих температур – от минус 25 до плюс 85°С.
Распиновка микросхемы.
Рис. 2. Распиновка микросхемы
Наиболее частым является ее применение в составе импульсных блоков питания, управляемых приводов, регуляторов напряжения и других устройств, требующих ШИМ-модуляции. Самый яркий пример – блок питания ПК формата ATX.
Нагляднее всего работу ИС TL494 показывает график входных и выходных напряжений ниже.
Рис. 3. График входных и выходных напряжений
Блок питания на TL494 своими руками
Принципиальная схема самого блока питания здесь.
Она отличается своей простотой и практичностью. Правда трансформатор придется мотать самостоятельно.
Итак, данный импульсный блок питания обеспечивает максимальную выходную мощность не более 500 Вт (номинальная – около 300 Вт), питается от сети переменного тока (выпрямление напряжения осуществляется на диодном мосту) и дает частоту преобразования в 30 Гц.
Преимущество данной схемы в том, что большая часть радиодеталей может быть взята, например, из неисправного блока питания компьютера (ATX).
Трансформатор TR1 состоит из четырех обмоток (все они имеют по 50 витков. Провод – 0,5 мм) и ферритового сердечника.
Второй трансформатор (TR2) имеет три обмотки. Первая – 110 витков, 0,8 мм, третья – 12 витков тем же проводом, а вторая определяет выходное напряжение и потому наматывается исходя из своих потребностей. Витки рассчитываются из соотношения 1 виток – 2 вольта (на выходе имеется удвоитель напряжения).
Перемотка может быть выполнена на каркасах трансформаторов, взятых из тех же блоков ATX.
Резисторы R1, R2, R4 и R5 лучше всего выбирать с мощностью рассеивания не менее 1 Вт, а транзисторы VT3 и VT4 нужно установить на радиаторы площадью не менее 50 см2.
Еще варианты схем БП на TL494
Схемы приведены здесь.
Большинство из них – это лабораторные блоки питания. Они позволяют регулировать напряжение и силу тока с высокой точностью.
При сборке особое внимание стоит уделить полевым транзисторам, они должны быть вынесены на радиатор, желательно с принудительным воздушным охлаждением (обдуваться вентилятором).
Вольтметры и амперметры по желанию можно заменить на цифровые индикаторы.
Автор: RadioRadar
cxema.org — Мощный импульсный блок питания
. В радиолюбительской практике многие самодельные приспособления на местах без учёта ответственности по той причине, что не имеют блока питания. Одна из самых повторяемых конструкций — усилитель низкой частоты, которому тоже нужен источник питания. Сетевые трансформаторы для запитки мощных усилителей стоят немало денег, да и размеры и вес иногда некстати. По этому в последнее время широкое применение импульсные блоки питания.Эти блоки имеют полностью электронную начинку и работают в импульсном режиме.
За счет увеличения рабочей мощности резким образом уменьшить размеры и вес источника питания. Схема такого блока питания была найдена в одном из зарубежных сайтов, недолго думая, решил повторить конструкцию.
Конструкция отличается особой простотой и дешевизной, в случае было потрачено всего 5 долларов на транзисторы и микросхему, все остальное можно найти в нерабочем компьютерном блоке питания.
Мощность такого блока может доходить до 400 ватт, для этого нужно только поменять диодный выпрямитель и электролиты, вместо 220 мкФ, поставить на 470.
— любой, он сохранит транзисторы во время броска напряжения при подаче питания. Имеется также сетевой фильтр, который состоит из дросселя и пленочных конденсаторов, в какой-то мере сглаживает сетевые помехи и пульсации.
Выпрямитель можно взять готовый, от компьютерного БП или собрать мост из диодов с током 3 А и более, обратное напряжение диодов не менее 400Вольт.
Полевые ключи — в моем случае использовались мощные силовые транзисторы IRF740 с рабочим напряжением 400 Вольт при токе 10 Ампер.
Ключи установлены на общий теплоотвод, но изолированы от него во избежания коротких замыканий. Выбор транзисторов не критичен, в ходе работы они у меня остаются холодными даже с выходной нагрузкой 50 ватт (при этом транзисторы без теплоотводов).
Трансформатор — выпаян из блока питания АТХ.
Сердцем блока питания является драйвером IR2153 , он же является задающим генератором.Драйвер достаточно мощный и номинал выходного сигнало достаточен для управления полевыми ключами. В случае использования микросхем в обычном корпусе DIP, нужен ультрабыстрый или быстрый диод, подключенный в прямом направлении от 1 к 8 выводу.
Собранная схема заработает сразу, если с монтажом ничего не перепутали. Ограничительный резистор 47 к для питания микросхемы нужен мощностью 1-2 ватт, в моем случае нужного резистора, который не нашлось, поэтому используется два резистора, суммарное сопротивление 47к.
Этот резистор в ходе работы может чуть перегреться, но это не страшно и вполне нормально.
На выходе трансформатора можно использовать импульсные или быстрые диоды, можно также поставить диодные сборки Шоттки из компьютерных БП, как право, они рассчитаны на большие токи. Можно применять также отечественные диоды серии КД213А , которые могут работать на частотах до 100кГц, максимально допустимый ток доходит до 10Ампер.
Первый запуск схемы нужно проводить с последовательной подключенной лампой накаливания на 220 Вольт 100-150 ватт, чтобы при неправильном механизме не взорвалась.
ЧТО СДЕЛАТЬ, ЕСЛИ СХЕМА НЕ ЗАРАБОТАЛА? (несколько советов)
Если схема при первом не заработала, то в первую очередь проверьте в лишний раз монтаж, а вначале работ проверьте компоненты на исправность.
На выход трансформатора подключите галогенную лампу на 20 ватт, которая будет играть в роль контрольной лампочки.
Если при включении лампа начинает мигать, а схема будет издавать свист, то скорее всего не хватает напряжения для питания микросхемы.В таком случае нужно понизить номинал резистора 47к до 45, если не поможет, то до 40килоом и так до тех пор, пока не нормализуется работа генератора.
Нормально настроенная и рабочая схема не должна издавать слышимых звуков, транзисторы без выходной нагрузки должны быть холодными, на каждом конденсаторе должно быть 150 160 вольт постоянного тока. Если один из конденсаторов греется, то проверьте мост, скорее всего имеется неисправный диод и на конденсатор поступает переменный ток.После устранения неполадок замените конденсатор и включите схему.
Такой блок питания можно использовать в качестве лабораторного блока питания, или зарядного устройства для мощных кислотных аккумуляторов автомобиля, мы лишь представили вариант сборки, а где применить — ваша фантазия. Оставайтесь с нами, станьте подписчиком нашей группы ВК и будьте в курсе о новых обновлениях.
Плата в формате Sprint-layout
С уважением — АКА КАСЬЯН
лучшие и сложные схемы и сборки
Автор Акум Эксперт На чтение 9 мин.Просмотров 7.8k. Опубликовано
Во многих радиолюбительских конструкциях используются импульсные блоки питания (БП). Они отличаются небольшими размерами при степени мощности. Такое уменьшение стало возможным благодаря высокой частоте. На таких частотах можно получить на выходе большое напряжение при небольшом количестве витков. Например, чтобы получить напряжение 12 В при токе равном 1 А, требуется намотать всего пять витков. Кроме того, импульсные БП имеют высокий коэффициент полезного действия, так как потери на трансформаторе очень небольшие.
Эти блоки питания и недостатки: они имеют высокочастотные помехи и предъявляют требования к нагрузке. Последняя не должна быть больше или меньше той, на которую рассчитан блок питания.
Можно ли сделать импульсный блок питания своими руками?
Иногда покупка готового импульсного блока питания является экономически нецелевой. В таком случае, если вы разбираетесь в электронике и умеете паять, можете сами сделать импульсный БП. Он пригодится для питания различного низковольтного электроинструмента, чтобы избежать расходования ограниченного ресурса дорогой аккумуляторной батареи.Можно также сделать зарядное устройство для смартфона, ноутбука или других мобильных гаджетов.
Прежде чем приступить к изготовлению источнику, нужно знать, где он будет питания. В зависимости от области его применения мощность изделия. Мощность должна выбираться с запасом. Считается, что импульсный блок питания имеет самый высокий КПД при нагрузке 60-90%.
того, требуется выбрать схему источника, а также определить, должно ли на выходе быть стабильное напряжение.
Обратите внимание на его номинальные параметры: напряжение, ток и мощность.Как работает импульсный блок питания
На вход импульсного блока питания переменное напряжение от электрической сети. Оно преобразуется в постоянное с помощью выпрямителя и фильтра. В качестве фильтра используется конденсатор большой емкости. В качестве выпрямителя используется однополупериодная или двухполупериодная схема. Ниже приведены типовые схемы, но в нашем случае мы не берем во внимание то, что на них изображена обмотка трансформатора.
