Источник питания своими руками на трансформаторе: Двухполярный лабораторный блок питания своими руками

Трансформаторный блок питания — Delta

Группа продуктов Язык: БългарскиČeskýDanskDeutschEestiΕλληνικάEnglishEspañolFrançaisItalianoLatviešu Lietuvių MagyarNederlandsNorskPolskiPortuguêsPусскийRomânăSlovenskiSlovenskýSuomiSvenska Валюта: 1 AUD — 2.8257 PLN1 BGN — 2.2626 PLN1 CAD — 3.0613 PLN1 CHF — 4.1279 PLN1 CZK — 0.1739 PLN1 DKK — 0.5947 PLN1 EUR — 4.4254 PLN1 GBP — 5.2353 PLN100 HUF — 1.2243 PLN1 NOK — 0.4546 PLN1 PLN — 1.0000 PLN1 SEK — 0.4401 PLN1 USD — 3.8349 PLN Меню Рекомендованная статья дБи — усиление изотропной антенны Бюллетень E-mail

TopТехнический словарьТрансформаторный блок питания В трансформаторных блоках питания, устройством, отвечающим за выдерживание напряжения, является трансформатор. Он являет собой элемент, состоящий из сердечника и, намотанных на него первичной и вторичной обмоток, изготовленных, как правило, с медной проволоки. Сетевое напряжение в нем понижено до требуемого значения с помощью явления электромагнитной индукции или проникновения магнитного поля между первичной и вторичной обмотками. Эти обмотки гальванически изолированы, то есть не имеют между собой электрического соединения. В зависимости от соотношения числа витков первичной обмотки к вторичной, трансформаторы могут как уменьшать, так и повышать напряжение.   Трансформаторные блоки питания подразделяются на нестабилизированные и стабилизированные.   Рис.1. Схема нестабилизированного источника питания   a — трансформатор b — выпрямитель в виде моста Graetza c — конденсатор как выходной фильтр В нерегулируемом источнике питания (рис. 1) находятся: трансформатор (а), выпрямитель в виде моста (b) и конденсатор, как выходной фильтр (c).   Напряжение, в первую очередь, снижено с помощью трансформатора до заданного значения. Далее, через двухполупериодный выпрямитель, состоящий с четырех светодиодов, напряжение выпрямляется. В результате, независимо от направления входного напряжения переменного тока, на выходе уже плывет в том же самом направлении. В результате, полученное напряжение, далеко от идеального напряжения постоянного тока из-за большой пульсации. Устраняется оно с помощью применения конденсатора в качестве фильтра, который сглаживает форму волны напряжения.   Стабилизированный источник питания трансформатора (линейный) структурой не отличается от нестабилизированного, за исключением дополнитеной системы — регулятора напряжения (рис. 2).   Рис.2. Схема стабилизированного источника питания   d — система управления Система управления (d), отмеченная на схеме, отвечает за поддержание выходного напряжения на том же уровне, независимо от нагрузки источника питания и изменения входного напряжения. Кроме того, в зависимости от коэффициента ослабления пульсации, стабилизатор может дополнительно сглаживать осциллограмму напряжения. Тем не менее, эту роль в основном играют конденсаторы. В зависимости от класса источника питания, используются разные стабилизаторы, как правило, в виде интегральных схем.   Рис. 3. Ход напряжения на отдельных блоках линейного источника питания   a — выходное напряжение трансформатора b — напряжение двухполупериодного выпрямления c — напряжение, отфильтрованное от пульсации d — график идеального постоянного напряжения Чем лучше качество источника питания, тем ближе к идеалу выходное напряжение.   В отличие от импульсных, трансформаторные блоки питания характеризуются более низкой эффективностью, то есть отношением выходной мощности до входной мощности (на уровне 40-50%). Это происходит из-за конструкции трансформатора, используемых материалов, а также применения стабилизатора, в котором часть мощности остается безвозвратно утерянной в виде выделенного тепла. Существенным недостатком этих источников питания есть также большой вес и большие габариты по сравнению с соответствующими им параметрами импульсных источников питания. Это также отражается на цене, которая в случае трансформаторных источников питания значительно выше. Другим недостатком является то, что трансформатор на холостом ходу ( то есть без какого-либо подключенного устройства), тоже занимает определенный ток, который может доходить даже 20% от номинального питания постоянного тока.   Преимуществами трансформаторных источников питания прежде всего является высокая устойчивость к перегрузке и перенапряжению. Их простая конструкция делает их гораздо менее ненадежными. И по этой причине они часто используются, например, для питания панели управления. Важным преимуществом является также низкий уровень генерации помех и, поэтому, широко используются для питания различных типов усилителей, например, антенных.   Примером такого устройства является источник питания 12V/100MA/S-TAT, доступный в предложении фирмы Delta (рис.4).   Рис.4. Стабилизированный трансформаторный блок питания 12V/100MA/S-TAT

Нетто: 0.00  EUR Брутто: 0.00  EUR Вес: 0.00  kg Особенно рекомендуем БЛОК ПИТАНИЯ 12V/2A/5.5*P100 Нетто: 445.38 EUR АЛЮМИНИЕВАЯ РЕШЕТЧАТАЯ МАЧТА MK-1.5 Нетто: 159.69 EUR IP-КАМЕРА IPC-HFW2231S-S-0280B 2.1 Mpx — 1080p 2.8 mm DAHUA Нетто: 123. 38 EUR ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ MT-524 Нетто: 32.28 EUR ОПТОВОЛОКОННЫЙ СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ AI-9 Нетто: 1333.21 EUR БЫСТРОЕ СОЕДИНЕНИЕ S-55*P100 Нетто: 15.86 EUR ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 12V/1A/5.5*P100 Нетто: 305.06 EUR AHD, HD-CVI, HD-TVI, PAL-КАМЕРА APTI-H50PV2-28W 2Mpx / 5Mpx 2.8 mm Нетто: 22.70 EUR СКРЫТАЯ КАМЕРА AHD, HD-CVI, HD-TVI, CVBS APTI-H50YK-37 2Mpx / 5Mpx 3.7 mm APTI Нетто: 38.30 EUR

УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ — ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

   Этот проект можно назвать самым масштабным в моей практике, на реализацию этой версии ушло 3 с лишним месяца. Сразу хочу сказать, что на проект потратил достаточно много финансов, к счастью с этим помогли многие люди, в частности хочу поблагодарить нашего уважаемого администратора сайта РАДИОСХЕМЫ за моральную и финансовую помощь. Итак, для начала хочу ознакомить с общей идеей. Она заключалась в создании мощного самодельного автомобильного усилителя (хотя машины пока нет), которая могла бы обеспечить высокое качество звучания и питала бы порядка 10 мощных динамических головок, иными словами — полный ХАЙ-ФАЙ аудиокомплекс для запитки фронта и тыловой акустики. Спустя 3 месяца, комплекс был полностью готов и испытан, должен сказать, что он полностью оправдал все надежды, и не жалко потраченных финансов, нервов и кучи времени. 

   Выходная мощность достаточно высока, поскольку основной усилитель собран по схеме знаменитого ЛАНЗАРА, который обеспечивает максимальную мощность в 390 ватт, но разумеется усилитель работает не на полной мощности. Этот усилитель предназначен для питания сабвуферной головки SONY XPLOD XS-GTX120L, параметры головки показаны ниже.

>>  Номинальная мощность — 300 Вт

>>
 Пиковая мощность — 1000 Вт

>>
 Диапазон частот 30 — 1000 Гц

>>
 Чувствительность — 86 дБ

>>
 Выходное сопротивление — 4 Ом

>>
 Материал диффузора – полипропилен.

   Помимо сабвуферного усилителя, в комплексе стоят также 4 отдельных усилителя, два из которых выполнены на известной микросхеме ТДА7384, в итоге 8 каналов по 40 Ватт предназначены для питания акустики салона. Остальные два усилителя выполнены на микросхеме ТДА2005, использовал именно эти микросхемы по одной причине — дешевые и обладают недурным качеством звучания и выходной мощностью. Суммарная мощность установки (номинальная) 650 ватт, пиковая доходит до 750 ватт, но разогнать на пиковую мощность трудно, поскольку питание не позволяет этого. Для питания сабвуферного усилителя 12 вольт автомобиля конечно маловато, поэтому использован преобразователь напряжения. 

   Преобразователь напряжения — пожалуй самая трудная часть всей конструкции, поэтому рассмотрим его чуть подробнее. Особое затруднение вызывает намотка трансформатора. Ферритовое кольцо у нас почти не встречается в продаже, поэтому было принято решение использовать трансформатор от компьютерного блока питания, но поскольку каркас одного трансформатора явно маловат для намотки, то использовались два идентичных трансформатора. Для начала нужно найти два одинаковых БП ATX, выпаять большие трансформаторы, разобрать их и снять все заводские обмотки. Половинки феррита приклеены друг к другу клеем, поэтому их следует подогреть зажигалкой в течении минуты, затем половинки спокойно вынимаются из каркаса. После снятия всех заводских обмоток, нужно отрезать одну из боковых стенок каркаса, желательно отрезать свободную от контактов стенку. Это делаем с обеими каркасами. На последнем этапе нужно прикрепить каркасы друг к другу так, как это показано на фотографиях. Для этого я использовал обыкновенный скотч и изоленту. Теперь уже нужно приступить к намотке. 

   Первичная обмотка состоит из 10 витков с отводом от середины. Обмотку мотают сразу 6-ю жилами провода 0,8 мм. Сначала по всей длине каркаса мотаем 5 витков, затем изолируем обмотку изоляционной лентой и мотаем остальные 5.

   ВАЖНО! Обмотки должны быть полностью идентичны, иначе трансформатор будет жужжать и издавать странные звуки, а также могут сильно нагреваться полевые ключи одного плеча, т.е основная нагрузка будет лежать на плечо с меньшим сопротивлением обмотки. После окончания мы получаем 4 вывода, провода очищаем от лака, скручиваем в косичку и залуживаем. 

   Теперь мотаем вторичную обмотку. Она мотается по тому же принципу, что и первичная, только содержит 40 витков с отводом от середины. Мотается обмотка сразу 3-я жилами провода 0,6-0,8 мм сначало одно плечо (по всей длине каркаса), затем другое. После намотки первой обмотки ставим поверх изоляцию и мотаем вторую половину идентично первой. В конце провода очищаются от лакового покрытия и покрываются оловом. Последний этап — вставляем половинки сердечника и закрепляем. 

   ВАЖНО! Не допускать зазора между половинками сердечника, это приведет к повышению тока покоя и к ненормальной работе трансформатора и преобразователя в целом. Закрепить половинки можно скотчем, затем фиксировать клеем момент или эпоксидной смолой. Пока трансформатор оставляем в покое и приступаем к сборке схемы. Такой трансформатор способен обеспечить на выходе двухполярное напряжение в 60-65 вольт, номинальная мощность 350 ватт, максимальная — 500 ватт, пиковая — 600-650 ватт.  

   Задающий генератор прямоугольных импульсов выполнен на двухканальном ШИМ контроллере TL494 настроенной на частоту 50 кГц. Выходной сигнал микросхемы усиливается драйвером на маломощных транзисторах, затем поступает на затворы полевых ключей. Транзисторы драйвера можно заменить на ВС557 или на отечественные — КТ3107 и другие аналогичные. Полевые транзисторы использованы серии IRF3205 — это N — канальный силовой транзистор с максимальной мощностью 200 ватт. На каждое плечо использовано 2 таких транзистора. В выпрямительной части блока питания использованы диоды серии КД213, хотя подойдут любые диоды с током 10-20 ампер, которые могут работать на частотах 100кГц и более. Можно использовать диоды Шоттки от компьютерных блоков питания. Для фильтрации ВЧ помех использованы два идентичных дросселя , они намотаны на кольцах из компьютерных БП и содержат 8 витков 3-я жилами провода 0,8мм.

   Основной дроссель стоит по питанию, намотан на кольце от компьютерного БП (самое большое по диаметру кольцо), он намотан 4-мя жилами провода с диаметром 0,8 мм, количество витков — 13. Питание преобразователя подается тогда, когда на вывод ремоут контроля подают стабильный плюс, тогда замыкается реле и преобразователь начинает работу. Реле нужно использовать с током 40 ампер и более. Полевые ключи установлены на небольшие теплоотводы от компьютерного БП, они прикручены к радиаторам через теплопроводящие прокладки. Резистор снаббера — 22 ом должен чуть перегреваться, это вполне нормально, поэтому нужно использовать резистор с мощностью 2 ватт. Теперь вернемся к трансформатору. Нужно фазировать обмотки и запаять его на плату преобразователя. Фазируем сначала первичную обмотку. Для этого нужно начало первой половины обмотки (плеча) припаять к концу второй или наоборот — конец первой к началу второго. 

   При неправильной фазировке преобразователь либо вообще не заработает, либо слетят полевики, поэтому желательно при намотке отметит начало и конец половинок. Вторичная обмотка фазируется точно по этому же принципу. Печатная плата — в архиве.

   Готовый преобразователь должен работать без свистов и шумов, на холостом ходу теплоотводы транзисторов могут незначительно перегреваться, ток покоя не должен превышать 200 мА. После завершения ПН можете считать, что основная работа выполнена. Уже можно приступить к сборке схемы ЛАНЗАРА, но об этом в следующей статье. Автор: АКА.

   Форум по самодельным УНЧ

   Форум по обсуждению материала УСИЛИТЕЛЬ СВОИМИ РУКАМИ — ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Самодельный лабораторный блок питания

Изготовление самодельного лабораторного блока питания из подручных доступных компонентов.

---

Для настройки самодельной электроники и не только самодельной, требуется источник питания. Для каждого устройства требуется свое напряжения питания. У каждого мастера должен быть универсальный блок питания, идеальный вариант это лабораторный блок питания. У меня есть только регулируемый блок питания. На нем нет возможности установить ограничение тока. Выход есть, соберу свой ЛБП.

Комплектующие

Лежал у меня алюминиевый корпус. Насколько я помню, корпус от регулятора паяльника времен СССР. Он крепкий и легкий.

Трансформатор от старого телевизора, может еще от чего. Я сделал отвод от 22-х вольт. Обмотки были рассчитаны на 27 вольт, мне показалось много. Намотал отдельную обмотку для питания Вольт-Ампер метра. Напряжение порядка 7-8 вольт. Сетевая обмотка соответственно 220 вольт.

Диодный мост самодельный. Состоит из диодов Д242. Диоды установлены на радиаторы.

После моста установлю электролитический конденсатор. Емкость и рабочее напряжение видны на фото.

Вольт-Ампер метр из Китая. Точность довольно хорошая. На крайний случай есть подстроечные резисторы, которыми можно подкорректировать значения.

Регулировать напряжение, и ток буду при помощи китайского модуля. Главное, не превышать входящее напряжение выше 30 вольт. На модуле установлен маломощный стабилизатор с максимальным входным напряжением 30 вольт.

Выходные клеммы советские. Одну пометил красным лаком, будет плюсовой.

Передняя панель отсутствует. Сделаю из композитного пластика.

Сборка

Собирать буду по простой схеме. В первичной цепи трансформатора установил выключатель и предохранитель. С вторички напряжение поступает на диодный мост и электролитический конденсатор. С них напряжение поступает на понижающий модуль. С модуля, через Вольт-Ампер метр поступает на выходные клеммы. Подстроечные резисторы выпаиваем и на проводах выносим за пределы платы, но устанавливаем регулируемые. Нижняя часть схемы, с линейным стабилизатором, служит для питания Вольт-Ампер метра.

Схема регулируемого блока питания

Расставляю силовые элементы на нижней части корпуса. Конденсатор установил между трансформатором и диодным мостом.

Соединяем трансформатор, диодный мост и понижающий модуль. Витые провода пойдут на регулировочные резисторы.

Так получилась часть для питания приборчика. Диодный мостик, электролитический конденсатор и стабилизатор на 5 вольт.

На задней панели вырезаю отверстие под сетевой разъем. Такой разъем можно снять со старого компьютерного блока питания.

На заготовке из композитного пластика, вырезаю все необходимые отверстия. Сетевой выключатель клавишный, до последнего момента не знал что установить. Разметку производил по защитной пленке, ее при установке сниму.

Распаиваю резисторы. Подключаю выключатель. Распаял провода на Вольт-Ампер метр. В разрыве предохранитель, на задней панели.

Устанавливаем все элементы передней панели на свои места. Защитная пленка снята.

Ручки на резисторы нашел разных цветов. Верхнюю крышку покрасил. Можно испытать. Диапазон регулировки получился от 1 до 27 вольт. Ток на короткое замыкание получился около 9 ампер.

Такой ЛБП получился. Для всех моих потребностей более чем достаточно.

