Блок питания 12в 2а своими руками схемы: поэтапная инструкция для самостоятельного изготовления

Схемы блоков питания | 2 Схемы

Схемы самодельных блоков питания на различные напряжения и ток — простые БП для начинающих и мощные двухканальные регулируемые лабораторные источники питания со всеми защитами.

Лабораторный блок питания PS-1503D — это практически самый дешевый регулируемый китайский блок питания из представленных на Али. Технические данные лабораторного источника питания постоянного тока: модель: …

Представляем обзор простого блока питания в стиле «сделай сам» на основе готовых электронных модулей, заказанных у китайских друзей. Такой подход здорово экономит время и деньги, …

Всем привет, вот ещё одна интересная схемка — простой симметричный источник питания. Это не полноценный лабораторный источник питания, так что не нужно слишком много от …

Хочу поделиться схемой универсального лабораторного блока питания 0-22 В, 0-2,5 А. БП имеет полностью цифровой контроль.

Устройство работает безупречно уже третий год, только внес изменения …

Попробовал недавно собрать схему мощного лабораторного блока питания 0-30 В с защитой 0-10 А, работает нормально. Принципиальная схема, печатная плата и файлы в общем архиве. …

В этой статье представим два самых простых регулируемых блока питания на базе популярных микросхем LM317 и LM337. Конструкции были сделаны из дешевых и легкодоступных деталей. …

Этот мощный самодельный блок питания состоит из двух отдельных модулей: управляющей части со стабилизатором и инвертора. В данной конструкции блока питания отсутствует силовой трансформатор (как …

Проект этого очень мощного импульсного источника питания давно ждал своего времени и наконец был воплощен в железе, потому что потребовался регулируемый лабораторный ИП повышенной мощности. …

Разрешите представить на суд уважаемых радиолюбителей и читателей сайта 2Схемы довольно необычный лабораторный источник питания с регулировками напряжения 0 — 20 В и током защиты …

Блок питания — комплект для самостоятельной сборки из одного зарубежного радиоконструктора, только тут трансформатор 2x 9 В 2,5 A, соответственно снижен в 2 раза предел …

Предпосылкой к проекту было создать простой и дешевый преобразователь напряжения. Постоянное напряжение 12 В при выходном переменном значении около 220 В и нагрузочной способности до …

Радиопередатчик, которым по долгу службы иногда пользуюсь, имеет напряжение 12 В, поэтому блок питания к нему требуется достаточной мощности. Купить готовый можно, но это же …

Разрешите представить на суд читателей сайта 2Схемы универсальный источник питания для радиомастерской, изготовленный из блока питания ATX с контроллером TL494. БП был создан быстро из …

Источник питания для некоторых планшетов, например Asus Eee, имеет нестандартное напряжение 9,5 В, 2,3 А. На рынке нет стабилизатора для этого напряжения, поэтому схема должна …

Понижающий преобразователь постоянного напряжения на TL494 представляет собой типичный ШИМ-контроллер и силовые транзисторы IRFZ44N. Катушка 40 мкГн участвует в преобразовании входного напряжения 12 Вольт в …

Очередная полезная покупка с сайта AliExpress — электронная нагрузка с тестером емкости аккумуляторов, хотя производитель дал модулю другое название: «тестер разрядки аккумулятора». Куплено было устройство …

Нужен мощный БП на ток более 10 Ампер? Вот одна из самых простых схем источников питания, которую можно собрать предварительно протестировав и отрегулировав. Исходные предположения …

Это обзор китайского блока питания на 2,5 А, где есть плавная регулировка напряжения в диапазоне 3-24 В. Существуют и другие версии этого блока питания, например: …

Трудно назвать проект полностью самодельным, если всего-то надо спаять между собой несколько готовых модулей, но для начинающих радиолюбителей такой подход будет вполне оправдан, поэтому редакция …

Данное электронное устройство предназначено для преобразования низкого постоянного напряжения в диапазоне 8-32 В в более высокое постоянное напряжение на выходе (до 410 В) [1-2]. Устройство …

Блок питания своими руками.

Собираем регулируемый блок питания

Те новички, которые только начинают изучение электроники спешат соорудить нечто сверхъестественное, вроде микрожучков для прослушки, лазерный резак из DVD-привода и так далее… и тому подобное… А что насчёт того, чтобы собрать блок питания с регулируемым выходным напряжением? Такой блок питания – это крайне необходимая вещь в мастерской каждого любителя электроники.

С чего же начать сборку блока питания?

Во-первых, необходимо определиться с требуемыми характеристиками, которым будет удовлетворять будущий блок питания. Основные параметры блока питания – это максимальный ток (I_max), который он может отдать нагрузке (питаемому устройству) и выходное напряжение (U_out), которое будет на выходе блока питания. Также стоит определиться с тем, какой блок питания нам нужен: регулируемый или нерегулируемый.

Регулируемый блок питания – это блок питания, выходное напряжение которого можно менять, например, в пределах от 3 до 12 вольт. Если нам надо 5 вольт — повернули ручку регулятора – получили 5 вольт на выходе, надо 3 вольта – опять повернул – получил на выходе 3 вольта.

Нерегулируемый блок питания – это блок питания с фиксированным выходным напряжением – его менять нельзя. Так, например, многим известный и широко распространённый блок питания «Электроника» Д2-27 является нерегулируемым и имеет на выходе 12 вольт напряжения. Также нерегулируемыми блоками питания являются всевозможные зарядники для сотовых телефонов, адаптеры модемов и роутеров. Все они, как правило, рассчитаны на какое-то одно выходное напряжение: 5, 9, 10 или 12 вольт.

Понятно, что для начинающего радиолюбителя наибольший интерес представляет именно регулируемый блок питания. Им можно запитать огромное количество как самодельных, так и промышленных устройств, рассчитанных на разное напряжение питания.

Далее нужно определиться со схемой блока питания. Схема должна быть простая, легка для повторения начинающими радиолюбителями. Тут лучше остановиться на схеме с обычным силовым трансформатором. Почему? Потому что найти подходящий трансформатор достаточно легко как на радиорынках, так и в старой бытовой электронике. Делать импульсный блок питания сложнее. Для импульсного блока питания необходимо изготавливать достаточно много моточных деталей, таких как высокочастотный трансформатор, дроссели фильтров и пр. Также импульсные блоки питания содержат больше радиоэлектронных компонентов, чем обычные блоки питания с силовым трансформатором.

Итак, предлагаемая к повторению схема регулируемого блока питания приведена на картинке (нажмите для увеличения).

Параметры блока питания:

• Выходное напряжение (U_out) – от 3,3…9 В;

• Максимальный ток нагрузки (I_max

  ) – 0,5 A;

• Максимальная амплитуда пульсаций выходного напряжения – 30 мВ.;

• Защита от перегрузки по току;

• Защита от появления на выходе повышенного напряжения;

• Высокий КПД.

Возможна доработка блока питания с целью увеличения выходного напряжения.

Принципиальная схема блока питания состоит из трёх частей: трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.

Трансформатор. Трансформатор Т1 понижает переменное сетевое напряжение (220-250 вольт), которое поступает на первичную обмотку трансформатора (I), до напряжения 12-20 вольт, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора (II). Также, по «совместительству», трансформатор служит гальванической развязкой между электросетью и питаемым устройством. Это очень важная функция. Если вдруг трансформатор выйдет из строя по какой-либо причине (скачок напряжения и пр.), то напряжение сети не сможет попасть на вторичную обмотку и, следовательно, на питаемое устройство. Как известно, первичная и вторичная обмотки трансформатора надёжно изолированы друг от друга. Это обстоятельство снижает риск поражения электрическим током.

Выпрямитель. Со вторичной обмотки силового трансформатора Т1 пониженное переменное напряжение 12-20 вольт поступает на выпрямитель. Это уже классика. Выпрямитель состоит из диодного моста VD1, который выпрямляет переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора (II). Для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямительного моста стоит электролитический конденсатор C3 ёмкостью 2200 микрофарад.

Регулируемый импульсный стабилизатор.

Схема импульсного стабилизатора собрана на достаточно известной и доступной микросхеме DC/DC преобразователя – MC34063.

Чтобы было понятно. Микросхема MC34063 является специализированным ШИМ-контроллером, разработанным для импульсных DC/DC преобразователей. Эта микросхема является ядром регулируемого импульсного стабилизатора, который используется в данном блоке питания.

Микросхема MC34063 снабжена узлом защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи нагрузки. Выходной транзистор, встроенный в микросхему, способен отдать в нагрузку до 1,5 ампер тока. На базе специализированной микросхемы MC34063 можно собрать как повышающие (Step-Up), так и понижающие (Step-Down) DC/DC преобразователи. Так же возможно построение регулируемых импульсных стабилизаторов.

Особенности импульсных стабилизаторов.

К слову сказать, импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД по сравнению со стабилизаторами на микросхемах серии КР142ЕН (КРЕНки), LM78xx, LM317 и др. И хотя блоки питания на базе этих микросхем очень просты для сборки, но они менее экономичны и требуют установки охлаждающего радиатора.

Микросхема MC34063 не нуждается в охлаждающем радиаторе. Стоит заметить, что данную микросхему можно довольно часто встретить в устройствах, которые работают автономно или же используют резервное питание. Использование импульсного стабилизатора увеличивает КПД устройства, а, следовательно, уменьшает энергопотребление от аккумулятора или батареи питания. За счёт этого увеличивается автономное время работы устройства от резервного источника питания.

Думаю, теперь понятно, чем хорош импульсный стабилизатор.

Детали и электронные компоненты.

Теперь немного о деталях, которые потребуются для сборки блока питания.

Трансформатор. В качестве трансформатора подойдёт любой сетевой понижающий трансформатор мощностью 8-10 ватт. Его первичная обмотка (I) должна быть рассчитана на переменное напряжение 220-250 вольт, а вторичная (II) на 12-20 вольт.

Где найти такой трансформатор?

Найти подходящий трансформатор можно в старой, неисправной и морально устаревшей аппаратуре: кассетных магнитофонах, стационарных CD-проигрывателях, игровых приставках и пр. Например, подойдут трансформаторы от старых лампово-полупроводниковых телевизоров советского производства ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2 и ТВК-70. Можно приобрести трансформатор серии ТП114, например ТП114-163М. При подборе силового трансформатора не лишним будет иметь представление о том, как узнать мощность трансформатора.

Силовые трансформаторы ТС-10-3М1 и ТП114-163М

Также подойдёт трансформатор ТС-10-3М1 с выходным напряжением около 15 вольт. В магазинах радиодеталей и на радиорынках можно найти подходящий трансформатор, главное, чтобы он соответствовал указанным параметрам.

Микросхема MC34063. Микросхема MC34063 выпускается в корпусах DIP-8 (PDIP-8) для обычного монтажа в отверстия и в корпусе SO-8 (SOIC-8) для поверхностного монтажа. Естественно, в корпусе SOIC-8 микросхема обладает меньшими размерами, а расстояние между выводами составляет около 1,27 мм. Поэтому изготовить печатную плату для микросхемы в корпусе SOIC-8 сложнее, особенно тем, кто только недавно начал осваивать технологию изготовления печатных плат. Следовательно, лучше взять микросхему MC34063 в DIP-корпусе, которая больше по размерам, а расстояние между выводами у такого корпуса – 2,5 мм. Сделать печатную плату под корпус DIP-8 будет легче.

Диодный мост. Диодный мост для блока питания можно изготовить из 4 отдельных диодов 1N4001-1N4007. Также вместо диодов 1N4001-1N4007 можно применить диоды 1N5819. При этом экономичность блока питания повыситься, поскольку диоды серии 1N58xx – это диоды Шоттки и у них меньшее падение напряжения на p-n переходе, чем у обычных диодов серии 1N400x.

Также в блок питания можно установить диодную сборку выпрямительного моста. Сборка занимает на печатной плате меньше места. Для установки в схему подойдут сборки на ток 1 ампер и выше. Для надёжности можно воткнуть в плату сборку и на 2 ампера – хуже не будет.

Где найти сборку диодного моста? В бэушных платах от любой электроники, которая питается от сети 220 вольт. Даже в компактных люминесцентных лампах – КЛЛ – есть диодный мост. Можно выковырять оттуда. Правда что попадётся, 4 отдельных диода или сборка диодного моста можно только гадать – тут как повезёт.

Если быть более конкретным, то подойдут диодные мосты (сборки): DB101-107, RB151-157, D3SBA10, 2W10M, DB207, RS207 и другие аналогичные и более мощные. Можно с лёгкостью применить диодный мост из неисправного компьютерного блока питания. Они мощные и здоровые, рассчитаны на довольно большой ток – хватить за глаза. Не забудьте проверить его на исправность!

Конденсаторы C1, C2, C4, C5 служат для подавления импульсных помех, которые поступают из электросети. Кроме этого они блокируют импульсные помехи, которые могут поступить в электросеть от самого импульсного стабилизатора.

Элементы защиты. В схеме применено два предохранителя. Предохранитель FU2 представляет собой обычный плавкий предохранитель на ток срабатывания 0,16 А (160 мА). Он включен последовательно с первичной обмоткой (I) трансформатора T1. FU1 – самовосстанавливающийся предохранитель. Когда ток через него становиться больше 0,5 ампер, то его сопротивление резко увеличивается, а ток в цепи выпрямителя и стабилизатора резко падает.

Самовосстанавливающийся предохранитель FRX050-90F

Так реализована защита в случае неисправности преобразователя. Стабилитрон VD3 также служит защитным и работает в паре с самовосстанавливающимся предохранителем FU1. Основная его цель – защитить нагрузку (питаемое устройство) от повреждения высоким напряжением. Напряжение стабилизации стабилитрона составляет 11 вольт. В случае неисправности преобразователя и появления на выходе напряжения более 11 вольт, ток через стабилитрон резко возрастает. Возросший ток в цепи приводит к срабатыванию предохранителя FU1, который ограничивает ток. Поэтому защитный стабилитрон VD3 необходимо установить в схему обязательно. В случае если не удастся найти подходящий самовосстанавливающийся предохранитель, то его можно заменить обычным плавким на ток срабатывания 0,5 ампер.

Список деталей, которые потребуются для сборки блока питания.

Название	Обозначение	Номинал/Параметры	Марка или тип элемента
Микросхема	DA1		MC34063
Диодный мост	VDS1 (VD1-VD4)	1-2 ампер, 600 вольт	D3SBA10, RS207, DB107 и аналоги
Электролитические конденсаторы	C8, C9, C12	330 мкФ * 16 вольт	К50-35 или аналоги
	C3	2200 мкФ * 35 вольт
Конденсаторы	C1, C2, C4, C5, C10, C11, C13	0,22 мкФ	КМ-5, К10-17 и аналогичные
	C6	0,1 мкФ
	C7	470 пФ
Резисторы	R1	0,2 Ом (1 Вт)	МЛТ, МОН, С1-4, С2-23, С1-14 и аналогичные
	R3	560 Ом (0,125 Вт)
	R4	3,6 кОм (0,125 Вт)
	R5	8,2 кОм (0,125 Вт)
Резистор переменный	R2	1,5 кОм	СП3-9, СП4-1, ППБ-1А и аналогичные
Диод Шоттки	VD2		1N5819
Стабилитрон	VD3	11 вольт	1N5348
Дроссель	L1, L2	300 мкГн
Дроссель	L3		самодельный
Предохранитель плавкий	FU2	0,16 ампер
Самовосстанавливающийся предохранитель	FU1	0,5 ампер (на напряжение >30-40 вольт)	MF-R050; LP60-050; FRX050-60F; FRX050-90F
Светодиод индикаторный	HL1	любой 3 вольтовый

Дроссели. Дроссели L1 и L2 можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется два кольцевых магнитопровода из феррита 2000HM типоразмера К17,5 х 8,2 х 5 мм. Типоразмер расшифровывается так: 17,5 мм. – внешний диаметр кольца; 8,2 мм. — внутренний диаметр; а 5 мм. – высота кольцевого магнитопровода. Для намотки дросселя понадобиться провод ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. На каждое кольцо необходимо намотать 40 витков такого провода. Витки провода следует распределять по ферритовому кольцу равномерно. Перед намоткой, ферритовые кольца нужно обмотать лакотканью. Если лакоткани нет под рукой, то обмотать кольцо можно скотчем в три слоя. Стоит помнить, что ферритовые кольца могут быть уже покрашены – покрыты слоем краски. В таком случае обматывать кольца лакотканью не надо.

Кроме самодельных дросселей можно применить и готовые. В этом случае процесс сборки блока питания ускориться. Например, в качестве дросселей L1, L2 можно применить вот такие индуктивности для поверхностного монтажа (SMD — дроссель).

SMD-дроссель

Как видим, на верхней части их корпуса указано значение индуктивности – 331, что расшифровывается как 330 микрогенри (330 мкГн). Также в качестве L1, L2 подойдут готовые дроссели с радиальными выводами для обычного монтажа в отверстия. Выглядят они вот так.

Дроссель с радиальными выводами

Величина индуктивности на них маркируется либо цветовым кодом, либо числовым. Для блока питания подойдут индуктивности с маркировкой 331 (т.е. 330 мкГн). С учётом допуска ±20%, который разрешён для элементов бытовой электроаппаратуры, также подойдут дроссели с индуктивностью 264 — 396 мкГн. Любой дроссель или катушка индуктивности рассчитана на определённый постоянный ток. Как правило, его максимальное значение (I_{DC max}) указывается в даташите на сам дроссель. Но на самом корпусе это значение не указывается. В таком случае можно ориентировочно определить значение максимально допустимого тока через дроссель по сечению провода, которым он намотан. Как уже говорилось, для самостоятельного изготовления дросселей L1, L2 необходим провод сечением 0,56 мм.