Схемы выпрямителейЗатем выпрямленное напряжение приходит на высокочастотный преобразователь, который генерирует электрические колебания с диапазоном от 20 кГц до 50 кГц. После этого понижается трансформатором до необходимого и снова выпрямляется, сглаживаясь конденсатором.
Такое отфильтрованное и выпрямленное постоянное напряжение используется для питания бытовой техники. Кроме того, с выхода БП идёт цепь обратной связи для регулирования выходного напряжения.
Для управления и стабилизации напряжения на выходе источника питания используется широтно-импульсная модуляция. Как показано на схеме, высокочастотный преобразователь в действие генератора ШМ и таким образом регулирует напряжение, подаваемое на понижающий трансформатор. Обратная связь является отрицательной, то есть значения напряжения на ШИМ контроллеры и на нижнем трансформаторе обратно пропорциональны другу. Так, при увеличении выходного напряжения растет также напряжение на контроллере.Благодаря отрицательной связи уменьшается напряжение на понижающем трансформаторе, а значит, и на выходе блока питания.
Схемы импульсных БП
В зависимости от конструкции сетевого выпрямителя выделяют три разновидности схемного импульсного блока питания:
- для однополупериодной схемы требуется минимальное количество деталей, она проста в реализации, но имеет один недостаток — благоприятную пульсацию на выходе;
- конструкция со средней точкой низкого уровня пульсаций. Основной недостаток в том, что необходимо организовать среднюю точку во входном трансформаторе;
- мостовая схема имеет низкие показатели пульсации и не требует наличия средней точки. Для реализации такой схемы потребуется четыре транзистора.
Основной недостаток в том, что необходимо организовать среднюю точку во входном трансформаторе;По конструкции высокочастотного преобразователя импульсные блоки питания делятся на две категории: однотактные и двухтактные. Двухтактные источники питания могут быть спроектированы по следующим схемам: с нулевой точкой (пушпульная), полумостовая и мостовая.
Кроме вышеперечисленных схем преобразователя, существует отдельная разновидность конструкций — это обратноходовые преобразователи. Их используемые элементы накопительные дроссели. Работа в таких схемах происходит в два этапа. Первый заключается в накоплении энергии, полученной от источника питания, в дросселе. Во время второго этапа запасенная энергия передается во вторичную цепь. На первом шаге ключ замкнут, и напряжение питания прикладывается к дросселю (первичной обмотке трансформатора).
В результате ток в первичной цепи возрастает, вместе с ним и магнитный поток. Ток во вторичной цепи отсутствует, так как диод препятствует его рост. На второй стадии размыкается, и ток, проходящий через первичную обмотку, пропадает. Однако магнитный поток не может мгновенно исчезнуть, и во вторичной цепи индуцируется ЭДС, направленное в обратную сторону. Затем начинает протекать ток, который открывает диод. В результате энергия запасается на конденсаторе и поступает на нагрузку.На первом этапе на нагрузку энергию, запасенный конденсатор во время второго этапа. Рассматривая схему, обратите внимание на точки около обмоток трансформатора — это точки начала обмоток, и для этого преобразователя характерно именно такое подключение элементов.
Этапы работы обратноходового источника питанияКак собрать: пошаговая инструкция
Для тех, кто хочет собрать импульсный блок питания своими руками, приведем несколько схем сборки.
Самый простой вариант маломощного импульсного блока питания
Рассмотрим схему импульсного блока питания мощностью до 2 Вт.
Выпрямитель и фильтр в нем собраны на резисторе R1 (от 25 до 50 Ом), диоде VD1 и конденсаторе С1 (20,0 мкФ, 400 В). В качестве высокочастотного преобразователя выступает автогенератор, собранный на транзисторе VT1, трансформаторе TR1, частотозадающей цепи, резисторе R2 (470 кОм) и конденсаторе С2 (3300 пкФ, 1000 В). Напряжение, снимаемое с выходной обмотки трансформатора, выпрямляется диодом VD2 и сглаживается электролитическим конденсатором С3 (47 пФ, 50 В).
В качестве сердечника для трансформатора подойдет любой от нерабочего трансформатора, использовавшегося в зарядке мобильного телефона или в другом маломощном источнике питания.Намотка происходит в следующем порядке:
- сначала мотаем 200 витков первичной обмотки медным проводом сечением 0,08–0,1 мм;
- изолируем первичную обмотку и мотаем 5 витков намотки тем же проводом;
- производим намотку вторичной обмотки. Диаметр провода — 0,4 мм. Количество витков зависит от того, какое напряжение нужно получить на выходе из расчета один виток на один вольт.
Мнение эксперта
Алексей Бартош
Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.
Задать вопросВнимание! Между половинками магнитного сердечника должен присутствовать небольшой немагнитный зазор. Обычно он уже есть на сердечниках, взятых с трансформаторов зарядных устройств смартфонов. Если его нет, положите слой бумаги между половинками сердечника.
Готовый трансформатор стягиваем изолентой или скотчем.
Готовый трансформатор в сбореОднотактный, обратноходовый импульсный блок питания
Рассмотрим однотактный блок питания, сделанный по автогенераторной схеме с самовозбуждением.Напряжение на выходе устройства — 16 В, мощность — 15 Вт.
На входе устройства переменное напряжение электрической сети выпрямляется при помощи диодного моста, собранного на диодах D1-D4 (можно использовать любые диоды, рассчитанные на напряжение 400 В и ток 0,5 А, например, N4007). За сглаживание пульсаций отвечает конденсатор С1 (20 мкФ, 400 В).
Для предотвращения броска тока при включении служит резистор R1 (25-50 Ом).
Начальное смещение на базе транзистора Т1 (можно использовать 13003 или 13005) устанавливается резистором R2 (470 кОм) и диодом D6 (N4007).Чтобы сгладить скачки, напряжения при закрытии Т1, в схему включены такие элементы, как: конденсатор С2 (3300 пФ 1000 В), диод D5 (N4007) и резистор R3 (30 кОм 1 Вт либо можно использовать два резистора по 15 кОм).
Импульсы положительной обратной связи, необходимые для поддержания режима автоколебаний, через резистор R4 (150 Ом) и конденсатор С3 (47 пФ, 50 В) подаются на базу Т1. Цепочка состоитая из Т2, R5 (1,5 кОм), Д9 (стабилитрон КС515), нужна для стабилизации напряжения.
Высокочастотный преобразователь собран по обратноходовой схеме. Когда Т1, энергия накапливается на трансформаторе, при этом диод D7 (КД213 использовать совместно с радиатором площадью 10 см2) находится в закрытом состоянии. После закрытия транзистора Т1 происходит отдача запасенной магнитной энергии, диод D7 открывается, во вторичной цепи появляется ток, конденсатор С6 (100,0 мкФ, 25 В) заряжается.
Конденсаторы С4 (2200 пФ) и С5 (0,1 мкФ) нужны для уменьшения помех.
Стабилизация выходного напряжения происходит по схеме, описанной далее.При включении прибора в сеть запускается генератор. На вторичной обмотке появляется напряжение. Конденсатор С6 (100,0 мкФ, 25 В) заряжается. Когда напряжение на нем превысит 16,3 В открывается стабилитрон D9 (КС515). Транзистор Т2 (КТ603) открывается и закорачивает эмиттерный переход Т1. Транзистор Т1 закрывается, генератор перестает работать, и конденсатор С6 начинает разряжаться. Когда напряжение на С6 становится меньше 16,3 вольт, стабилитрон D9 закрывается и закрывает Т2. Благодаря этому Т1 открывается и работа генератора возобновляется.
Первичная обмотка w1 трансформатора намотана проводом 0,25 мм и имеет 179 витков. В нашем обмотке w2 присутствуют два витка, намотанных тем же проводом. Вторичная обмотка w2 состоит из 14 витков провода 0,6-0,7 мм.
Лампочки можно взять любые маломощные, рассчитанные на напряжение от 24 до 36 В и ток от 100 до 200 мА.
Мощный импульсный источник питания
Рассмотрим импульсный БП с выходной мощностью 300 Вт.
Генератор данной конструкции является интегральной микросхемой TL494.Управляющие сигналы с выхода этой ИС подаются поочередно на МОП (MOSFET) транзисторы VT1 и VT2 (IRFZ34). Импульсы с этих транзисторов через трансформатор, формирователь импульсов приходят на мощные транзисторы VT3 и VT4 (IRFP460). Преобразователь сделан на мощных транзисторах VT3 и VT4 по полумостовой схеме.
Схема мощного блока питанияВсе четыре обмотки трансформатора TR1 намотаны проводом 0,5 мм и содержат по 50 витков. В трансформаторе TR2 первая обмотка состоит из 110 витков провода диаметром 0,8 мм.Количество витков обмотки номер два зависит от желаемого напряжения на выходе, из расчета один виток на два вольта. Обмотка три наматывается 12 витками провода диаметром 0,8 мм.