Видео по сборке

мастер-класс как сделать простое устройство своими руками

Для питания различных схем нужны разные блоки питания с разными напряжениями и токами, для таких целей в мастерской необходим регулируемый блок питания, то есть лабораторный блок питания.

Цены на такие устройства довольно внушительны и поэтому придется собирать лабораторный блок питания своими руками. Из того что у меня есть в закромах получится неплохой прибор с выходом до 18В и током до 2.5А, для индикации подойдет только что пришедший с Китая цифровой вольтметр, но обо всем по порядку.

Во первых максимальные выходные параметры были выбраны в связи с имеющимся свободным трансформатором от стерео колонок 2*17В 2А. обмотки подключены параллельно. После диодного моста с конденсаторами напряжение подрастет примерно до 24В. Надо учитывать, что напряжение должно быть с запасом. Падение на транзисторах несколько вольт плюс под нагрузкой еще просядет на несколько вольт, чистыми останется 19В поэтому 18В это стабильный максимум, что можно выжать. Нагрузка в 2,5А выбрана так, что бы сильно не нагружать обмотки трансформатора, в таком режиме трансформатор будет себя лучше чувствовать, потому что нагружен будет на 70-80%. Чем питать разобрался, теперь что что питать

Теперь пора выбрать схему для лабораторного блока питания. Схема была выбрана, собрана и опробована, это простой и доступный лабораторный блок питания (ПИДБП) V14.Схема была взята с форума Паяльника и немного переделана под свои выходные напряжения и токи

На DA1.3 собран индикатор перегрузки по току. Когда идет ограничение по току, этот индикатор указывает об этом
Для измерения тока нагрузки на DA1.4 собран усилитель напряжения пересчитанный на усиление в 5 раз. Когда нагрузка максимальна на резисторе R20 падение 0,5В, это напряжение усиливается и на выходе ОУ напряжение, равное по значению току потребления.

Ну и на первых двух компараторах собрано сердце схемы. Это стабилизатор тока управляющий стабилизатором напряжения. Я собирал нечто похожее, только в схеме управление током и напряжением было независимо. Подробно описывать как работает последовательное включение стабилизаторов не буду, можете почитать о параллельном в статье , принцип работы схож.

В схеме были пересчитаны R12R14 для выходного напряжения в 18В, а R11 для регулировки напряжения был заменен на 5к. R20 пересчитан на ток 2,5А, при максимальном токе на R20 должно быть падение 0,5В. R20 рассчитывается по простой формуле из закона Ома R20=0.5(В)\Iмакс(А)

Что бы схемку сделать немного практичней добавил схемку защиты от короткого замыкания и переполюсовки. Эта схема хорошо себя зарекомендовала и леплю её куда попало))
Короче определился, что где буду использовать. Собрал все компоненты в кучу, развел печатную плату и все распаял

Как видно выходные транзисторы использовал в параллельном включении. Общая рассеиваемая мощность 120Вт, максимальный ток 20А напряжение пробоя 60В. Оба транзисторы выведены проводами на общий радиатор за пределы корпуса. Кстати корпус использовал от старой пластиковой музыкальной колонки

Печатная плата готова, корпус есть. транзисторы на радиаторе. Пришло время окончательно определиться какие задачи будут выполняться лабораторным блоком питания и развести переднюю панель. Панель буду рисовать в SPL6.

На панеле размещу вольтметр, регулятор напряжения и тока.
Переключатель измерение вольт и ампер.
Два индикатора перегрузка и защита от КЗ
Переключатель между выходом с диодного моста и выходом ЛБП
Переключатель между ЛБП и зарядным. Минусовой выход либо с ЛБП либо с защиты от переполюсовки и кз
Теперь зная что где будет, можно сложить общую схему лабораторного блока питания и раскидывать косы проводов от платы к передней панеле. Вот что вышло

Думаю пора собирать все в корпус

Вот фото платы собранной окончательно

А вот так все выглядит в корпусе.

После сборки всего в корпус можно попробовать включить лабораторный питальник в розетку. На выходе 18,5В

Первое включение лабораторного блока питания под нагрузкой 50% в качестве нагрузки двигатель от шуруповерта 12В. Кстати по индикатору перегрузка видно, что блок питания в режиме ограничения тока. На индикаторе ток потребления 1,28А

Вот такой лабораторный блок питания у меня получился

В качестве индикатора использовал вольтметр из Китая, предварительно его переделав. Вольтметр указывал тоже напряжения от которого питался, я решил разделить эти каналы, что бы была возможность измерять от 0В до 20В. Я убрал резистор соединяющий контакты питания и измерения напряжения, он помечен красным на фото. Запитал индикатор от опорного напряжения схемы 12В

Такой вольтметр можно заказать на AliExpress. вот ссылка

Если нужны результаты испытаний этого блока, пожалуйста напишите в комментариях.

С ув. Эдуард

Поддержите новые проекты монеткой, пролистайте страницу чуть ниже, будьте любезны.

Для настройки, ремонта автоэлектронных и радиотехнических устройств или зарядки аккумуляторных батарей необходимо иметь хороший источник питания.

Использование современной схемотехники и элементной базы позволяют сделать в домашних условиях источник питания, по основным техническим характеристикам не уступающий лучшим промышленным образцам.

Основные требования, которым должен удовлетворять такой источник питания:

• регулировка напряжения в диапазоне 0 — 25 В;
• способность обеспечить ток в нагрузке до 7 А при минимальных пульсациях;
• регулировка срабатывания токовой защиты. Кроме того, срабатывание защиты по току должно быть достаточно быстрым, чтобы исключить повреждение самого источника в случае короткого замыкания на выходе.

Возможность плавно регулировать в источнике питания ограничения тока позволяет при настройке внешних устройств исключить их повреждение. Всем этим требованиям удовлетворяет предлагаемая схема универсального источника питания. Кроме того, данный блок питания позволяет использовать его в качестве источника стабильного тока.

Основные технические характеристики источника питания:

• плавная регулировка напряжения в диапазоне от 0 до 25 В;
• напряжение пульсаций, не более 1 мВ;
• плавная регулировка тока ограничения (защиты) от 0 до 7 А;
• коэффициент нестабильности по напряжению не хуже 0,001 %/В;
• коэффициент нестабильности по току не хуже 0,01 %/В;
• КПД источника не хуже 0,6.

Принципиальная схема

Электрическая схема источника питания, состоит из схемы управления, трансформатора (Т1), выпрямителя (VD4 ч- VD7), силовых регулирующих транзисторов VT3, VT4 и блока коммутации обмоток трансформатора.

Схема управления собрана на двух универсальных операционных усилителях (ОУ), расположенных в одном корпусе, и питается от отдельного трансформатора Т2. Это обеспечивает регулировку выходного напряжения от нуля, а также более стабильную работу всего устройства.

Для облегчения теплового режима работы силовых регулирующих транзисторов применен трансформатор с секционной вторичной обмоткой. Отводы автоматически переключаются в зависимости от уровня выходного напряжения при помощи реле К1, К2. Что позволяет, несмотря на большой ток в нагрузке, применить теплоотвод для VT3 и VT4 сравнительно небольших размеров, а также повысить КПД стабилизатора.

Блок коммутации предназначен для того, чтобы при помощи всего двух реле обеспечить переключение четырех отводов трансформатора, выполняет их включение в следующей последовательности: при превышении выходного напряжения уровня 6,2 В — включается К2; при превышения уровня 15,3 В включается К1(в этом случае с обмоток трансформатора поступает максимальное напряжение).

Указанные пороги задаются используемыми стабилитронами (VD10, VD12). Отключение реле при снижении напряжения выполняется в обратной последовательности, но с гистерезисом примерно 0,3 В, т. е. когда напряжение снизится на это значение ниже чем при включении, что исключает дребезг при переключении обмоток.

Схема управления состоит из стабилизатора напряжения и стабилизатора тока. При необходимости устройство может работать в любом из этих режимов. Режим зависит от сопротивления регуляторов «I» (R21,R22). Стабилизатор напряжения собран на элементах DA3, VT5, VT6.

Рис. 1. Принципиальная схема лабораторного источника питания с регулировкой тока ограничения.

Работает схема стабилизатора следующим образом. Нужное выходное напряжение устанавливается резисторами «грубо» (R9) и «точно» (R10). В режиме стабилизации напряжения сигнал обратной связи по напряжению (-Uoc) с выхода (Х2) через делитель из резисторов R9, RIO, R11 поступает на неинвертирующий вход 2 операционного усилителя DA3.

На этот же вход через резисторы R3, R5, R7 подается опорное напряжение +9 вольт. В момент включения схемы на выходе 12 DA3.1 будет увеличиваться положительное напряжение (оно через транзистор VT5 приходит на управление VT4) до тех пор, пока напряжение на выходных клеммах X1 и Х2 не достигнет установленного резисторами R9, R10 уровня.

За счет отрицательной обратной связи по напряжению, поступающей с выхода Х2 на вход 2 усилителя DA3.1, выполняется стабилизация выходного напряжения источника питания. При этом выходное напряжение будет определяться соотношением:

где Uoп = + 9 В.

Соответственно изменяя сопротивление резисторов R9 «грубо» и R10 «точно», можно менять выходное напряжение (Uвых) от 0 до 25 В. Когда к выходу источника питания подключена нагрузка, в его выходной цепи начинает протекать ток, создающий положительное падение напряжения на резисторе R23 (относительно общего провода схемы).

Это напряжение поступает через резистор R21, R22 в точку соединения R8, R12. Со стабилитрона VD9 через R6, R8 подается опорное отрицательное напряжение — 9 вольт.

Операционный усилитель DA3.2 усиливает разность между ними. Пока разность отрицательная (т. е. выходной ток меньше установленной резисторами R23, R24 величины), на выходе 10 DA3.2 действует + 15 В. Транзистор VT6 будет закрыт и эта часть схемы не оказывает влияния на работу стабилизатора напряжения.

При увеличении тока нагрузки до величины, при которой на входе 7 DA3.2 появится положительное напряжение, на выходе 10 DA3.2 будет отрицательное напряжение и транзистор VT6 приоткроется. В цепи R16, R17, HL1 будет протекать ток, который уменьшит открывающее напряжение на базе регулирующего силового транзистора VT4.

Свечение красного светодиода (HL1) сигнализирует о переходе схемы в режим ограничения тока. В этом случае выходное напряжение источника питания снизится до такой величины, при которой выходной ток будет иметь значение, достаточное для того, чтобы напряжение обратной связи по току (Uoc), снимаемое с резистора R10, и опорное в точке соединения R8, R12, R22 взаимно компенсировались, т. е. появился нулевой потенциал.

В результате выходной ток источника окажется ограниченным на уровне, задаваемым положением движка резисторов R21, R22. При этом ток в выходной цепи будет определяться соотношением:

где Uoп = — 9 В.

Диоды (VD11) на входах операционных усилителей обеспечивают защиту микросхемы от повреждения в случае включения её без обратной связи или при повреждении силового транзистора. В рабочем режиме напряжение на входах ОУ близко к нулю и диоды не оказывают влияния на работу устройства.

Конденсатор С8 ограничивает полосу усиливаемых частот ОУ, что предотвращает самовозбуждение и повышает устойчивость работы схемы.

Настройка

При безошибочном монтаже в схеме узла управления потребуется настроить только максимум диапазона регулировки выходного напряжения 0: 25 В резисторомR7 и максимальный ток защиты 7 А — резистором R8.

Блок коммутации в настройке не нуждается. Необходимо только проверить пороги переключения реле К1, К2 и соответствующее увеличение напряжения на конденсаторе С3. 2.

Два силовых транзистора устанавливается параллельно для обеспечения надёжной работы устройства в случае короткого замыкания на выходных клеммах.

В наихудшем случае силовые транзисторы кратковременно должны выдерживать перегрузку по мощности Р = Ubx*I = 25×7= 175 Вт. А один транзистор КТ827А может рассеивать мощность не более 125 Вт. Диоды VD4 — VD7 надо установить на небольшой радиатор.

Реле К1, К2 применены типоразмера R-15 (польского производства) с обмоткой на рабочее напряжение 24 В (сопротивление обмотки 430 Ом) — они за счет бескорпусного исполнения имеют малые габариты и достаточно мощные переключающие контакты. Можно использовать и отечественные реле типа РЭН29 (0001), РЭН32 (0201).

Переключающие напряжение с трансформатора Т1 реле К1 и К2 инерционны и не обеспечивают мгновенное снижение напряжения, приходящего со вторичной обмотки Т1, но они уменьшат тепловую рассеиваемую мощность на силовых транзисторах при длительной работе источника.

Микроамперметр РА1 малогабаритный типа М42303 или аналогичный с внутренним шунтом на ток до 10 А. Для удобства эксплуатации источника питания схему можно дополнить вольтметром, показывающим выходное напряжение.

В качестве сетевого трансформатора Т1 используется промышленный трансформатор типа ТППЗ19-127/220-50. Т2 — типа ТПП259-127/220-50. Трансформатор можно изготовить и самостоятельно на основе промышленного трансформатора мощностью 200 Вт, намотав все обмотки (Т1 и Т2) на одном трансформаторе.

СОБИРАЕМ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 0-30V / 0-3A.

Многим радиолюбителям знакома эта схема лабораторного источника питания, она обсуждаема на многих радиолюбительских форумах и пользуется спросом не только в России, но и за рубежом. Но не смотря на ее популярность и положительные отзывы мы не смогли найти готовую печатную плату в LAY формате, может плохо искали а может не достаточно приложили усилий к поиску, поэтому решили устранить этот пробел. Для начала напомним, что данный блок питания имеет регулировку выходного напряжения диапазон которого 0…30 Вольт, вторым регулятором можно задать порог ограничения выходного тока, диапазон регулировки 2mA. ..3A, это обеспечивает не только защиту самого блока питания от КЗ на выходе и перегрузки, но и того устройства которое вы налаживаете. Данный источник обладает малыми пульсациями выходного напряжения, они не превышают 0,01%. Принципиальная схема лабораторного БП приведена ниже:

Решив не изобретать печатную плату с нуля, мы воспользовались изображением платы, которую уже не раз повторяли многие радиолюбители, вид исходников такой:

После преобразования данных картинок в LAY формат вид платs стал следующий:

Фото-вид LAY6 формата и вид расположения элементов:

Список элементов для повторения схемы лабораторного блока питания:

Резисторы (у которых мощность не указана – все на 0,25 Ватта):

R1 – 2k2 1W – 1 шт.
R2 – 82R – 1 шт.
R3 – 220R – 1 шт.
R4 – 4k7 — 1 шт.
R5, R6, R13, R20, R21 – 10k – 5 шт.
R7 – 0R47 5W – 1 шт. (уменьшение номинала до 0R25 увеличит диапазон регулировки до 7…8 Ампер)
R8, R11 – 27k – 2 шт.
R9, R19 – 2k2 – 2 шт.
R10 – 270k – 1 шт.
R12, R18 – 56k – 2 шт.
R14 – 1k5 – 1 шт.
R15, R16 – 1k – 1 шт.
R17 – 33R – 1 шт.
R22 – 3k9 – 1 шт.

Переменные/подстроечные резисторы:

RV1 – 100k – подстроечный резистор – 1 шт.
P1, P2 – 10k (с линейной характеристикой) – 2 шт.

Конденсаторы:

C1 – 3300…1000mF/50V (электролит) – 1 шт.
C2, C3 – 47mF/50V (электролит) – 2 шт.
C4 – 100n (полиэстер) – 1 шт.
C5 – 200n (полиэстер) – 1 шт.
C6 – 100pF (керамика) – 1 шт.
C7 – 10mF/50V (электролит) – 1 шт. (Лучше заменить на 1000mF/50V)
C8 – 330pF (керамика) – 1 шт.
C9 – 100pF (керамика) – 1 шт.

Диоды/стабилитроны:

D1, D2, D3, D4 – 1N5402 (1N5403, 1N5404) – 4 шт. (Или подкорректировать плату LAY6 под установку диодной сборки)
D5, D6, D9, D10 – 1N4148 – 4 шт.
D7, D8 – Zener 5V6 (стабилитрон на напряжение 5,6 Вольта) – 2 шт.
D11 – 1N4001 – 1 шт.
D12 – LED – светодиод – 1 шт.

Микросхемы:

U1, U2, U3 – TL081 – 3 шт.