Дроссель L3 самодельный. Для его изготовления необходим магнитопровод из феррита 400HH или 600HH диаметром 10 мм. Найти такой можно в старинных радиоприёмниках. Там он используется в качестве магнитной антенны. От магнитопровода нужно отломать кусок длиной 11 мм. Сделать это достаточно легко, феррит легко ломается. Можно просто плотно зажать необходимый отрезок пассатижами и отломить излишки магнитопровода. Также можно зажать магнитопровод в тисках, а потом резко ударить по магнитопроводу. Если с первого раза аккуратно разломить магнитопровод не получиться, то можно повторить операцию.

Затем получившийся кусок магнитопровода нужно обмотать слоем бумажного скотча или лакоткани. Далее наматываем на магнитопровод 6 витков сложенного вдвое провода ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. Для того чтобы провод не размотался, обматываем его сверху скотчем. Те выводы проводов, с которых начиналась намотка дросселя, в последующем впаиваем в схему в том месте, где показаны точки на изображении L3. Эти точки указывают на начало намотки катушек проводом.

Дополнения.

В зависимости от нужд можно внести в конструкцию те или иные изменения.

Например, вместо стабилитрона VD3 типа 1N5348 (напряжение стабилизации – 11 вольт) в схему можно установить защитный диод – супрессор 1,5KE10CA.

Супрессор – это мощный защитный диод, по своим функциям схож со стабилитроном, однако, основная его роль в электронных схемах – защитная. Назначение супрессора – это подавление высоковольтных импульсных помех. Супрессор обладает высоким быстродействием и способен гасить мощные импульсы.

В отличие от стабилитрона 1N5348, супрессор 1.5KE10CA обладает высокой скоростью срабатывания, что, несомненно, скажется на быстродействии защиты.

В технической литературе и в среде общения радиолюбителей супрессор могут называть по-разному: защитный диод, ограничительный стабилитрон, TVS-диод, ограничитель напряжения, ограничительный диод. Супрессоры можно частенько встретить в импульсных блоках питания – там они служат защитой от перенапряжения питаемой схемы при неисправностях импульсного блока питания.

О назначении и параметрах защитных диодов можно узнать из статьи про супрессор.

Супрессор 1,5KE10CA имеет букву С в названии и является двунаправленным – полярность установки его в схему не имеет значения.

Если есть необходимость в блоке питания с фиксированным выходным напряжением, то переменный резистор R2 не устанавливают, а заменяют его проволочной перемычкой. Нужное выходное напряжение подбирают с помощью постоянного резистора R3. Его сопротивление рассчитывают по формуле:

U_вых = 1,25 * (1+R4/R3)

После преобразований получается формула, более удобная для расчётов:

R3 = (1,25 * R4)/(U_вых – 1,25)

Если использовать данную формулу, то для U_вых = 12 вольт потребуется резистор R3 с сопротивлением около 0,42 кОм (420 Ом). При расчётах, значение R4 берётся в килоомах (3,6 кОм). Результат для резистора R3 также получаем в килоомах.

Для более точной установки выходного напряжения U_вых вместо R2 можно установить подстроечный резистор и выставить по вольтметру требуемое напряжение более точно.

При этом следует учесть, что стабилитрон или супрессор стоит устанавливать с напряжением стабилизации на 1…2 вольта больше, чем расчётное напряжение на выходе (U_вых) блока питания. Так, для блока питания с максимальным выходным напряжением равным, например, 5 вольт следует установить супрессор 1,5KE6V8CA или аналогичный ему.

Изготовление печатной платы.

Печатную плату для блока питания можно сделать разными способами. О двух методах изготовления печатных плат в домашних условиях уже рассказывалось на страницах сайта.

В общем, выбрать есть из чего.

Налаживание и проверка блока питания.

Чтобы проверить работоспособность блока питания его для начала нужно, конечно же, включить. Если искр, дыма и хлопков нет (такое вполне реально), то скорее БП работает. Первое время держитесь от него на некотором расстоянии. Если ошиблись при монтаже электролитических конденсаторов или поставили их на меньшее рабочее напряжение, то они могут «хлопнуть» — взорваться. Это сопровождается разбрызгиванием электролита во все стороны через защитный клапан на корпусе. Поэтому не торопитесь. Подробнее об электролитических конденсаторах можно почитать здесь. Не ленитесь это прочитать – пригодиться не раз.

Внимание! Во время работы силовой трансформатор находиться под высоким напряжением! Пальцы к нему не совать! Не забывайте о правилах техники безопасности. Если надо что-то изменить в схеме, то сначала полностью отключаем блок питания от электросети, а потом делаем. По-другому никак – будьте внимательны!

P.S.

Под занавес всего этого повествования хочу показать готовый блок питания, который был сделан своими руками.

Да, у него ещё нет корпуса, вольтметра и прочих «плюшек», которые облегчают работу с таким прибором. Но, несмотря на это, он работает и уже успел спалить офигенный трёхцветный мигающий светодиод из-за своего бестолкового хозяина, который любит безбашенно крутить регулятор напряжения . Желаю и вам, начинающие радиолюбители, собрать что-нибудь похожее!

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.

В предыдущем обзоре я оговорился насчет того, что в посылке было два товара.
Сегодня я покажу, что еще пришло ко мне. Этот блок питания заказывался с вполне конкретной целью, но об этом я напишу в конце.
Обзор будет очень похож на предыдущий, если интересно, прошу под кат.

Как я написал в аннотации, блок питания пришел в компании с первым.
Но он не только пришел вместе, а как я понял, они еще и одного производителя, об этом говорит и внешний вид и качество изготовления (хотя у этого БП оно несколько похуже) и маркировка.
У предыдущего была маркировка XK-2412DC, что означает 2412 Вольт, т.е. плата выпускается в двух вариантах, на 24 и 12 Вольт соответственно.
Маркировка этого — XK-1205DC, т.е такой блок питания бывает на 12 или 5 Вольт. Я заказал 12 Вольт вариант.

Характеристики блока питания.
Входное напряжение: AC85-265V или DC100-370V
Выходное напряжение: DC 12V
Выходной ток: 1A (на сайте магазина ошибочно указано 1-2А)
Выходная мощность: 12 Ватт.
Так же в заголовке было заявлено о низких пульсациях, но это мы проверим отдельно 🙂

Начну по традиции с упаковки, так же по традиции спрячу ее под спойлер, ничего особо интересного там нет, можно спокойно пропустить этот пункт.

Пришел блок питания в стандартном антистатическом пакете, со стандартными наклейками, номер товара в магазине и предостережение.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
После распаковки ничего криминального я не увидел, все аккуратно, за исключением того, что ехал он болтаясь в пакете (об этом я писал в предыдущем обзоре)Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.

Блок питания реально маленький, размер чуть больше спичечного коробка.
Размеры 62.5х31х23мм, последний размер — высота, может быть уменьшен еще на 1мм, так как я измерял с выводами трансформатора, которые немного торчат.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
В этом блоке питания так же есть сетевой фильтр и ограничитель пускового тока, но фильтр урезан, отсутствует фильтрующий конденсатор перед дросселем.
Так же отсутствует разъем, просто два отверстия с шагом 5мм.
Зато в этом БП конденсатор в цепи питания ШИМ контроллера стоит 33мкФ, а не 10 как в предыдущем, это хорошо.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
С другого ракурса виден выходной диод и выходные конденсаторы с дросселем.
Радиаторов здесь не предусмотрено, да они и не сильно нужны при такой мощности.
Диод применен на 3 Ампера 100 Вольт, марка SR3100, все как положено.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
А вот и первое замечание, причем серьезное.
В качестве межобмоточного конденсатора применен обычный конденсатор на 1 КВ, а не Y1, который положено ставить в таких цепях.
Дело в том, что конденсаторы Y1 ставятся в таких цепях из соображений безопасности, при пробое он всегда уходит в обрыв, так как КЗ в такой цепи чревато последствиями.
Очень рекомендую его заменить, выпаять можно из любого импульсного БП, номинал особо не критичен, главное класс конденсатора.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Силовой транзистор «спрятался» где то в глубине платы, между входным дросселем и трансформатором, радиатора не имеет, корпус мелкий, но об этом я скажу отдельно.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Как и в прошлый раз, чертеж с размерами платы и крепежных отверстий.
Плата изготовлена и собрана очень качественно, претензии отсутствуют, мало того, здесь производитель даже зафиксировал SMD элементы клеем, это видно по месту для установки выходного диода в SMD корпусе вместо выводного, да и видно по другим элементам. За это плюс.
Плата двухслойная, монтаж двухсторонний и довольно плотный, пара резисторов расположена даже под трансом. Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
В качестве ШИМ контроллера использована неизвестная мне микросхема 63D39, название очень похоже на микросхему 63D12 из этого обзора. Насколько я понял, ближайший аналог это FAN6862.
Резисторы, как и в прошлом обзоре, не хуже 1%.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Для экспериментов я рещил все таки установить клеммники на вход и выход платы.
По входу стал стандартный 5мм клеммник, правда пришлось чуть чуть его подкусить около дросселя, но можно установить и без этого (на фото именно так он и показан).
На выходе отверстия с шагом 3.75мм, но клеммник туда не стал, мешает выходной дроссель.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Как и в прошлый раз решил проверить характеристики установленных конденсаторов.
Ну что сказать, здесь все похуже, замечание к ESR конденсаторов, так как к емкости и напряжению нареканий нет.
Конденсаторы 470мкф х25 Вольт, емкость стоит нормально из расчета 1000мкФ на 1 Ампер выходного тока.
ESR заметно завышен, около 140мОм.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Ко входному конденсатору претензия по поводу ESR так же относится, хотя и в меньшей степени, а вот с емкостью все отлично, 22 вместо расчетных (для 220 Вольт) 12 это очень хорошо.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Первое пробное включение. Запустился без проблем. Время запуска несколько затянуто, около 1.5-2 секунды, сказывается увеличенная емкость в цепи питания ШИМ контроллера.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Когда описывал установленные компоненты, то забыл указать какой стоит транзистор.
Правда его для этого пришлось буквально выковыривать. Чего не сделаешь для науки 🙂
Установлен 2N60C производства fairchild.
Транзистор конечно маловат, но эксперименты все покажут.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Естественно перед началом экспериментов была начерчена схема.
Схема нужна не только просто для обзора, а и для помощи тем, кто купит, мало ли что бы жизни бывает. Да и самому перед проверкой неплохо знать, что делать потом, если сгорит в процессе пыток :)Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Как и в прошлый раз я подготовил для проверки разные вещи.
Список почти не отличается от предыдущего, разница только в номиналах нагрузочных резисторов.
Для нагрузки я использовал:
Резистор 27 Ом
Резистор 15.3 Ома набранный из трех штук 5.1 Ома соединенных последовательно
Резистор 10 Ом (он был добавлен потом)
Нагрузка на ток 1 Ампер, о ней я говорил в обзоре тестирования аккумуляторов.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Проверять я буду все точно так же. Напряжение на выходе под разными нагрузками и пульсации.
Мультиметр и осциллограф подключены непосредственно к выходу БП, нагрузка подключается к клеммникам, вынесенном на небольшом кабеле. Падение на кабеле небольшое, но в расчетах я их потом учту.
В этот раз я принял рекомендацию коллеги Ksiman-а и настроил синхронизацию на осциллографе.
Итак:
1. Режим холостого хода.
2. Нагрузка 27 Ом, ток около 0.44 Ампера.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
1. Нагрузка 15.3 Ома, ток около 0.78 Ампера.
2. Нагрузка 1 Ампер
Все параметры в норме, пульсации около 30мВ, делитель щупа осциллографа установлен в положение 1:1, тепловой режим я распишу потом.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Дальше я решил не останавливаться на полученном, так как температуры были вполне нормальными.
1. Нагрузка 10 Ом, ток около 1.19 Ампера.
2. Нагрузка 1 Ампер + 27 Ом параллельно, ток около 1.44 Ампера
Все работает отлично.
По поводу пульсаций, такое чувство, что они даже уменьшились, на этом этапе я даже проверил, действительно ли щуп стоит в положении 1:1 и погонял туда-сюда синхронизацию, но нет, все правильно, ошибки нет.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Так как эксперимент мне хотелось продолжить дальше, но нагрев начал выходить за допустимые пределы (на мой взгляд), то я решил сначала немного допилить блок питания.
Вырезал пластинку из 1мм текстолита, залудил ее и припаял к силовому транзистору.
На фото видно, что мне пришлось ее угол немного подрезать.
Не скажу, что это красивое решение, но лучше чем ничего.
Вообще не рекомендуется соединять металлический вывод корпуса транзистора, в таком включении. с радиатором, это может увеличить электромагнитные помехи.
Но так как пластинка маленькая. а транзистор еще меньше, то я подумал что ничего страшного не будет.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
В самом начале обзора я написал, что на странице магазина есть ошибка насчет указанного тока в 2 Ампера.
Ошибка это потому, что даже внешне такой БП просто принципиально не отдаст длительно такой ток, кроме того, в заголовке товара указан ток 1 Ампер, в описании мощность 12 Ватт (тот же 1 Ампер). Если не забуду, напишу менеджеру об ошибке.

Итак нагрузка 1 Ампер + резистор 15.3 Ома, итого ток около 1.78 Ампера.
Напряжение иногда перескакивало на 11.90, но основное время стояло 11. 91 Вольта, как и в режиме холостого хода.
Но долго в таком режиме БП работать не захотел, примерно через пару минут я заметил, что светодиод на плате моргает с частотой около одного раза в секунду, БП ушел в защиту от перегрузки.
После отключения резистора 15.3 Ома он перестал моргать и продолжил свою работу дальше.

Кстати, обрезок ламината, лежащий под платой, выполняет очень важную функцию, защищает мой рабочий стол от последствий взрывов БП. не доживших до кончца экспериментов, хотя я и стараюсь использовать неразрушающие методы контроля.

Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
А вот осциллограмма ухудшилась, появились пики, общая амплитуда пульсаций составила около 50-60мВ. Я бы сказал, что это очень хороший результат, а с учетом того, что БП работает в режиме перегрузки, так вообще отличный.
В процессе тестирования я как и в прошлый раз измерял температуры.
Проблема была только с измерением температуры транзистора, так как долезть до него бесконтактным термометром не получалось 🙁
В качестве измерения температуры выходного конденсатора я измерял температуру двух конденсаторов и дросселя около них.
Температуру при максимальной нагрузке измерить не получилось, БП ушел в защиту еще не прогревшись.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.

В самом начале обзора я написал, что БП покупался с вполне определенной целью.
Не так давно я писал обзор про микросхему преобразователя и собирал там плату для измерения тока на шунте.
Так вот блок питания предназначается для этого же устройства, туда же предназначались и аккумуляторы, но они увы не подошли мне 🙁
В моем будущем устройстве мне желательно напряжение питания чуть больше чем 12 Вольт, так как после него идет понижение до 8.5 Вольт.
Изменить выходное напряжение данного БП я решил включением еще одного резистора параллельно резистору нижнего плеча делителя ОС.
Ближайшее, что было под рукой это 20к.Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Напряжение я получил около 13 Вольт, думаю хватит. Эта плата будет еще использоваться в одном из будущих обзоров и именно с этой переделкой, потому кому интересно, советую сделать себе отметку на полях 🙂
Вообще напряжение таких БП довольно безопасно можно повышать на 10-15%, максимум 20%, но думаю, что мне хватит и 10. Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.

А вот сравнение двух блоков питания, первое что пришло мне в голову при взгляде на это фото, слова из стихотворения Маяковского — Кроха сын к отцу пришел :))Еще один 12 Вольт блок питания, но уже на 1 Ампер.
Итак резюме:
Плюсы
Достаточно хорошее качество изготовления
Очень хорошие электрические параметры
Соответствие заявленным параметрам и даже превышение их.
Цена, ну цена как цена, тяжело судить, на мой взгляд нормальная, по крайней мере для такого качества.

Минусы
Неправильный межобмоточный помехоподавляющий конденсатор, довольно большой, но легко поправимый минус.
Выходные электролиты могли бы поставить и получше качеством, хотя с емкостью все в порядке.

Мое мнение. На мой взгляд Бп вполне достойный, хоть и крошечный. Да, ток смешной, подсветку на кухне от него врядли запитаешь, но качество довольно неплохое. Как встраиваемый БП для какого нибудь прибора, более чем достаточен.
Порадовали очень низкие пульсации, но при этом очень расстроил межобмоточный помехоподавляющий конденсатор, менять обязательно, благо стоит он копейки и водится во всех импульсных БП. Сложность его перепайки соизмерима с припаиванием входныхвыходных проводов.

Блок питания для обзора был предоставлен магазином banggood.

Думаю что найдутся люди, которые ищут подобный БП, да и просто интересуются устройством таких вещей и мой обзор будет им полезен.
Вопросы и пожелания жду как всегда в комментах :)

Блок питания своими руками ⋆ diodov.net

Простой и надежный блок питания своими руками при нынешнем уровне развития элементной базы радиоэлектронных компонентов можно сделать очень быстро и легко. При этом не потребуются знания электроники и электротехники на высоком уровне. Вскоре вы в этом убедитесь.

Изготовление своего первого источника питания довольно интересное и запоминающееся событие. Поэтому важным критерием здесь является простота схемы, чтобы после сборки она сразу заработала без каких-либо дополнительных настроек и подстроек.

Следует заметить, что практически каждое электронное, электрическое устройство или прибор нуждаются в питании. Отличие состоит лишь в основных параметрах – величина напряжения и тока, произведение которых дают мощность.

Изготовить блок питания своими руками – это очень хороший первый опыт для начинающих электронщиков, поскольку позволяет прочувствовать (не на себе) различные величины токов, протекающих в устройствах.