Проверка конструкции
Перед первым включением БП нужно проверить. В первую очередь проверяется монтаж, например, чтобы остаться следы от пайки, несмытый флюс.
Какой-либо компонент, установленный на плате, может оказаться неисправным.
Если с монтажом все в порядке, можно приступать ко второй стадии проверки с помощью лампочки.В качестве лампочки можно использовать любую лампу накаливания. Для этого подключаем изготовленный нами источник питания с лампочкой, как показано на рисунке ниже.
Схема проверки с помощью лампочки.Если лампочка не светится, значит, в цепи БП есть обрыв. Нужно проверить дорожки платы, дроссель, диодный мост.
Лампочка постоянно горит. В блоке питания короткое замыкание. Причина может быть в пробое конденсаторов, транзисторов. Нужно также проверить дорожки печатной платы, выходные цепи трансформатора.
Если лампочка вспыхнула и погасла, значит, БП исправен, конденсаторы зарядились.
Основа всех электронных устройств — блок питания. Именно он является камнем преткновения, когда речь заходит о конструировании усилителя или приемника, подзарядке фонарика, устройства освещения подвала или гаража. С развитием электроники возможным стало конструирование блока питания не на трансформаторе, а с помощью импульсов высокой частоты. Идея в том, что если подавать и прекращать подачу постоянного тока на прибор с достаточно высокой скоростью, то снятое на приборе напряжение будет не постоянным, а переменным высокой частоты.Возможно, что силовые трансформаторы высокого тоже заменят на импульсные трансформаторы высокого напряжения. Уже в продаже огромный выбор импульсных сварочных аппаратов (инверторов) токи в которых достигают 300 ампер и выше. Источники импульсного питания применяются во многих радиоэлектронных устройств. В феврале 2000 года в журнале «Радио» вышла статья «Импульсный блок питания мощного УМЗЧ». Автор статьи — А. Колганов из г. Калуга. Представленный Колгановым блок питания прост. В нем используется генератор и силовые ключи. Стабилизации выходного напряжения нет. В импульсном блоке существует пара ошибок. В июльском номере «Радио» за 2000 год написано про ошибку в схеме генератора. По неизвестной причине все пишут про ошибку и приводят стандартную схему без исправления ошибки. При этом напечатанную журналом корректировку выдают за сугубо свои радиоэлектронные познания. Спустя почти 2 года в апрельском журнале «Радио» за 2002 год выходят консультации журнала «Радио» о том, почему нельзя заменить транзисторы кт3102ж на другие. Спустя еще полгода в сентябрьском журнале «Радио» за 2002 год печатаются разъяснения по применению транзисторов КП707В2. Как оказалось, их можно заменить на буржуйские. Вторая ошибка связана с намоткой импульсного трансформатора, из-за которой полевые транзисторы сильно перегревались.Про эту ошибку пойдет дальше. Проектирование схемыПравильная схема представлена на рисунке. Общий вид схемы принципиальной импульсного блока питания УМЗЧ А. Колганова. По ходу пьесы можно немножко упростить схему. Например, блок стабилизации на транзисторах VT1, VT2 и стабилизации VD6 смело можно заменить на микросхему 142ЕН8А, это обеспечивает лучшую стабилизацию выходного напряжения для генератора. Две симметричные вторичные обмотки импульсного трансформатора можно соединить вместе, выделив при этом среднюю точку. Схема электрическая принципиальная импульсного блока питания. Для построения печатной платы можно использовать сложные графические пакеты, которые сами смоделируют разводку, а можно ручками при помощи программы Sprint-Layout нарисовать все компоненты и соединить все проводниками-дорожками. Схема электрическая принципиальная импульсного блока питания для Sprint-Layout для v.5 Насколько можно понять из журнала, автор А. Колганов точно спаял этот блок, но вот печатную плату никто нигде не выкладывал. Поэтому мне пришлось разработать печатную плату. Схема получилась громоздкой, некоторые узлы не встали на свои места. Тем, кто будет повторять этот блок, нужно увеличить размеры для R16, R17. Печатная плата для Corel Печатная плата для Sprint-Layout v.5 Резисторы Резисторы все либо советские МЛТ либо зарубежные, достаточно низковаттные.
Трансформаторы В самом начале укажу на еще одну ошибку в статье. Еще одна хитрость схемы — подключение вентилятора от вторичной обмотки импульсного трансформатора. Основа импульсного блока — высокочастотный трансформатор. Такой трансформатор можно делать на ферритовых кольцах или на прямоугольном каркасе. Блок питания для питания музыкального усилителя звуковой частоты (УМЗЧ), поэтому предпочтительнее применять ферромагнитные кольца (тороиды) — у них малы внешние излучения, что положительно сказывается на применение блока питания в качестве источника питания усилителя звуковой частоты. Для нужной мощности нужно использовать три кольца марки М2000НМ1-В размером 45x28x12, составленные вместе они составляют сплошной феррит размером 45x28x36, что примерно соответствует мощности в 1 кВА. Для справки: мощность трансформатора измеряется в вольт-амперах, потому что трансформатор — не потребитель энергии, а только преобразователь ее. Склеивать кольца нужно сильным клеем, например эпоксидным. Эпоксидка дает время на тщательное приготовление смеси.Для более низкого электромагнитного сопротивления между кольцами в клей нужно добавить ферромагнитный порошок, добытый из сломанного феррита. После подготовки клея обмазываются три кольца и склеиваются вместе. Клей наносится тонким слоем на обе склеенной половины. При склеивании колец нужно склеить все ровно. Зазоров не должно быть. Смещений также нужно избежать. Ферриты — тоже металлы.Поэтому если на феррит намотать изолированный эмалевый провод (ПЭВ) — пробоя не избежать. Чтобы избежать пробоя, необходимо изолировать трансформатор, но нужно помнить, что самор может нагреваться, и простой изолентой явно не обойтись. Для использования можно применять стеклоткань или, как в моем случае, лакоткань.Можно попробовать изолировать и изоляционную хлопчатобумажной лентой, но что получится — не знаю. Наматывать провод на торможении вручную, поэтому аккуратно виток к витку с натягом неспешно нужно проделать эту работу. Внутренний диаметр меньше наружного, поэтому виток к витку должен быть на внутреннем кольце. Трансформатор имеет одну первичную обмотку со средней точкой, поэтому дойдя до 42 витка нужно сделать отвод, чтобы потом к нему припаять провод для среднего вывода. После намотки каждого слоя следует пройти изоляцией весь феррит, т. После намотки первичной обмотки пройти слоем изоляции по всему ферриту 3, т.е. изоляция между первичной и вторичной обмотками должна быть толще, чем та, которая разделяет слои первичной обмотки. Намотку всех обмоток трансформатора следует в одну сторону. Если начали просовывать проводку первичной обмотки сверху вниз тора, то и вторичную обмотку следует мотать сверху вниз тора. Если наматывать в обратную сторону, то вместо трансформации трансформатор нагрузит обе обмотки друг на друга как электрофорная машина. Блок питания рассчитан на напряжение ± 50 В, но можно и пересчитать на любое другое напряжение через коэффициент трансформации по обычной пропорции.Мне от блока питания ± 36 В, и таблица с необходимостью имеет следующий вид. К примеру трансформатор L2 изготавливается из феррита марки М2000НМ1-В, типоразмер кольца К45 X 28 X 12, колец нужно 3 штуки, по расчетным данным первую обмотку нужно выполнять проводом ПЭВ, диаметр d = 1 мм, проводов в параллель 1, количество витков с выводом точки на 86/2 = 43 витке, при этом можно произвести замену и первую обмотку выполнить проводом ПЭВ, диаметр провода d = 0,6 мм, проводов в параллель 2, количество витков 86 с выводом точки на 86/2 = 43 витке.
К примеру, трансформатор L2 типа М2000НМ1-В имеет 3 кольца размером 45x28x12. По входу блока находится катушка L1. Обе половины катушки также мотаются в одну сторону. На основной схеме указаны две точки рядом с этой катушкой. Точки означают начала обмоток. Катушка служит фильтром от высокочастотной составляющей, которая может проникать из блока в сеть, а также, и это намного важнее, ограничивает ток заряда входного конденсатора C3. Второй трансформатор, применяемый в схеме, — обычный сетевой на напряжение 220/12 В, взятый от старого и нерабочего АОНа. Микросхемы Плата спроектирована так, что все детали находятся с одной стороны, а микросхемы — с другой, т.е. со стороны дорожек. Между ножками 7 и 14 каждой микросхемы, т.е. между ножками питания можно запаять бумажные конденсаторы на 0,01 мкФ — это улучшит ситуацию с пульсациями.