Транзисторы:

Q1 – NPN BC548 (BC547) – 1 шт.
Q2 – NPN 2N2219 (BD139, отечественный КТ961А) – 1 шт. (При замене на BD139 не перепутайте цоколевку, при установке его на плату ноги перекрещиваются)
Q3 – PNP BC557 (BC327) – 1 шт.
Q4 – NPN 2N3055 – 1 шт. (А лучше применить отечественный КТ827, причем установить его на внушительный радиатор)

Напряжение вторичной обмотки трансформатора 25 Вольт, ток вторички и мощность транса выбирайте в зависимости от того, каие параметры хотите иметь на выходе. Для расчета трансформатора можно воспользоваться программой из статьи:

В поисках информации по данной схеме мы все-таки нашли один вариант печатной платы в LAY формате на одном из форумов, ее разработал DRED. Отличительной особенностью этого варианта является то, что она изначально заточена на применение транзистора BD139, поэтому перекручивать ноги у этого элемента при установке не нужно. Вид платы LAY6 формата следующий:

Фото-вид платы DRED-варианта:

Плата односторонняя, размер 75 х 105 мм.

Но на этом наша статья не заканчивается. На одном из буржуйских сайтов мы нашли еще один вариант печатной платы данного блока питания. Дорожки немного тоньше, расположение элементов чуток компактнее и потенциометры регулировки тока стабилизации и напряжения располагаются непосредственно на печатке. Используя исходные изображения мы сваяли лейку, прада внесли некоторые незначительные изменения. LAY6 формат платы БП выглядит так:

Фото-вид и расположение элементов:

Плата односторонняя, размер 78 х 96 мм, схема та же, номиналы элементов те же. Ну и напоследок пара снимков собранных лабораторных блоков питания по данной схеме:

Плата в сборе по второму варианту печатной платы:

Не экономьте на размере радиатора, выходник греется, дополнительный обдув лишним не будет.
Блок питания 100% повторяем, и надеемся что полученной информации будет достаточно для его изготовления. Все материалы в архиве, размер – 1,85 Mb.

Для настройки или ремонта радиотехнических устройств необходимо иметь несколько источников питания. У многих дома уже есть такие устройства, но, как правило, они имеют ограниченные эксплуатационные возможности (допустимый ток нагрузки до 1 А, а если и предусмотрена токовая защита, то она инерционна или без возможности регулировать — триггерная). В общем такие источники по своим техническим характеристикам не могут конкурировать с промышленными блоками питания. Приобретать же универсальный лабораторный промышленный источник довольно дорого.

Использование современной схемотехники и элементной базы позволяют сделать в домашних условиях источник питания, по основным техническим характеристикам не уступающий лучшим промышленным образцам. При этом он может быть простым в изготовлении и настройке.

Основные требования, которым должен удовлетворять такой источник питания: регулировка напряжения в диапазоне 0…30 В; способность обеспечить ток в нагрузке до 3 А при минимальных пульсациях; регулировка срабатывания токовой защиты. Кроме того, срабатывание защиты по току должно быть достаточно быстрым, чтобы исключить повреждение самого источника в случае короткого замыкания на выходе.

Возможность плавно регулировать в источнике питания ограничения тока позволяет при настройке внешних устройств исключить их повреждение.

Всем этим требованиям удовлетворяет предлагаемая ниже схема универсального источника питания. Кроме того, данный блок питания позволяет использовать его в качестве источника стабильного тока (до 3 А).

Основные технические характеристики источника питания:

плавная регулировка напряжения в диапазоне от 0 до 30 В;

напряжение пульсации при токе 3 А не более 1 мВ;

плавная регулировка тока ограничения (защиты) от 0 до 3 А;

коэффициент нестабильности по напряжению не хуже 0,001%/В;

коэффициент нестабильности по току не хуже 0,01%/В;

КПД источника не хуже 0,6.

Электрическая схема источника питания, рис. 4.10, состоит из схемы управления (узел А1), трансформатора (Т1), выпрямителя (VD5. ..VD8), силового регулирующего транзистора VT3 и блока коммутации обмоток трансформатора (А2).

Схема управления (А1) собрана на двух универсальных операционных усилителях (ОУ), расположенных в одном корпусе, и питается от отдельной обмотки трансформатора. Это обеспечивает регулировку выходного напряжения от нуля, а также более стабильную работу всего устройства. А для облегчения теплового режима работы силового регулирующего транзистора применен трансформатор с секционированной вторичной обмоткой. Отводы автоматически переключаются в

зависимости от уровня выходного напряжения при помощи реле К1, К2. Что позволяет, несмотря на большой ток в нагрузке, применить теплоотвод для VT3 небольших размеров, а также повысить КПД стабилизатора.

Блок коммутации (А2), чтобы при помощи всего двух реле обеспечить переключение четырех отводов трансформатора, выполняет их включение в следующей последовательности: при превышении выходного напряжения уровня 7,5 В — включается К1; при превышения уровня 15 В включается К2; при превышении 22 В-отключается К1 (в этом случае с обмоток трансформатора поступает максимальное напряжение). Указанные пороги задаются используемыми стабилитронами (VD11…VD13). Отключение реле при снижении напряжения выполняется в обратной последовательности, но с гистерезисом примерно 0,3 В, т.е. когда напряжение снизится на это значение ниже чем при включении, что исключает дребезг при переключении обмоток.

Схема управления (А1) состоит из стабилизатора напряжения и стабилизатора тока. При необходимости устройство может работать в любом из этих режимов. Режим зависит от положения регулятора «I» (R18).

Стабилизатор напряжения собран на элементах DA1.1-VT2-VT3. Работает схема стабилизатора следующим образом. Нужное выходное напряжение устанавливается резисторами «грубо» (R16) и «точно» (R17). В режиме стабилизации напряжения сигнал обратной связи по напряжению (-Uoc) с выхода (Х2) через делитель из резисторов R16-R17-R7 поступает на неинвертирующий вход операционного усилителя DA1/2. На этот же вход через резисторы R3-R5-R7 подается опорное напряжение +9 В. В момент включения схемы на выходе DA1/12 будет увеличиваться положительное напряжение (оно через транзистор VT2 приходит на управление VT3) до тех пор, пока напряжение на выходных клеммах Х1-Х2 не достигнет установленного резисторами R16-R17 уровня. За счет отрицательной обратной связи по напряжению, поступающей с выхода Х2 на вход усилителя DA1/2, выполняется стабилизация выходного напряжения источника питания.

Добрый день. Разрешите представить Вашему вниманию простой и надёжный лабораторный блок питания. Собрал его лет 10 назад, поэтому не помню, в каком именно журнале нашёл его схему. Она отличается простотой, надёжностью, а главное, позволяет регулировать выходное напряжение в широчайших пределах: до 40 вольт! Согласитесь, как часто не хватает именно такого повышенного напряжения, для экспериментов и опытов с РЭА. И удивительно, что многие промышленные лабораторные блоки питания лишены возможности выдавать более 20В — это значительно ограничивает область их применения.

Принципиальная схема ЛБП состоит из трансформатора (Т1), диодного моста (VD1-VD4), параметрического стабилизатора напряжения на элементах (VD6, VD8, HL1, R1, R2, R3), ограничителя протекающего тока (VT3, R7, R8, R9) с возможностью защиты от короткого замыкания (L1, VD7, R6) т. к. дроссель задерживает мгновенно нарастающий ток при КЗ на время необходимое для начала работы ограничителя тока.

Транзистор VT1 является разобщителем узлов параметрического стабилизатора напряжения и ограничителя тока, VT2 усиливает выходной ток этих узлов до величины необходимой для управлением VT4. Трансформатор применил с вторичной обмоткой на 28 вольт 1,5 ампера.

Диодный мост применил КВРС5010, в качестве VT4 — транзистор КТ808АМ. Вместо резистора R8 поставил сборку из восьми резисторов (внизу схемы нарисовал как они у меня соединены), которые обмотал синей изолентой и приклеил сверху вольтмера.

Резисторы R14 и R15 применил сопротивлением 470 ом. Дроссель L1 без сердечника содержит 150 витков, в качестве оправки использовал свой мизинец, мотал витки «внавал», после намотки аккуратно снял с мизинца и залил термоклеем.

Настройка ЛБП

Настройка почти не требуется, достаточно подобрать только сопративление резистора R8 для ограничения максимального тока на нужном уровне. У меня ток ограничивается на уровне 350 миллиампер, что вполне достаточно для питания большинства самоделок.

Данным блоком питания несколько раз заряжал литиевые аккумуляторы от сотовых телефонов, знаете, очень удобно, накрутил выходное напряжение на 10 вольт, подключил аккумулятор и как напряжение на вольтметре поднялось до примерно 4,2 вольта — аккумулятор зарядился. Но процесс желательно контролировать, так как LI-Ion АКБ взрывоопасны, при перезаряде. Небольшое видео, показывающее его работу смотрите ниже:

Какой бп взять для самодельного усилителя. Усилитель своими руками

Импульсный блок питания, обеспечивающий двухполярное напряжение +/-50В мощностью до 300 Вт, предназначен для применения , либо лабораторных БП повышенной мощности (). Эта относительно простая схема импульсного БП собрана в основном из радиоэлементов взятых из старых блоков питания AT/ATX.

Принципиальная схема преобразователя 220/2х50В

Схема самодельного импульсного БП для УМЗЧ

Трансформатор инвертора был намотан на ферритовом сердечнике ETD39. Моточные данные практически не отличаются, только выходные обмотки немного домотаны под увеличение вольтажа. Транзисторы ключевые — мощные IRFP450. Драйвер — популярная микросхема TL494. Питание осуществляется через специальный стабилизатор. В нём резистор пусковой с выпрямленным напряжением сети заряжает конденсатор питания, на котором, когда напряжение достигнет порога, включится стабилизатор, запустив драйвер. Он будет питаться только в моменты накопления энергии на конденсаторе, а после запуска преобразователя, питание драйвера возьмет на себя дополнительная обмотка трансформатора. Принцип работы такого варианта запуска известен давно и используется в популярной м/с UC384x.

Печатная плата

Силовой каскад

Еще одна особенность схемопостроения БП — управление полевыми транзисторами. Тут нижний по схеме IRFP450 управляется прямо с выхода драйвера, а верхний с помощью небольшого трансформатора.

Кроме того, система была оснащена защитой по току, отслеживая ток нижнего полевика, используя его сопротивление Rdson .

Результаты испытания БП

Готовый блок питания — плата с деталями

На практике, удалось получить около 100-150 выходной мощности на 4 омных АС. Напряжение +/-50В выставляется резистором P1 10к. Конечно оно может принимать любые значения, в зависимости от применяемой схемы УНЧ. В настоящее время система работает в составе .

Изготовление хорошего источника питания для усилителя мощности (УНЧ) или другого электронного устройства — это очень ответственная задача. От того, каким будет источник питания зависит качество и стабильность работы всего устройства.

В этой публикации расскажу о изготовлении не сложного трансформаторного блока питания для моего самодельного усилителя мощности низкой частоты «Phoenix P-400».

Такой, не сложный блок питания можно использовать для питания различных схем усилителей мощности низкой частоты.

Предисловие

Для будущего блока питания (БП) к усилителю у меня уже был в наличии тороидальный сердечник с намотанной первичной обмоткой на ~220В, поэтому задача выбора «импульсный БП или на основе сетевого трансформатора» не стояла.

У импульсных источников питания небольшие габариты и вес, большая мощность на выходе и высокий КПД. Источник питания на основе сетевого трансформатора — имеет большой вес, прост в изготовлении и наладке, а также не приходится иметь дело с опасными напряжениями при наладке схемы, что особенно важно для таких начинающих как я.

Тороидальный трансформатор

Тороидальные трансформаторы, в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин, имеют несколько преимуществ:

• меньший объем и вес;
• более высокий КПД;
• лучшее охлаждение для обмоток.

Первичная обмотка уже содержала примерно 800 витков проводом ПЭЛШО 0,8мм, она была залита парафином и заизолирована слоем тонкой ленты из фторопласта.

Измерив приблизительные размеры железа трансформатора можно выполнить расчет его габаритной мощности, таким образом можно прикинуть подходит ли сердечник для получения нужной мощности или нет.

Рис. 1. Размеры железного сердечника для тороидального трансформатора.

• Габаритная мощность (Вт) = Площадь окна (см 2) * Площадь сечения (см 2)
• Площадь окна = 3,14 * (d/2) 2
• Площадь сечения = h * ((D-d)/2)

Для примера, выполним расчет трансформатора с размерами железа: D=14см, d=5см, h=5см.

• Площадь окна = 3,14 * (5см/2) * (5см/2) = 19,625 см 2
• Площадь сечения = 5см * ((14см-5см)/2) = 22,5 см 2
• Габаритная мощность = 19,625 * 22,5 = 441 Вт.

Габаритная мощность используемого мною трансформатора оказалась явно меньшей чем я ожидал — где-то 250 Ватт.

Подбор напряжений для вторичных обмоток

Зная необходимое напряжение на выходе выпрямителя после электролитических конденсаторов, можно приблизительно рассчитать необходимое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора.

Числовое значение постоянного напряжения после диодного моста и сглаживающих конденсаторов возрастет примерно в 1,3. .1,4 раза, по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

В моем случае, для питания УМЗЧ нужно двуполярное постоянное напряжение — по 35 Вольт на каждом плече. Соответственно, на каждой вторичной обмотке должно присутствовать переменное напряжение: 35 Вольт / 1,4 = ~25 Вольт.

По такому же принципу я выполнил приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Расчет количества витков и намотка

Для питания остальных электронных блоков усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток. Для намотки катушек медным эмалированным проводом был изготовлен деревянный челнок. Также его можно изготовить из стеклотекстолита или пластмассы.

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Намотка выполнялась медным эмалированным проводом, который был в наличии:

• для 4х обмоток питания УМЗЧ — провод диаметром 1,5 мм;
• для остальных обмоток — 0,6 мм.

Число витков для вторичных обмоток я подбирал экспериментальным способом, поскольку мне не было известно точное количество витков первичной обмотки.

Суть метода:

1. Выполняем намотку 20 витков любого провода;
2. Подключаем к сети ~220В первичную обмотку трансформатора и измеряем напряжение на намотанных 20-ти витках;
3. Делим нужное напряжение на полученное из 20-ти витков — узнаем сколько раз по 20 витков нужно для намотки.

Например: нам нужно 25В, а из 20-ти витков получилось 5В, 25В/5В=5 — нужно 5 раз намотать по 20 витков, то есть 100 витков.

Расчет длины необходимого провода был выполнен так: намотал 20 витков провода, сделал на нем метку маркером, отмотал и измерил его длину. Разделил нужное количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20-ти витков провода — получил приблизительно необходимую длину провода для намотки. Добавив 1-2 метра запаса к общей длине можно наматывать провод на челнок и смело отрезать.

Например: нужно 100 витков провода, длина 20-ти намотанных витков получилась 1,3 метра, узнаем сколько раз по 1,3 метра нужно намотать для получения 100 витков — 100/20=5, узнаем общую длину провода (5 кусков по 1,3м) — 1,3*5=6,5м. Добавляем для запаса 1,5м и получаем длину — 8м.

Для каждой последующей обмотки измерение стоит повторить, поскольку с каждой новой обмоткой необходимая на один виток длина провода будет увеличиваться.

Для намотки каждой пары обмоток по 25 Вольт на челнок были параллельно уложены сразу два провода (для 2х обмоток). После намотки, конец первой обмотки соединен с началом второй — получились две вторичные обмотки для двуполярного выпрямителя с соединением посередине.

После намотки каждой из пар вторичных обмоток для питания схем УМЗЧ, они были заизолированы тонкой фторопластовой лентой.

Таким образом были намотаны 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для блоков питания остальной электроники.

Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения

Ниже приведена принципиальная схема блока питания для моего самодельного усилителя мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема источника питания для самодельного усилителя мощности НЧ.

Для питания схем усилителей мощности НЧ используются два двуполярных выпрямителя — А1.1и А1.2. Остальные электронные блоки усилителя будут питаться от стабилизаторов напряжения А2.1 и А2.2.

Резисторы R1 и R2 нужны для разрядки электролитических конденсаторов, в момент когда линии питания отключены от схем усилителей мощности.

В моем УМЗЧ 4 канала усиления, их можно включать и выключать попарно с помощью выключателей, которые коммутируют линии питания платок УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы если блок питания будет постоянно подключен к платам УМЗЧ, в таком случае электролитические емкости будут разряжаться через схему УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост D5 рассчитан на ток не менее 2-3А,собрал его из 4х диодов. С5 и С6 — емкости, каждая из которых состоит из двух конденсаторов по 10 000 мкФ на 63В.

Рис. 3. Принципиальные схемы стабилизаторов постоянного напряжения на микросхемах L7805, L7812, LM317.

Расшифровка названий на схеме:

• STAB — стабилизатор напряжения без регулировки, ток не более 1А;
• STAB+REG — стабилизатор напряжения с регулировкой, ток не более 1А;
• STAB+POW — регулируемый стабилизатор напряжения, ток примерно 2-3А.