Современный рынок источников питания разделен на две категории: трансформаторные и безтрансформаторные. Первые достаточно просты в изготовлении для начинающих радиолюбителей. Второе неоспоримое преимущество – это сравнительно низкий уровень электромагнитных излучений, а соответственно и помех. Существенным недостатком по современным меркам является значительная масса и габариты, вызванные наличием трансформатором – самого тяжелого и громоздкого элемента в схеме.

Безтрансформаторные блоки питания лишены последнего недостатка ввиду отсутствия трансформатора. Вернее он там есть, но не в классическом представлении, а работает с напряжением высокой частоты, что позволяет снизить число витков и размеры магнитопровода. В результате снижаются вцелом габариты трансформатора. Высокая частота формируется полупроводниковыми ключами, в процессе из включения и выключения по заданному алгоритму. Вследствие этого возникают сильные электромагнитные помехи, поэтому такие источник подлежат обязательному экранированию.

Мы будем собирать трансформаторный блок питания, который никогда не утратит своей актуальности, поскольку и поныне используется в аудиотехнике высокого класса, благодаря минимальному уровню создаваемых помех, что очень важно для получения качественного звука.

Устройство и принцип работы блока питания

Стремление получить как можно компактнее готовое устройство примело к появлению различных микросхем, внутри которых находятся сотни, тысячи и миллионы отдельных электронных элементов. Поэтому практически любой электронный прибор содержит микросхему, стандартная величина питания которой 3,3 В или 5 В. Вспомогательные элементы могут питаться от 9 В до 12 В постоянного тока. Однако мы хорошо знаем, что розетке переменное напряжение 220 В частотою 50 Гц. Если его подать непосредственно на микросхему или какой-либо другой низковольтный элемент, то они мгновенно выйдут из строя.

Отсюда становится понятным, что главная задача сетевого блока питания (БП) состоит в снижении величины напряжения до приемлемого уровня, а также преобразование (выпрямление) его из переменного в постоянное. Кроме того, его уровень должен оставаться постоянным независимо от колебаний входного (в розетке). Иначе устройство будет работать нестабильно. Следовательно, еще одна важнейшая функция БП – это стабилизация уровня напряжения.

В целом структура блока питания состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.

Помимо основных узлов еще используется ряд вспомогательных, например, индикаторные светодиоды, которые сигнализируют о наличие подведенного напряжения. А если в БП предусмотрена его регулировка, то естественно там будет вольтметр, а возможно еще и амперметр.

Трансформатор

В данной схеме трансформатор применяется для снижения напряжения в розетке 220 В до необходимого уровня, чаще всего 5 В, 9 В, 12 В или 15 В. При этом еще осуществляется гальваническая развязка высоковольтных с низковольтными цепями. Поэтому при любых внештатных ситуациях напряжение на электронном устройстве не превысит значение величины вторичной обмотки. Также гальваническая развязка повышает безопасность обслуживающего персонала. В случае прикосновения к прибору, человек не попадет под высокий потенциал 220 В.

Конструкция трансформатора довольно проста. Он состоит из сердечника, выполняющего функцию магнитопровода, который изготовляется из тонких, хорошо проводящих магнитный поток, пластин, разделенных диэлектриком, в качестве которого служит нетокопроводящий лак.

На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.

Принцип работы трансформатора заключается в следующем. Если к сетевой обмотке приложить напряжение, то, поскольку она замкнута, в ней начнет протекать переменный ток. Вокруг этого тока возникает переменное магнитное поле, которое собирается в сердечнике и протекает по нему в виде магнитного потока. Поскольку на сердечнике расположена еще одна обмотка – вторичная, то поде действием переменного магнитного потока в ней навидится электродвижущая сила (ЭДС). При замыкании этой обмотки на нагрузку, через нее будет протекать переменный ток.

Радиолюбители в своей практике чаще всего применяют два вида трансформаторов, которые главным образом отличатся типом сердечника – броневой и тороидальный. Последний удобнее в применении тем, что на него достаточно просто можно домотать нужное количество витков, тем самым получить необходимое вторичное напряжение, которое прямопропорционально зависит от количества витков.

Основными для нас являются два параметра трансформатора – напряжение и ток вторичной обмотки. Величину тока примем равной 1 А, поскольку на такое же значение мы возьмем стабилитроны. О чем немного далее.

Диодный мост

Продолжаем собирать блок питания своими руками. И следующим порядковым элементом в схеме установлен диодный мост, он же полупроводниковый или диодный выпрямитель. Предназначен он для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора в постоянное, а точнее говоря, в выпрямленное пульсирующее. Отсюда и происходит название «выпрямитель».

Существуют различные схемы выпрямления, однако наибольшее применение получила мостовая схема. Принцип работы ее заключается в следующем. В первый полупериод переменного напряжения ток протекает по пути через диод VD1, резистор R1 и светодиод VD5. Далее ток возвращается к обмотке через открытый VD2.

К диодам VD3 и VD4 в этот момент приложено обратное напряжение, поэтому они заперты и ток через них не протекает (на самом деле протекает только в момент коммутации, но этим можно пренебречь).

В следующий полупериод, когда ток во вторичной обмотке изменит свое направление, произойдет все наоборот: VD1 и VD2 закроются, а VD3 и VD4 откроются. При этом направление протекания тока через резистор R1 и светодиод VD5 останется прежним.

Диодный мост можно спаять из четырех диодов, соединенных согласно схемы, приведенной выше. А можно купить готовый. Они бывают горизонтального и вертикального исполнения в разных корпусах. Но в любом случае имеют четыре вывода. На два вывода подается переменное напряжение, они обозначаются знаком «~», оба одинаковой длины и самые короткие.

С двух других выводов снимается выпрямленное напряжение. Обозначаются они «+» и «-». Вывод «+» имеет наибольшую длину среди остальных. А на некоторых корпусах возле него делается скос.

Конденсаторный фильтр

После диодного моста напряжение имеет пульсирующий характер и еще непригодно для питания микросхем и тем более микроконтроллеров, которые очень чувствительны к различного рода перепадам напряжения. Поэтому его необходимо сгладить. Для этого можно применяется дроссель либо конденсатор. В рассматриваемой схеме достаточно использовать конденсатор. Однако он должен иметь большую емкость, поэтому следует применять электролитический конденсатор. Такие конденсаторы зачастую имеют полярность, поэтому ее необходимо соблюдать при подключении в схему.

Отрицательный вывод короче положительного и на корпусе возле первого наносится знак «-».

Стабилизатор напряжения LM7805, LM7809, LM7812

Вы наверное замечали, что величина напряжения в розетке не равна 220 В, а изменяется в некоторых пределах. Особенно это ощутимо при подключении мощной нагрузки. Если не применять специальных мер, то оно и на выходе блока питания будет изменяться в пропорциональном диапазоне. Однако такие колебания крайне не желательны, а иногда и недопустимы для многих электронных элементов. Поэтому напряжение после конденсаторного фильтра подлежит обязательной стабилизации. В зависимости от параметров питаемого устройства применяются два варианта стабилизации. В первом случае используются стабилитрон, а во втором – интегральный стабилизатор напряжения. Рассмотрим применение последнего.

В радиолюбительской практике широкое применение получили стабилизаторы напряжения серии LM78xx и LM79xx. Две буквы указывают на производителя. Поэтому вместо LM могут быть и другие буквы, например CM. Маркировка состоит из четырех цифр. Первые две – 78 или 79 означают соответственно положительно или отрицательное напряжение. Две последние цифры, в данном случае вместо них два икса: хх, обозначают величину выходного U. Например, если на позиции двух иксов будет 12, то данный стабилизатор выдает 12 В; 08 – 8 В и т.д.

Для примера расшифруем следующие маркировки:

LM7805 → 5 В, положительное напряжение

LM7912 → 12 В, отрицательное U

Интегральные стабилизаторы имеют три вывода: вход, общий и выход; рассчитаны на ток 1А.

Если выходное U значительно превышает входное и при этом потребляется предельный ток 1 А, то стабилизатор сильно нагревается, поэтому его следует устанавливать на радиатор. Конструкция корпуса предусматривает такую возможность.

Если ток нагрузки гораздо ниже предельного, то можно и не устанавливать радиатор.

Схема блока питания

Схема блока питания в классическом исполнении включает: сетевой трансформатор, диодный мост, конденсаторный фильтр, стабилизатор и светодиод. Последний выполняет роль индикатора и подключается через токоограничивающий резистор.

Поскольку в данной схеме лимитирующим по тока элементов является стабилизатор LM7805 (допустимое значение 1 А), то все остальные компоненты должны быть рассчитаны на ток не менее 1 А. Поэтому и вторичная обмотка трансформатора выбирается на ток от одного ампера. Напряжение ее должно быть не ниже стабилизированного значения. А по хорошему его следует выбирать из таких соображений, что после выпрямления и сглаживания U должно быть на 2 – 3 В выше, чем стабилизированное, т.е. на вход стабилизатора следует подавать на пару вольт больше его выходного значения. Иначе он будет работать некорректно. Например, для LM7805 входное U = 7 – 8 В; для LM7805 → 15 В. Однако следует учитывать, что при слишком завышенном значении U, микросхема будет сильно нагреваться, поскольку «лишнее» напряжение гасится на ее внутреннем сопротивлении.

Диодный мост можно сделать из диодов типа 1N4007, или взять готовый на ток не менее 1 А.

Сглаживающий конденсатор C1 должен иметь большую емкость 100 – 1000 мкФ и U = 16 В.

Конденсаторы C2 и C3 предназначены для сглаживания высокочастотных пульсаций, которые возникают при работе LM7805. Они устанавливаются для большей надежности и носят рекомендательный характер от производителей стабилизаторов подобных типов. Без таких конденсаторов схема также нормально работает, но поскольку они практически ничего не стоят, то лучше их поставить.

Блок питания своими руками на 78L05, 78L12, 79L05, 79L08

Часто необходимо питать только одну или пару микросхем или маломощных транзисторов. В таком случае применять мощный блок питания не рационально. Поэтому лучшим вариантом будет применение стабилизаторов серии 78L05, 78L12, 79L05, 79L08 и т.п. Они рассчитаны на максимальный ток 100 мА = 0,1 А, но при этом очень компактные и по размерам не больше обычного транзистора, а также не требует установки на радиатор.

Маркировка и схема подключения аналогичны, рассмотренной выше серии LM, только отличается расположением выводов.

Для примера изображена схема подключения стабилизатора 78L05. Она же подходит и для LM7805.

Схема включения стабилизаторов отрицательно напряжения приведена ниже. На вход подается -8 В, а на выходе получается -5 В.

Как видно, сделать блок питания своими руками очень просто. Любое напряжение можно получить путем установки соответствующего стабилизатора. Следует также помнить о параметрах трансформатора. Далее мы рассмотри, как сделать блок питания с регулировкой напряжения.

Еще статьи по данной теме

Блок питания 12В сделать самому своими руками. Самодельный блок питания: схема

Изготовить блок питания 12В своими руками несложно, но для этого вам потребуется изучить немного теории. В частности, из каких узлов состоит блок, за что отвечает каждый элемент изделия, основные параметры каждого. Также важно знать, какие трансформаторы необходимо использовать. Если нет подходящего, то можно перемотать вторичную обмотку самостоятельно для получения нужного напряжения на выходе. Нелишним будет узнать о методах травления печатных плат, а также про изготовление корпуса блока питания.

Компоненты блока питания

Основной элемент любого блока питания – это понижающий трансформатор. При его помощи происходит снижение напряжения в сети (220 Вольт) до 12 В. В конструкциях, рассмотренных ниже, можно использовать как самодельные трансформаторы с перемотанной вторичной обмоткой, так и готовые изделия, без модернизации. Нужно только учитывать все особенности и проводить правильный расчет сечения провода и количества витков.

Второй элемент по важности – это выпрямитель. Изготовляется он из одного, двух либо четырех полупроводниковых диодов. Все зависит от типа схемы, по которой собирается самодельный блок питания. Например, для реализации удвоения напряжения нужно использовать два полупроводника. Для выпрямления без увеличения достаточно одного, но лучше применить мостовую схему (все пульсации тока сглаживаются). После выпрямителя обязательно наличие электролитического конденсатора. Желательна установка стабилитрона с подходящими параметрами, он позволяет на выходе сделать стабильное напряжение.

Что такое трансформатор

Трансформаторы, используемые для выпрямителей, имеют следующие компоненты:

1. Сердечник (магнитопровод, изготовленный из металла либо ферромагнетика).
2. Сетевую обмоту (первичная). Запитывается от 220 Вольт.
3. Вторичную обмотку (понижающую). Служит для подключения выпрямителя.

Теперь обо всех элементах более подробно. Сердечник может иметь любую форму, но наиболее распространены Ш-образные и U-образные. Реже встречаются тороидальные, но у них специфика иная, чаще применяются в инверторах (преобразователях напряжения, например, из 12 в 220 Вольт), нежели в обычных выпрямительных устройствах. Блок питания 12В 2А целесообразнее делать с использованием трансформатора, имеющего Ш-образный или U-образный сердечник.

Обмотки могут располагаться как друг на друге (сначала первичная, а после вторичная), на одном каркасе, так и на двух катушках. В качестве примера можно привести трансформатор с U-образным сердечником, на котором имеются две катушки. На каждой из них произведена намотка половины первичной и вторичной обмоток. При подключении трансформатора требуется соединять выводы последовательно.

Как произвести расчет трансформатора

Допустим, вы решили намотать вторичную обмотку трансформатора самостоятельно. Для этого вам надо будет узнать величину главного параметра – напряжения, которое можно будет снять с одного витка. Это самый простой способ, которым можно воспользоваться при изготовлении трансформатора. Намного сложнее вычислить все параметры, если требуется намотка не только вторичной, но и первичной обмотки. Необходимо для этого знать сечение магнитопровода, его проницаемость и свойства. Если рассчитывать блок питания 12В 5А самому, то этот вариант получается более точным, нежели подстраиваться под готовые параметры.

Первичную обмотку наматывать сложнее, чем вторичную, так как в ней может быть несколько тысяч витков тонкого провода. Можно упростить задачу и самодельный блок питания изготовить при помощи специального станка.

Чтобы рассчитать вторичную обмотку, нужно намотать 10 витков тем проводом, который планируете использовать. Соберите трансформатор и, соблюдая технику безопасности, подключите его первичную обмотку к сети. Проведите замер напряжения на выводах вторичной обмотки, полученное значение разделите на 10. Теперь число 12 разделите на полученное значение. И получаете количество витков, необходимое для вырабатывания 12 Вольт. Можно добавить немного, чтобы компенсировать падение напряжения (достаточно увеличить на 10%).

Диоды для блока питания

Выбор полупроводниковых диодов, используемых в выпрямителе блока питания, напрямую зависит от того, какие значения параметров трансформатора необходимо получить. Чем больше сила тока на вторичной обмотке, тем мощнее диоды необходимо использовать. Предпочтение стоит отдавать тем деталям, которые изготовлены на основе кремния. Но не стоит брать высокочастотные, так как они не предназначены для использования в выпрямительных устройствах. Их основное предназначение – детектирование высокочастотного сигнала в радиоприемных и передающих устройствах.

Идеальное решение для маломощных блоков питания – это применение диодных сборок, блок питания 12В 5А с их помощью можно разместить в гораздо меньшем корпусе. Диодные сборки — это набор из четырех полупроводниковых диодов. Используются они исключительно для выпрямления переменного тока. Работать с ними гораздо удобней, не нужно делать много соединений, достаточно на два вывода подать напряжение от вторичной обмотки трансформатора, а с оставшихся снять постоянное.

Стабилизация напряжения

После изготовления трансформатора обязательно проведите замер напряжения на выводах его вторичной обмотки. Если оно превышает значение 12 Вольт, то необходимо провести стабилизацию. Даже самый простой блок питания 12В плохо будет работать без этого. Следует учесть, что в питающей сети величина напряжения непостоянна. Подключите вольтметр к розетке и проведите замеры в разное время. Так, например, днем оно может подскочить до 240 Вольт, а вечером опуститься даже до 180. Все зависит от нагрузки на линию электропередач.

Если у вас в первичной обмотке трансформатора изменяется напряжение, то оно будет нестабильно и во вторичной. Чтобы компенсировать это, нужно применить устройства, называемые стабилизаторами напряжения. В нашем случае можно использовать стабилитроны с подходящей величиной параметров (тока и напряжения). Стабилитронов множество, подберите необходимые элементы до того, как делать 12В блок питания.

Существуют и более «продвинутые» элементы (типа КР142ЕН12), которые представляют собой комплект из нескольких стабилитронов и пассивных элементов. Их характеристики намного лучше. Также встречаются и зарубежные аналоги подобных устройств. Необходимо познакомиться с этими элементами до того, как сделать 12В блок питания вы решите самостоятельно.

Особенности импульсных блоков питания

Блоки питания такого типа нашли широкое применение в персональных компьютерах. У них на выходе имеется два значения напряжения: 12 Вольт — для питания приводов дисководов, 5 Вольт — для функционирования микропроцессоров и иных устройств. Отличие от простых блоков питания состоит в том, что на выходе сигнал не постоянный, а импульсный – по форме похож на прямоугольники. В первый период времени сигнал появляется, во второй он равен нулю.

Также имеются отличия и в схеме устройства. Для нормального функционирования самодельный импульсный блок питания нуждается в выпрямлении сетевого напряжения без предварительного понижения его значения (на входе отсутствует трансформатор). Использовать импульсные блоки питания можно как самостоятельные устройства, так и их модернизированные аналоги – аккумуляторные батареи. В итоге можно получить простейший бесперебойник, причем его мощность будет зависеть от параметров блока питания и типа используемых батарей.

Как получить бесперебойное питание?