Фильтр Для сглаживания высокочастотной составляющей на выходе находится фильтр. Диоды
Выпрямитель После трансформатора напряжение выпрямляется на высокочастотном мосту. Конденсаторы
Конденсатор C3 — источник напряжения всего блока. Транзисторы
Полевые транзисторы Транзисторы могут работать в режиме усиления и ключевом режиме. Полевые транзисторы можно любые, но устанавливать на радиаторы их нужно обязательно. Если мощность блока 800 Вт, то совсем не обязательно транзистор должен рассеивать 800 Вт. В ключевом режиме транзистор почти не греется, но лучше, чтобы рассеиваемая мощность каждого транзистора была около 100 Вт. Параметры, по которому следует выбирать полевые транзисторы: во-первых, напряжение затвор-исток (> 14 В), а во-вторых, напряжение сток-исток (> 750 В). Сборка блокаСхема паяется довольно быстро. Единственный вопрос — множество перемычек, которые дополнительные головную боль. Общий видЗапускМожно все правильно спаять и развести, но если неправильно произвести запуск, то можно сжечь большую часть блока. Первое — необходимо измерить импульсы при помощи осциллографа на генераторе при выключенном напряжении на катушку L1. Импульсы должны соответствовать друг другу. После этого можно измерить импульсы между затворами обоих транзисторов. Размах каждого импульса по 8 В (4 клетки по 2 В) — то, что приходит от сетевого трансформатора с учетом потерь, полный размах на экране осциллографа — 16 В (8 клеток по 2 В). Если импульсы генерации примерно симметричны, то можно перейти к подаче 220 В вход блока. При этом обязательно нужно нагрузить блок питания на какую-нибудь нагрузку, например, лампочку накаливания. Лампочка обладает относительно низким сопротивлением при достаточно высокой выходной мощности.Главный ее плюс — визуальное отображение работы блока (видно, как накаляется нить лампочки). Если лампочка на 220 В, то ее можно включить между «+» и «-» источник, должно составить 72 В. Мощность лампочки лучше выбирать на 60 Вт, но подойдет и любая другая на меньшую мощность. При нагрузке своего блока я использовал две лампочки на напряжение 36 В и мощностью 60 Вт. Вместо лампочки автор статьи использовал вентилятор на 12 В, подключенный на отдельную вторичную обмотку. Кроме нагрузки в выходной цепи следует защитить полевые транзисторы. Если генератор заглючит и только откроет транзистор, не закрыв его, то оба транзистора сразу вылетят. Для защиты используется вторая лампочка накаливания, включенная предохранителем со всем блоком вместо FU1.При этом трансформатор для генератора должен быть включен перед лампой на напряжение 220 В, чтобы падение напряжения на лампе не сказывалось на напряжении для генератора. При включении блока должна засветиться лампа по входу блока и лампа по выходу блока. Лампа по входу должна светиться вполнакала. Если лампа по выходу не светится — это не значит, что напряжения там нет. Если все сделано правильно и измеренные напряжения примерно совпадают, то можно исключить лампу по входу блока, заменив ее на предохранитель, и все 220 В прямо на блок. | ||||
Всюду требуется снижать подводимое от сети сетевое напряжение. После изобретения Теслы катушки переменного тока и внедрение ее в промышленности — повсюду стали сетевые трансформаторы.Идея проста — закон электромагнитной индукции плюс усиление с помощью сердечника. Применение трансформаторов понижло потери электричества при передаче тока по линиим и дало возможность как преобразовывать напряжение одной амплитуды в другое.
Источник питания может быть выполнен в виде сетевого трансформатора, диодного моста и конденсатора фильтра. Чем больше мощность сетевого трансформатора, тем тяжелее и массивнее получается блок.К примеру, трансформатор на 1 кВА может достигать 10 килограммов, а импульсный блок — достигает 800 граммов. Ясно, что сэкономить на массе можно лишь в том случае, если мощность источника составляет около ватт.
На мой взгляд, написано неубедительно, да к тому же на местном радиорынке даже не знали о существовании таких транзисторов. Пришлось мне заменить их на буржуйские BC548.
В результате можно сэкономить на одном высокочастотном диодном мосту, правда при этом упадет максимально отдаваемая мощность.
Исключением идут резисторы R16 и R17, номиналом 10 кОм при мощности в 10 Вт, их делают из высокоомной проволоки, которую навивают на каркас.
Эта ошибка связана с намоткой трансформатора. В статье сказано: «Обмотка 1 содержит 2×42 витка провода ПЭВ-2 1,0 (наматывают в два провода)». Если взять провод диаметром 1 мм, сложить в два раза и намотать 84 витка с выводом на 42 витке, то полевые транзисторы выходного каскада даже на холостых оборотах будут греться так, что просто ставь сковородку и жарь яичницу. К сожалению, по импульсному блокам я не нашел, поэтому метод тыка пришел к тому, что лажа в самом трансформаторе.С применением SPS для расчета импульсных блоков питания можно пересчитать трансформатор, тогда получится, что мотать нужно проводом ПЭВ диаметром 1 мм 84 витка с выводом на 42 витке, но не в два провода, а в один. Блок работает на частотах 90 кГц. При этом полевые транзисторы практически не греются при нагрузке в 100 Вт. Сознательно была допущена эта ошибка или журнал «Радио» что-то неправильно напечатал — неизвестно.
Кажется, что все логично, что охлаждать транзисторы вроде как и надо, но ведь можно же подключить кулер и после стабилизатора питания для генератора. Кулер для охлаждения и не обязателен, но нужен, и во вторичной обмотке импульсного трансформатора. Дело в том, что импульсники не могут работать без нагрузки — нет ограничения безудержного роста тока в первичной обмотке. Обычно в импульсных блоках питания применяются нагрузочные сопротивления для включения блока без нагрузки. В этом блоке роль нагрузки возложена на кулер.Если мотать трансформатор без обмотки для кулера, то на выход обязательно нужно вешать либо лампы накаливания, либо сопротивление.
Дело в том, что эмалевая изоляция не любит трения о твердые предметы и даже если очень аккуратно наматывать, то все равно со временем провод замкнет на корпус.
е. каждый слой одной и той же обмотки должен быть отделен слоем изоляции. Изоляция сокращает внутренний диаметр.
Аналогично читаются все остальные ячейки.
По расчету требуется наматывать первую обмотку проводом ПЭВ диаметром 1 мм, количество витков 84 с выводом на середине обмотки, а замена получилась проводом ПЭВ диаметром 0,6 мм, мотать в 2 провода, количество витков 86 с выводом на середине обмотки.
Диоды достаточно мощные, поэтому нуждаются в радиаторах. Радиаторы можно сделать из дюралевого профиля так, чтобы прижимная пластина сверху полностью покрывала корпус диода. Один из выводов диода, обычно анод, выведен на луженый медный корпус, поэтому радиаторов нужно минимум 3, а лучше 4. При этом если делать 2 диодных моста, то количество радиаторов увеличивается вдвое, увеличивая объем блока.
0,5 = 310 В и большой емкости. Именно этим элементом и опасны все импульсные блоки питания. Большая емкость, большое напряжение и большой ток могут быть смертельны, поэтому при ремонте и наладке нужно осторожность и постоянно продумывать свои поступки.
Предпочтительнее в ключевом режиме применять полевые транзисторы. Полевой транзистор управляется напряжением. Если на исток (место, откуда потечет ток) и сток (куда потечет ток) подать постоянное напряжение, а на управляющий электрод (затвор) — высокочастотное напряжение, то с подачи напряжения на затвор между истоком и стоком потечет ток. Это принципой схемы. Если использовать два ключа, открываемые затвором каждый в свое непересекающееся время, и подать снятое со напряжение импульсный трансформатор, то с выхода этого трансформатора можно снять переменное высокочастотное напряжение.
При использовании двух транзисторов и трансформатора со средней точкой напряжения на сток — истоке каждого полевика будет равно 2,4 * U, т.е. 2,4 * 310 = 744 В. Если ставить полевики на Uси = 600 В, то разрывает их очень красиво с громким хлопком и взлетом всего кристалла в воздух. По схеме нужно использовать транзисторы КП707В2.
Длительность периода 14 мкс (3 клетки по 5 мкс), что составляет 71,5 кГц.Разница между заявленными 90 кГц и 71,5 кГц может быть связана с погрешностью осциллографа, но если прибор исправен, то можно увеличить емкость конденсатора С9 — он отвечает за генерацию частоты.
Можно применить нагрузочный резистор или теплоэлектронагреватель (ТЭН) от старого обогревателя.При этом напряжение ТЭНа должно быть больше 72 В, а мощность не должна превышать 1 кВт. Если ТЭН на 220 В при мощности 1 кВт и его подключить на выход блока к напряжению 72 В, то блок будет нагружен на 72 * 1000/220 = 327 Вт.