При использовании микросхем LM317, 7805 и 7812 выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать по упрощенной формуле:

Uвых = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx для микросхем имеет следующие значения:

• LM317 — 1,25;
• 7805 — 5;
• 7812 — 12.

Пример расчета для LM317: R1=240R, R2=1200R, Uвых = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Конструкция

Вот как планировалось использовать напряжения от блока питания:

• +36В, -36В — усилители мощности на TDA7250
• 12В — электронные регуляторы громкости, стерео-процессоры, индикаторы выходной мощности , схемы термоконтроля, вентиляторы, подсветка;
• 5В — индикаторы температуры, микроконтроллер, панель цифрового управления.

Микросхемы и транзисторы стабилизаторов напряжения были закреплены на небольших радиаторах, которые я извлек из нерабочих компьютерных блоков питания. Корпуса крепились к радиаторам через изолирующие прокладки.

Печатная плата была изготовлена из двух частей, каждая из которых содержит двуполярный выпрямитель для схемы УМЗЧ и нужный набор стабилизаторов напряжения.

Рис. 4. Одна половинка платы источника питания.

Рис. 5. Другая половинка платы источника питания.

Рис. 6. Готовые компоненты блока питания для самодельного усилителя мощности.

Позже, при отладке я пришел к выводу что гораздо удобнее было бы изготовить стабилизаторы напряжений на отдельных платах. Тем не менее, вариант «все на одной плате» тоже не плох и по своему удобен.

Также выпрямитель для УМЗЧ (схема на рисунке 2) можно собрать навесным монтажом, а схемы стабилизаторов (рисунок 3) в нужном количестве — на отдельных печатных платах.

Соединение электронных компонентов выпрямителя показано на рисунке 7.

Рис. 7. Схема соединений для сборки двуполярного выпрямителя -36В+36В с использованием навесного монтажа.

Соединения нужно выполнять используя толстые изолированные медные проводники.

Диодный мост с конденсаторами на 1000pF можно разместить на радиаторе отдельно. Монтаж мощных диодов КД213 (таблетки) на один общий радиатор нужно выполнять через изоляционные термо-прокладки (терморезина или слюда), поскольку один из выводов диода имеет контакт с его металлической подкладкой!

Для схемы фильтрации (электролитические конденсаторы по 10000мкФ, резисторы и керамические конденсаторы 0,1-0,33мкФ) можно на скорую руку собрать небольшую панель — печатную плату (рисунок 8).

Рис. 8. Пример панели с прорезями из стеклотекстолита для монтажа сглаживающих фильтров выпрямителя.

Для изготовления такой панели понадобится прямоугольный кусочек стеклотекстолита. С помощью самодельного резака (рисунок 9), изготовленного из ножовочного полотна по металлу, прорезаем медную фольгу вдоль по всей длине, потом одну из получившихся частей разрезаем перпендикулярно пополам.

Рис. 9. Самодельный резак из ножовочного полотна, изготовленный на точильном станке.

После этого намечаем и сверлим отверстия для деталей и крепления, зачищаем тоненькой наждачной бумагой медную поверхность и лудим ее с помощью флюса и припоя. Впаиваем детали и подключаем к схеме.

Заключение

Вот такой, не сложный блок питания был изготовлен для будущего самодельного усилителя мощности звуковой частоты. Останется дополнить его схемой плавного включения (Soft start) и ждущего режима.

UPD : Юрий Глушнев прислал печатную плату для сборки двух стабилизаторов с напряжениями +22В и +12В. На ней собраны две схемы STAB+POW (рис. 3) на микросхемах LM317, 7812 и транзисторах TIP42.

Рис. 10. Печатная плата стабилизаторов напряжения на +22В и +12В.

Скачать — (63 КБ).

Еще одна печатная плата, разработанная под схему регулируемого стабилизатора напряжения STAB+REG на основе LM317:

Рис. 11. Печатная плата для регулируемого стабилизатора напряжения на основе микросхемы LM317.

Представляю вашему вниманию импульсный источник питания для УМЗЧ на популярной микросхеме IR2153.

Данный блок питания обладает следующими достоинствами:

• Защита от перегрузок и короткого замыкания как в первичной обмотке импульсного трансформатора, так и во вторичных цепях питания.
• Схема плавного пуска ИБП.
• Варистор на входе ИБП защищает от повышение сетевого напряжения выше опасного значения и от подачи на вход 380В.
• Простая и дешевая схема.

Основные технические характеристики ИБП (характеристики приведены для моего конкретного экземпляра):
Долговременная выходная мощность — 300Вт
Кратковременная выходная мощность — 500Вт
Рабочая частота — 50кГц
Выходное напряжение — 2х35В (можно получить любое необходимое выходное напряжение в зависимости от намотки трансформатора).
КПД — не менее 85% (зависит от трансформатора)

Управляющая часть ИБП является стандартной и взята прямиком из даташита на IR2153.
Схема ИБП включает в себя так же: защиту от перегрузок и КЗ. Защита может быть настроена на любой необходимый ток срабатывания с помощью подстроечного резистора — R10. О срабатывании защиты свидетельствует свечение светодиода HL1. При активной защите, в аварийном состоянии ИБП может находится сколько угодно долго, при этом он потребляет ток такой же как и на холостом ходу без нагрузки. В моей версии защита настроена на срабатывание при потреблении от ИБП мощности 300Вт и более. Это гарантирует то, что ИБП не будет перегружен и не выйдет из строя в результате перегрева.В качестве датчика тока в данной схеме используются резисторы включенные последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Это позволяет отказаться от трудоемкого процесса намотки токового трансформатора. При КЗ или перегрузке, когда падение напряжения на R11 достигает заданной величины, такой величины при котором на базе VT1 напряжение станет больше 0,6 — 0,7В, сработает защита и питание микросхемы будет шунтировано на землю. Что в свою очередь отключает драйвер и весь БП в целом. Как только перегрузка или КЗ устранено, питание драйвера возобновляется и блок питания продолжает работу в штатном режиме.

Схема ИБП предусматривает плавный пуск, для этого в ИБП присутствует специальный узел, который ограничивает пусковой ток. Это необходимо для того, чтобы облегчить работу ключам при запуске ИБП. При подключении ИБП в сеть, пусковой ток ограничивается резистором R6. Через данный резистор течет ВЕСЬ ток. Этим током заряжается основная первичная емкость С10 и вторичные емкости. Все это происходит в считанные доли секунд, и когда зарядка завершена и ток потребления снизился до номинального значения, происходит замыкание контактов реле К1 и контакты реле шунтируют R6, тем самым запуская ИБП на полную мощность. Весь процесс занимает не более 1 секунды. Этого времени достаточно чтобы завершились все переходные процессы.

Драйвер запитывается непосредственно от сети, через диод и гасящий резистор, а не после основного выпрямителя от шины +310В как это делают обычно. Такой способ запитки дает нам сразу несколько преимуществ:

1. Снижает мощность рассеиваемую на гасящем резисторе. Что снижает выделение тепла на плате и повышает общий КПД схемы.
2. В отличает от запитки по шине +310В обеспечивает более низкий уровень пульсаций напряжения питания драйвера.

На входе блока питания, сразу после предохранителя установлен варистор. Он служит для защиты от повышения напряжение в сети выше опасного предела. При аварии сопротивление варистора резко падает и происходит короткое замыкание, в следствии которого перегорает предохранитель F1, тем самым размыкая цепь.

Таким вот образом я тестировал ИБП на полной мощности.

В качестве нагрузки у меня выступают 4 керамических, проволочных резистора мощностью 25Вт, погруженные в емкость с «кристально чистой» водой. После часа прохождения тока через такую воду все примеси всплывают наверх и чистая вода превращается в бурую, ржавую жижу. Вода усиленно испарялась и за час испытаний нагрелась практически до кипения. Вода необходима для отвода тепла от мощных резисторов, если кто не понял.

Трансформатор в моем варианте ИБП, намотан на сердечнике EPCOS ETD29. Первичная обмотка проводом 0,8мм2, 46 витков в два слоя. Все четыре вторичные обмотки намотаны тем же проводом в один слой по 12 витков. Может показаться, что сечение провода не достаточно, но это не так. Для работы этого ИБП на питание УМЗЧ этого достаточно, так как средняя потребляемая мощность значительно ниже максимальной, а кратковременные пики тока ИБП без труда отрабатывает за счет емкостей питания. При долговременной работе на резистор, при выходной мощности 200Вт, температура трансформатора не превысила 45 градусов.

Для увеличения выходного напряжение более 45В необходимо заменить выходные диоды VD5 VD6 на более высоковольтные.

Для увеличение выходной мощности необходимо использовать сердечник с большей габаритной мощностью и обмотками, намотанными проводом большего сечения. Для установки другого трансформатора придется изменить рисунок печатной платы.

Печатная плата в готовом виде выглядит так (выполнено ):

Размеры платы 188х88мм. Текстолит я использовал с толстой медью — 50мкм, вместо стандартных 35мкм. Можно использовать медь стандартной толщины. В любом случае не забывайте хорошенько пролудить дорожки.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Драйвер питания и MOSFET	IR2153D	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	2N5551	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	2N5401	1			В блокнот
VT3	Биполярный транзистор	KSP13	1	Или MPSA13		В блокнот
VT4, VT5	MOSFET-транзистор	IRF740	2			В блокнот
VD1	Стабилитрон	1N4743A	1	13В 1. 3Вт		В блокнот
VD2, VD4	Выпрямительный диод	HER108	2	Или другой быстрый диод		В блокнот
VD3	Выпрямительный диод	1N4148	1			В блокнот
VD5, VD6	Диод Шоттки	MBR20100CT	2	Или другой на соответствующее напряжение и ток		В блокнот
VDS1	Выпрямительный диод	1N4007	4			В блокнот
VDS2	Диодный мост	RS607	1			В блокнот
VDR1	Варистор	MYG14-431	1			В блокнот
HL1	Светодиод	Красный 5мм	1	Только красный! Другие цвета не допустимы!		В блокнот
K1	Реле	TIANBO HJR-3FF-S-Z	1	Катушка 12В 400Ом		В блокнот
R1	Резистор 0,25Вт	8. 2 кОм	1			В блокнот
R2	Резистор 2Вт	18 кОм	1			В блокнот
R3	Резистор 0,25Вт	100 Ом	1			В блокнот
R5	Резистор 0,25Вт	47 кОм	1			В блокнот
R6	Резистор 2Вт	22 Ом	1			В блокнот
R4, R7	Резистор 0,25Вт	15 кОм	2			В блокнот
R8, R9	Резистор 0,25Вт	33 Ом	2			В блокнот
R10	Резистор подстроечный	3. 3 кОм	1	Многооборотный

Доброе время суток, уважаемые радиолюбители! Все когда-то начинают собирать усилители НЧ — сначала это простые схемы на микросхемах c однополярным питанием, затем это микросхемы с двухполярным питанием (TDA 7294, LM3886 и прочие) — бывает приходит время УНЧ на транзисторах, по крайней мере у меня происходит именно так! Так вот, какие бы не были схемы усилителей, объединяет их одно — это питание. При первых запусках нужно, как все знают, подключать источник питания через лампочку и, при возможности, меньшим питанием по вольтажу, чтобы предостеречь от сгорания дорогостоящих деталей при ошибке в монтаже. А почему бы не сделать универсальный блок питания для пробных запусков или ремонта усилителей? Я это всё к тому что у меня это был трансформатор подключенный через лампу, диодный мост с конденсаторами и целая куча проводов, занимающая весь стол. В общем в один прекрасный момент мне это всё надоело и решил БП облагородить — сделать компактным и мобильным! Также решил добавить в него простую схемку для подбора или проверки стабилитронов. И вот что у нас получается:

Схемотехника

Корпус использовал от нерабочего блока питания компьютера. На штатном месте остался выключатель и разъём для сетевого шнура. Трансформатор у меня такой. Информацию про него в интернете не нашёл, и поэтому сам искал первичную, вторичную обмотку.

Напомню: при прозвонке неизвестного трансформатора нужно подключать его к сети через лампочку!

В моём случае выяснилось что он имеет 4 обмотки по 10 вольт. Соединил обмотки последовательно — получилось 2 по 20 вольт или 1 на 40 вольт. Диодных мостов у меня два: один на +/-28 вольт и второй +/-14, сделал для проверки схем на операцинниках (фнч, темброблоки и прочие).

Для проверки стабилитронов была выбрана самая простая хорошо рабочая схемка, которая есть на другом сайте . Изменил только номиналы резисторов R1 и R2: R1 — 15k, R2 — 10k. И соответственно питается она у меня от 56 вольт. Разместил на небольшой кусочек текстолита. Платку изготовил путем прорезания дорожек. Кнопку взял советскую, так как её проще прикрепить к передней панели. Контакты для подсоединения стабилитронов вывел на переднюю панель. Вольтметр не стал размещать на панели, вывел 2 клеммы для подсоединения мультиметра. Диодные мосты с конденсаторами разместил также на кусочках текстолита: можно было конечно разместить на одну плату, просто было несколько «обрезков», вот на них и разместил. Выходы питания, для подсоединения тестируемых устройств, реализовал на зажимах для проводки. В общем получилась такая схематика.

Фото сборки блока питания

Видео

Напряжение 220 вольт идет через лампу на выключатель, с выключателя на трансформатор. Далее на диодные мостики и конденсаторы. Также в корпусе было место, и я прикрутил розетку — для проверки тех же неизвестных трансформаторов или при наладке импульсных блоков питания. Патрон для лампочки прикрепил на верхнюю крышку корпуса, с помощью трубки с резьбой от люстры. Внутри блока питания просто ни как её не разместишь, поэтому пришлось сделать именно так. Итого получилась такая схема, подробнее можно рассмотреть на картинках. Простой блок питания с несколькими функциями, а самое главное занимает немного места на столе. Казалось бы — простая примитивная конструкция, но очень полезная тем, кто занимается изготовлением или , а главное, экономит время и нервы.

реклама

Если нужен блок питания для нестандартных условий, можно воспользоваться построением с низкочастотным трансформатором. Такое решение просто в реализации и не требует особо глубоких специальных знаний, но есть у него и ряд недостатков – большие габариты, низкий КПД и качество стабилизации выходных напряжений. Можно изготовить импульсный БП, но это довольно сложная процедура с массой подводных камней – при малейшей ошибке будет «хлопок» и куча ненужных деталей.

Попробуем снизить планку и ограничимся модернизацией обычного компьютерного блока питания ATX под необходимые требования. Гм, а что именно станет предметом рассмотрения? Вообще-то, 300-400 ваттный БП может обеспечить довольно значительную мощность, область применения у него большая. В одной статье трудно объять необъятное, поэтому ограничимся самым распространенным – усилителем низкой частоты, под него и попробуем осуществить переделку.

Блок питания довольно большой мощности, хотелось бы его использовать по максимуму. Из 12 вольт мощный усилитель не сделать, здесь требуется совсем другой подход – двуполярное питание с выходным напряжением явно побольше 12 В. Если БП будет запитывать самодельный усилитель, собранный из дискретных элементов, то его напряжение питания может быть любым (в разумных пределах), а вот интегральные микросхемы довольно придирчивы. Для определенности возьмем усилитель на – напряжение питания до 100 В (+/-50 В) с выходной мощностью 100 Вт. Микросхема обеспечивает ток в динамике до 10 ампер, что определяет максимальный ток нагрузки блока питания.

Вроде всё ясно, остается уточнить уровень выходного напряжения. Допускается работа от источника питания 100 вольт (+/-50 В), но попытка выбора такого значения выходного напряжения оказалась бы большой ошибкой. Микросхемы крайне отрицательно относятся к предельным режимам работы, особенно при одновременном максимальном значении нескольких параметров — напряжения питания и мощности. К тому же, вряд ли в обычной квартире есть смысл обеспечивать столь высокий уровень мощности, даже для низкочастотных динамиков с их низкой эффективностью.

Схемы лабораторных радиолюбительских блоков питания. Схемы блоков питания своими руками

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой пример реализации, который может быть собран своими руками.

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

• Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
• Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
• На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
• Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.

• Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
• На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

• частотно-импульсным;
• фазо-импульсным;
• широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.

Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется U П пилообразной формы, поступающее на вход компаратора К ШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал U УС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности U П (опорное напряжение) и U РС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал U УС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (U OUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала U РС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Для обеспечения безопасности необходима гальваническая развязка между питающей сетью и обратной связью. Как правило, для этой цели используются оптроны.

Сильные и слабые стороны импульсных источников

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

• Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
• Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
• Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
• Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
• Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Сфера применения

Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:

Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.

Обозначения:

• Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
• Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 – 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
• Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
• Транзистор VT1 – KT872A.
• Стабилизатор напряжения D1 – микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
• Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
• Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

У шины питания Vbus (+5 В) USB-порта по потребляемому от неё внешним устройством мощности параметры весьма скромные и если немного переборщить, то можно спалить материнскую плату персонального компьютера.