Блок питания достаточно подключить параллельно аккумуляторной батарее, чтобы при выключении электричества все устройства продолжили работать в нормальном режиме. При подключенной сети блок питания производит зарядку батареи, принцип схож с работой электроснабжения автомобиля. А когда бесперебойный блок питания 12В отключаете от сети, происходит подача напряжения на всю аппаратуру от аккумулятора.

Но бывают случаи, когда необходимо на выходе получить сетевое напряжение 220 Вольт, например, для питания персональных компьютеров. В этом случае потребуется внедрение в схему инвертора – устройства, которое преобразует постоянное напряжение 12 Вольт в переменное 220. Схема оказывается сложнее, нежели у простого блока питания, но собрать его можно.

Фильтрация и отсечение переменной составляющей

Важное место в выпрямительной технике занимают фильтры. Взгляните на блок питания 12В, схема которого наиболее распространена. Она состоит из диодного моста, конденсатора, сопротивления. Фильтры отсекают все лишние гармоники, оставляя на выходе блока питания постоянное напряжение. Например, простейший фильтр – это электролитический конденсатор с большой емкостью. Если взглянуть на его работу при постоянном и переменном напряжениях, то становится ясен его принцип функционирования.

В первом случае он имеет определенное сопротивление и в схеме замещения он может быть заменен на постоянный резистор. Актуально это для проведения расчетов по теоремам Кирхгофа.

Во втором случае (при протекании переменного тока) конденсатор становится проводником. Другими словами, его можно заменить перемычкой, у которой нет сопротивления. Она соединит оба выхода. При более подробном изучении можно увидеть, что переменная составляющая уйдет, ведь выходы замыкаются во время протекании тока. Останется только постоянное напряжение. Кроме того, для быстрого разряда конденсаторов собираемый блок питания 12В своими руками необходимо на выходе укомплектовать резистором с большим сопротивлением (3-5 МОм).

Изготовление корпуса

Для изготовления корпуса блока питания идеально подойдут алюминиевые уголки и пластины. Сначала необходимо сделать своеобразный скелет конструкции, который впоследствии можно обшить листами из алюминия подходящей формы. Для уменьшения веса блока питания можно в качестве обшивки использовать более тонкий металл. Изготовить блок питания 12В своими руками из таких подручных материалов несложно.

Идеально подойдет корпус от микроволновой печи. Во-первых, металл достаточно тонкий и легкий. Во-вторых, если сделать все аккуратно, то лакокрасочное покрытие не повредится, поэтому внешний вид останется привлекательным. В-третьих, размер обшивки микроволновой печи довольно большой, что позволяет сделать практически любой корпус.

Изготовление печатной платы

Подготовьте фольгированный текстолит, для этого обработайте металлический слой раствором соляной кислоты. Если такового нет, то можно использовать электролит, заливаемый в аккумуляторные батареи автомобилей. Эта процедура позволит обезжирить поверхность. Работайте в резиновых перчатках, чтобы исключить попадание растворов на кожу, ведь можно получить сильнейший ожог. После этого промойте водой с добавлением соды (можно мыла, чтобы нейтрализовать кислоту). И можно наносить рисунок печатной платы.

Сделать рисунок можно как с помощью специальной программы для компьютеров, так и вручную. Если вы изготовляете обычный блок питания 12В 2А, а не импульсный, то количество элементов минимально. Тогда при нанесении рисунка можно обойтись без программ для моделирования, достаточно нанести его на поверхность фольги перманентным маркером. Желательно сделать два-три слоя, дав предыдущему высохнуть. Неплохие результаты может дать применение лака (например, для ногтей). Правда, рисунок может выйти неровным из-за кисти.

Как протравить плату

Подготовленную и просушенную плату поместите в раствор хлорного железа. Насыщенность его должна быть такой, чтобы медь как можно быстрее разъедалась. Если процесс идет медленно, то рекомендуется увеличить концентрацию хлорного железа в воде. Если и это не помогает, то попробуйте нагреть раствор. Для этого наберите в емкость воду, установите в нее банку с раствором (не забывайте о том, что его желательно хранить в пластиковой или стеклянной таре) и нагревайте на медленном огне. Теплая вода будет нагревать раствор хлорного железа.

Если у вас много времени либо нет хлорного железа, то воспользуйтесь смесью из соли и медного купороса. Плата подготавливается аналогичным образом, после чего помещается в раствор. Недостаток способа – плата блока питания травится очень медленно, потребуются почти сутки для полного исчезновения всей меди с поверхности текстолита. Но за неимением лучшего, можно использовать и такой вариант.

Монтаж компонентов

После процедуры травления вам потребуется ополоснуть плату, очистить от защитного слоя дорожки, обезжирить их. Наметьте расположение всех элементов, просверлите отверстия для них. Больше 1,2-мм сверло не стоит применять. Установите все элементы и припаяйте их к дорожкам. После этого необходимо все дорожки покрыть слоем олова, т. е. произвести их лужение. Изготовленный блок питания 12В своими руками с лужением монтажных дорожек прослужит вам намного дольше.

характеристика, схемы, как сделать своими руками

Автор otransformatore На чтение 8 мин Опубликовано 16.05.2019

Трансформаторный блок питания на 12В используется для преобразования сетевого напряжения до уровня необходимого для работы определенного устройства. Сегодня в данной разновидности блоков питания устанавливаются системы предохранения от резких скачков напряжения, коротких замыканий и для нормализации высокочастотных помех. Конструкция обладает надежностью при сравнительной простоте и низкой стоимости. Блок питания с трансформаторным типа можно самостоятельно сконструировать и собрать в домашних условиях.

Устройство и принцип работы

От обычного блока питания трансформаторный отличается наличием понижающего устройства, который позволяет снизить подаваемое в сети напряжение с 220В до 12В. Также в этих устройствах используется выпрямитель, который изготавливают из 1, 2 или 4 диодов полупроводникового типа – в зависимости от разновидности схемы.

В блоках питания этой категории используются трансформаторы в которых используется три основных компонента:

• Сердечник специального сплава металлов или из ферромагнетика;
• Сетевая первичная обмотка которая питается от 220В;
• Вторичную обмотку применяют с понижающим действием – к ней подключается выпрямитель.

В остальном данный блок совпадает по принципу работы, строению и устройству с обычным блоком питания. Благодаря этому есть возможность подключать устройства различных категорий.

Применяемый выпрямитель определяется схематическим устройством, которое зависит от того, до каких значений нужно довести уровень напряжения. Например, в случае удвоения напряжения, используется два полупроводника. После проводника необходимо в устройстве конструкции использовать электролитический конденсатор.

Общая структура

Структурная схема блока питания с трансформаторным действием имеет следующий тип:

При этом в некоторых зарядных устройствах трансформаторного типа не используются последние два элемента. По сути основными являются трансформатор и выпрямитель, именно они отвечают за снижение напряжения, но фильтр и стабилизатор обеспечивают дополнительную защиту и регулировку значений в подаваемом на устройство напряжении.

На рынке электроники сегодня наиболее популярными являются однополярные трансформаторные блоки питания. Схема данного устройства выглядит следующим образом:

О конструкции самого трансформатора и принципах его работы поговорим далее. Двухполюсный блок питания данной категории имеет следующую схему:

В отличии от первой схемы, в этой применяется трансформатор с одинаковыми парными вторичными обмотками, которые последовательно соединяются.

Трансформатор

Один из основных элементов конструкции трансформатора – сердечник. В блоках питания он может быть Ш-образный либо U-образный, в редких случаях применяются тороидальные сердечники. На них располагаются трансформаторные обмотки из двух слоев: вторичная поверх первичной.

Конструкция

При сборке конструкции используется специальная формула, которая позволяет вычислить необходимые габариты трансформатора:

(1/N)~F*S*B

В этой формуле используются следующие значения:

• N – число витков на 1 вольт;
• F – уровень частоты в переменном напряжении;
• S – сечение магнитопровода;
• B – индукция магнитного поля в магнитопроводе.

Таким образом можно вычислить конструктивные особенности трансформатора. В трансформаторных блоках питания применяются тороидальные, стержневые и броневые виды обмоток.

Их внешний вид представлен на картинке ниже:

Для расчета вторичной обмотки можно использовать следующий прием. Наматывается 10 витков, собирается трансформатор и с соблюдением техники безопасности, стандартным методом первичная обмотка подключается к электросети. Затем производятся замеры уровня напряжения на выводе из вторичной обмотки. Полученные значения делятся на 10, после этого 12 делится на 10. Так определяется число витков необходимое для выработки напряжения в 12В.

Принцип работы

Трансформатор на этой разновидности блока питания позволяет преобразовывать напряжение в 220В получаемое из обычной электросети до необходимого уровня напряжения для определенного устройства.

Генератором электромагнитных полей выступает проводник через который проходит переменный ток, а благодаря тому, что на трансформаторе он смотан в катушку его действие производится более плотно. Согласно закону электромагнитной индукции переменное поле наводится во вторичной обмотке.

Выбор напряжения

Необходимое напряжение определяется устройством, для питания которого будет использоваться блок питания. Можно использовать напряжение в 12В, 3.3В, 5В и 9В. Это самые популярные значения напряжения на выходе, при этом оно может иметь и другие значения. Все зависит от конструкции трансформатора, количества обмоток и размер сечения, используемого магнитопровода.

12В

Блок питания с напряжением на выходе в 12В широко используются в быту с конца прошлого столетия. Их применяют для питания котлов отопления, светодиодных лент, игровых устройств, сварочных аппаратов, телевизионных приставок и различных бытовых приборов.

3.3 В

Блоки с напряжением этого уровня используются преимущественно в персональных компьютерах, но могут использоваться и для подзарядки других устройств, например, в сварочных аппаратах.

5В

Данный вид трансформаторных блоков питания также используется для обеспечения питания компьютеров и серверов.

9В

Эта разновидность блоков для питания устройств широко применяется для работы со строительной техникой и различных бытовых устройств. Например, им подпитывается дрель, болгарка или перфоратор.

Выпрямитель

В трансформаторном блоке питания используется обычно мостовой выпрямитель с одним, двумя или четырьмя диодами.

Используем мостовую схему выпрямления

Использование мостового выпрямителя показано на данной схеме:

Как работает

Принцип работы у выпрямителя мостового типа следующий: во время течения в полупериоде, электрический ток идет через два диода, которые включены в прямом направлении. Это позволяет конденсатору получать напряжение с пульсацией в два раза большей частотой от питания.

Выше представлена схема как использовать выпрямитель мостового типа в конструкции. Чтобы понять, как работает выпрямитель с постоянным и переменным напряжением мостового типа можно использовать для ознакомления данную схему:

Треугольники на схеме – это диоды, которые позволяют работать мостовому выпрямителю.

Как спаять

Для спайки мостового выпрямителя следует использовать следующую схему:

Фильтр

В блоках трансформаторного типа фильтрация и отсечение переменных, составляющих являются обязательными. С этой целью в данных устройствах используются электролитические конденсаторы с большой емкостью.

Назначение

Электролитический конденсатор, выполняющий роль фильтра в этих устройствах используется как при работе блока с постоянным, так и переменным напряжением. Но в некоторых случаях выбор конденсатора может быть другим.

Выбор конденсатора

Для трансформаторных блоков питания подбирается конденсатор согласно уровню напряжения, с которым он работает. При постоянном напряжении вместо электролитного конденсатора можно использовать постоянный резистор, а при переменном напряжении обычной перемычкой, так как конденсатор становится проводником.

Как правильно подключать

Чтобы при самостоятельной сборке трансформаторного блока питания на 12В конденсаторы правильно работали, на выходе устройство укомплектовывается резистором с сопротивлением от 3 до 5 Мом.

Стабилизатор напряжения или тока

Источник питания стандартного типа собирается с использованием электролитического конденсатора с емкостью не более 10000 мкФ, двухполупериодного выпрямителя мостового типа из диодов с обратным напряжением в 50 вольт и прямым током 3А, а также с предохранителем 0,5А. В роли интегрального стабилизатора напряжения на 12В используется конденсатор 7912, либо 7812.

Стабилитрон

Для постоянства напряжения при выходе из блока питания рекомендуется использовать стабилитрон.

Интегральный стабилизатор напряжения

Без использования стабилизатора напряжения блок питания не сможет правильно функционировать. В роли этих компонентов используются конденсаторы серий LM 78xx и LM 79xx. Стабилитроны подбираются по подходящей величине параметров тока и напряжения, на рынке их большое множество, но самым продвинутым считается элемент типа КР142ЕН12.

Чем больше емкость конденсатора, тем лучше уровень сигнала на выходе, он имеет правильную форму и стремится к прямой линии.

Серия LM 78xx

Данные регуляторы напряжения имеют выходной ток до 1А, и выходное напряжение: 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18, 24. Кроме того в этих конденсаторах есть тепловая защита от перегрузок и защита от коротких замыканий.

Серия LM 79xx

Эти регуляторы напряжения имеют значения схожие с серией 78xx. В них также реализована тепловая защита от больших перегрузок и защита от замыканий.

Вспомогательные узлы

В конструкции можно реализовать вспомогательные узлы, например, индикаторы или переключатели напряжения. Главное не переусердствовать и делать устройство согласно всем нормам и рекомендациям.

Индикаторные светодиоды

В конструкции можно продумать светодиодные индикаторы, которые применяются в заводских блоках и подзарядных устройствах. Светодиоды служат сигнализатором о том, что полезная работа трансформатора производится и напряжение соответствует требуемому значению.

Амперметр и вольтметр

Для произведения расчетов и подбора элементов, а также для правильной сборки блока питания необходимо использовать амперметр и вольтметр.

Схема самодельного источника питания

Схемы как собрать самодельный блок питания трансформаторного типа представлены были выше, но для удобства предлагаем для ознакомления еще одну схему, с понятными обозначениями.

На данной схеме изображен понижающий трансформатор с двумя обмотками и диодный мост для выпрямления.

Это простая схема, которая позволяет собрать самодельный источник питания с трансформатором любому начинающему электрику.

Как паять

Для сборки используется печатная плата из фольгированного диэлектрика. Сначала рисуется схема, затем на заготовку платы наносится рисунок и производится протравка. После этого засверливаются отверстия для крепления каждого элемента схемы блока.

Правила выбора комплектующих

Чтобы сделать своими руками блок питания с трансформатором необходимо правильно подобрать комплектующие. В данной статье мы разобрались как подсчитать значения необходимых элементов устройства, какие трансформаторы, выпрямители и фильтры можно использовать в блока питания этой разновидности. Для удобства предлагаю таблицу ниже, она поможет при выборе комплектующих:

В данной таблице приведены оптимальные значения и соотношения мощности устройства и технических характеристик всех компонентов, используемых в конструкции. Емкость конденсаторов должна обеспечивать заданную пульсацию в расчете 1мкФ на 1Вт в показателях мощности на выходе. Электролитический конденсатор должен выбираться для напряжения от 350В.

Двухканальный лабораторный блок питания своими руками

В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.

Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. рис.1.).

 

Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:

— устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30В;

— регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5А;

— индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;

— защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.

Рис.1. Модуль Мастер Кит PW841

 

В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19В и ток нагрузки 3А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.     

Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на рис.2.

 

Рис.2. Простейший трансформаторный блок питания

 

Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.

 

Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15В с максимальным током нагрузки до 2А.

 

Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5В и 12В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания. 

 

Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На рис.3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.

Рис.3. Компоненты для сборки трансформаторного блока питания

 

При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15х1.4=21В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ и на рабочее напряжение 50В.    

 

Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.

Рис.4. Монтаж блока питания в корпусе

 

Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8Мом: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.

 

Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).

 

Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. рис.5.).

Рис.5. Монтаж передней панели

 

В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.

 

Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм2. 

Рис. 6. Резистор, выключатель, разъём питания

 

На рис.7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания, если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.

Рис.7. Блок питания в сборе

 

Простая схема источника питания 12 В 2 А

Сегодня мой сын построил простую схему источника питания 12 В для солнечного насоса 12 В. Это нерегулируемый источник питания 2А. Потому что нагрузка — это только двигатель постоянного тока.

Почему вы должны этому научиться?
Это пример принципа работы нерегулируемого источника питания . Которые являются основными для каждого источника питания.

Как это работает

Учу сына понимать принцип работы этих проектов.

Основной принцип, мы используем этот проект для снижения напряжения от сети переменного тока 220В до 12В постоянного тока.( Источник питания с фильтром 12 В, )

На рисунке 1 Переменный ток 220 В 50 Гц подключен к цепи через переключатель S1-ON-OFF и предохранитель F1 для защиты этой цепи.

Затем они протекают через трансформатор на 2 А для понижения напряжения до 12 В переменного тока.

Затем через оба диода к выпрямительному преобразователю переменного тока в постоянный.

Затем на конденсаторе в качестве фильтра постоянного напряжения.

Светодиод LED1 отображает питание при включении, а R1 ограничивает ток для использования светодиодов.

Рисунок 1 простая принципиальная схема блока питания 12 В 2 А

Детали, которые вам понадобятся

T1: Трансформатор 12 ТТ 12 В, 2 А
D1, D2: 1N5402, диод 3 А
C1: 2200 мкФ Электролитический конденсатор 25 В
R1 : 1.Резисторы 2 кОм 0,5 Вт
LED1: светодиоды, как вам нравится
S1: переключатели ВКЛ / ВЫКЛ
F1: предохранитель 1A
Медные провода и гвоздь 0,5 дюйма, питание от сети переменного тока

Сделайте источник питания 12 В постоянного тока

Этот проект, мой сын построил 12 вольт отфильтровал блок питания с самим собой много ступенек.

В первую очередь кладем бумагу на лист фанеры и забиваем гвоздь в стык деталей. ( Рисунок 2 )

Паял все детали на шляпку гвоздя вместо печатной платы. ( Рисунок 3 ).