Просто напряжение на выходе может быть настолько малым, что света от спирали не видно.Нужно измерить напряжение на выходе блока. Напряжение лучше измерять между «+» и «-» блока без средней точки. При использовании лампы мощностью 60 Вт по входу блока на выходе блока должно быть примерно примерно должно быть напряжение 13,75 В, а если по входу поставить лампу на 150 Вт, то на выходе напряжение поднимется до 36,6 В.Схема мощного блока питания на 12 В 50 А
Вы спросите — а зачем вообще нужен блок питания на ток 50 ампер? Хотя если ищите именно этот БП, то значит у вас есть уже какие-то планы на такую мощность. В нашем случае он нужен для питания мощного усилителя радиостанции, а также для индукционного нагревателя.
Схема стабилизированного источника питания 50 Ампер
Основные элементы, которые используются для его постройки:
- трансформатор 1000VA, имеющий две обмотки на 15 В проводом 2. 2 мм,
- диодный мост — 4 диода 50 А из блока питания компьютера,
- конденсаторы фильтра 32 x 4700 мкФ / 25V,
- силовые транзисторы 4x IRFP150,
- микросхема управления LM723.
2 мм,Испытания готового БП на нагрузке
Результаты измерений на искусственной нагрузке вышли следующие:
НАПРЯЖЕНИЕ — ТОК
- 13,75В 25А
- 13,75В 30А
- 13,75В 35А
- 13,64V 40A
- 13,61В 45А
- 13,50 В 50A
Рекомендации по изготовлению блока
Каждый уравнительный резистор (на истоках транзисторов) для таких токов представляет собой нихромовый провод длинной около 2 см.Все транзисторы сидят на общем радиаторе. Электролитические конденсаторы собраны в батарею.
Мостовой выпрямитель собран на диоде MBR4060 (оба вывода соединены между собой параллельно для увеличения предельного тока). Общий плавкий предохранитель имеет номинал 50 А.
Дополнительный трансформатор на 26 питает небольшой микросхему стабилизатора, чтобы на нее не влияли форс-мажорные ситуации с КЗ и перегрузами.
В блоке питания есть тиристорная защита, которая замыкает выходное напряжение накоротко, защищая тем самым дорогостоящее подключенное оборудование.Индикация осуществляется стрелочным вольтамперметром, но можно и готовый цифровой индикаторный блок.
Имеет смысл поставить два мощных диода на выходе между землей и плюсом, а также другими мощными транзисторами (если конечно используются со встроенными защитными, типа IRFP460 и иже с ними). Рисунки печатной платы можете скачать тут.
Блок питания 1,5в, 3,3в, 5в, 12в, 24в, самому собрать из подручных деталей мощный блок. Схемы блоков питания. Сборка простого блока питания.
Как самому собрать простой блок питания и мощный источник напряжения.
Порой приходится подключать различные электронные приборы, в том числе самодельные, к томнику постоянного напряжения 12 вольт.
Блок питания несложно собрать самостоятельно в течении половины выходного дня. Поэтому нет необходимости приобретать готовый блок, когда интереснее самостоятельно изготовить специальную вещь для своей лаборатории.
Блок питания 12в
Каждый, кто захочет сможет изготовить 12-ти вольтовый блок самостоятельно, без особых затруднений.
Кому-то необходим источник для питания усилителя, а кому запитать маленький телевизор или радиоприемник …
Шаг 1: Какие детали необходимы для сборки блока питания …
Для сборки заранее подготовьте электронные компоненты, детали и принадлежности из которого будет собираться сам блок ….
-Монтажная плата.
-Четыре диода 1N4001, или подобных. Мост диодный.
-Стабилизатор напряжения LM7812.
-Маломощный трансформатор на 220, вторичная обмотка должна иметь 14В — 35В переменного напряжения, с током нагрузки от 100 мА до 1А, в зависимости от той мощности, которую необходимо получить на выходе.
-Электролитический конденсатор емкостью 1000мкФ — 4700мкФ.
-Конденсатор емкостью 1 мкФ.
-Два конденсатора емкостью 100нФ.
-Обрезки монтажного провода.
-Радиатор, при необходимости.
Если необходимо получить максимальную мощность от источника питания, для этого необходимо подготовить соответствующий трансформатор, диоды и радиатор для микросхемы.
Шаг 2: Инструменты ….
Для изготовления блока необходимы инструменты для монтажа:
-Паяльник или паяльная станция
-Кусачки
-Монтажный пинцет
-Кусачки для зачистки проводов
-Устройство для отсоса припоя.
-Отвертка.
И другие инструменты, которые могут оказаться полезными.
Шаг 3: Схема и другие …
Для получения 5 вольтового стабилизированного питания, можно заменить стабилизатор LM7812 на LM7805.
Для увеличения нагрузочной способности более 0,5 ампер, понадобится радиатор для микросхемы, в случае он будет из строя от перегрева.
, если необходимо получить несколько сотен миллиампер (менее, чем 500 мА) от источника, то можно обойтись без радиатора, нагрев будет незначительным.
Кроме того, в схему добавлен светодиод, чтобы визуально убедиться, что блок питания работает, но можно обойтись и без него.
Блок питания 12в 30а
Схема блока питания 12в 30А .
При применении одного стабилизатора 7812 в качестве регулятора напряжения и нескольких мощных транзисторов, данный блок питания способен обеспечить выходной ток нагрузки до 30 ампер.
Пожалуй, самой дорогой деталью этой схемы является силовой нижний трансформатор.Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть на несколько вольт больше, чем стабилизированное напряжение 12в, чтобы обеспечить работу микросхемы. Необходимо иметь в виду, что не стоит стремиться к большей разнице между входным и выходным напряжением, так как при таком токе теплоотводящий радиатор выходных транзисторов значительно увеличивается в размерах.
В трансформаторной схеме применяемые диоды должны быть рассчитаны на большой максимальный прямой ток, примерно 100А.Через микросхему 7812 протекающий ток в схеме не составит больше 1А.
Шесть составных транзисторов Дарлингтона типа TIP2955 включенных последовательно, нагрузочный ток 30А (каждый транзистор рассчитан на ток 5А), такой большой ток требует и соответствующего размера радиатора, каждый транзистор пропускает через себя одну шестую часть тока нагрузки.
Для охлаждения радиатора можно применить небольшой вентилятор.
Проверка блока питания
При первом включении не рекомендуется подключать нагрузку.Проверяем работоспособность схемы: подключяем вольтметр к выходным клеммам и измеряем напряжение, должно составлять 12 вольт, или значение очень близко к нему. Далее подключаем нагрузочный резистор 100 Ом, мощностью рассеивания 3 Вт, или подобную нагрузку — типа лампы накаливания от автомобиля. При этом показание вольтметра не должно изменяться. Если на выходе отсутствует напряжение 12 вольт, отключите питание и проверьте правильность монтажа и исправность.
Перед монтажом проверьте исправность силовых транзисторов, так как при пробитом транзисторе напряжение с выпрямителя прямиком попадает на выход схемы.Чтобы избежать этого, проверьте на короткое замыкание силовые транзисторы, для этого измерьте мультиметром по раздельности сопротивления между коллектором и эмиттером транзисторов. Эту проверки необходимо провести до монтажа их в схему.
Блок питания 3 — 24в
Схема блока питания выдает регулируемое напряжение в диапазоне от 3 до 25 вольт, при токе максимальной нагрузки до 2А, уменьшая токоограничительный резистор 0,3, ток может быть увеличен до 3 ампер и более.
Транзисторы 2N3055 и 2N3053 устанавливаются на соответствующие радиаторы, мощность ограничительного резистора должна быть не менее 3 Вт. Регулировка напряжения контролируется ОУ LM1558 или 1458. При использовании ОУ 1458 необходимо заменить элементы стабилизатора, подающие напряжение вывода 8 на 3 ОУ с делителя на резистор номиналом 5.1 К.
Максимальное постоянное напряжение для питания ОУ 1458 и 1558 36 В и 44 В соответственно. Силовой трансформатор должен выдавать напряжение, как минимум на 4 вольт больше, чем стабилизированное выходное напряжение.Силовой трансформатор в схеме имеет на выходе напряжение 25,2 вольт переменного тока с отводом посредине. При переключении обмоток выходное напряжение уменьшается до 15 вольт.
Схема блока питания на 1,5 в
Схема блока питания для получения напряжения 1,5 вольта, используемый нижний трансформатор, мостовой выпрямитель со сглаживающим фильтром и микросхема LM317.
Схема регулируемого блока питания от 1,5 до 12,5 в
Схема блока питания с регулировкой выходного напряжения для получения напряжения от 1,5 вольта до 12,5 вольт, в качестве регулирующего элемента используемого микросхема LM317.Ее необходимо установить на радиатор, на изолирующей прокладке для замыкания в корпусе.
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением
Схема блока питания с фиксированным выходным напряжением напряжением 5 вольт или 12 вольт.
В качестве элемента активного элемента микросхема LM 7805, LM7812 устанавливается на радиатор для системы охлаждения корпуса. Выбор трансформатора приведен слева на табличке. По аналогии можно выполнить блок питания и на другие выходные напряжения.