С помощью предлагаемой схемы блока питания для USB порта, можно подсоединить к компьютеру или ноутбуку внешнее USB-устройство, потребляющее большую мощность.

Схема достаточно проста в изготовлении в домашних условиях, минимум дефицитных деталей и настройки. Стабильна в работе.

Подборка схем и конструкций преобразователей напряжения изготовленных своими руками.

Рано или поздно перед радиолюбителем возникает проблема изготовления универсального БП, который пригодился бы на все случаи жизни. То есть имел достаточную мощность, надёжность и регулируемый в широких пределах, к тому же защищал нагрузку от чрезмерного потребления тока при испытаниях и не боялся коротких замыканий.

Подборка радиолюбительских схем и конструкций стабилизаторов напряжения собранных своими руками.

Основу аналоговой части составляет дифференциальный усилитель, собранный на операционном усилителе DA1. Конструкция его произвольная. Все зависит от вкуса и способностей радиолюбителя

Им можно подсоединить любую радиолюбительскую разработку с напряжением от 1 до 35 В и которой не боится больших токов нагрузки, поскольку введена токовая защита

Представляю вниманию радиолюбителей варианты схем и конструкций простых и не очень, удобных и надежных лабораторных блоков питания для домашней мастерской. В просторах интернета, можно найти много схем лабораторных БП, поэтому данные схемы никак не претендует на шедевр, а призвана лишь помочь радиолюбителям, немного оснастить свою мастерскую или рабочее место. Также рассмотрены варианты переделки компьютерных ATX блоков питания в лабораторные

По структуре предлагаемое вниманию читателей разработка не новодел: выпрямитель, — конденсаторный фильтр — полумостовой преобразователь постоянного напряжения в переменное (с понижающим трансформатором) — выпрямители — фильтры — стабилизаторы

Проще некуда, схема состоит из понижающего трансформатора, выпрямительного моста на Д242, стабилизатора напряжения и трех транзисторов КТ827

Представленные ниже радиолюбительские схемы защиты блоков питания или зарядных устройств могут совместно работать практически с любыми источниками — сетевыми, импульсными и аккумуляторными батареями. Схемотехническая реализация этих конструкция относительна проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителем.

Рассмотрено несколько вариантов схем защиты от переполюсовки, в.т.ч быстродействующая схема зашиты на полевом транзисторе, которая проверена в работе в конструкции автомобильного ЗУ собранного своими руками из компьютерного БП и главное она не требуют почти никакой настройки и регулировки.

Эта схема регулятора тока предельно проста и выполнена на доступной элементной базе и проста в управлении

У меня реализована такая идея. Перематываете трансформатор максимально большой мощности (из имеющихся у вас) так, чтобы сделать восемь вторичных обмоток

Эту схему блока питания вы можете использовать для запитки цифровых устройств. Схема дополнена вольтметром для контроля и регулировки параметров

Cхемы умножителей напряжения позволяют значительно снизить вес и габариты финального устройства. Для понимания работы любого умножителя напряжения, рассмотрим принципы построения таких устройств. Их можно условно поделить на симметричные и несимметричные.

С выходной мощностью до 220 Ватт, в качестве батареи взяли аккумулятор от автомобиля

Его можно использовать для запитки фотоэлектронного умножителя, но от него можно запитать счетчик Гейгера и другие высоковольтные приборы.

Роль регулирующего элемента в схеме выполняет мощный транзистор, причем конструкция на столько проста, что ее может повторить любой, даже неопытный радиолюбитель, затратив при этом минимум времени и средств

Данная радиолюбительская разработка моментально уменьшает питание до нуля на обоих плечах, и таким образом обладает триггерным эффектом

Его можно использовать для любых радиотехнических исполнений с напругой 4,5-6 В, 9 В и током потребления до 500 мА

Этот БП имеет параметрический стабилизатор тока и компенсационный стабилизатор напряжения. Поэтому он не боится короткого замыкания по выходу, и выходной транзистор стабилизатора практически не может выйти из строя

В момент включения блока питания в сеть осуществляется выпрямление переменного напряжения электросети диодным мостом, пульсацию от которого сглаживается емкостным фильтром на конденсаторах. Для снижения величины тока заряда, проходящего через эти конденсаторы, в схему добавлен резистор. Затем выпрямленное напряжение поступает на полумостовой инвертор, построенный на транзисторах.

Краткие теоретические сведения о построение и работе источников бесперебойного питания, а также рассмотрена конструкция самодельного ИБП

Электронная конструкция с некоторой периодичностью разряжает мощную конденсаторную батарею на индуктор, потом на следующий, и так по цепочке

Сетевое напряжение поступает через предохранитель на первичную обмотку силового трансформатора. С его вторичной обмотки снимем уже пониженное напряжение на 20 вольт при токе до 25А. При желании этот трансформатор можно сделать своими руками на основе силового трансформатора от старого лампового телевизора.

В российской глубинке до сих пор случается частое отключение электроэнергии, что серьезно меняет устаканившийся образ жизни в нелучшую сторону. Решить возникшую проблему очень легко.

Рано или поздно у любого радиолюбителя возникнет надобность в мощном БП как для проверки различных электронных узлов и блоков, так и для подключения мощных радиолюбительских самоделок.

Регулировать значения уровня напряжение питания можно с помощью регуляторов с широтно-импульсной модуляцией. Преимущество такой настройки состоит в том, что выходной транзистор работает в режиме ключа и может быть только в двух состояниях — открытом или закрытом, что исключает его перегрев, а значит использование большого радиатора и как следствие снижает расходы на электроэнергию.

Аккумуляторную батарею любого мобильного компьютера, требуется периодически заряжать, а как это можно сделать находясь на отдыхе или на рыбалке. Очень даже просто, вам достаточно собрать и использовать обычный автомобильный адаптер для бортовой сети автомобиля, собрать который очень легко и просто.

Этот преобразователь с двухполярным питанием отлично подойдет для питания УНЧ средней мощности до 150 ватт, но если поменять ключи на более мощные можно получить и более высокие значения.

Для проверки и регулировки мощных блоков питания необходима низкоомная регулируемая нагрузка с допустимой мощностью рассеивания до сотни ватт. Применение переменных сопротивлений не всегда реально, в основном из-за мощности допустимой рассеивания.

Если у вас есть всего один мощный транзистор, то этого вполне достаточно, чтобы собрать простой блок питания с выходным напряжением 9В и с приемлемыми характеристиками, кроме того рассмотрим в рамках данной статьи конструкции и поинтересней.

В сельской местности для безопасного использования бытовой техники, требуется однофазный стабилизатор напряжения 220В, который при сильной просадки напряжения в сети поддерживает на выходе номинальное выходное напряжение в 220 вольт.

Блок питания автомагнитолы

То без регулируемого БП не обойтись никак. При сборке и отладке какого-либо устройства, собираемого радиолюбителем, всегда возникает вопрос от чего его запитать. Здесь выбор небольшой, либо блок питания, либо элементы питания (батарейки). В свое время для этих целей мной был приобретен китайский адаптер с переключателем напряжения на выходе от 1,5 до 12 вольт, но и он оказался не совсем удобен в радиолюбительской практике. Стал искать схему устройства, в котором можно было бы плавно регулировать напряжение на выходе, и на одном из сайтов нашел следующую схему БП:

Регулируемый блок питания — электрическая схема

Номиналы деталей в схеме:

Т1 Трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 12-14 вольт.
VD1 КЦ405Б
С1 2000 мкФх25 вольт
R1 470 Ом
R2 10 кОм
R3 1 кОм
D1 Д814Д
VT1 КТ315
VT2 КТ817

В своем блоке питания взял некоторые другие детали, а конкретно — заменил транзистор кт817 на кт805 , просто потому что он у меня уже был и к тому же шел сразу с радиатором. У него можно было удобно подпаяться к выводам с тем, чтобы подключить его впоследствии к плате навесным монтажем. Если есть потребность собрать такой блок питания на большую мощность, нужно взять трансформатор также на 12-14 вольт и соответственно диодный мост тоже на большую мощность. В этом случае потребуется увеличить и площадь радиатора. Я взял, как и было указано на схеме, КЦ405Б . Если требуется, чтобы напряжение регулировалось не от 11,5 вольт до нуля, а выше, нужно подобрать стабилитрон на нужное напряжение и транзисторы с более высоким рабочим напряжением. Трансформатор, разумеется, также должен выдавать на вторичной обмотке более высокое напряжение хотя бы на 3-5 вольт. Подбирать детали придется экспериментально. Мною была разведена печатная плата для этого блока питания:

В этом устройстве регулировка напряжения на выходе осуществляется вращением ручки переменного резистора. Сам реостат не стал впаивать в плату, а прикрепил к верхней крышке устройства и подключил к плате навесным монтажем. На плате подключаемые выводы переменного резистора обозначены как R2.1, R2.2, R2.3. Если напряжение регулируется при вращении ручки не слева (минимум) направо (максимум), нужно поменять местами крайние выводы переменного резистора. На плате + и – обозначены плюс и минус выхода. Для точности измерения тестером при установке нужного напряжения нужно добавить резистор на 1 кОм между плюсом и минусом выхода. На схеме он не указан, на моей печатной плате предусмотрен. Для тех, у кого остались запасы старых транзисторов, могу предложить такой вариант регулируемого блока питания:

Регулируемый блок питания на старых деталях — схема

В моем блоке питания установлены предохранитель, клавишный выключатель, и индикация включения на неоновой лампе, подключено все это навесным монтажем. Для подачи питания к собираемому устройству удобно пользоваться зажимами «крокодил” с изоляцией. Они подключаются к блоку питания с помощью лабораторных зажимов, в которые также сверху можно воткнуть щупы от тестера. Это удобно когда нужно кратковременно подать питание в схему, а «крокодилами” подключиться некуда, например, при ремонте, коснувшись контактов на плате кончиками щупов. Фото готового устройства на рисунке ниже:

Вниманию радиолюбителей представляется разработка блока питания для домашней лаборатории . Достоинство данного БП в том, что не нужны дополнительные обмотки на силовом трансформаторе. Микросхема DA1 работает с однополярным питанием. Выходное напряжение плавно регулируется от 0 до 30в. Блок питания имеет плавную регулировку ограничения по току.

Схемотехническое решение несложно и данный блок питания может изготовить начинающий радиолюбитель.

Выпрямленное напряжение +38В, после конденсатора С1, подается на регулирующий транзистор VT2 и транзистор VT1. На транзисторе VT1, диоде VD2, конденсаторе С2 и резисторах R1, R2, R3 собран стабилизатор, который используется для питания микросхемы DA1. Диод VD2 представляет собой трехвыводной, регулируемый, параллельный стабилизатор напряжения. На выходе стабилизатора, резистором R2 устанавливается напряжение +6,5 вольт, т. к. предельное питающее напряжение микросхемы DA1 VDD = 8 вольт. На операционном усилителе DA1.1 TLC2272 собрана регулирующая часть напряжения блока питания. Резистором R14 регулируется выходное напряжение блока питания. На один из контактов резистора R14 подается опорное напряжение, равное 2,5 вольта. Точность данного напряжения, в небольших пределах, устанавливается подбором резистора R9.

Через резистор R15, регулируемое резистором R14, напряжение подается на вход 3 операционного усилителя DA1.1. Через данный операционный усилитель производится обработка выходного напряжения блока питания. Резистором R11 регулируется верхний предел выходного напряжения. Как уже говорилось, микросхема DA1 питается однополярным напряжением 6,5В. И, тем не менее, на выходе блока питания удалось получить выходное напряжение равное 0 в.

На микросхеме DA1.2 построен узел защиты блока питания по току и от КЗ. Таких схемотехнических решений узлов защиты было описано множество в различной РЛ литературе и поэтому подробно не рассматривается.

Принципиальная схема блока питания показана на рис.1.

Налаживание блока питания начинают с подачи напряжения +37…38 В. На конденсатор С1. С помощью резистора R2 выставляют на коллекторе VT1 напряжение +6,5В. Микросхему DA1 в панельку не вставляют. После того, как выходное напряжение на ножке 8 панельки DA1 установлено +6,5В, выключают питание и вставляют в панельку микросхему. После включают питание и, если напряжение на ножке 8 DA1 отличается от +6,5В, производят его подстройку. Резистор R14 должен быть выведен на 0, т.е. в нижнее по схеме положение. После того, как напряжение питания микросхемы установлено, устанавливают опорное напряжение +2,5В на верхнем выводе переменного резистора R14. Если оно отличается от указанного в схеме, подбирают резистор R9. После этого резистор R14 переводят в верхнее положение и подстроечным резистором R11 устанавливают верхний предел выходного напряжения +30В. Выходное нижнее напряжение без резистора R16 равно 3,3 мВ, что не сказывается на показании цифрового индикатора и показания равны 0в. Если между ножками 1 и 2 микросхемы DA1.1 включить резистор 1,3МОм., то нижний предел выходного напряжения уменьшится до 0,3 мВ. Контактные площадки для резистора R16 в печатной плате предусмотрены. Затем подключают реостатное сопротивление в нагрузку и проверяют параметры узла защиты. При необходимости подбирают резисторы R6 и R8.
В данной конструкции можно использовать следующие компоненты.

VD2, VD3 — KPU2Eh29, вместо транзистора VT2 TIP147 можно использовать отечественный транзистор КТ825, VT3 – BD139, BD140, VT1 – любой кремневый малой или средней мощности транзистор с напряжением Uк не менее 50в. Подстроечные резисторы R2 и R11 из серии СП5. Силовой трансформатор можно применить на мощность 100 … 160Вт. Резистор R16 с характеристикой ТК не хуже 30 ppm/ Со и должен быть, либо проволочного, либо металло-фольгированного типа. Блок питания собран на печатной плате размером 85 x 65 мм.

Узел опорного напряжения на VD3 можно заменить узлом на микросхеме TLE2425 – 2,5v. Входное напряжение данной микросхемы может варьироваться от 4 до 40в. Выходное напряжение стабильно – 2.5в.

Во время настройки вместо микросхемы TLC2272 экспериментально была применена микросхема TLC2262. Все параметры остались равными заданным, отклонений режимов не наблюдалось.
При испытаниях данной конструкции на питание микросхемы подавалось не 6,5 В, а 5 В. При этом резистор R9 = 1,6к. Узел питания микросхемы был заменен узлом, показанным на рис.5.

Если микросхема TLC2272 не в корпусе DIP-8, а SOIC-8, то можно поступить следующим образом, не переделывая печатной платы. Из изолированного материала готовится подложка — прямоугольник, размером 20 х 5 мм. На данный прямоугольник, клеем «МОМЕНТ», приклеивается «лапками к верху», т.е. вверх ногами, микросхема. Расположение микросхемы на подложке показано на рис.6.

После чего, получившийся «бутерброд» приклеивают, все тем же клеем, на обратной стороне печатной платы, предварительно удалив панельку DIP-8 (если она впаивалась). Подложку с микросхемой приклеивают, располагая равномерно между контактными площадками микросхемы на печатной плате. Ножка 1 микросхемы должна быть напротив контактной площадки, принадлежащей ножке 1 микросхемы DA1, или сдвинута чуть ниже. После этой операции, с помощью гибких проводников и паяльника соединяем ножки микросхемы и контактные площадки на печатной плате.

Радиолюбителями было собрано несколько экземпляров данных блоков питания. Все они начинали работать сразу и показали заданные результаты.