Все части линии переменного тока под высоким напряжением Я подключаю их вместо моего сына.

Рисунок 2 Забить гвоздь в стык деталей

Рисунок 3 припаять все детали на гвоздь

По завершении Он измеряет напряжение на выходе 17В Без нагрузки ( Рисунок 4 )

Рисунок 4

Затем он пытается применить насос постоянного тока в качестве нагрузки. Как на видео ниже.

Тогда он измеряет ток нагрузки около 0.9A как Рисунок 5

Этот проект применяется на открытом воздухе, поэтому он поместил его в пластиковые коробки для защиты воды как Рисунок 6

Схема источника питания 12 В 3 А

Если вам нужен выход 3 А. Перечень нескольких деталей легко изменить:
1. Переключите трансформатор на ток 3А.
2. Добавьте еще конденсаторный фильтр до 4700 мкФ. Добавив параллельно еще один 2200 мкФ.

Это просто?

Это первый проект по обучению мальчика на дому. Мы рады, что он отлично работает.

Подробнее: Разработка линейного источника питания 12 В, 5 А

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ ЭЛЕКТРОННУЮ ПОЧТУ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Схема двойного источника питания +12 В и -12 В

Целью этого проекта является преобразование источника переменного тока 220 В в источник питания +12 В и -12 В постоянного тока , поэтому он назван Dual Power Supply , как мы получить одновременно положительный и отрицательный источник питания 12 В.

Этого можно достичь за три простых шага:

1. Во-первых, 220 В переменного тока преобразуется в 12 В переменного тока с помощью простого понижающего трансформатора (220 В / 12 В).
2. Во-вторых, выход этого трансформатора подается на схему выпрямителя, которая преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока. На выходе схемы выпрямителя, которая является постоянным током, наблюдаются колебания выходного напряжения. Для фильтрации этих пульсаций используется конденсатор 2200 мкФ, 25 В.
3. Наконец, выходной сигнал конденсатора, являющийся чистым постоянным током, подается на регуляторы напряжения IC 7812 и IC7912, которые будут регулировать выходное напряжение на 12 В и -12 В постоянного тока, несмотря на изменение входного напряжения.

Требуемые компоненты:

• Трансформатор с центральным ответвлением (220В / 12В)
• Силовые диоды (6А) — 4 шт.
• Конденсатор (2200 мкФ, 25 В) — 2 шт.
• Регулятор напряжения (IC 7812 и 7912)
• Тумблер
• Нагрузка постоянного тока (двигатель постоянного тока)

Принципиальная схема:

Создание двойной цепи питания:

Шаг-I: преобразование 220 В переменного тока в 12 В переменного тока с помощью понижающего трансформатора

Первичные выводы трансформатора с центральными ответвлениями подключены к бытовой электросети (220 В, переменного тока, , 50 Гц), а выход осуществляется от вторичных выводов трансформатора.Центральное ответвление описывает выходное напряжение трансформатора с центральным ответвлением. Например: трансформатор 24 В с центральным ответвлением будет измерять 24 В переменного тока на двух внешних отводах (обмотка в целом) и 12 В переменного тока от каждого внешнего отвода до центрального отвода (половина обмотки). Эти два источника питания 12 В, переменного тока, , сдвинуты по фазе на 180 градусов друг к другу, что упрощает получение из них положительного и отрицательного 12-вольтовых источников питания постоянного тока и . Преимущество использования трансформатора с центральным ответвлением состоит в том, что мы можем получить питание как + 12В, так и -12В постоянного тока , используя только один трансформатор.

ВХОД : 220 В переменного тока , 50 Гц

ВЫХОД : Между внешней клеммой и средней клеммой: 12 В, переменного тока, 50 Гц

Между двумя внешними клеммами: 24 В перем. 50 Гц

Шаг — II: Преобразование 12 В переменного тока в 12 В постоянного тока с помощью мостового выпрямителя

Две внешние клеммы трансформатора с центральным ответвлением подключены к схеме мостового выпрямителя.Схема выпрямителя представляет собой преобразователь, который преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока . Обычно он состоит из диодных переключателей, как показано на принципиальной схеме.

Чтобы преобразовать переменного тока в постоянного тока , мы можем сделать два типа выпрямителей: один — полумостовой выпрямитель, а второй — полный мостовой выпрямитель. В полумостовом выпрямителе выходное напряжение составляет половину входного напряжения. Например, если входное напряжение составляет 24 В, то выходное напряжение постоянного тока и составляет 12 В, а количество диодов, используемых в этом типе выпрямителя, равно 2.В полномостовом выпрямителе количество диодов равно 4, и он подключен, как показано на рисунке, а выходное напряжение совпадает с входным.

Здесь используется полный мостовой выпрямитель . Таким образом, количество диодов равно 4, входное напряжение (24 В, переменного тока, ) и выходное напряжение также равно 24 В, постоянного тока, , с пульсациями в нем.

Для выходного напряжения полного мостового выпрямителя,

V  DC  = 2Vm / Π, где Vm = пиковое значение напряжения питания переменного тока, а Π Pi 

Форма сигнала входного и выходного напряжения полного мостового выпрямителя показана ниже.

В этой схеме двойного источника питания диодный мостовой выпрямитель состоит из четырех силовых диодов на 6 А. Номинал этого диода 6А и 400В. Нет необходимости использовать такое количество диодов с высокой токовой нагрузкой, но из соображений безопасности и гибкости используется диод с высокой токовой нагрузкой. Как правило, из-за скачков тока возможно повреждение диода, если мы используем диод с малым током.

Выходной сигнал выпрямителя не чистый dc , но в нем есть пульсации.

ВХОД: 12 В переменного тока

ВЫХОД: 24 В пик (с волнами)

Шаг III: Отфильтруйте рябь на выходе:

Теперь выход 24V dc , который содержит пульсации от пика до пика, нельзя подключать напрямую к нагрузке. Так, чтобы убрать пульсации с питания , используются конденсаторы фильтра. Теперь используются два фильтрующих конденсатора номиналом 2200 мкФ и 25 В, как показано на принципиальной схеме.Соединение обоих конденсаторов таково, что общий вывод конденсаторов подключается непосредственно к центральному выводу центрального трансформатора с ответвлениями. Теперь этот конденсатор будет заряжен до 12 В постоянного тока , поскольку оба подключены к общей клемме трансформатора. Кроме того, конденсаторы удаляют пульсации от источника постоянного тока и дают чистый выходной сигнал постоянного тока . Но выход обоих конденсаторов не регулируется. Итак, чтобы сделать питание регулируемым, выходные конденсаторы передаются на микросхемы регулятора напряжения, что объясняется в следующем шаге.

ВХОД: 12В пост. Тока (с волнами, не чисто)

ВЫХОД: Напряжение на конденсаторе C _{1 =} 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока, , но не регулируемый)

Напряжение на конденсаторе C _{2 =} 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока, , но не регулируемый)

Шаг-IV: Отрегулируйте источник питания постоянного тока 12 В

Следующим важным моментом является регулировка выходного напряжения конденсаторов, которое в противном случае будет изменяться в соответствии с изменением входного напряжения.Для этого в зависимости от требований к выходному напряжению используются микросхемы стабилизатора . Если нам нужно выходное напряжение +12 В, то используется IC 7812. Если требуемое выходное напряжение составляет + 5В, то используется 7805 IC. Последние две цифры IC обозначают номинальное выходное напряжение. Третья последняя цифра показывает положительное или отрицательное напряжение. Для положительного напряжения (8) и для отрицательного напряжения (9) используется число. Таким образом, IC7812 используется для регулирования напряжения +12 В, а IC7912 — для регулирования напряжения -12 В.

Теперь соединение двух микросхем выполняется, как показано на принципиальной схеме.Клемма заземления обеих ИС соединена с клеммой центрального отвода трансформатора для создания опорного сигнала. Теперь выходные напряжения измеряются между выходной клеммой и клеммой заземления для обеих ИС.

ВХОД: 12 В постоянного тока (чистый постоянного тока , но не регулируемый)

ВЫХОД: + 12V dc между выходной клеммой 7812 и землей (чистый dc и регулируемый)

-12 В постоянного тока между выходной клеммой 7912 и землей (чистый постоянного тока и регулируемый)

Применение двойной цепи питания:

• Операционным усилителям требуется два источника питания (обычно один положительный источник и один отрицательный источник), потому что операционный усилитель должен работать при обеих полярностях входящего сигнала.Без отрицательного источника операционный усилитель не будет работать во время отрицательного цикла сигнала. Таким образом, выход этой сигнальной части будет «обрезан», то есть сам останется на земле; что явно не рекомендуется.
• Если в качестве нагрузки используются двигатели постоянного тока, то для +12 В он будет вращаться по часовой стрелке, а для -12 В он будет вращаться в противоположном направлении. Например, двигатели, которые используются в игрушках (автомобиль, автобус и т. Д.), Будут двигаться вперед при напряжении +12 В и двигаться назад при напряжении -12 В.Мы показали вращение двигателя в обоих направлениях, используя эту схему двойного источника питания, в видео ниже .

Проверьте нашу другую схему источника питания :

Как легко сделать источник питания 12 В в домашних условиях

Как легко сделать блок питания на 12 в в домашних условиях

В этом проекте мы узнаем, как сделать блок питания 12 В простым в домашних условиях или как преобразовать 230 В в 12 В постоянного тока, используя несколько простых шагов с принципиальной схемой.для создания этого проекта нам понадобятся некоторые компоненты.

Компоненты, необходимые для изготовления адаптера 12 В:

• LM7812 Регулятор напряжения
• Радиатор
• 50 В 1000 мкФ (конденсатор)
• светодиод
• Резистор 1 кОм
• 1N4007 (4 диода)
• 12-0-12 (трансформатор 12 В / 1 А)
• Печатная плата
• Паяльник
• Проволока для пайки

В этом проекте мы используем регулятор напряжения LM7812.Основная функция регулятора напряжения — это выход ровно 12 В.

Мы используем диодный мост, потому что он преобразует переменное напряжение в постоянное.

Схема блока питания 12 В

Сделайте принципиальную схему источника питания 12 В:

• Возьмите 4 диода и сделайте перемычку, как на схеме.
• Соединить выход трансформатора с диодом, как на схеме.
• Теперь подключите положительный провод конденсатора 1000 мкФ к положительному проводу, а отрицательную сторону — к заземляющему проводу.
• и теперь подключите резистор 1 кОм и светодиод с положительным и отрицательным проводом.
• Теперь 1-й контакт регулятора напряжения соединяется с плюсовым проводом, 2-й контакт соединяется с проводом заземления, а 3-й контакт используется для вывода.
• 2-й (-12 В) и 3-й (+12) контакты регулятора напряжения используются для выходного питания.
• Наконец, подсоедините радиатор к регулятору напряжения.

LM7812 Регулятор напряжения

Вывод стабилизатора напряжения LM7812:

Регулятор напряжения LM7812 имеет 3 контакта.

• 1-й вход
• 2-я земля
• 3-й выход

Основная функция регулятора напряжения — это выход ровно 12 В.

например, если на входе 20 В, и я хочу, чтобы на выходе было ровно 12 В, тогда я использую LM7812.

Узнайте больше, посмотрев видео

Видео о том, как сделать адаптер питания на 12 В:

Основные вопросы и ответы:

Зачем использовать диодный мост?

Поскольку мы производим источник питания постоянного тока, а трансформатор обеспечивает питание переменного тока, мы используем диодный мост для преобразователя переменного тока в постоянный.мы также можем использовать выпрямитель напряжения. обе работы одинаковы. если вы не можете найти выпрямитель напряжения, вы можете использовать диодный мост.

Зачем использовать трансформатор?

потому что наше требование — входное напряжение 220 вольт и выходное напряжение 12 В. и трансформатор преобразует мощность 220 вольт в 12 В. Основное назначение трансформатора — понижение мощности с 220В до 12В.

в чем смысл трансформатора 12-0-12?

12-0-12 трансформатор означает 12в два выхода . Средний провод — нейтральный провод или отрицательный провод.1-й и 3-й провод — положительный. оба имеют выход 12 В. если мы оставим средний провод и будем использовать только 1-й и 3-й провод, то он предоставит нам выход 24 В.

Зачем использовать регулятор напряжения LM7812?

потому что нам нужен стабильный выход 12 В. и регулятор напряжения LM7812 обеспечивают стабильный выход 12 В. например, если мы используем вход 24 В, тогда регулятор напряжения преобразует его в идеальный выход 12 В.

Зачем использовать конденсатор?

когда мы преобразуем переменный ток в постоянный с помощью диода, его отрицательный контур падает, и напряжение распадается.поэтому мы используем конденсатор. его напряжение накапливается в течение нескольких секунд и обеспечивает выход в состоянии и в одном направлении.

Сколько используют входное напряжение?

Обычно вы можете использовать входное напряжение от 220 до 250 В. Если ваш трансформатор поддерживает 150 вольт, вы также можете использовать входную мощность 150 В.

Можно ли использовать трансформатор для питания постоянного тока?

Да, трансформатор — это основная часть источника питания. мы также используем трансформатор. и дополнительные компоненты мы используем диодный мост для преобразователя переменного тока в постоянный. Только трансформатор не может обеспечить нас постоянным током.мы должны использовать другие компоненты для преобразования его в постоянный ток.

Как переменный ток преобразуется в постоянный?

Используя выпрямитель напряжения или диодный мост, мы можем преобразовать переменный ток в постоянный. нормальный переменный ток проходит по 2 петлям. верхний и нижний. (это называется переменным током), когда мы используем выпрямитель напряжения или диод, его нижний контур падает, а пропускаются только верхние контуры. тогда мы получаем питание постоянного тока.

Возможен ли трансформатор постоянного тока?

Нет, потому что трансформатор работает от переменного тока, он не может пропускать постоянный ток. например, мы хотим вводить 230 В и 12 В постоянного тока, используя только трансформатор.так что это невозможно. трансформатор только преобразует 230 В переменного тока в 12 В переменного тока. если вы хотите преобразовать его в DC, вам нужно присоединить больше компонентов.

Что это за значения переменного и постоянного тока?

AC означает или AC означает альтернативный ток . и DC означает постоянный ток .

Ссылки на другие проекты в области электроснабжения:

Источник постоянного питания 12 В для светодиодных цепей (Часть 4/13)

В предыдущих проектах были разработаны регулируемые цепи питания.Иногда напряжение для управления конкретной схемой уже известно, и необходимо спроектировать схему источника питания для вывода постоянного напряжения. В этом проекте разработана схема постоянного питания 12 В для питания цепей светодиодов. Схема должна быть спроектирована таким образом, чтобы в ней не было никаких колебаний или ряби. Схема будет получать питание от основных источников переменного тока и преобразует его в источник постоянного тока 12 В без пульсаций. Схема сможет потреблять максимальный ток 1А.

В схемах светодиодов избыточный ток через светодиоды, превышающий их номинальный прямой ток, может привести к чрезмерному повышению их температуры, навсегда или временно повредив их. Следовательно, в таких случаях очень важно иметь постоянное напряжение. К выходу схемы, разработанной в этом проекте, можно подключить один светодиод или комбинацию светодиодов, для которых требуется сетевой вход 12 В.

В силовой цепи, разработанной в этом проекте, используется стабилизатор напряжения 7812 IC и стандартные шаги проектирования силовой цепи, такие как понижение напряжения переменного тока, преобразование напряжения переменного тока в напряжение постоянного тока и сглаживание напряжения постоянного тока для получения прямого ввода от сети переменного тока.

Необходимые компоненты —

Рис.1: Список компонентов, необходимых для постоянного источника питания 12 В для светодиодных цепей

Блок-схема —

Рис. 2: Блок-схема постоянного источника питания 12 В для светодиодных цепей

Схема соединений —

Схема собирается поэтапно, каждая ступень служит определенной цели. Для понижения 230 В переменного тока используется трансформатор 18 — 0 — 18 В.Вторичная обмотка трансформатора соединена с мостовым выпрямителем. Полный мостовой выпрямитель создается путем соединения друг с другом четырех диодов 1N4007, обозначенных на схемах как D1, D2, D3 и D4. Катод D1 и анод D2 соединены с одной из вторичной катушки, а катод D4, а анод D3 соединен с центральной лентой вторичной катушки. Катоды D2 и D3 подключены, из которых одна клемма снята с выхода выпрямителя, а аноды D1 и D4 подключены, из которых другая клемма снята с выхода двухполупериодного выпрямителя.Провод протягивается от центральной ленты трансформатора, который служит землей для положительного и отрицательного выходов постоянного тока.

Предохранитель на 1 А последовательно подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя для защиты от источников переменного тока. Конденсатор емкостью 470 мкФ (обозначенный на схеме как C1) подключен между выходными клеммами двухполупериодного выпрямителя для сглаживания. Для регулирования напряжения микросхема LM-7812 подключена параллельно сглаживающему конденсатору. Выходной сигнал поступает с клеммы выхода напряжения микросхемы 7812 IC.

Как работает схема —

Силовая цепь работает по четко определенным стадиям, каждая из которых служит определенной цели. Схема работает в следующих этапах —

1. Преобразование переменного тока в переменный

2. Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

3. Сглаживание

4. Регулирование напряжения

Преобразование переменного тока в переменный

Напряжение основных источников питания (электричество, подаваемое через промежуточный трансформатор после понижения линейного напряжения от генерирующей станции) составляет приблизительно 220–230 В переменного тока, которое в дальнейшем необходимо понизить до уровня 12 В.Для понижения напряжения 220 В переменного тока до 12 В переменного тока используется понижающий трансформатор с центральной обмоткой. Использование трансформатора с центральным ответвлением позволяет генерировать на входе как положительное, так и отрицательное напряжение, однако с трансформатора будет поступать только положительное напряжение. В схеме наблюдается некоторое падение выходного напряжения из-за резистивных потерь. Поэтому необходимо использовать трансформатор с высоким номинальным напряжением, превышающим требуемые 12 В. Трансформатор должен обеспечивать на выходе ток 1А. Наиболее подходящий понижающий трансформатор, отвечающий указанным требованиям по напряжению и току, — 18–0–18 В / 2 А.Эта ступень трансформатора снижает сетевое напряжение до +/- 18 В переменного тока, как показано на рисунке ниже.