Схема блока питания мощностью 20 Ватт с защитой
Схема предназначена для небольшого трансивера самодельного изготовления, автор DL6GL. При разработке блока ставилась задача иметь КПД не менее 50%, напряжение питания номинальное 13,8В, максимум 15В, на ток нагрузки 2,7а.
По какой схеме: импульсный источник питания или линейный?
Импульсные блоки питания получается малогабаритный и кпд хороший, но неизвестно как поведет себя в критической ситуации, броски выходного напряжения…
Несмотря на недостатки выбрана схема линейного регулирования: достаточно объемный трансформатор, не высокий КПД, необходимо охлаждение и пр.
Применены детали от самодельного блока питания 1980-х годов: радиатор с двумя 2N3055.
Не хватало еще только µA723 / LM723-регулятор напряжения и несколько мелких деталей.
Регулятор напряжения собран на микросхеме µA723 / LM723 в стандартном включении. Выходные транзисторы Т2, Т3 типа 2N3055 для охлаждения устанавливаются на радиаторы.При помощи потенциометра R1 устанавливает выходное напряжение в пределах 12-15В. При помощи переменного резистора R2 устанавливается максимальное напряжение на резисторе R7, которое составляет 0,7В (между контактами 2 и 3 микросхемы).
Для блока питания тороидальный трансформатор (может быть любой по вашему усмотрению).
На микросхеме MC3423 собрана схема срабатывающая при превышении напряжения (выбросы) на выход блок питания, R3 регулировки выставляется порог срабатывание напряжения на ножке 2 с делителем R3 / R8 / R9 (2,6V опорного напряжение), с выходом 8 подается напряжение открывающего тиристор BT145 , вызывающее короткое замыкание приводящее к срабатыванию предохранителя 6,3а.
Для подготовки блока питания к эксплуатации (предохранитель 6,3а пока не участвует) выставить выходное напряжение например, 12.
0В. Нагрузите блок нагрузкой, для этого можно подключить галогенную лампу 12В / 20Вт. R2 настройте, что бы падение напряжения было 0,7В (ток должен быть в пределах 3,8А 0,7 = 0,185Ωх3,8).
Настраиваем срабатывание защиты от перенапряжения, для этого плавно выставляем выходное напряжение 16В и регулируем R3 для срабатывания защиты. Далее выставляем выходное напряжение в норму и устанавливаем предохранитель (до этого ставили перемычку).
Описанный блок питания можно реконструировать для более мощных нагрузок, для этого более мощного трансформатора, элемента обвязки, выпрямителя по своему усмотрению.
Самодельный блок питания на 3.3в
Если необходим мощный блок питания, на 3,3 вольта, то его можно изготовить, переделав старый блок питания от пк или используя выше приведенные схемы. К примеру, в схеме блока питания на 1,5 заменить резистор 47 ом большего номинала, или поставить для удобства потенциометр, отрегулировав на нужное напряжение.
Трансформаторный блок питания на КТ808
У многих радиолюбителей остались старые советские радиодетали, которые могут быть применены и они верой и правдой вам будут служить, одна известная из UA1ZH, которая гуляет по просторам интернета.
Много копий и стрел сломано на форумах при обсуждении, что лучше полевой транзистор или обычный кремниевый или германиевый, какую систему формула они выдержат и кто из них надежнее?
У каждой стороны свои доводы, ну а вы можете достать детали и смастерить еще один несложный и надежный блок питания.Схема очень простая, защищена от перегрузки по току и при параллельном включении трех КТ808 может выдавать ток 20А, у автора использовался такой блок при 7 параллельных транзисторов и отдавал в нагрузку 50А, при этом емкость конденсатора фильтра была 120 000 мкф, напряжение вторичной обмотки 19в. Необходимо, что контакты реле должны коммутировать такой большой ток.
При условии правильного монтажа, просадка выходного напряжения не больше 0,1 вольта
Блок питания на 1000в, 2000в, 3000в
Если нам необходимо иметь источник постоянного напряжения на высокое напряжение для лампы выходного каскада передатчика, что для этого применить? В интернете имеется много различных схем блоков питания на 600в, 1000в, 2000в, 3000в.
Первое: на высокое напряжение используют схему с трансформаторов как на одну фазу, так и на три фазы (если имеется источник трехфазного напряжения).
Второе: для уменьшения габаритов и веса бестрансформаторную схему питания, непосредственно сеть 220 вольт с умножением напряжения. Самый большой недостаток этой схемы — отсутствует гальваническая развязка между сетью и нагрузкой, как выход подключают данный источник напряжения, соблюдая фазу и ноль.
В схеме имеется повышающий анодный трансформатор Т1 (на нужную мощность, к примеру 2500 ВА, 2400В, ток 0,8 А) и низкий накальный трансформатор Т2 — ТН-46, ТН-36 и др.Для исключения бросков по току при включении и защите диодов при заряде конденсаторов, используется включение через гасящие резисторы R21 и R22.
Диоды в высоковольтной цепи зашунтированы резисторами с целью равномерного распределения Uобр. Расчет номинала по формуле R (Ом) = PIVх500. С1-С20 для устранения белого шума и уменьшения перенапряжений.
В качестве диодов можно использовать и мосты типа KBU-810 соединив их по определенной схеме и соответственно, взяв нужное количество не забывая про шунтирование.
R23-R26 для разряда конденсаторов после отключения сети. Для выравнивания напряжения на последовательно соединенных конденсаторах параллельно устанавливаются выравнивающие резисторы, которые рассчитываются из соотношения на каждые 1 вольт приходится 100 ом, но при высоком напряжении резисторы получаются достаточно большой мощности и здесь приходится лавировать, учитывая при этом, что напряжение холостого хода больше на 1, 41.
Еще по теме
Трансформаторный блок питания 13,8 вольта 25 а для КВ трансивера своими руками.
Трансформаторный блок питания
Ремонт и доработка китайского блока питания для питания адаптера.
Доработка блока питания
Схемы блоков питания
Схемы. Самодельный блок питания на 1,5 вольта, 3 вольта, 5 вольт, 9 вольт, 12 вольт, 24 вольта. Стабилизатор 7812, 7805
Одним из таких приложений является генераторы микросхема IR2153, из себя представляет высоковольтный полумостовой драйвер — из самых любимых моих микросхем.Микросхема отлично работает с полевыми транзисторами, даже с довольно тяжелыми затворами, она имеет встроенный драйвер для управления силовыми ключами, следовательно, городить дополнительный драйвер, как в случае TL494 не нужно. В качестве силовых ключей я взял любимые IRF840, можно и 740, они мощнее, но от меня требовалось даже получить мощность в районе 500 ватт, для запитки усилителя ланзар, а с указанными ключами это вполне возможно. Мощность схемы, как сказал выше — 500 ватт (реальная мощность 470 ватт, расчетная, чуть больше 600 ватт).особенность этой схемы — наличие защиты, которая срабатывает очень точно. Защита настраивается переменным резистором — на любой угодный ток срабатывания. Для наиболее точной настройки этот резистор нужно взять многооборотный, номинальный резистор не критичен, может отклониться в ту или иную сторону на 1-1,5кОм. Светодиодный индикатор срабатывает только тогда, когда блок ушел в защиту. В режиме защиты блок может находится бесконечно долго Второе достоинство — система плавного пуска и задержки.При включении схемы в сеть 220 Вольт через резистор 2W 22R заряжается основной электролит и за доли секунды (с незначительной задержкой) открывается составной транзистор KSP13 и замыкается электромагнитное реле. Для двухполярного 60 Вольт на выходе, первичная обмотка (сетевая) намотана двумя жилами провода 0,7 мм (каждая) и состоит из 36 витков, намотку делал в два слоя. Вторичка имеет 2 независимые обмотки, каждая из них имеет отвод от середины. Каждая обмотка состоит из 2х18 витков, намотана 4-я жилами провода 0,7мм, тоже самое и со второй вторичкой В выпрямителя применены диодные сборки Шоттки с общим катодом, ток каждого диода не менее 10 Ампер при обратном напряжении не менее 100 Вольт, лучше На 200. В конце все силовые части (диоды, полевики) укрепляются к общему теплоотводу, не забываем их изолировать слюдяными прокладками и шайбами Основной диодный мост по входу брать с обратным напряжением 600-1000 Вольт, с допустимым током не менее 4-х Ампер, а лучше взять с запасом, скажем на 6 Ампер. Основной электролит на 400 Вольт, с емкостью 220-330мкФ Ну на этом думаю все понятно, схема уже несколько раз повторил — работает отменно. Скачать архив можно тут Обсудить на Форуме |
Чем дороже импульсный блок питания, тем дороже элементная база в нем. Высокая интеграция позволяет реализовать большое количество встроенных защит, которые порой недоступны в линейных источниках.