При разработке конструкции учитывалась не дорогая база деталей, минимум деталей, простота в налаживании и обращении, а так же выходные параметры, наиболее приемлемые среди радиолюбителей.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
DA1	Операционный усилитель	TLC2272	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	2N2222A	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	TIP147	1			В блокнот
VT3	Биполярный транзистор	КТ815Г	1			В блокнот
VD1	Диодный мост	RS602	1			В блокнот
VD2, VD3	ИС источника опорного напряжения	TL431	2			В блокнот
VD4	Светодиод	АЛ307Б	1			В блокнот
VD5	Выпрямительный диод	1N4148	1			В блокнот
С1	Электролитический конденсатор	10000 мкФ 50 В	1			В блокнот
С2	Конденсатор	510 пФ	1			В блокнот
С3	Конденсатор	3.3 нФ	1			В блокнот
С4	Конденсатор	100 нФ	1			В блокнот
С5	Конденсатор	150 нФ	1			В блокнот
С6	Конденсатор	470 нФ	1			В блокнот
R1, R8	Резистор	3 кОм	2			В блокнот
R2	Подстроечный резистор	10 кОм	1			В блокнот
R3	Резистор	4.53 кОм	1	1%		В блокнот
R4, R6	Резистор	4.7 кОм	2			В блокнот
R5, R17	Резистор	2 кОм	2			В блокнот
R7	Переменный резистор	4.7 кОм	1			В блокнот
R9	Резистор	2 кОм	1	подбор		В блокнот
R10	Резистор	510 Ом	1			В блокнот
R11	Подстроечный резистор	1.5 кОм	1			В блокнот
R12	Резистор	1 кОм	1			В блокнот
R13, R15	Резистор	10 кОм	2			В блокнот
R14	Переменный резистор	2.2 кОм	1			В блокнот
R16	Резистор	1.3 МОм	1			В блокнот
R18	Резистор	68 Ом	1	0.5 Вт		В блокнот
R19	Резистор	300 Ом	1	0.5 Вт		В блокнот
R20	Резистор	47 Ом	1	0.5 Вт		В блокнот
Rn	Резистор	0.2 Ом	1	проволочный		В блокнот
TP1	Трансформатор	100 — 160Вт	1			В блокнот
FU1	Предохранитель	2 А	1			В блокнот
SA1	Выключатель		1			В блокнот
	Схема рис. 4
DA2	Стабилизатор	TLE2425	1			В блокнот
VD5	Выпрямительный диод

Данный блок питания имеет цифровой вольтметр, для контроля выходного напряжения и амперметр, для контроля тока нагрузки. Прежде чем написать данную статью, блок питания был повторен несколькими радиолюбителями и, нареканий в работе не было. Выходное напряжение плавно регулируется от 0 до 30в. Блок питания имеет плавную регулировку ограничения по току. Максимальный выходной ток был рассчитан на 3А. Схемотехническое решение несложно и данный блок питания может изготовить начинающий радиолюбитель. При наличии исправных компонентов конструкция запускается сразу.

Схема блока питания представлена на рисунке (схема в высоком качестве прилагается — см. список файлов в конце статьи).

{ads2}Выпрямленное напряжение +38В, после конденсатора С1 , подается на регулирующий транзистор VT2 и транзистор VT1 . На транзисторе VT1 , стабилитроне VD3 , конденсаторе С2 и резисторах R1 собран стабилизатор, который используется для питания микросхемы DA1 . На выходе стабилизатора напряжение +33в. В блоке питания используется микросхема KIA324P , питание которой составляет +36в. при однополярном источнике. На микросхеме DA2.3 , резисторах R9 , R10 , R13 , DA1 собран источник опорного напряжения +5в. Данное напряжение подается на регулятор выходного напряжения (резистор R25 ) и на резистор R7 , максимальный ток защиты блока питания. В данном случае, для максимального тока защиты 3А оно равно 1,66в. На микросхеме DA2.4 собран узел защиты устройства по току, датчиком которого является резистор R3 . Резистором R4 регулируется порог срабатывания защиты. Для индикации порога срабатывания защиты используется двухцветный диод (красный и зеленый) фирмы Kingbright L-59SRSGC-CC с общим катодом диаметром линзы 5мм. Если устройство работает нормально светодиод светится зеленым цветом, при перегрузке по току или коротком замыкании в нагрузке, светодиод загорается красным цветом. Если нет такой модели или подобной, то можно вместо одного светодиода использовать два светодиода красного и зеленого свечения, или с цветом по желанию пользователя.

Резистором R23 устанавливается верхняя граница выходного напряжения источника питания.

На микросхеме DA2.4 , резисторах R2 —R4 , R7 , R14 собран узел защиты и ограничения по току. С выхода (8) DA2.3 на резистор R7 подается опорное напряжение +5в. Резистором R7 устанавливается порог срабатывания при максимальном токе нагрузки. Как только появилась перегрузка напряжение с выхода (14) DA2.4 через диод VD5 подается на не инвертирующий вход микросхемы DA2.2 ножка (3) транзистор VT2 начинает запираться и напряжение на выходе блока питания начинает уменьшаться.

Налаживание блока питания сводится к следующим операциям.

При включении питания микросхемы DA2 не должно быть в панельке. Транзистор VT1 не должен нагреваться. Вместо резистора R1 впаивают подстроечный резистор. Подстроечным резистором на положительном выводе C2 устанавливают напряжение +33 вольта. После чего, значение переменного резистора замеряют омметром и в схему (при выключенном питании) впаивают постоянный резистор с полученным значением. Выводим резисторы R23 и R25 в среднее положение, резистор R7 на максимальный уровень, а резистор R4 на минимальный. Вставляем в панельку микросхему и включаем блок питания. На ножке (4) DA2 должно быть напряжение, заданное на выходе VT1 . На выходе (8) DA2.3 должно быть напряжение +5вольт. Затем замеряем напряжение на выходе блока питания и резисторами R23 и R25 убеждаемся, что оно регулируется. Следующий этап. Выводим движок резистора R25 на максимум, а подстроечным резистором R23 устанавливаем на выходе напряжение +30 вольт. Затем переводим плавно движок резистора R25 в положение минимум и убеждаемся, что напряжение плавно уменьшается до 0 вольт.

Индикатор напряжения и тока собран на контроллере ATtiny26L , схема которого представлена на рисунке.

Клеммы X1 , X2 , X4 , X5 , X6 , X7 подключаются к аналогичным клеммам блока питания.

Настройка блока индикации сводится к установке резисторами R28 и R31 значений выходного напряжения и тока нагрузки. Сумма резисторов R28 и R29 должна составлять 10ком, а сумма резисторов R30 и R31 должна составлять 22 ком. Изначально блок индикации показывает выходное напряжение. При нажатии на кнопку SA1 индицируется ток, при этом десятичная точка переносится в первый разряд. Например: индикация напряжения 22,7 В., а индикация тока 2,58 А. Подключение блока индикации к блоку питания осуществляется по следующей схеме:

На следующих рисунках показаны печатные платы блока питания и блока индикации.

Печатные платы блока питания и блока индикации собраны на фольгированном одностороннем стеклотекстолите. Размер платы блока питания 120 х 60 мм, блока индикации 57 х 58 мм. В конструкции применены резисторы МЛТ-0,125, электролитические конденсаторы типа серии LP jamicon и конденсаторы серии К-73.

Индикаторы и блоке индикации любого цвета свечения с общим анодом.

Обмотка III и IV трансформатора Т1 изначально рассчитывалась на питание блока индикации на микросхеме КР572ПВ2 . Я думаю, подключить ее для питания индикации на контроллере не представит никакой сложности для радиолюбителя.

Успехов в повторении конструкции.

P.S.Ниже я привожу слова одного из первых, а если точнее, одной из первых женщин, повторивших данную конструкцию:

«Мне доводилось повторять многие схемы подобных устройств, но считаю новую разработку А.Н. Патрина довольно успешной, легко повторяемой, и поэтому, такой БП будет полезным многим радиолюбителям. Сама использую его уже более полутора лет – работает безотказно. Что касается индикации выходного напряжения и тока, то можно применить, как цифровой вариант – авторский, так и стрелочные приборы. Все зависит от желания и возможностей радиолюбителей. Желаю всем успехов в повторении».

Гусева Светлана Михайловна специалист по КИП и А

{ads1}

Вложения:

Файл	Описание	Размер файла:
	Печатная плата блока питания (высокое качество)	536 Кб
	Печатная плата блока индикации (высокое качество)	318 Кб

Подписаться на еженедельную рассылку mywok.ru

Блок питания 12 вольт 20 ампер своими руками

Многие электротехнические устройства питаются от постоянного напряжения величиной 12 вольт. Если такая техника не особо нуждается в высокой стабильности напряжения, то вполне подойдет самый простой блок питания, состоящий из понижающего трансформатора, диодного моста и фильтрующего конденсатора электролита. Тут вопрос остается только за мощностью такого источника питания, ну и следовательно от нее зависит, какие именно функциональные части будет стоять в блоке питания на 12 вольт. В этой статье давайте разберемся более подробно с этой темой.

Итак, схема простого блока питания на 12 вольт начинается с понижающего трансформатора, задача которого сетевое переменное напряжение 220 вольт понизить до более низкого. Логично предположить, что это пониженное напряжение должно в нашем случае быть 12 вольт. Но нет. На выходе вторичной обмотки трансформатора, для получения в итоге постоянных 12 вольт должно быть около 10 вольт. Почему так? Просто существует в электротехнике такой вот эффект — переменное напряжение после диодного моста имеет выпрямленный ток, но он скачкообразной формы. Когда мы к выходу моста подсоединяем фильтрующий конденсатор электролит эти скачки постоянного напряжения сглаживаются, а само напряжение увеличивается примерно на 18%. Вот и получается, что переменные 10 вольт после выпрямительного моста и фильтрующего конденсатора электролита превратятся в постоянные 12 вольт.

Нам нужно определится, в первую очередь, с мощностью нашего блока питания на 12 вольт. Какую именно максимальную силу тока мы хотим, чтобы он имел. К примеру, нужно иметь максимальную силу тока в 5 ампер. В этом случае, чтобы спаять хороший блок питания на 12 вольт с этим током нам понадобится понижающий трансформатор мощностью около 80 ватт. Напомню, чтобы найти электрическую мощность нужно силу тока перемножить на напряжение. Следовательно мы наши 12 вольт умножаем на 5 ампер и получаем 60 ватт. Плюс к этому мы добавляем небольшой запас (пусть будет 20 ватт). Вот и видим, что нужен трансформатор на 80 ватт (это если идти по оптимальному пути, хотя если вы поставите большей мощности транс, то это только повлияет на общие размеры источника питания).

Для получения тока на вторичной обмотке около 5 ампер, диаметр этой самой обмотки должен быть не менее 1,6 мм (медь). Для определения зависимости диаметра провода вторичной обмотки и силы тока, который она должна обеспечивать нужно смотреть в справочные таблицы (их легко найти в интернете воспользовавшись поиском).

Теперь нужно подобрать подходящий выпрямительный диодный мост, который нам позволит сделать из переменного напряжения постоянное, хотя и скачкообразной формы. Опять же, нужно в начале определится с силой тока, которую диодный мост может выдержать без негативных воздействий на него. Мы определились, что нам нужен максимальный ток 5 ампер. Как и в случае с трансформатором добавим к этому некий запас. В итоге, находим диодный мост (диоды под него) на силу тока в 8-10 ампер. Мост должен быть рассчитан на напряжение не менее 12 вольт (хотя диоды с маленьким обратным напряжением это редкость, обычно они рассчитаны на достаточно большие обратные напряжения). Либо ставим готовый целостный диодный мост, или паяем его сами из четырех диодов с нужными параметрами.

Ну, и последним важным функциональным элементом нашего самодельного блока питания на 12 вольт, что будем паять своими руками, является конденсатор электролит. Он выполняет фильтрующую роль, сглаживая скачки постоянного напряжения, делая постоянное напряжение более ровным (хотя и не идеальным). Для нашего блока питания вполне подойдет конденсатор электролит, рассчитанный на напряжение 16-25 вольт и емкостью около 5 000 — 10 000 микрофарад. Вот и все, осталось только эти все компоненты спаять в единую схему и собрать в подходящем корпусе.

Всем нам известно, что блоки питания сегодня являются неотъемлемой частью большого количества электрических приборов и осветительных систем. Без них наша жизнь нереальна, тем более экономия электроэнергии способствует эксплуатации этих приборов. В основном блоки питания имеют выходное напряжение от 12 до 36 вольт. В этой статье хотелось бы разобраться с одним вопросом, можно ли сделать блок питания на 12В своими руками? В принципе, никаких проблем, ведь этот прибор на самом деле имеет несложную конструкцию.

Из чего можно собрать блок питания

Итак, какие детали и приборы необходимо, чтобы собрать самодельный блок питания? В основе конструкции всего лишь три составляющие:

• Трансформатор.
• Конденсатор.
• Диоды, из которых своими руками придется собрать диодный мост.

В качестве трансформатора придется использовать обычный понижающий прибор, который будет уменьшать вольтаж с 220 В до 12 В. Такие приборы сегодня продаются в магазинах, можно использовать старый агрегат, можно переделать, к примеру, трансформатор с понижением до 36 вольт на прибор с понижением до 12 вольт. В общем, варианты есть, используйте любой.

Что касается конденсатора, то оптимальный вариант для самодельного блока – это конденсатор емкостью 470 мкФ с напряжением 25В. Почему именно с таким вольтажом? Все дело в том, что на выходе из напряжение будет выше запланированного, то есть, больше 12 вольт. И это нормально, потому что при нагрузке напряжение упадет до 12В.

Собираем диодный мостик

А вот теперь очень важный момент, который касается вопроса, как сделать блок питания 12В своими руками. Во-первых, начнем с того, что диод — это двуполярный элемент, как, в принципе, и конденсатор. То есть, у него два выхода: один минус, другой плюс. Так вот плюс на диоде обозначен полоской, а, значит, без полоски это минус. Последовательность соединения диодов:

• Сначала соединяются между собой два элемента по схеме плюс-минус.
• Точно также соединяются между собой и два других диода.
• После чего две парные конструкции необходимо соединить между собой по схеме плюс с плюсом и минус с минусом. Здесь главное не ошибиться.

В конце у вас должна получиться замкнутая конструкция, которая носит название диодный мостик. У нее четыре соединительных точек: две «плюс-минус», одна «плюс-плюс» и еще одна «минус-минус». Соединять элементы можно на любом плате необходимого устройства. Основное здесь требование – это качественный контакт между диодами.

Во-вторых, диодный мост – это, по сути, обычный выпрямитель, который выпрямляет переменный ток, исходящий с вторичной обмотки трансформатора.

Полная сборка прибора

Все готово, можно переходить к сборке конечного продукта нашей идеи. Сначала надо подключить выводы трансформатора к диодному мосту. Их подключают к точкам соединения «плюс-минус», остальные точки остаются свободными.

Теперь необходимо подключить конденсатор. Обратите внимание, что на нем также есть отметки, которые определяют, полярность прибора. Только на нем все наоборот, чем на диодах. То есть, на конденсаторе обычно помечается минусовой контакт, который подсоединяется к точке диодного моста «минус-минус», а противоположный полюс (положительный) присоединяется к точке «минус-минус».

Остается только подключить два питающих провода. Для этого лучше всего выбрать цветные провода, хотя это необязательно. Можно использовать одноцветные, но при условии, что их придется каким-нибудь образом обозначить, к примеру, на одном из них сделать узелок или обмотать конец провода изолентой.

Итак, делается подключение питающих проводов. Один из них подключим к точке «плюс-плюс» на диодном мосте, другой к точке «минус-минус». Все, понижающий блок питания на 12 вольт готов, можно его тестировать. В холостом режиме он обычно показывает напряжение в пределах 16 вольт. Но как только на него подадут нагрузку, напряжение снизится до 12 вольт. Если есть необходимость выставить точное напряжение, то придется к самодельному прибору подключить стабилизатор. Как видите, сделать блок питания своими руками не очень сложно.

Конечно, это простейшая схема, блоки питания могут быть с различными параметрами, где основных два:

Выходное напряжение.

Как дополнение, может быть использована функция, которая разграничивает модели блока питания на регулируемый (импульсный) и нерегулируемый (стабилизированный). Первые обозначены возможностью изменять выходное напряжение в пределах от 3 до 12 вольт. То есть, чем сложнее конструкции, тем больше возможностей у агрегатов в целом.

И последнее. Самодельные блоки питания – это не совсем безопасные аппараты. Так что при их тестировании рекомендуется отойти на некоторое расстояние и только после этого проводить включение в сеть 220 вольт. Если вы что-то неточно рассчитали, к примеру, неправильно подобрали конденсатор, то есть большая вероятность, что этот элемент просто взорвется. В него залит электролит, который при взрыве разбрызгается на приличное расстояние. К тому же не стоит производить замены или пайку при включенном блоке питания. На трансформаторе собирается большое напряжение, так что не стоит играть с огнем. Все переделки надо проводить только на выключенном приборе.

Похожие записи:

Блок питания постоянного напряжения 12 вольт состоит из трех основных частей:

• Понижающий трансформатор с обычного входного переменного напряжения 220 В. На его выходе будет такое же синусоидальное напряжение, только пониженное до примерно 16 вольт по холостому ходу – без нагрузки.
• Выпрямитель в виде диодного моста. Он «срезает» нижние полусинусоиды и кладет их вверх, то есть получается напряжение, меняющееся от 0 до тех же 16 вольт, но в положительной области.
• Электролитический конденсатор большой емкости, который сглаживает полусинусоиды напряжения, делая их приближающимися к прямой линии на уровне в 16 вольт. Это сглаживание тем лучше, чем больше емкость конденсатора.

Самое простое, что нужно для получения постоянного напряжения, способного питать приборы, рассчитанные на 12 вольт – лампочки, светодиодные ленты и другое низковольтное оборудование.