Рис. 3: Схема трансформатора 18-0-18 В

Преобразование переменного тока в постоянный — полноволновое выпрямление

Пониженное напряжение переменного тока необходимо преобразовать в напряжение постоянного тока путем выпрямления. Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения в постоянное. Есть два способа преобразовать сигнал переменного тока в сигнал постоянного тока. Один — это полуволновое выпрямление, а другое — полноволновое выпрямление.В этой схеме двухполупериодный мостовой выпрямитель используется для преобразования 36 В переменного тока в 36 В постоянного тока. Двухполупериодное выпрямление более эффективно, чем полуволновое выпрямление, поскольку оно обеспечивает полное использование как отрицательной, так и положительной стороны сигнала переменного тока. В конфигурации двухполупериодного мостового выпрямителя четыре диода соединены таким образом, что ток течет через них только в одном направлении, что приводит к появлению сигнала постоянного тока на выходе. Во время двухполупериодного выпрямления одновременно два диода становятся смещенными в прямом направлении, а еще два диода смещаются в обратном направлении.

Рис. 4: Принципиальная схема полноволнового выпрямителя

Во время положительного полупериода питания диоды D2 и D4 проходят последовательно, в то время как диоды D1 и D3 смещены в обратном направлении, и ток протекает через выходной контакт, проходя через D2, выходной контакт и D4. Во время отрицательного полупериода питания диоды D1 и D3 проходят последовательно, но диоды D1 и D2 смещены в обратном направлении, и ток протекает через D3, выходную клемму и D1. Направление тока в обоих направлениях через выходную клемму в обоих условиях остается неизменным.

Рис. 5: Принципиальная схема, показывающая положительный цикл полнополупериодного выпрямителя

Рис. 6: Принципиальная схема, показывающая отрицательный цикл полнополупериодного выпрямителя

Диоды 1N4007 выбраны для создания двухполупериодного выпрямителя, поскольку они имеют максимальный (средний) номинальный прямой ток 1 А и в состоянии обратного смещения они могут выдерживать пиковое обратное напряжение до 1000 В. Поэтому в этом проекте для двухполупериодного выпрямления используются диоды 1N4007.

Сглаживание

Сглаживание — это процесс сглаживания или фильтрации сигнала постоянного тока с помощью конденсатора. На выходе двухполупериодного выпрямителя нет постоянного постоянного напряжения. Частота на выходе выпрямителя в два раза выше, чем у основного источника питания, но есть пульсации. Следовательно, его необходимо сгладить, подключив конденсатор параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя. Конденсатор заряжается и разряжается в течение цикла, давая на выходе стабильное постоянное напряжение.Итак, конденсатор (обозначенный на схеме как C1) большой емкости подключен к выходу схемы выпрямителя. Поскольку постоянный ток, который должен быть выпрямлен схемой выпрямителя, имеет много всплесков переменного тока и нежелательных пульсаций, для уменьшения этих выбросов используется конденсатор. Этот конденсатор действует как фильтрующий конденсатор, который пропускает через него весь переменный ток на землю. На выходе среднее оставшееся постоянное напряжение более плавное и без пульсаций.

Рис.7: Принципиальная схема сглаживающего конденсатора

Регулирование напряжения

Для обеспечения на выходе стабилизированного 12В используется микросхема LM7812.Эта ИС способна обеспечивать ток до 1А. Он будет обеспечивать регулируемое и стабилизированное напряжение на выходе независимо от изменений входного напряжения и тока нагрузки. Микросхема LM7812 может иметь входное напряжение от 14,8 В до 27 В и обеспечивает постоянное выходное напряжение от 11,5 до 12,5 В. Микросхема способна обеспечивать на выходе максимальный ток 1А.

LM7812 имеет следующую допустимую внутреннюю рассеиваемую мощность:

Pout = (максимальная рабочая температура IC) / (тепловое сопротивление, переход от окружающей среды + тепловое сопротивление, переход от корпуса к корпусу)

Pout = (125) / (65 + 5) (значения согласно даташиту)

Pout = 1.78 Вт

Таким образом, внутренняя часть LM7812 может выдерживать рассеиваемую мощность до 1,78 Вт. При мощности выше 1,78 Вт микросхема не переносит выделяемое количество тепла и начинает гореть. Это также может вызвать серьезную опасность возгорания. Поэтому радиатор необходим для отвода чрезмерного тепла от ИС.

Рис. 8: Принципиальная схема регулятора напряжения для источника постоянного напряжения 12 В

Тестирование и меры предосторожности —

При сборке схемы следует соблюдать следующие меры предосторожности —

• Номинальный ток понижающего трансформатора, мостовых диодов и ИС регулятора напряжения должен быть больше или равен требуемому току на выходе.В противном случае он не сможет подавать требуемый ток на выходе.

• Номинальное напряжение понижающего трансформатора должно быть больше максимального требуемого выходного напряжения. Это связано с тем, что микросхема 7812 принимает падение напряжения от 2 до 3 В. Таким образом, входное напряжение должно быть на 2–3 В выше максимального выходного напряжения и должно находиться в пределах входного напряжения (14,5–27 В. ) Из LM7812.

• Конденсаторы, используемые в цепи, должны иметь более высокое номинальное напряжение, чем входное напряжение.В противном случае конденсаторы начнут пропускать ток из-за превышения напряжения на их пластинах и вырвутся наружу.

• На выходе выпрямителя следует использовать конденсатор, чтобы он мог справляться с нежелательными сетевыми шумами. Аналогичным образом рекомендуется использовать конденсатор на выходе регулятора для обработки быстрых переходных процессов и шума на выходе. Емкость выходного конденсатора зависит от отклонения напряжения, колебаний тока и переходного времени отклика конденсатора.

• Для работы с высокой нагрузкой на выходе необходимо установить радиатор в отверстия регулятора. Это предотвратит сдувание микросхемы из-за рассеивания тепла.

• Поскольку ИС регулятора может потреблять ток только до 1А, необходимо подключить предохранитель на 1А. Этот предохранитель ограничит ток в регуляторе до 1А. При токе выше 1 А предохранитель сгорит, и это отключит входное питание от цепи. Это защитит микросхему схемы и регулятора от тока более 1 А.

После сборки схемы ее можно проверить с помощью мультиметра. Измерьте выходное напряжение на выводах 7812 IC и начните тестирование с последовательными цепями светодиодов.

Давайте сначала протестируем схему со светодиодами 1,8 В. Максимум 6 светодиодов этого номинала могут быть подключены последовательно к выходу с ограничивающим резистором 68 Ом. Каждому светодиоду требуется примерно 1,8 В для смещения вперед и начала свечения. Напряжение на входе в схему — 12В,

Vin = 12 В (из 7812)

Суммарное падение напряжения на 6 светодиодах будет 10.8 В,

В = 1,8 * 6 = 10,8 В

Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —

I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1

I = (12 — 10,8) / 68

I = 17,6 мА

Для светодиода с напряжением 1,8 В требуется приблизительно 20 мА прямого тока для правильного освещения без нарушения его предельного значения прямого тока. Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 68 Ом) для ограничения тока.

Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:

Рассеиваемая мощность

P выход = (Vin — Vout) * Iout

Pвых = (12-10,8) * (0,0176)

Pout = 21,12 мВт

Рис.9: Принципиальная схема светодиодов серии

Тестирование схемы с помощью светодиодов 2.2V привело к следующим результатам. На выходе можно последовательно подключить не более 5 светодиодов этого номинала с ограничивающим резистором 47 Ом. Каждому светодиоду нужно примерно 2.2 В, чтобы сместиться вперед и начать светиться. Напряжение на входе в схему — 12В,

Vin = 12 В (из 7812)

Суммарное падение напряжения на 5 светодиодах будет 11 В,

В = 2,2 * 5 = 11 В

Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —

I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1

I = (12–11) / 47

I = 21,2 мА

Для светодиода с напряжением 2,2 В требуется приблизительно 25 мА прямого тока для правильного освещения без нарушения его предельного значения прямого тока.Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 47 Ом) для ограничения тока.

Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:

Рассеиваемая мощность

P выход = (Vin — Vout) * Iout

P вых = (12-11) * (0,0212)

P вых = 21,2 мВт

Рис.10: Принципиальная электрическая схема светодиодов серии

Тестирование схемы с помощью светодиодов 3,3 В привело к следующим результатам. Максимум 3 светодиода этого номинала могут быть подключены последовательно к выходу с ограничивающим резистором 6 или 7 Ом.Каждому светодиоду требуется примерно 3,3 В для прямого смещения и начала свечения. Напряжение на входе в схему — 12В,

Vin = 12 В (из 7812)

Суммарное падение напряжения на 3 светодиодах составит 10 В,

В = 3,3 * 3 = 9,9 В

Выходной ток, отдаваемый этим источником питания / Ток, потребляемый цепью, будет —

I = (Входное напряжение — падение напряжения на светодиодах) / R1

I = (12 — 9,9) / 6

I = 350 мА

Для светодиода 3.3 В, для правильного освещения без нарушения ограничения прямого тока требуется примерно 300–350 мА прямого тока. Только для этой цели используется последовательное сопротивление (в данном случае 6 или 7 Ом) для ограничения тока.

Рассеиваемая мощность микросхемы LM7812 с этой светодиодной схемой в качестве нагрузки будет:

Рассеиваемая мощность

P выход = (Vin — Vout) * Iout

P вых = (12-9,9) * (0,350)

P вых = 735 мВт

Рис.11: Принципиальная схема светодиодов серии

Другие комбинации светодиодов также могут быть проверены при условии использования правильного токоограничивающего резистора и с учетом того, что входной ток, необходимый для схемы (комбинация светодиодов), не должен превышать 1 А.Из приведенных выше тестов видно, что рассеиваемая мощность всегда меньше 1,78 Вт (внутренний допустимый предел 7812). Тем не менее, рекомендуется использовать радиатор для охлаждения ИС и увеличения срока ее службы.

Схема источника питания, разработанная в этом проекте, может использоваться для питания светодиодных лент и тросов. Его также можно использовать для питания светодиодных плат. Как правило, с помощью этого блока питания можно запитать любую схему, которая требует постоянного напряжения 12 В с ограничением тока 1 А.

Схемы соединений

---

Подано: Учебники

---

Преобразователь 12В в 9В — 5 лучших схем

Ниже приведены схемы простых схем преобразователя 12В в 9В. Эти схемы преобразователя постоянного тока в постоянный можно использовать для преобразования всех типов источника питания 12 В в источник питания 9 В.

Эти схемы также можно использовать для понижения или понижения потенциала батареи с 12 В до 9 В, чтобы использовать его с модулями микроконтроллеров или любыми ИС. Здесь в основном используются надежные линейные преобразователи мощности типа LM7809 и LM317.

Преобразователь 9В в 5В с LM7809:

LM7809 — это микросхема стабилизированного стабилизатора напряжения, которая снижает и регулирует входное напряжение в электрических цепях.

Преобразователь регулятора напряжения 12В в 9В с микросхемой LM7809 реализован, как показано на схеме ниже. Его можно использовать для слаботочных приложений, а также для тока до 2 ампер и более.

Важно:
Подключите входной конденсатор «Cin» и выходной конденсатор «Co» к IC 7809.Радиатор необходим, потому что падение напряжения в 3 вольта должно рассеиваться в виде тепла.

Существует большая вероятность того, что микросхема выйдет из строя, если радиатор не подключен. Разница входного и выходного напряжения здесь составляет 3 вольта, что больше рекомендуемого значения в 2,5 вольта.

Необходимые компоненты:
Аккумулятор 12 В / источник питания 12 В, конденсатор 100 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, микросхема LM7809, радиатор, провода и разъемы.

Рабочий:

ИС имеет множество встроенных функций, таких как тепловое отключение, защита от короткого замыкания и защита безопасной рабочей зоны.

LM7809 — это ИС серии LM78xx, все ИС этой серии предназначены для различных фиксированных выходных напряжений. Эти типы ИС обычно используются в регулируемых цепях питания.

LM7809 ИС линейного трансформатора. Цифры «xx » представляют значение регулируемого напряжения o / p. Микросхема 7809 выдает 9 В постоянного тока, поскольку последняя цифра ‘ xx ‘ представляет (09).

Контакт 1 — это входной контакт . Контакт 2 — это контакт заземления .Контакт 3 — это выходной контакт .

LM317 Преобразователь 12В в 9В:

Преобразователь постоянного тока 12В в 9В также может быть изготовлен с универсальным линейным регулятором напряжения IC LM317. Это полезно для цепей среднего и высокого тока (от 1 до 1,5 ампер +) с подходящим радиатором.

Обычно LM317 находится в цепях переменного питания, которые выдают регулируемое напряжение (от 1,25 В до 37 В) при изменении напряжения на контакте № 1. Здесь схема делителя напряжения, используемая с LM317, дает фиксированное значение напряжения 9В.

Важно:
Настаивают на добавлении входного конденсатора Cin (а ​​также перекидного конденсатора Co). Радиатор необходим для охлаждения ИС от тепла, выделяемого внутри ИС.

Напряжение i / p должно быть как минимум на 1,5 В выше номинального выходного напряжения, чтобы эта ИС работала, как описано.

Необходимые компоненты:
Аккумулятор 12 В / источник питания 12 В, резистор 2,2 кОм, резистор 300 Ом, конденсатор 100 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, IC LM317, радиатор.

Рабочий:
LM317 — это ИС регулируемого регулятора напряжения, способная обеспечивать более…

(для получения более подробной информации о регуляторе LM317 и его работе перейдите по этой ссылке)

Преобразователь 12В в 9В с использованием резисторов в качестве делителя напряжения:

Схема, показанная ниже, представляет собой схему для приложений с низким током (~ 20 мА) или для измерения опорного напряжения в схеме компаратора или схемы низкого тока светодиода.

Вы можете подключить три светодиода последовательно через вывод резистора R2, если вы используете батарею на 12 В на входе.

Этот тип схемы не является эффективным, поэтому не рекомендуется для использования в схемах проекта.

Необходимые компоненты:

Одна батарея 12 В, резистор 300 Ом, резистор 1 кОм, несколько проводов.

Это просто схема делителя напряжения. Вы можете получить выходной сигнал в соответствии с вашими потребностями по следующей формуле:

Где Vo — это напряжение o / p.Vin — напряжение источника. Выберите любое значение резистора R1 или R2 (также зависит от импеданса нагрузки) и решите другое. Затем выберите ближайший стандарт. номинал резистора.

Преобразователь 12В в 9В с использованием стабилитрона:

Схема, показанная ниже схемой стабилитрона, полезна для (1-900 мА) цепи среднего тока, например. Светодиодные индикаторы, транзисторные переключатели, Arduino и т.д.Стабилитрон 1в. На выходе вы получите около 9,1 В.

Важно:
Нагрузка должна быть подключена к выходному концу, чтобы предотвратить повреждение стабилитрона. Резистор серии
10 Ом является токоограничивающим резистором, и когда на него подается большой ток, он должен пропускать этот ток через него, поэтому необходим резистор мощностью 5 Вт.

Необходимые компоненты:
Аккумулятор 12 В, резистор 10 Ом (≥10 Ом), стабилитрон 9,1 В (5 Вт), некоторые провода или разъемы.

Рабочий:
Это наиболее распространенная схема стабилитрона в конфигурации регулятора напряжения.

Конструкция стабилизатора напряжения 9 вольт от источника питания 12 вольт. Максимальная номинальная мощность…

Подробный расчет и формулы можно найти в статье о преобразователе 9В в 5В на этом сайте.

Простой преобразователь постоянного тока в постоянный с 12 В в 9 В с использованием транзистора:

Эти типы схем устарели, но все еще встречаются в некоторых периферийных устройствах.Это стабилизатор напряжения на транзисторе-стабилитроне в режиме ЕС:

скоро появится…

Как построить источник питания постоянного и постоянного тока

Аннотация: В этой статье обсуждаются важные соображения при разработке источника питания постоянного и постоянного тока. Темы включают выбор правильного преобразователя постоянного тока в постоянный для приложения; Емкость затвора MOSFET; высокие частоты переключения и размер компонентов; уравнения и расчеты; выбор периферийных компонентов; размещение компонентов и компромиссы; заземление; регулирование нагрузки и линии; температурная чувствительность.

См. Также:

Введение

Первая схема преобразователя постоянного тока в постоянный ток от разработчика обычно имеет одну общую черту с первыми попытками в любой другой области: у нее мало шансов на удовлетворительную работу при первом включении. Это может показаться мрачной оценкой, но тем не менее отражает реалии конструкции импульсных источников питания. Преобразователи постоянного тока в постоянный представляют собой сложные системы. Даже будучи упрощенными за счет высокоинтегрированных ИС, они по-прежнему требуют обширных расчетов компонентов и продуманного выбора ИС контроллера.Кроме того, они чувствительны к компоновке платы и паразитным характеристикам компонентов (т. Е. Неидеальным характеристикам компонента, таким как сопротивление конденсатора или емкость переключателя MOSFET).

Существует несколько исчерпывающих источников проектной информации DC-DC. В инженерных учебниках обсуждается теория управления, компенсация контуров и другие очень подробные аналитические методы. В технических паспортах преобразователей постоянного тока в постоянный приводятся конкретные формулы и некоторая информация о компоновке. Доступно меньше информации, чтобы руководить общей конструкцией преобразователей постоянного тока в постоянный ток на интегральных схемах от начала до конца.