Реле с напряжением катушки 12 Вольт, с током желательно 10 и более Ампер (лично я взял на 20 Ампер). В моем случае, рабочая частота генератора в районе 47-48кГц, трансформатор рассчитан по программе.
Аналогичные мосты можно найти в комповых блоках питания.
Масса импульсного блока питания в разы меньше аналогового.
Ток, который течет через инвертирующий вход, является незначительным, поэтому один и тот же ток проходит через R5 и R6, и, как два резистора, имеют то же самое значение напряжения между двумя из них в серии будет ровно в два раза больше напряжения по каждому из них. Таким образом, напряжение на выходе ОУ (выв. 6 U1) В 11,2, в два раза больше опорного напряжения стабилитрона. ОУ U2 имеет постоянный коэффициент усиления примерно 3 по формуле A = (R11 + R12) / R11, и поднимает контрольное напряжение 11,2 В до 33 В.Переменник RV1 и резистор R10 используются для регулировки выходного напряжения таким образом, что оно может быть снижено до 0 вольт.
Инвертирующий вход U3 получает стабильное напряжение.
Далее, 
И здесь же, катод стабилитрона 
Коллектор 
Всем этим займемся в следующей части. Удачи!
В помещениях, где сконцентрировано большое количество компьютерных машин, должна проводиться регулярная дезинсекция.ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ
ПРОСТОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ЛАМПЫ
В этой статье Вы найдёте подробное описание
процесса изготовления импульсных блоков питания разной мощности
на базе электронного балласта компактной люминесцентной лампы.
Импульсный блок питания на 5… 20 Ватт вы сможете изготовить
менее чем за час. На изготовление 100-ваттного блока питания
понадобится несколько часов. Можно изготовить и более мощные электронные трансформаторы, например на IR2153, а можно КУПИТЬ ГОТОВЫЙ и переделать под свои напряжения.
В настоящее время получили широкое распространение Компактные Люминесцентные Лампы (КЛЛ). Для уменьшения размеров балластного дросселя в них используется схема высокочастотного преобразователя напряжения, который позволяет значительно снизить размер дросселя.
В случае выхода из электронного электронного сообщения балласта, его можно легко отремонтировать. Но, когда выходит из строя сама колба, то лампочку обычно выбрасывают.
Однако электронный балласт такой лампочки,
это почти готовый импульсный Блок Питания (БП), причем довольно компактный.
Единственное,
чем схема электронного балласта отличается от настоящего импульсного
блока питания, отсутствием разделительного трансформатора и выпрямителя,
если он необходим.
В то же время, современные радиолюбители
испытывают большие трудности при поиске силовых трансформаторов
для питания своих самоделок. Если даже трансформатор найден,
то его перемотка требует использования большого количества
медного провода, да и массо-габаритные параметры изделий,
собранных на основе силовых трансформаторов не радуют. А ведь
в подавляющем большинстве случаев силовой трансформатор можно
заменить импульсным блоком питания.Если же для этих целей
использовать балласт от неисправных энергосберегающих ламп, то экономия составит
значительную сумму, особенно, если речь идёт о трансформаторах
на 100 Ватт и больше.
Отличные схемы балласта энергосберегающей лампы от импульсного блока питания
Это одна из самых распространенных электрических схем энергосберегающих ламп. Для преобразования схемы КЛЛ в импульсный блок питания установить всего одну перемычку между точками А — А ‘и добавить импульсный трансформатор с выпрямителем.Красным цветом отмечены элементы, которые можно удалить.
Схема энергосберегающей лампы
А это уже законченная схема импульсного блока питания, собранная на основе балласта люминисцентной лампы с использованием дополнительного импульсного трансформатора.
Для упрощения, удалена люминесцентная лампа и несколько деталей, которые были заменены перемычкой.
Как видите, схема КЛЛ не требует больших
изменений.
Красным выделены дополнительные элементы,
привнесённые в схему.
Законченная схема импульсного блока питания
Какой мощности блок питания можно изготовить из КЛЛ?
Мощность импульсного блока питания ограничивается габаритной мощностью импульсного трансформатора, максимально допустимым током ключевых транзисторов и величиной радиатора охлаждения, если он используется.
Блок питания небольшой мощности построить, намотав вторичную обмотку прямо на каркас уже имеющегося дросселя.
БП с вторичной обмоткой прямо на каркас уже имеющегося дросселя
В случае если окно дросселя не позволяет
намотать вторичную обмотку или если требуется построить блок
мощности, превышающей мощность КЛЛ, то
дополнительный трансформатор трансформатор.
БП с дополнительным импульсным трансформатором
Если требуется получить блок питания мощностью свыше 100 Ватт, а используется балласт от лампы на 20-30 Ватт, то, скорее всего, придётся внести небольшие изменения изменения и в схему электронного балласта.
В частности, может понадобиться установить более мощные диоды VD1-VD4 во входной мостовой выпрямитель и перемотать входной дроссель L0 более толстым проводом.Если коэффициент усиления транзисторов по току недостаточным, то придётся увеличить базовый ток транзисторов, уменьшив номиналы резисторов R5, R6. Кроме этого придётся увеличить мощность резисторов в базовых и эмиттерных цепях.
Если частота генерации не очень
высокой, то возможно придётся увеличить емкость разделительных
конденсаторов C4, C6.
Импульсный трансформатор для блока питания
Особенность полумостовых импульсных блоков питания с самовозбуждением является способность адаптироваться к параметрам используемой трансформатора.А тот факт, что цепь обратной связи не будет проходить через наш самодельный трансформатор и упрощает задачу расчёта трансформатора и наладки блока. Блоки питания, собранные по этим схемам прощают ошибки в расчётах до 150% и выше. Проверено на практике.
Не пугайтесь! Намотать импульсный трансформатор можно в течение одного фильма или даже быстрее, если Вы собираетесь выполнять эту монотонную работу сосредоточенно.
Ёмкость входного фильтра и пульсации напряжение
Во входных фильтрах электронных балластов,
из-за экономии места, используются конденсаторы небольшой
ёмкости, от которых зависит величина пульсаций напряжения
с частотой 100 Гц.
Чтобы снизить уровень пульсаций на выходе блока питания, нужно увеличить ёмкость конденсатора входного фильтра.Желательно, чтобы на каждый Ватт мощности БП приходилось по одной микрофараде или около того. Увеличение ёмкости С0 повлечёт за собой рост пикового тока, протекающего через диоды выпрямителя в момент включения БП. Чтобы ограничить этот ток, необходим резистор R0. Но, мощность исходного резистора КЛЛ мала для таких токов и его следует заменить на более мощный.
Если требуется построить компактный блок питания, то можно использовать электролитические конденсаторы, применяющиеся в лампах вспышках плёночных «мальниц».Например, в одноразовых фотоаппаратах Kodak миниатюрные конденсаторы без опознавательных знаков, но их ёмкость аж целых 100 мкФ при напряжении 350 Вольт.
Блок питания мощностью 20 Ватт
Блок
питания мощностью 20 Ватт
Блок питания мощностью, близкой к мощности
исходной КЛЛ, можно собрать, даже не мотая отдельный трансформатор.
Если у оригинального дросселя есть достаточно свободного места
в окне магнитопровода, то можно намотать пару десятков витков
провода и получить, например, блок питания для зарядного устройства
или небольшого усилителя мощности.
На картинке видно, что поверх имеющейся обмотки был намотан один изолированного провода. Я использовал провод МГТФ (многожильный провод во фторопластовой изоляции).Однако таким способом можно получить мощность всего в несколько Ватт, так как большую часть окна будет занимать изоляцию провода, а сечение самой меди будет невелико.
Если требуется бо’льшая мощность, то можно использовать обыкновенный медный лакированный обмоточный провод.
Внимание! Оригинальная обмотка дросселя находится под напряжением сети! При описанной выше доработке, обязательно побеспокойтесь о надёжной межобмоточной изоляции, особенно, если вторичная обмотка мотается обычным лакированным обмоточным проводом.Даже если первичная обмотка покрыта синтетической защитной плёнкой, дополнительная бумажная прокладка необходима!
Как видите, обмотка дросселя покрыта синтетической плёнкой, хотя часто обмотка этих дросселей вообще ничем не защищена.
Наматываем поверх плёнки два слоя электрокартона толщиной 0,05мм или один слой толщиной 0,1мм.Если нет электрокартона, используем любую подходящую по толщине бумагу.
Поверх изолирующей прокладки мотаем вторичную обмотку будущего трансформатора. Сечение провода следует максимально максимально возможное. Количество витков подбирается экспериментальным путём, благо их будет немного.
Мне, таким образом, удалось получить мощность на нагрузке 20 Ватт при температуре трансформатора 60 ° С, а транзисторов — 42 ° С.Получить ещё большую мощность, при разумной температуре трансформатора, не позволяла слишком малая площадь окна магнитопровода и обусловленное этим сечение провода.