Понижающий трансформатор можно взять из старого блока питания компьютера или просто купить в магазине, чтобы не заморачиваться с обмотками и перемотками. Однако чтобы выйти в конечном счете на искомые 12 вольт напряжения при работающей нагрузке, нужно взять трансформатор, понижающий вольт до 16.

Для моста можно взять четыре выпрямительных диода 1N4001, рассчитанных на нужный нам диапазон напряжений или аналогичные.

Конденсатор должен быть емкостью не менее 480 мкФ. Для хорошего качества выходного напряжения можно и больше, 1 000 мкФ или выше, но для питания осветительных приборов это совсем не обязательно. Диапазон рабочих напряжений конденсатора нужен, скажем, вольт до 25.

Компоновка прибора

Если мы хотим сделать приличный прибор, который не стыдно будет потом приделать в качестве постоянного блока питания, допустим, для цепочки светодиодов, нужно начать с трансформатора, платы для монтажа электронных компонентов и коробки, где все это будет закреплено и подключено. При выборе коробки важно учесть, что электрические схемы при работе разогреваются. Поэтому коробку хорошо найти подходящую по размерам и с отверстиями для вентиляции. Можно купить в магазине или взять корпус от блока питания компьютера. Последний вариант может оказаться громоздким, но в нем как упрощение можно оставить уже имеющийся трансформатор, даже вместе с вентилятором охлаждения.

На трансформаторе нас интересует низковольтная обмотка. Если она дает понижение напряжения с 220 В до 16 В – это идеальный случай. Если нет, придется ее перемотать. После перемотки и проверки напряжения на выходе трансформатора его можно закрепить на монтажной плате. И сразу продумать, как монтажная плата будет крепиться внутри коробки. У нее для этого имеются посадочные отверстия.

Дальнейшие действия по монтажу будут проходить на этой монтажной плате, значит, она должна быть достаточной по площади, длине и допускать возможную установку радиаторов на диоды, транзисторы или микросхему, которые должны еще поместиться в выбранную коробку.

Диодный мост собираем на монтажной плате, должен получиться такой ромбик из четырех диодов. Причем левая и правая пары состоят одинаково из диодов, подключенных последовательно, а обе пары параллельны друг другу. Один конец каждого диода маркирован полоской – это обозначен плюс. Сначала паяем диоды в парах друг к другу. Последовательно – это значит плюс первого соединен с минусом второго. Свободные концы пары тоже получатся – плюс и минус. Параллельно соединить пары – значит спаять оба плюса пар и оба минуса. Вот теперь имеем выходные контакты моста – плюс и минус. Или их можно назвать полюсами – верхним и нижним.

Остальные два полюса – левый и правый – используются как входные контакты, на них подается переменное напряжение с вторичной обмотки понижающего трансформатора. А на выходы моста диоды подадут пульсирующее знакопостоянное напряжение.

Если теперь подключить параллельно с выходом моста конденсатор, соблюдая полярность – к плюсу моста – плюс конденсатора, он напряжение начнет сглаживать, причем настолько хорошо, насколько велика у него емкость. 1 000 мкФ будет достаточно, и даже ставят 470 мкФ.

Внимание! Электролитический конденсатор – прибор небезопасный. При неверном подключении, при подаче на него напряжения вне рабочего диапазона или при большом перегреве он может взорваться. При этом разлетается по округе все его внутреннее содержимое – лохмотья корпуса, металлической фольги и брызги электролита. Что весьма опасно.

Ну вот и получился у нас самый простой (если не сказать, примитивный) блок питания для приборов напряжением 12 V DC, то есть постоянного тока.

Проблемы простого блока питания с нагрузкой

Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

На рисунке ниже представлено развитие предыдущей простой схемы включением на выходе микросхемы 12-вольтового стабилизатора LM7812.

Это уже лучше, но максимальный ток в нагрузке такого блока стабилизированного питания по-прежнему не должен превышать 1 А.

Блок питания повышенной мощности

Более мощным блок питания можно сделать, добавив в схему несколько мощных каскадов на транзисторах Дарлингтона типа TIP2955. Один каскад даст прибавку нагрузочного тока в 5 А, шесть составных транзисторов, подключенных параллельно, обеспечат нагрузочный ток в 30 А.

Схема, обладающая такой выходной мощностью, требует соответствующего охлаждения. Транзисторы должны быть обеспечены радиаторами. Возможно, понадобится и дополнительный вентилятор охлаждения. Кроме того, можно защититься еще плавкими предохранителями (на схеме не показано).

На рисунке показано подключение одного составного транзистора Дарлингтона, дающего возможность увеличения выходного тока до 5 ампер. Можно увеличивать и дальше, подключая новые каскады параллельно с указанным.

Внимание! Одним из главных бедствий в электрических цепях является внезапное короткое замыкание в нагрузке. При этом, как правило, возникает ток гигантской силы, который сжигает все на своем пути. В этом случае сложно придумать такой мощный блок питания, который способен это выдержать. Тогда применяют схемы защиты, начиная от плавких предохранителей и кончая сложными схемами с автоматическим отключением на интегральных микросхемах.

Тема: как сделать простой, регулируемый плавно, блок питания своими руками.

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

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

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

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

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

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

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

Регулируемый источник питания без трансформатора

Бестрансформаторный регулируемый источник питания обеспечивает питание постоянного тока для различных инструментов, таких как испытательные стенды, электронные тренажеры и т. Д. Основная функция бестрансформаторного регулируемого источника питания заключается в преобразовании входного сигнала переменного тока в требуемый уровень постоянного тока. Итак, в этом проекте мы собираемся построить простую бестрансформаторную регулируемую схему источника питания от 220 \ 110 В переменного тока до 0-12 В постоянного тока с использованием линейного стабилизатора напряжения LM317 и конденсатора X-класса.

Бестрансформаторный блок питания?

Бестрансформаторный источник питания в основном преобразует высокое напряжение переменного тока в желаемое постоянное напряжение без использования трансформатора. Основным компонентом цепи бестрансформаторного источника питания является конденсатор падения напряжения или конденсатор класса X, специально разработанный для линий переменного тока. Иногда они подключаются к нейтрали в некоторых цепях, что помогает предотвратить попадание электрических помех в цепь.

Подобную схему можно спроектировать на печатной плате.JLCPCB предоставляет вам просто экономичную услугу прототипирования печатной платы всего за 2 доллара. Чтобы купить печатные платы на заказ по удивительно низким ценам 2 доллара за 5 печатных плат, посетите: www.jlcpcb.com

Аппаратные компоненты

Для сборки этого проекта вам потребуются следующие детали.

LM317 Регулятор напряжения

Полезные шаги

1) Припаяйте пленочный конденсатор к плате.

2) Припаяйте резистор 470K и мостовой выпрямитель к плате veroboard

3) Припаяйте два стабилитрона последовательно.

4) Припаяйте отрицательную клемму конденсатора 47 мкФ / 63 В к аноду стабилитрона, а положительную клемму к катоду.

5) Припаяйте регулятор напряжения LM317 к положительному выводу конденсатора 47 мкФ, припаяйте резистор 1 кОм между выводом ADJ регулятора и выводом Vout микросхемы.

6) Припаяйте потенциометр 10K между отрицательной клеммой конденсатора и выводом ADJ микросхемы регулятора.

7) Припаяйте зажимы типа «крокодил» к выводу -ve конденсатора 47 мкФ и выводу Vout ИС.

8) Припаяйте одну клемму розетки к пленочному конденсатору и катодную точку мостового выпрямителя, а другую — к анодной точке мостового выпрямителя.

9) Проверьте выходное напряжение с помощью измерителя AVO.

10) Индикатор напряжения IC: Припаяйте последовательно 4 светодиода с соответствующими сопротивлениями.

11) Припаяйте анод светодиодов к выводу Vout регулятора IC, а вывод катода к выводу -ve конденсатора емкостью 47 мкФ.

12) Проверить цепь.

Рабочее пояснение

Принцип работы схемы следующий, на схему подается входное напряжение 220В переменного тока. Конденсатор с номиналом X (1,1 мкФ) понижает напряжение до желаемого диапазона напряжений, здесь резистор 470 кОм подключен параллельно конденсатору, чтобы разрядить накопленный ток в конденсаторе, когда цепь отключена, что предотвращает поражение электрическим током. . Это сопротивление называется сопротивлением кровотечения .

Затем сигнал низкого уровня переменного тока отправляется на мостовой выпрямитель (комбинация из 4 диодов), который преобразует сигнал переменного тока в пульсирующий постоянный ток. После этого выходной сигнал постоянного тока проходит через два стабилитрона 12 В / 1 Вт для получения шумного выходного сигнала 12 В. Затем сигнал постоянного тока проходит через сглаживающий конденсатор (47 мкФ) перед тем, как перейти к регулятору напряжения LM317, который выдает постоянный выходной сигнал постоянного тока, здесь потенциометр на 10 кОм обеспечивает возможность настройки напряжения. Используйте резисторы только с номинальной мощностью 1 Вт или выше, иначе через некоторое время резисторы могут сгореть.

Приложения

• Источники питания постоянного тока находят свое применение в таких приложениях, как испытательные стенды постоянного тока, бытовые приборы и тренажеры.
• Обычно используется при тестировании небольших электронных проектов.

См. Также: Как сделать бестрансформаторный источник питания | Простая мини-солнечная установка с использованием LM2577 | Простой драйвер лазерного диода

Замечания по проектированию источника питания

— MCI Transformer Corporation

Базовое руководство по применению источника питания

Используются четыре основных типа блоков питания:

• Нерегулируемый линейный
• Регулируемый линейный
• Феррорезонансный
• Режим переключения

Различия между четырьмя типами включают постоянное выходное напряжение, экономическую эффективность, размер, вес и пульсации.В этом руководстве объясняется каждый тип источника питания, описывается принцип работы и выделяются преимущества и недостатки каждого из них.

1. Нерегулируемый линейный источник питания

Нерегулируемые источники питания содержат четыре основных компонента: трансформатор, выпрямитель, конденсатор фильтра и резистор утечки.

Блок питания этого типа из-за своей простоты является наименее дорогостоящим и наиболее надежным для требований низкого энергопотребления. Недостатком является непостоянство выходного напряжения.Оно будет варьироваться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, и пульсации не подходят для электронных приложений. Пульсации можно уменьшить, заменив конденсатор фильтра на фильтр IC (индуктор-конденсатор), но затраты на это изменение сделают использование регулируемого линейного источника питания более экономичным выбором.

2. Регулируемый линейный источник питания

Регулируемый линейный источник питания идентичен нерегулируемому линейному источнику питания, за исключением того, что вместо спускного резистора используется трехконтактный стабилизатор.

Регулируемый линейный источник питания решает все проблемы нерегулируемого источника питания, но не так эффективен, потому что трехконтактный регулятор будет рассеивать избыточную мощность в виде тепла, которое должно быть учтено в конструкции источника питания. Выходное напряжение имеет незначительные пульсации, очень маленькую регулировку нагрузки и высокую надежность, что делает его идеальным выбором для использования в электронных устройствах с низким энергопотреблением.

3. Источники питания феррорезонансные

Феррорезонансный источник питания очень похож на нерегулируемый источник питания, за исключением характеристик феррорезонансного трансформатора.

Феррорезонансный трансформатор будет обеспечивать постоянное выходное напряжение в широком диапазоне входного напряжения трансформатора. Проблемы с использованием феррорезонансного источника питания заключаются в том, что он очень чувствителен к незначительным изменениям в частоте сети и не может быть переключен с 50 Гц на 60 Гц, и что трансформаторы рассеивают больше тепла, чем обычные трансформаторы. Эти источники питания тяжелее и будут иметь более слышимый шум от резонанса трансформатора, чем регулируемые линейные источники питания.

4. Импульсные источники питания

Импульсный источник питания имеет выпрямитель, конденсатор фильтра, последовательный транзистор, регулятор, трансформатор, но он более сложен, чем другие источники питания, которые мы обсуждали. Схема ниже представляет собой простую блок-схему и не отображает все компоненты источника питания.

Переменное напряжение выпрямляется до нерегулируемого постоянного напряжения с помощью последовательного транзистора и регулятора. Этот постоянный ток прерывается до постоянного высокочастотного напряжения, что позволяет значительно уменьшить размер трансформатора и позволяет использовать источник питания гораздо меньшего размера.Недостатки этого типа источника питания состоят в том, что все трансформаторы должны изготавливаться на заказ, а сложность источника питания не подходит для низкопроизводительных или экономичных применений с низким энергопотреблением.

---

Выпрямительные цепи для регулируемых линейных источников питания

Из нашего предыдущего описания, регулируемый линейный источник питания является наиболее экономичной конструкцией с низким энергопотреблением, низким уровнем пульсаций и низким уровнем регулирования, который подходит для электронных приложений.В этом разделе мы объясним четыре основных используемых схемы выпрямления:

• Полуволна
• Полноволновой центральный отвод
• Полноволновой мост
• Двойной дополнительный

1. Полуволновые схемы

Поскольку конденсаторный входной фильтр потребляет ток из схемы выпрямления только короткими импульсами, частота импульсов вдвое меньше, чем у двухполупериодной схемы, поэтому пиковый ток этих импульсов настолько велик, что эту схему не рекомендуется использовать для Мощность постоянного тока более 1/2 Вт.

2. Полноволновые схемы с центральным ответвлением

Двухполупериодный выпрямитель одновременно использует только половину обмотки трансформатора. Номинальный вторичный ток трансформатора должен в 1,2 раза превышать постоянный ток источника питания. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть примерно в 0,8 раза больше постоянного напряжения нерегулируемого источника питания на каждую сторону центрального ответвления, или трансформатор должно быть в 1,6 раза больше напряжения постоянного тока на центральном ответвлении.

3.Полноволновой мост

Двухполупериодная мостовая схема выпрямления является наиболее рентабельной, поскольку для нее требуется трансформатор с более низким номиналом в ВА, чем двухполупериодный выпрямитель. В двухполупериодном мосте вся вторичная обмотка трансформатора используется в каждом полупериоде, в отличие от двухполупериодного центрального отвода, который использует только половину вторичной обмотки в каждом полупериоде. Номинальный вторичный ток трансформатора должен в 1,8 раза превышать постоянный ток источника питания. Вторичное напряжение трансформатора должно быть приблизительно.В 8 раз больше постоянного напряжения нерегулируемого источника питания.

4. Двойной дополнительный выпрямитель

Двойной дополнительный выпрямитель используется для подачи положительного и отрицательного выходного постоянного тока с одинаковым напряжением. В большинстве случаев отрицательный ток значительно меньше, чем требуемый положительный ток, поэтому отношение напряжения и тока переменного тока к напряжению и току постоянного тока должно быть таким же, как и для двухполупериодного центрального отвода, описанного ранее.

---

Как выбрать трансформатор

Регулируемый линейный источник питания используется для обеспечения постоянного выходного напряжения при различных нагрузках, а также для изменения входного напряжения. Все наши расчеты для определения правильного трансформатора предполагают, что входное напряжение может варьироваться от 95 до 130 В, и не изменяет выходную мощность нашего источника питания.

Формула, используемая для определения напряжения переменного тока, требуемого от трансформатора, выглядит следующим образом:

• В = Выходное напряжение
• Vreg = Падение напряжения регулятора = 3v
• Vrec = Падение напряжения на диодах = 1.25 В
• Врип = пульсация напряжения = 10% от постоянного тока
• Vном = 115 В
• Vlowline = 95 В
• .9 = КПД выпрямителя

Мы суммировали все расчеты для трех основных схем выпрямления в таблице ниже:

Схема выпрямления	RMS НАПРЯЖЕНИЕ (ВОЛЬТ)	RMS ТОК (AMPS)
Полноволновый центральный метчик	В переменного тока C.Т. = 2,092 x Vdc ​​+ 8,08	IAC = IDC x 1,2
Полноволновой мост	В переменного тока = 1,046 x В постоянного тока +4,04	IAC = IDC x 1,8
Двойной дополнительный	В переменного тока CT = 2,092 X В постоянного тока = 8,08	IAC = IDC x 1,8

Существуют регуляторы с малыми потерями, которые имеют падение 0,5 В вместо 3 В, но в настоящее время они не рассматриваются из-за доступности.

ПРИМЕРЫ:

Пример # 1:

Регулируемый линейный источник питания необходим для 5 В постоянного тока на 1 АЦП с первичной обмоткой 115 В или 230 В, и вы не знаете, должен ли он быть двухполупериодным с центральным ответвлением или двухполупериодным мостом.