Эта статья заполняет пробелы в информации о первом проекте источника питания постоянного и постоянного тока. Это результат авторских неудач и успехов с десятками схем питания.

Выбор устройства

После того, как выбраны начальные характеристики конструкции DC-DC (например, диапазон входного напряжения, выходное напряжение, выходной ток), первым шагом является выбор ИС преобразователя. Желаемая топология DC-DC сузит этот выбор. Если входное напряжение больше выходного, выберите понижающий (т.е., понижающая) топология. Если входное напряжение меньше выходного напряжения, выберите конфигурацию повышения (т. Е. Повышающую). Если входное напряжение находится в диапазоне выше и ниже выходного напряжения, необходим повышающий преобразователь или преобразователь SEPIC. Наконец, если выходное напряжение отрицательное, используется инвертирующая топология.

Обратите внимание, что выход повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный будет расти вместе с входным напряжением, когда входное напряжение превышает значение, установленное для выходного напряжения. Точно так же понижающий преобразователь не может обеспечить желаемый выход, когда входное напряжение меньше выходного.Когда такое случается, он считается «не учебу».

Многие требования к нагрузке DC-DC могут быть удовлетворены с помощью ИС преобразователя DC-DC, которые включают в себя встроенные переключатели питания. Большинство таких ИС содержат полевые МОП-транзисторы, но в некоторых используются биполярные транзисторы. Максимальный ток нагрузки новых внутренних MOSFET DC-DC ИС может выдерживать до 25 А (например, MAX8655 и MAX8686). Устройство с внутренним переключателем, если оно доступно, обычно является предпочтительным как из-за общей простоты, так и (часто) из-за более низкой общей стоимости.

Для мощных или высоковольтных приложений, которые превосходят возможности устройств с внутренними MOSFET, потребуются внешние переключатели MOSFET.Преобразователи постоянного тока в постоянный, предназначенные для управления внешними переключателями питания, обычно называются «контроллерами». Эти ИС включают драйверы для быстрой зарядки и разрядки емкости затвора внешних полевых МОП-транзисторов. Возможность быстрой зарядки и разрядки затвора MOSFET имеет решающее значение для достижения высокоэффективного преобразования. Коммутатор хочет тратить как можно меньше времени на переход между включенным и выключенным состояниями, потому что именно в этот момент потери мощности являются наибольшими. Большинство контроллеров DC-DC определяют максимальную емкость затвора, которую они могут управлять.(См. Раздел «Емкость затвора полевого МОП-транзистора» ниже.)

В дополнение к соображениям топологии, напряжения и тока, вероятно, существуют и другие характеристики приложения, которые определяют выбор ИС постоянного тока. Например, в большинстве автомобильных приложений преобразователь постоянного тока в постоянный должен выдерживать режим холодного запуска и сброса нагрузки, а также диапазон температур от -40 ° C до + 125 ° C. Он-лайн инструмент параметрического поиска Maxim помогает выбирать между функциями и спецификациями конвертера.

Емкость затвора полевого МОП-транзистора

Производители силовых полевых МОП-транзисторов указывают в своих технических паспортах различные динамические параметры и параметры переключения в дополнение к характеристикам постоянного тока, таким как сопротивление в открытом состоянии.В большинстве случаев, при использовании внешних полевых МОП-транзисторов с преобразователями постоянного тока, общий заряд затвора (Q _G ) представляет первостепенный интерес. Выбирайте полевые МОП-транзисторы, для которых Q _G находится в пределах диапазона, рекомендованного производителем преобразователя постоянного тока в постоянный. В большинстве случаев подходит типичное значение Q _G для полевого МОП-транзистора. Максимальное количество обычно слишком консервативно. Спецификация Q _G используется при возбуждении n-канального n-канального или p-канального MOSFET с «открытым стоком», или, другими словами, когда источник MOSFET не изменяет напряжение во время переключения.

В схемах, где напряжение источника действительно изменяется во время переключения, более полезным динамическим параметром является емкость обратной передачи (C _RSS ). C _RSS используется для расчета потерь переключения в n-канальном MOSFET верхнего плеча понижающего преобразователя в соответствии со следующим уравнением:

PD (переключение) = (C _RSS × V _{IN (MAX)} ² × f _SW × I _{НАГРУЗКА} ) / I _GATE

Где I _GATE — пиковый ток затвора истока и стока, а f _SW — частота переключения.

ШИМ и другие схемы управления

Наиболее популярной схемой управления преобразователем постоянного тока является широтно-импульсная модуляция (ШИМ). Преобразователи ШИМ поддерживают постоянную частоту коммутации в широком диапазоне нагрузок. Такое поведение может быть важным, когда коммутационный шум может мешать другим процессам в системе. Ограничение шума известной полосой часто снижает помехи.

Следующей наиболее распространенной схемой управления является частотно-импульсная модуляция (ЧИМ), при которой преобразователь подает импульсы переключения только тогда, когда это требуется для нагрузки.Преобразователи PFM превосходно подходят для приложений, требующих низкого тока покоя и высокого КПД при очень малых нагрузках. Некоторые ИС преобразователей используют обе схемы для сочетания хорошей эффективности в режиме ожидания с низким уровнем шума.

Частоты переключения IC преобразователей постоянного тока и контроллеров находятся в диапазоне от 65 кГц до более 4 МГц. В общем, вероятно, лучше избегать устройств, которые работают ниже 100 кГц, поскольку такие частоты типичны для старых устройств с низкой эффективностью. Более высокая частота переключения позволяет использовать внешние компоненты меньшего размера, а также более низкие пиковые токи и потери I²R, но потери в сердечнике, токи заряда затвора и потери при переключении увеличиваются.(См. Раздел «Высокая частота коммутации» уменьшает размер компонентов.) Если приложение требует минимально возможного размера, ищите преобразователи с частотой коммутации 1 МГц и выше. В противном случае просто выберите устройство, соответствующее критериям мощности, и убедитесь, что его частота коммутации не мешает работе других компонентов системы.

Высокая частота переключения уменьшает размер компонента

Постоянная тенденция в DC-DC преобразователях заключается в более высоких частотах переключения для достижения меньших размеров компонентов.Когда в секунду происходит больше циклов переключения, энергия на цикл переключения (и размер компонентов, которые хранят эту энергию) может быть меньше. Например, значения индуктивности могут быть ниже. Поведение индуктора определяется следующими уравнениями:

V _L = L × (di / dt)
W _L = (L × i²) / 2

Например, рассмотрим понижающий преобразователь, работающий на частоте 500 кГц, с индуктором 10 мкГн. Изменение частоты на 1 МГц позволяет использовать ровно половину индуктивности, или 5 мкГн, для достижения такой же передачи мощности.Хотя значение индуктивности уменьшается наполовину, требования по току остаются прежними. Второе уравнение показывает, что мы только что вдвое уменьшили запас энергии индуктора. Поскольку индуктивность пропорциональна квадрату количества витков, уменьшение индуктивности наполовину означает, что количество витков уменьшается до 70,7% от исходного числа. Уменьшение числа витков также пропорционально снижает сопротивление постоянному току (DCR), поэтому результирующая катушка индуктивности меньше и имеет более низкую DCR.

Более высокая частота переключения также уменьшает размер выходного конденсатора.В приведенном выше примере требуемая емкость составляет 67 мкФ на частоте 500 кГц, но только 33 мкФ на частоте 1 МГц. Спецификация пульсирующего тока остается неизменной.

После выбора конкретного типа устройства (понижающего, повышающего и т. Д.) Сделайте окончательный выбор, проконсультировавшись с веб-сайтами производителей преобразователей постоянного тока. Всегда проверяйте веб-сайт производителя для получения последней спецификации. Находясь там, поищите примечания по применению, относящиеся к рассматриваемому устройству. Они служат в качестве руководства и часто включают схемы, которые можно использовать с небольшими изменениями или без них.(См .: Примечания по применению источника питания Maxim, а также продукты для управления питанием и аккумулятором.) Из примечаний к применению и таблиц данных вы можете получить уравнения, которые определяют конструкцию вашего устройства.

Расчетные уравнения

Таблицы данных преобразователя постоянного тока в постоянный должны содержать уравнения, полезные при проектировании вашей схемы. Макромодели или файлы электронных таблиц для расчета значений компонентов также могут быть доступны на веб-странице продукта. Обязательно внимательно прочтите лист данных IC, чтобы убедиться, что вы выбрали правильные уравнения для требуемых характеристик и рабочего режима.Когда основные параметры проекта известны и у вас есть правильные уравнения, лучшим инструментом для оценки уравнений является электронная таблица, такая как Excel®, или программа инженерной математики, такая как MathCAD. Инструмент Maxim EE-Sim® создает интерактивную схему с высокоэффективным механизмом моделирования. Если выбранное устройство имеет модель EE-Sim, используйте ее для расчета компонентов, подходящих для вашей конструкции.

Расчеты в электронной таблице

Таблицы — это эффективный базовый инструмент проектирования преобразователей постоянного тока в постоянный.Они могут даже служить в качестве грубых имитаторов схем, а их функция «Решить» может помочь оптимизировать значения компонентов. При использовании с уравнениями преобразователя постоянного тока в постоянный ток электронная таблица допускает итеративный подход, который помогает выбирать компоненты, быстро указывая причинно-следственные связи.

В качестве примера рассмотрим MAX1742, понижающий преобразователь с внутренним переключателем. В разделе «Процедура проектирования» приведена необходимая информация и порядок расчетов. Мы предполагаем постоянный вход 5 В, выход 3,3 В с максимальным током нагрузки 500 мА и рабочую частоту 500 кГц.

По возможности используйте определенные имена переменных. По мере того, как вы вводите больше уравнений, определяйте результаты этих вычислений с большим количеством имен. Выберите имена, чтобы вы могли легко вспомнить, что они означают, когда вы позже проверите расчеты.

Сначала в верхней части нового рабочего листа введите имена для всех предопределенных значений (, рис. 1, ). Эти имена могут включать V _INMIN , V _INMAX , V _OUT , I _OUT , FREQ (частота) и другие термины, связанные с преобразователем.В ячейках непосредственно под ячейками, содержащими эти имена, определите имена ячеек, соответствующие именам, введенным выше.

Рисунок 1. Использование имен ячеек в электронных таблицах.

Чтобы определить имя ячейки: выберите ячейку, которой необходимо присвоить имя, перейдите в меню «Вставка» и выберите «Имя», затем «Определить» в подменю. В Excel появляется диалоговое окно, в котором предлагается (в качестве имени по умолчанию) текст непосредственно над выбранной ячейкой. Чтобы присвоить ячейке имя, нажмите ОК в этом диалоговом окне. Продолжайте движение по строке, пока все эти поля не будут названы.Эта процедура именования позволяет вам ссылаться на V _INMAX в ваших вычислениях вместо ячейки A2. Обратите внимание, что выбранная ячейка на рисунке 1 — это A2 со значением 5. Имя ячейки указано чуть выше строки с меткой A. Затем просмотрите процедуру проектирования и выберите все требуемые значения компонентов (, таблица 1, ). Обратите внимание, что исходные значения электронной таблицы были преобразованы в единицы СИ для ясности.

Таблица 1. Расчет исходных компонентов

В INMAX	V INMIN	В ВЫХ	I ВЫХ	Частота
5	5	3.3	0,5	500 кГц

Сначала рассчитайте R _TOFF .

В PMOS	В NMOS	т ВЫКЛ	R TOFF
45 мВ	35 мВ	673нс	66,3 кОм

Выберите значение LIR, затем вычислите L и I _PEAK .

LIR_INIT	л	I ПИК
30%	14.8 мкГн	575 мА

Затем рассчитываются параметры выходного конденсатора.

I RIPPLE	ESR_MIN	C OUT_MIN
529,6 мА	0,22 Ом	6,73 мкФ

Расчеты плавного пуска

Выбор компонентов

Используя значения из таблицы 1, выберите периферийные компоненты преобразователя постоянного тока в постоянный. Ознакомьтесь с рекомендациями в техническом паспорте, чтобы убедиться, что каждый компонент подходит для данной задачи.Если расчетное значение индуктивности недоступно, выберите следующее меньшее стандартное значение. Если расчетное значение емкости конденсатора недоступно, выберите следующий больший стандартный размер.

Катушка индуктивности выбирается в первую очередь на основе значения индуктивности, сопротивления постоянному току (DCR) и требований к пиковому току. Также убедитесь, что индуктор рассчитан на работу с желаемой частотой переключения. Если эти данные не предоставлены, выберите другую катушку индуктивности, для которой они доступны. Катушки индуктивности доступны в версиях для поверхностного монтажа и сквозного монтажа, но в целом типы для поверхностного монтажа обеспечивают лучшую производительность, особенно при высоких частотах переключения.В нашем примере мы имеем близкое соответствие с Coiltronics® Thin-Pac TP1-150, индуктором 15 мкГн с током насыщения 0,73 А.

Входной конденсатор снижает как пиковый ток, потребляемый входным источником питания, так и излучаемый шум на другие элементы системы. В большинстве технических паспортов либо предлагаются конкретные значения, либо приводятся уравнения для расчета номинальной емкости входного конденсатора. Убедитесь, что конденсатор указан с номинальным током пульсации, близким к выбранной частоте коммутации. В нашем примере с частотой 500 кГц конденсатор может быть с органическим электролитом, органическим полимером, керамикой или танталом.

Танталовые конденсаторы могут резко реагировать на большие мгновенные скачки напряжения и сильные скачки тока, поэтому не используйте тантал для обхода входа, когда входная мощность будет подключаться через механический переключатель. На вход нашей схемы поступает регулируемый источник питания, поэтому нам не нужно беспокоиться об этом ограничении. Поэтому мы выбираем конденсатор, который соответствует номинальному току пульсаций и требованиям к напряжению, например конденсатор серии AVX® TPS 100 мкФ в корпусе размера C и рассчитанный на ток пульсаций 10 В и 742 мА.Ток пульсаций входного конденсатора в понижающем преобразователе можно приблизительно рассчитать как:

I _{RIPPLE_CIN (RMS)} = [I _OUT / V _IN ] [V _OUT (V _IN — V _OUT )] ^1/2

В качестве отправной точки выберите конденсатор, который соответствует рекомендуемому минимальному значению 22 мкФ, и убедитесь, что он соответствует требуемому номинальному напряжению. В нашем примере конденсатор серии AVX TPS емкостью 33 мкФ в корпусе размера C рассчитан на работу при напряжении 10 В. Его максимальная СОЭ равна 0.375 Ом, что близко к цели.

Конденсатор плавного пуска и резистор t _OFF не имеют специальных требований; выберите их из ближайших доступных стандартных значений. Чтобы завершить выбор компонентов, выберите оставшиеся значения из типовой схемы приложения или схемы оценочного (EV) комплекта.

Еще раз о таблице

Поскольку конденсаторы и катушки индуктивности имеют конечное число стандартных значений, ближайшее доступное значение может отличаться от расчетного более чем на 20%.В этом случае электронную таблицу следует пересчитать с использованием фактических значений, чтобы убедиться, что схема по-прежнему соответствует ее проектным требованиям. Как показано в таблице 2 , дальнейшие корректировки не требуются, поскольку наш выбор R _TOFF и индуктивности оказывает минимальное влияние на рабочую точку схемы.

Таблица 2. Проверка фактических значений компонентов

Рассчитайте t OFF и частоту, используя выбранное значение R TOFF .
R TOFF	т ВЫКЛ	Частота
68 кОм	688нс	488.8 кГц
Рассчитайте LIR и I PEAK , используя выбранное значение L.
л	LIR	I ПИК
15 мкГн	30,3%	576 мА

Размещение компонентов

При компоновке печатной платы для этого примера вы должны сначала разместить ИС преобразователя постоянного тока (например, MAX1742), катушку индуктивности, а также входные и выходные конденсаторы. Затем переместите эти компоненты так, чтобы входной конденсатор был ближе к входным контактам MAX1742; индуктор находится рядом с выводом LX микросхемы; а выходной конденсатор находится близко к катушке индуктивности и заземляющим контактам ИС.Оптимизация всех положений этих компонентов может потребовать компромиссов в зависимости от расположения выводов ИС. В ИС преобразователя постоянного тока в постоянный ток компании Maxim расположение выводов тщательно выбирается с учетом характеристик схемы и простоты компоновки печатной платы.

Наиболее важным узлом в большинстве случаев является общая земля между входными и выходными конденсаторами и выводом заземления ИС. Эти три основания должны располагаться очень близко, обычно в пределах 10 мм друг от друга (, рисунки 2a, и , 2b, ). Во время цикла зарядки (рис. 2a) ток течет от входного конденсатора через переключатель верхнего плеча, катушку индуктивности, выходной конденсатор, через заземляющую поверхность и обратно во входной конденсатор.Во время цикла разряда (рис. 2b) ток продолжает течь через катушку индуктивности, выходной конденсатор, через пластину заземления, обратно через контакт заземления ИС, через переключатель низкого уровня и обратно в катушку индуктивности.

Рис. 2. На этих схемах показаны пути тока во время циклов зарядки (a) и разрядки (b) понижающего преобразователя постоянного тока.

Поскольку этот циркулирующий ток может мешать работе других цепей, длина его пути должна быть короткой (короткие пути также способствуют стабильной работе и эффективности).Слишком большая длина пути в части заземления (во время любого цикла) может поставить под угрозу опорное значение схемы для других элементов схемы. Это состояние также может привести к плохому регулированию, чрезмерной пульсации на выходе и даже нестабильности. Размещение заземления входного конденсатора, заземления выходного конденсатора и заземления ИС рядом друг с другом сводит к минимуму эти нежелательные эффекты.