На картинке действующая модель БП
Мощность, подводимая
к нагрузке — 20 Ватт.
Частота автоколебаний
без нагрузки — 26 кГц.
Частота автоколебаний
при максимальной нагрузке — 32 кГц
Температура трансформатора
— 60? С
Температура транзисторов
— 42? С
Блок питания мощностью 100 Ватт
Для увеличения мощности блока питания пришлось намотать импульсный трансформатор TV2.Кроме этого, я увеличил ёмкость конденсатора фильтра сетевого напряжения C0 до 100 мкФ.
Блок питания мощностью 100 Ватт
Так как КПД блока питания вовсе не равенство 100%, пришлось прикрутить к транзисторам какие-то радиаторы.
Ведь если КПД блока будет даже 90%, рассеять 10 Ватт мощности всё равно придётся.
Мне не повезло, в моём электроном балласте были установлены транзисторы 13003 поз.1 такая конструкция, которая, видимо, рассчитана на крепление к радиатору при помощи фасонных пружин. Эти транзисторы не нуждаются в прокладках, так как не снабжены металлической площадкой, но и тепло отдают намного хуже. Я их заменил транзисторами 13007 поз.2 с отверстиями, чтобы их можно было прикрутить к радиаторам обычными винтами. Кроме того, 13007 имеют в несколько раз большие предельно-допустимые токи.Купить отдельно MJE13007 можно ЗДЕСЬ.
Если пожелаете, смело прикручивать оба транзистора на один радиатор. Я проверил, это работает.
Только, корпуса обоих транзисторов должны быть изолированы от корпуса радиатора, даже если радиатор находится внутри корпуса электронного устройства.
Крепление удобно осуществлять винтами М2,5, на которых нужно создать надеть изоляционные шайбы и отрезки изоляционной трубки (кембрика).Допускается использование теплопроводной пасты КПТ-8, так как она не проводит ток.
Внимание! Транзисторы находятся под напряжением сети, поэтому изоляционные прокладки обеспечивают условия электробезопасности!
Действующий стоваттный импульсный блок питания
Резисторы эквивалента нагрузки помещены
в воду, так как их мощность недостаточна.
Мощность, выделяемая на нагрузке — 100.
Ватт.
Частота автоколебаний при максимальной
нагрузке — 90 кГц.
Частота автоколебаний без нагрузки —
28,5 кГц.
Температура транзисторов — 75 ° C.
Площадь радиаторов каждого транзистора
— 27см ?.
Температура дросселя TV1 — 45 ° C.
ТВ2 — 2000НМ (O28 х O16 х 9мм)
Выпрямитель
Все вторичные выпрямители полумостового импульсного блока питания должны быть обязательно двухполупериодным.Если не соблюсти это условие, то магинтопровод может войти в насыщение.
Существуют две широко распространённые схемы двухполупериодных выпрямителей.
1. Мостовая схема.
2. Схема с нулевой точкой.
Мостовая схема позволяет сэкономить метр провода, но рассеивает в два раза больше энергии на диодах.
Схема с нулевой точкой более экономична, но требует наличия двух совершенно симметричных вторичных обмоток.Асимметрия по количеству витков или расположению может привести к насыщению магнитопровода.
Однако именно схемы с нулевой точкой используются, когда требуется получить большие токи при малом выходном напряжении. Тогда, для дополнительной минимизации потерь, вместо обычных кремниевых диодов, используют диоды Шоттки, на которых падение напряжения в два-три раза меньше.
Пример.
Выпрямители компьютерных блоков питания
выполнены по схеме с нулевой точкой. При отдаваемой в нагрузку
мощность 100 Ватт и напряжении 5 Вольт даже на диодах Шоттки
может рассеяться 8 Ват.
100/5 * 0,4 = 8 (Ватт)
Если же применить мостовой выпрямитель, да ещё и обычные диоды, то рассеиваемая на диодах мощность может достигнуть 32 Ватт или даже больше.
100/5 * 0,8 * 2 = 32 (Ватт).
Обратите внимание на это, когда будете проектировать блок питания, чтобы потом не искать, куда исчезла половина мощности.
В низковольтных выпрямителях лучше использовать именно схему с нулевой точкой. Тем более что при ручной намотке можно просто намотать обмотку в два провода. Кроме этого, мощные импульсные диоды недёшевы.
Как правильно подключить импульсный блок питания к сети?
Для наладки импульсных блоков питания обычно используют вот такую схему включения. Здесь лампа накаливания используется в качестве балласта с нелинейной характеристикой и защищает ИБП от выхода из строя при нештатных ситуациях. Мощность лампы обычно выбирают близкой к мощности испытываемого импульсного БП.
При работе импульсного БП на холостом ходу или при небольшой нагрузке сопротивление нити какала лампы невелико и оно не влияет на работу блока. Когда же, по каким-либо причинам, ток ключевых транзисторов возрастает, спираль лампы накаливается и её сопротивление увеличивается, что приводит к ограничению тока до безопасной величины.
На этом чертеже изображена схема стенда для тестирования и наладки импульсных БП, отвечающая нормам электробезопасности.Отличие этой схемы от предыдущей в том, что она снабжена разделительным трансформатором, который обеспечивает гальваническую развязку исследуемого ИБП от осветительной сети. Выключатель SA2 позволяет блокировать лампу, когда блок питания отдаёт большую мощность.
Важной операцией при тестировании БП испытание на эквивалент нагрузки. В качестве нагрузки удобно использовать мощные резисторы типа ПЭВ, ППБ, ПСБ и т.д. Эти «стекло-керамические» резисторы легко найти на радиорынке. по зелёной раскраске. Красные цифры — рассеиваемая мощность.
Из опыта известно, что мощности эквивалента нагрузки почему-то всегда не хватает. Перечисленные же выше резисторы могут ограниченное время рассеивать мощность в два-три превышающую номинальную. Когда БП включается на длительное время для проверки теплового режима, мощность эквивалента нагрузки недостаточна, то резисторы можно просто опустить в воду.
Будьте осторожны, берегитесь ожога!
Нагрузочные резисторы этого типа могут нагреться до температуры
в несколько сотен градусов без каких-либо внешних проявлений!
То есть, ни дыма, ни изменения окраски Вы не заметите и можете
попытаться тронуть резистор пальцами.
Как наладить импульсный блок питания?
Собственно, блок питания, собранный на основе исправного электронного балласта, особой наладки не требует.
Его нужно подключить к эквиваленту нагрузки и убедиться, что БП способен отдать расчетную мощность.
Во время прогона под максимальной нагрузкой, нужно проследить за динамикой роста температуры транзисторов и трансформатора. Если слишком сильно греется трансформатор, то нужно, либо увеличить сечение провода, либо увеличить габаритную мощность магнитопровода, либо и то и другое.
Если сильно греются транзисторы, то нужно установить их на радиаторы.
Если в импульсного трансформатора используется домотанный дроссель от КЛЛ, а его температура больше 60… 65? С, то нужно уменьшить мощность нагрузки.
Не рекомендуется доводить температуру трансформатора выше 60… 65? С, а транзисторов выше 80… 85? С.
ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ ИЗ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП маломощный импульсный блок питания из подручных материалов своими руками
Каково назначение элементов схемы импульсного блока питания?
Схема импульсного блока питания
R0 — ограничивает пиковый ток, протекающий через диоды выпрямителя, в момент включения.В КЛЛ также часто действует функция предохранителя.
VD1… VD4 — мостовой выпрямитель.
L0, C0 — фильтр питания.
R1, C1, VD2, VD8 — цепь запуска преобразователя.
Работает узел следующим образом. Конденсатор C1 заряжается от источника через резистор R1. Когда напряжение на конденсаторе C1 достигает напряжения пробоя динистора VD2, динистор отпирается сам и отпирает транзистор VT2, вызывая автоколебания.После возникновения генерации, прямоугольные импульсы прикладываются к катоду диода VD8 и отрицательный потенциал надёжно запирает динистор VD2.
R2, C11, C8 — облегчают запуск преобразователя.
R7, R8 — улучшают запирание транзисторов.
R5, R6 — ограничивают ток баз транзисторов.
R3, R4 — предотвращают насыщение транзисторов и исполняют роль предохранителей при пробое транзисторов.
VD7, VD6 — защищают транзисторы от обратного напряжения.
TV1 — трансформатор обратной связи.
L5 — балластный дроссель.
C4, C6 — разделительные конденсаторы, на которых напряжение питания делится пополам.
TV2 — импульсный трансформатор.
VD14, VD15 — импульсные диоды.
C9, C10 — конденсаторы фильтра.
По материалам сайта http: // www.ruqrz.com/
Для большей наглядности приведено несколько принципиальных схем популярных ламп производителей:
РЕМОНТ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ЛАМП
ОПИСАНИЕ И СХЕМА БОЛЕЕ МОЩНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ
Адрес администрации сайта: admin @ soundbarrel.