Еще одно важное соображение при заземлении токоведущих компонентов — использование нескольких параллельных переходных отверстий на печатной плате, если земля находится на другом слое печатной платы.Это особенно важно для конденсаторов входного и выходного фильтра. Одиночное переходное отверстие часто увеличивает сопротивление и индуктивность последовательно с конденсатором, снижая его эффективность.

Заземление питания

После размещения компонентов в соответствии с указанными выше критериями, общая земля соединяется либо широкими дорожками, либо многоугольником из сплошной меди. Используйте как можно больше меди, чтобы создать путь с низким сопротивлением между элементами.

Местное отделение

Типичная прикладная схема для многих ИС преобразователей постоянного тока обозначает несколько символов для заземления — это отличный намек на то, как выполнить успешную компоновку схемы.Один из различных символов часто указывает на местную заземляющую пластину и обычно называется SGND или AGND. Элементы, которые подключаются к локальной заземляющей пластине, могут включать в себя опорные шунтирующие конденсаторы, резисторы-делители и резисторы, которые задают рабочие точки (например, резистор R _TOFF в примере), но не должны включать в себя сильноточные заземления, такие как заземления от переключать полевые МОП-транзисторы.

Локальная заземляющая пластина представляет собой сплошной медный многоугольник, который лучше всего привязан к заземляющей пластине питания в точке только в одной точке , обычно это вывод PGND.Местные заземляющие поверхности предотвращают попадание коммутационных токов на низкошумную местную заземляющую пластину. Эти коммутируемые токи часто превышают 10 А.

Наземный самолет

Поскольку многие системы полагаются на отдельную пластину заземления для всех компонентов на печатной плате, часто возникает соблазн использовать для этой цели пластину заземления секции преобразователя постоянного тока. Этого искушения следует избегать. Коммутационные токи, упомянутые выше, могут вызывать сбои заземления на плате, вызывать чрезмерные электромагнитные помехи, вызывать недопустимые логические состояния, повышать уровень шума и вызывать нестабильность.Надлежащий интерфейс между схемой преобразователя постоянного тока в постоянный и заземляющей пластиной представляет собой одиночное переходное отверстие (или небольшую группу из нескольких переходных отверстий), ведущее от литого медного заземления к заземленной пластине.

Маршрутизация сигналов

После завершения первоначальной компоновки заземления выполните необходимые соединения для первых четырех критических компонентов, а затем разместите и проложите оставшиеся компоненты. Полезный подход состоит в том, чтобы направить все некритические сигналы на заднюю сторону печатной платы с небольшими переходными отверстиями, оставив при этом верхнюю сторону платы для разводки критических сильноточных трасс.

При прокладке трассировок на печатных платах, не связанных с питанием, учитывайте компоненты постоянного и переменного тока сигнала. Помните, что каждая дорожка представляет собой резистор и индуктивность, а также может иметь емкостную связь с другими дорожками. Использование каждого сигнала в схеме определяет оптимальную ширину и длину трассы. Для высокоскоростных и сильноточных сигналов требуются короткие и широкие трассы. Более длинные и тонкие дорожки приемлемы для менее важных сигналов, таких как низкоскоростная логика. Направляйте высокоскоростные коммутационные узлы подальше от чувствительных аналоговых областей, таких как компенсационная сеть и узел обратной связи.Также старайтесь, чтобы сети компенсации и обратной связи были как можно меньше, чтобы предотвратить наводку шума. Если имеется, обратитесь к руководству по компоновке и заземлению на компоновке печатной платы комплекта электромобиля для получения дополнительной помощи.

Проверка

После завершения преобразователя и сборки прототипов плат необходимо проверить общую конструкцию на соответствие исходным критериям. Если дизайн был реализован с должным вниманием к обсуждаемым вопросам, шансы на первоначальный успех велики. Но даже добросовестный дизайн может потребовать «доработки».«При внесении изменений проверьте с помощью расчетов или моделей, чтобы убедиться, что некоторые другие важные характеристики не нарушаются. Например, вы можете определить, что пульсации на выходе допустимы при меньшей емкости выходного фильтра, но такое изменение также может повлиять на стабильность.

Эффективность

Эффективность часто является ключевым параметром производительности преобразователя постоянного тока в постоянный, особенно для устройств, работающих от батареи, и особенно для источников питания в портативных компьютерах и небольшом портативном оборудовании.Эффективность блока питания ноутбука напрямую влияет на срок службы батареи, но также влияет на рассеиваемую мощность; это должно быть согласовано с ограничениями теплоотвода. Обратите внимание, что преобразователь DC-DC, вырабатывающий 50 Вт при КПД 85%, по-прежнему рассеивает 8,8 Вт тепла внутри корпуса.

В портативных компьютерах эффективность важна в широком диапазоне условий эксплуатации. Примеры включают низкий заряд батареи, полную батарею и зарядку батареи как в режиме ожидания, так и в рабочем состоянии. В других приложениях критические точки эффективности зависят от того, как используется устройство.Эффективность малой нагрузки и рабочий ток в режиме покоя могут быть наиболее важными для небольших портативных устройств, таких как персональный глюкометр, в то время как эффективность при полной нагрузке и тепловыделение наиболее важны для сетевого оборудования.

Нормы нагрузки

Способность преобразователя оставаться в пределах указанного допуска выходного напряжения независимо от нагрузки называется регулированием нагрузки. Это применимо к DC, но также включает быстрые переходные процессы, такие как те, которые встречаются в высокоскоростных процессорах. Вы должны убедиться, что выходное напряжение остается в пределах спецификации при нагрузке токами от нуля до максимума.Убедитесь, что выходное напряжение не ниже минимального значения, когда нагрузка быстро изменяется с минимума на максимум. Убедитесь, что он не превышает максимальное значение, когда ток нагрузки падает с максимального до минимального. Обратите внимание, что характеристики регулирования линии и нагрузки, указанные в большинстве таблиц электрических характеристик, измерены при постоянном токе, тогда как переходные характеристики обычно показаны на типичных рабочих кривых. Для получения дополнительной информации см. Примечания по применению 752, «Создание быстрых переходных процессов нагрузки» и 3453, «Тестирование источника питания на переходные процессы в линии и нагрузке».«

Строка Положения

Способность источника питания поддерживать регулирование выходного напряжения с изменяющимся входным напряжением называется линейным регулированием. Опять же, его следует проверять как при постоянном токе, так и при быстром переходном процессе переменного тока. Переходный процесс возникает, когда переносной компьютер переключается с источника питания адаптера переменного тока на внутреннюю батарею и обратно. В некоторых системах изменение напряжения может достигать 10 В. Убедитесь, что выходное напряжение остается в пределах спецификации при изменении входного напряжения с минимального на максимальное.Убедитесь, что ступенчатые изменения входного напряжения не вызывают пиков или провалов выходного напряжения, превышающих спецификации выходного напряжения.

Температурная чувствительность

Может быть удобно оценить систему на лабораторном стенде и определить ее готовность к применению, но необходимо проверить еще одно критическое условие: производительность в наихудшем диапазоне рабочих температур. Характеристики по электрическим критериям, указанным выше, следует измерять при самых высоких и самых низких температурах, с которыми система может столкнуться во время работы.Следите за параметрами, которые резко меняются, а также за теми, которые приближаются к верхним или нижним пределам по температуре.

Лучший способ оценить перегрев системы — это использовать климатическую камеру. Камера позволяет проводить эксперименты с компьютерным управлением в широком диапазоне температур и с точностью до 1 ° C или выше. В случаях, когда камера невозможна, вы все равно можете получить представление о характеристиках перегрева с помощью менее сложного оборудования. Обычные тепловые пушки и даже фены полезны для нагрева контура во время тестирования.Чтобы охладить контур намного ниже температуры окружающей среды, опрыскайте его холодным аэрозолем сжатого инертного газа (предлагается во многих технических каталогах). При охлаждении компонентов избегайте конденсации. Если конденсация все же происходит, имейте в виду, что колебания цепи могут быть вызваны влажностью на печатной плате, а не чувствительностью цепи к температуре.

Заключение

Проектирование источников питания постоянного и переменного тока не является ни ракетной наукой, ни общеизвестностью. Список характеристик, которые необходимо учитывать в успешном дизайне, может показаться сложным, но методический подход может привести к созданию рабочей схемы с минимальной итерацией.Применяя принципы, изложенные в этой статье, вы можете устранить большинство типичных ошибок при первом проектировании.

Maxim предлагает комплекты электромобилей для большинства своих преобразователей постоянного тока в постоянный. Бесплатное средство моделирования EE-Sim от Maxim также можно использовать для более надежных схем электропитания, и оно доступно для растущего числа устройств электропитания.

Как сделать схему преобразователя / инвертора с 12 В постоянного тока в 220 В переменного тока?

Инверторы

часто требуются в местах, где невозможно получить питание переменного тока от сети.Схема инвертора используется для преобразования мощности постоянного тока в мощность переменного тока. Инверторы могут быть двух типов: истинные / чистые синусоидальные инверторы и квази или модифицированные инверторы. Эти инверторы истинной / чистой синусоидальной волны дороги, в то время как модифицированные или квазиинверторы недороги.

Эти модифицированные инверторы генерируют прямоугольную волну и не используются для питания чувствительного электронного оборудования. Здесь построена простая инверторная схема, управляемая напряжением, использующая силовые транзисторы в качестве переключающих устройств, которая преобразует сигнал 12 В постоянного тока в однофазный 220 В переменного тока.

Принцип, лежащий в основе этой схемы

Основная идея каждой схемы инвертора состоит в том, чтобы генерировать колебания с использованием заданного постоянного тока и применять эти колебания через первичную обмотку трансформатора путем усиления тока. Это первичное напряжение затем повышается до более высокого напряжения в зависимости от количества витков в первичной и вторичной катушках.

Также получите представление о схеме преобразователя постоянного тока с 12 В в 24 В

Схема инвертора на транзисторах

Преобразователь 12 В постоянного тока в 220 В переменного тока также может быть спроектирован с использованием простых транзисторов.Его можно использовать для питания ламп мощностью до 35 Вт , но его можно использовать для управления более мощными нагрузками, добавив больше полевых МОП-транзисторов.

Инвертор, реализованный в этой схеме, представляет собой преобразователь прямоугольной формы и работает с устройствами, которым не требуется чистый синусоидальный переменный ток.

Принципиальная схема

Необходимые компоненты

• Аккумулятор 12 В
• МОП-транзистор IRF 630-2
• 2N2222 Транзисторы
• 2.2 мкФ конденсаторы-2
• Резистор
• 12В-220В повышающий трансформатор с центральным ответвлением.

Рабочий

Схему можно разделить на три части: генератор, усилитель и трансформатор. Требуется генератор на 50 Гц, так как частота переменного тока составляет 50 Гц.

Это может быть достигнуто путем создания нестабильного мультивибратора, который генерирует прямоугольную волну на частоте 50 Гц. В цепи R1, R2, R3, R4, C1, C2, T2 и T3 образуют генератор.

Каждый транзистор генерирует инвертирующие прямоугольные волны. Значения R1, R2 и C1 (R4, R3 и C2 идентичны) будут определять частоту.Формула для частоты прямоугольной волны, генерируемой нестабильным мультивибратором, равна

.

F = 1 / (1,38 * R2 * C1)

Инвертирующие сигналы генератора усиливаются силовыми МОП-транзисторами T1 и T4. Эти усиленные сигналы подаются на повышающий трансформатор, центральный отвод которого подключен к 12 В постоянного тока.

Выходное видео

Передаточное число трансформатора должно быть 1:19, чтобы преобразовать 12 В в 220 В. Трансформатор объединяет оба инвертирующих сигнала для генерации переменного выходного сигнала прямоугольной формы 220 В.

К при использовании батареи 24 В , нагрузки до 85 Вт могут питаться , но конструкция неэффективна. Чтобы увеличить мощность инвертора, необходимо увеличить количество полевых МОП-транзисторов.

Чтобы разработать инвертор на 100 Вт, прочтите Простой инвертор на 100 Вт

Цепь преобразователя постоянного тока 12 В в переменный ток 220 В с использованием нестабильного мультивибратора В схемах инвертора

могут использоваться тиристоры в качестве переключающих устройств или транзисторы.Обычно для приложений малой и средней мощности используются силовые транзисторы. Причина использования силовых транзисторов заключается в том, что они имеют очень низкий выходной импеданс, позволяющий протекать на выходе максимальному току.

Одно из важных применений транзистора — это переключение. Для этого применения транзистор смещен в области насыщения и отсечки.

Когда транзистор смещен в области насыщения, переходы коллектор-эмиттер и коллектор-база смещены в прямом направлении.Здесь напряжение коллектор-эмиттер минимально, а коллекторный ток максимален.

Еще одним важным аспектом этой схемы является генератор. Важное применение 555 Timer IC — это использование в качестве нестабильного мультивибратора.

Нестабильный мультивибратор генерирует выходной сигнал, который переключается между двумя состояниями и, следовательно, может использоваться в качестве генератора. Частота колебаний определяется номиналами конденсатора и резисторов.

[Также прочтите: Как сделать регулируемый таймер]

Схема подключения

Принципиальная схема преобразователя постоянного тока с 12 В в 220 В — ElectronicsHub.Org

Компоненты цепи

• V1 = 12 В
• R1 = 10 К
• R2 = 150 К
• R3 = 10 Ом
• R4 = 10 Ом
• Q1 = TIP41
• Q2 = TIP42
• D1 = D2 = 1N4007
• C3 = 2200 мкФ
• T1 = повышающий трансформатор 12 В / 220 В

Описание схемотехники

Конструкция осциллятора: В качестве осциллятора можно использовать нестабильный мультивибратор. Здесь сконструирован нестабильный мультивибратор с таймером 555.Как известно, частота колебаний таймера 555 в нестабильном режиме составляет:

f = 1,44 / (R1 + 2 * R2) * C

, где R1 — сопротивление между разрядным выводом и Vcc, R2 — сопротивление между разрядным выводом и пороговым выводом, а C — емкость между пороговым выводом и землей. Также рабочий цикл выходного сигнала определяется как:

D = (R1 + R2) / (R1 + 2 * R2)

Так как наше требование составляет f = 50 Гц, D = 50% и предполагается, что C равно 0.1 мкФ, мы можем рассчитать, что значения R1 и R2 составляют 10 кОм и 140 кОм соответственно. Здесь мы предпочитаем использовать потенциометр 150K для точной настройки выходного сигнала.

Также между выводом управления и землей используется керамический конденсатор емкостью 0,01 мкФ.

Схема коммутации: Наша главная цель — создать сигнал переменного тока напряжением 220 В. Это требует использования мощных транзисторов, чтобы обеспечить прохождение максимального количества тока к нагрузке. По этой причине мы используем силовой транзистор TIP41 с максимальным током коллектора 6 А, где ток базы определяется как ток коллектора, деленный на коэффициент усиления постоянного тока.Это дает ток смещения около 0,4 А * 10, то есть 4 А. Однако, поскольку этот ток больше максимального тока базы транзистора, мы предпочитаем значение меньше максимального тока базы. Предположим, что ток смещения равен 1А. Тогда резистор смещения равен

.

R _b = (V _cc — V _{BE (ON)} ) / I _{смещение}

Для каждого транзистора V _{BE (ON)} составляет около 2 В. Таким образом, R _b для каждого рассчитано на 10 Ом.Поскольку диоды используются для смещения, прямое падение напряжения на диодах должно быть равно прямому падению напряжения на транзисторах. По этой причине используются диоды 1N4007.

Конструкция транзисторов PNP и NPN одинакова. Мы используем силовой транзистор PNP TIP42.

Конструкция выходной нагрузки: Поскольку выходной сигнал схемы переключения является выходом с широтно-импульсной модуляцией, он может содержать гармонические частоты, отличные от основной частоты переменного тока.По этой причине необходимо использовать электролитный конденсатор, чтобы пропускать через него только основную частоту. Здесь мы используем электролитный конденсатор емкостью 2200 мкФ, достаточно большой, чтобы отфильтровать гармоники. Поскольку требуется выходное напряжение 220 В, предпочтительно использовать повышающий трансформатор. Здесь используется повышающий трансформатор 12 В / 220 В.

Работа цепи преобразователя постоянного тока 12В в переменный ток 220В

• Когда это устройство питается от батареи 12 В, таймер 555, подключенный в нестабильном режиме, выдает прямоугольный сигнал с частотой 50 Гц.
• Когда на выходе высокий логический уровень, диод D2 будет проводить, и ток пройдет через диоды D1, R3 на базу транзистора Q1.
• Таким образом, транзистор Q1 будет включен. Когда выход находится на низком логическом уровне, диод D1 будет проводить, и ток будет течь через D1 и R4 к базе Q2, вызывая его включение.
• Это позволяет создавать постоянное напряжение через первичную обмотку трансформатора с чередующимися интервалами. Конденсатор обеспечивает требуемую основную частоту сигнала.
• Этот сигнал 12 В переменного тока на первичной обмотке трансформатора затем повышается до сигнала 220 В переменного тока на вторичной обмотке трансформатора.

Применение схемы преобразователя постоянного тока 12 В в переменный ток 220 В

1. Эту схему можно использовать в автомобилях и других транспортных средствах для зарядки небольших аккумуляторов.
2. Эта схема может использоваться для управления двигателями переменного тока малой мощности
3. Может использоваться в солнечной энергетической системе.

Ограничения

1. Поскольку используется таймер 555, выходной сигнал может незначительно отличаться от требуемого рабочего цикла 50%, т.е.е. Трудно достичь точного сигнала 50% рабочего цикла.
2. Использование транзисторов снижает КПД схемы.
3. Использование переключающих транзисторов может вызвать перекрестные искажения выходного сигнала.