Полноволновой центральный метчик
В перем. Тока Т.Т. = 2,092 x В пост. Тока + 8,08	Iac = Idc x 1,2
В пер.т. = 2,092 x 5 + 8,08	Iac + 1 х 1,2
Vac C.T. = 18,54 C.T.	Iac = 1,2
VA = 18,54 x 1,2 = 22,5

Возможные варианты трансформаторов:
4-02-6020	Крепление для ПК UL
4-05-4020	Низкопрофильный
4-07-6020	Крепление на шасси UL
4-42-3020	Крепление для ПК VDE
4-44-6020	Крепление для ПК VDE
4-47-3020	Крепление на шасси VDE
4-49-4020	Крепление на шасси VDE

Полноволновой мост
Vac = 1.046 x Vdc ​​+ 5,23	Iac = Idc x 1,8
Vac = 1,046 x Vdc ​​+ 5,23	Iac = 1 x 1,8
Vac = 10,46	Iac = 1,8
VA = 10,46x 1,8 = 18,83

Возможные варианты трансформатора:
4-02-6010	Крепление для ПК UL
4-05-4010	Низкопрофильный
4-07-6010	Крепление на шасси UL
4-42-3010	Крепление для ПК VDE
4-47-6010	Крепление для ПК VDE
4-47-3010	Крепление на шасси VDE
4-49-4010	Крепление на шасси VDE

Пример № 2:

Регулируемый линейный источник питания необходим для 12 В постоянного тока при 250 мА постоянного тока с одним первичным напряжением 115 В, а двухполупериодный мост — это схемы выпрямления, которые вы будете использовать.

Полноволновой мост
Vac = 1,046 x Vdc ​​+ 4,04	Iac = Idc x 1,8
В пер. Тока = 1,046 x 12 + 4,04	Iac = 0,25 x 1,8
Vac = 16,59	Iac = .45
VA = 16,59 x 0,45 = 7,47

Возможные варианты трансформатора:
4-01-5020	Крепление для ПК UL
4-03-4020	Крепление для ПК UL
4-05-3020	UL низкопрофильный кронштейн для ПК
4-06-5020	Крепление на шасси UL
4-41-2020	Крепление для ПК VDE
4-44-5020	Крепление для ПК VDE
4-46-2020	Крепление на шасси VDE

При использовании источников питания убедитесь, что выбранный регулятор имеет достаточный теплоотвод для рассеивания мощности при высокой полной нагрузке линии.

Пример № 3:

Регулируемый линейный источник питания необходим для напряжения ± 15 В постоянного тока при 50 мА с первичной обмоткой 115 В.

Двойной дополнительный:
В перем. Тока CT = 2,092 x В пост. Тока x 8,08	Iac = Idc x 1,8
В перем. Тока CT = 2,092 x 15 + 8,08	Iac = 0,050 x 1,8
В перем. Тока CT = 39,46	Iac = 0,090
ВА = 39.46 х 0,090 = 3,55

Возможные варианты трансформатора:
4-01-4036	Крепление для ПК UL
4-03-3040	Крепление для ПК UL
4-05-2040	UL низкопрофильный кронштейн для ПК
4-06-4036	Крепление на шасси UL
4-44-4036	Крепление для ПК VDE

Давайте теперь посмотрим, как регулятор будет рассеивать тепло в худших условиях при высокой линии (= 130 В) и полной нагрузке.Регулятор отводит избыточную мощность в виде тепла. Регулятор имеет только максимальное количество мощности, которое он может рассеять, прежде чем внутренняя тепловая защита отключит его. Если источник питания 5 В постоянного тока, 1 А может работать при 95 В RMS, регулятор должен будет рассеивать 5,95 Вт на линии высокого напряжения при полной нагрузке (см. Расчет ниже).

Обычное рассеиваемое тепло:

Основные сведения о линейных источниках питания постоянного тока

Я заранее извиняюсь, если это звучит немного элитарно с моей стороны, но меня поражает, сколько любителей аудио DIY нуждаются в помощи в планировании решений по источникам питания.

И я не говорю о дискуссиях «Салас или ЛПС-1», я говорю о дискуссиях типа «какое напряжение должен выдавать мой трансформатор».

Итак, я попытаюсь прояснить основы.

Прежде всего, вам нужно знать свой груз. Это означает требования к напряжению и максимальному току. Основываясь на них, вы узнаете, какие у вас будут варианты блоков питания. Вариантов слишком много, чтобы вникать в них — переключение или линейное, последовательное против шунтирующего, LDO против батарей и т. Д.

Цель этой публикации не в том, чтобы помочь вам выбрать топологию источника питания — это решение в любом случае во многом субъективно.

Для нашего упражнения предположим, что нашей нагрузке требуется источник питания, способный выдавать 5 В при токе до 1 А. Предположим также, что мы будем делать «классический» источник питания на базе регулятора LM317.

Это часть схемы источника питания, на которой мы сосредоточимся.

Наша задача — подобрать подходящий силовой трансформатор, выпрямительный каскад и фильтрующий конденсатор.

Выбор выходного напряжения трансформатора
Глядя на техническое описание LM317, мы видим, что для его правильной работы требуется разница между входным и выходным напряжением не менее 3 В.Это означает, что для получения регулируемого 5 В на его выходе его входное нерегулируемое напряжение должно быть не менее 8 В.

Чтобы получить 8 В постоянного тока после выпрямления и фильтрации, наш блок питания должен обеспечивать как минимум 7 В переменного тока. Это 7 В переменного тока превратится в 7 x 1,414 = 9,9–1,8 В (наихудшее падение напряжения на диодах выпрямителя) = 8,1 В постоянного тока.

В реальной жизни нам нужно будет учитывать возможное «проседание» электросети на несколько вольт в определенные часы дня, поэтому было бы неплохо компенсировать это, выбрав трансформатор с небольшим выходным напряжением. выше теоретического.В нашем случае вместо 7 В переменного тока более безопасным выбором будет ~ 8 В переменного тока.

Выбор номинальной мощности трансформатора
Номинальная мощность трансформатора выражается как «вольт-амперы» (ВА), также известные как ватты. Это произведение выходного напряжения трансформатора на его номинальный выходной ток. Таким образом, трансформатор, обозначенный как «12В 120ВА», способен выдавать 12В переменного тока при 10А.

Возвращаясь к нашему примеру, мы заявили, что наша нагрузка требует 5 В при 1 А. Мы уже рассчитали, что необходимое выходное напряжение нашего трансформатора должно быть 8 В переменного тока, поэтому 8 В переменного тока, умноженное на 1 А, равняется 8 ВА, верно? Боюсь, что нет.Это самая распространенная ошибка для любителей электроники, когда дело касается источников питания. Они предполагают, что трансформатор, рассчитанный на 12 В переменного тока при 10 А, на самом деле может выдавать 10 А после выпрямления и фильтрации напряжения. Но этого не может быть. Если это так, это будет означать, что трансформатор выдает больше мощности, чем то, что в него вкладывается.

Дело в том, что общая мощность, которую может «преобразовать» трансформатор, является фиксированной, поэтому, поскольку выпрямление и фильтрация приводят к тому, что постоянное напряжение превышает доступное переменное напряжение, соответствующий максимальный ток должен быть меньше.

Таким образом, в нашем случае, чтобы получить 1 А постоянного тока из нашего трансформатора 8 В переменного тока, нам понадобится трансформатор с номинальным током не менее 1,5 А, поэтому 8 x 1,5 = 12 В.
На самом деле, чтобы трансформатор работал холодно и бесшумно, мы увеличили его вдвое и установили мощность около 25 ВА.

Выбор компонентов: выпрямительные диоды
Чтобы диоды работали холодно и надежно, вы должны выбирать детали, рассчитанные как минимум на три или более раз превышающий ожидаемый ток нагрузки. Это особенно важно при создании шунтирующих источников питания, которые постоянно потребляют относительно высокие токи.Для аудиосхем выбирайте диоды со сверхбыстрым восстановлением, такие как серия MUR (~ 25 нс). В случае больших токов (> 1 А) обязательно установите диоды на расстоянии не менее нескольких мм от платы (в случае радиальных частей) или используйте радиаторы (в случае диодов, которые могут их принять). Каждый диод падает примерно до 0,9 В, поэтому, когда они пропускают ток ~ 1 А, им нужно будет рассеивать почти 1 Вт тепла. Это довольно много тепла для небольшой детали.

Выбор компонентов: Конденсатор фильтра
Конденсатор фильтра — это трудолюбивый компонент.Он должен заряжаться и разряжаться примерно 100 раз в секунду (120 раз в США), чтобы сгладить колебания напряжения, выходящие из каскада выпрямления. Чем больше тока потребляет нагрузка, тем тяжелее должен работать конденсатор. В нашем примере, поскольку конденсатор вполне может заряжаться до максимально доступного напряжения, выходящего из выпрямителей, его номинальное напряжение должно быть не менее (8 В переменного тока x 1,414) — 1,8 = 9,5 В постоянного тока. Принимая во внимание тот факт, что трансформаторы без нагрузки выдают напряжение, превышающее их номинальное напряжение, вам следует выбрать конденсатор с номинальным напряжением, которое разумно выше минимально необходимого.
Что касается емкости конденсатора, то все немного сложнее понять, но в конечном итоге все сводится к одному: с какой пульсацией напряжения мы в порядке (иначе: способны ли наш регулятор и нагрузка выдерживать ). Как только мы это определили, все, что нам нужно сделать, это посчитать. Прекрасное описание теории, лежащей в основе этого, находится на этой странице: http://www.skillbank.co.uk/psu/smoothing.htm

Итак, C = Iload / 4 * f * Vpk-pk пульсация. Например, допустим, что у нас все будет в порядке с 0.Пульсация 5В. Имеем: C = 1A / 4 * 50 * 0,5 = 1A / 100 = 0,01F = 10,000 мкФ

И последнее, о чем следует помнить, — это номинальный ток пульсации конденсатора. Хорошая приблизительная оценка — это значение, по крайней мере, в два раза превышающее ожидаемое потребление нагрузки, но оно может сильно варьироваться, когда вы переходите к источникам питания высокого качества для аудио. Для получения дополнительной информации (которая выходит за рамки этого сообщения) смотрите здесь: http://www.skillbank.co.uk/psu/ripple.htm Электронная таблица, ссылка на которую находится внизу страницы, является отличным ресурсом.

Комментарии

комментария

DIY блок питания ПК повышающий понижающий преобразователь дисплей

Блок питания со старым источником питания ПК

Если вы работаете с электроникой, вам обязательно понадобится блок питания для ваших проектов. Обычно, когда ваш проект уже завершен, источником питания может быть батарея, может быть, трансформатор, подобный этому, или даже небольшой источник питания, подобный этому здесь, который я использовал для своего мини-фрезерного станка с ЧПУ. Но пока вы тестируете, и вам нужно переключаться между значениями напряжения или контролировать ограничение тока, лучше иметь стендовый источник питания с некоторыми приличными разъемами, переменным напряжением и током и каким-то дисплеем, чтобы показать вам значения, либо это цифровой или аналоговый.Это именно то, что мы собираемся построить сегодня.

Что вам нужно?

Полный список запчастей можно посмотреть здесь:

Старый рабочий блок питания ПК (бывший в употреблении)
Модуль понижающего / повышающего преобразователя LINK eBay
2 потенциометра 10 кОм LINK eBay
2 пластиковых ручки LINLINK eBayK
1 модуль вольтметра / амперметра LINK eBay
Банановые разъемы LINK eBay
2 переключателя LINK eBay
1 LED LINK eBay
Провода
Термоусадочные трубки LINK eBay

Построим!

Первое, что нам нужно сделать, это протестировать схему.Используйте следующую схему, чтобы соединить все провода. Мы должны подключить 12В от блока питания ПК к входу повышающего повышающего понижающего преобразователя. Припаяйте несколько проводов к потенциометрам на 10 кОм и подключите их вместо других небольших потенциометров на 10 кОм. Выход подключен к модулю вольтметра и к выходу. Нам нужно добавить тумблеры для включения и выключения источника питания.

Шаг 1. Определите каждый выход

Блок питания должен иметь цветную этикетку для каждого выхода.Все блоки питания ПК должны иметь выходы 3,3, 5, 12 и -12 В. Мы будем использовать выход 12 В, который обычно представляет собой желтый провод. Обычно соединение между GND и зеленым проводом включает источник питания.

Шаг 2 — Подготовьте модуль преобразователя

Этот модуль имеет как понижающий преобразователь, так и повышающий преобразователь. Это позволяет нам, используя 12 В в качестве входа, иметь как более низкие, так и более высокие выходные напряжения. Чтобы изменить предел напряжения и тока, мы можем использовать два из этих 3 потенциометров, которые есть на плате модуля.Обычно средний — это просто набор лимитов, который вы не должны изменять. Так что, если нам нужны большие красивые потенциометры, мы сначала должны распаять маленькие. Затем мы должны измерить сопротивление каждого потенциометра, чтобы использовать те же значения. Мины — это потенциометры на 10 кОм, поэтому я буду использовать то же самое. Припаяйте несколько проводов к каждому контакту, а другой конец проводов к плате модуля преобразователя вместо других небольших потенциометров.

Как сделать повышающий трансформатор

Что такое трансформатор?

Трансформатор — это статическое устройство, которое используется в электрических или электронных схемах для изменения напряжения в источнике переменного тока (AC).Он преобразует электрическую энергию из одной цепи в другую с помощью взаимной индукции между первичной и вторичной обмотками. Обычно частота входного сигнала не изменяется, но напряжение может быть увеличено или уменьшено в зависимости от необходимости.

Типы трансформаторов

Как упоминалось выше, существует два основных типа трансформаторов:

• Ступенчатый Повышающий трансформатор: Повышающий трансформатор увеличивает выходное напряжение по отношению к входному.В трансформаторе этого типа количество витков на вторичной обмотке больше, чем количество витков на первичной обмотке.
• Понижающий трансформатор: Понижающий трансформатор снижает выходное напряжение по отношению к входному. Этот тип трансформатора противоположен вышеуказанному, количество витков на вторичной обмотке меньше количества витков на первичной обмотке.

Части трансформатора

Прежде чем приступить к созданию повышающего трансформатора, давайте разберемся с основными частями трансформатора:

• Первичная обмотка — изготовлена ​​из магнитной проволоки
• Магнитный сердечник — выбирается в зависимости от мощности и частоты входного сигнала
• Вторичная обмотка — изготовлена ​​из магнитной проволоки

Вещи, необходимые для создания очень простого повышающего трансформатора

Перед началом строительства вам потребуются следующие компоненты:

• Электроизоляционная лента
• Медный провод с покрытием (т.е.е. магнитный провод)
• Материал сердечника (например, стальной болт может использоваться для обозначения сердечника)
• Резистивный элемент (например, лампочка)
• Источник питания переменного тока

Создание электрического повышающего трансформатора

Следующие шаги подробно объясняют процесс создания повышающего трансформатора:

• Используйте большой стальной болт в качестве магнитопровода трансформатора. Сначала проверьте болт на намагничивание, прижав его к кухонному магниту.Если магнит заедает, стальной болт можно использовать в качестве сердечника.

• Оберните болт изолентой, чтобы изолировать обмотки от «сердечника». Разрежьте медную проволоку с покрытием на два отрезка одинаковой длины и зачистите их на концах. Использование того же провода поможет вам убедиться, что количество обмоток катушки сопоставимо.

• Оберните два медных провода несколько раз (не менее 12 витков) вокруг концов «сердечника» (стального болта). Эти проволочные катушки будут действовать как первичная и вторичная обмотки трансформатора.Убедитесь, что оголенные концы проводов оставлены свободными. Также сохраняйте зазор между первичной и вторичной обмотками. Закрепите изолентой.

• Теперь подключите оголенные концы вторичной катушки к контактным выводам резистивного элемента (лампы). Следите за тем, чтобы они не касались друг друга контактами лампы, потому что короткое замыкание не позволит лампочке загореться. При необходимости можно использовать изоляционную ленту, чтобы удерживать провода на месте.

• Наконец, подключите оголенные концы первичной катушки к источнику переменного тока.Выбор источника питания переменного тока с выключателем питания, регулируемым напряжением и предохранителем на входе поможет обеспечить безопасность и изоляцию от «настенного» питания. Начните с самого низкого уровня мощности переменного тока и постепенно увеличивайте, чтобы увидеть изменение яркости лампы. Лампочка должна загореться при включении питания. Если нет, проверьте соединения и попробуйте еще раз.

• Если вы почувствуете запах гари, немедленно отключите концы первичной обмотки от источника питания. Однако это маловероятная ситуация, поскольку трансформатор должен обеспечивать сопротивление, достаточное для предотвращения прохождения слишком большого тока.

• Если вы чувствуете запах гари, проверьте, не вызвана ли причина короткого замыкания контактом между оголенными проводами. Закройте оголенные провода изолентой и попробуйте еще раз.

• Обратите внимание, что яркость лампы будет увеличиваться при увеличении конфигурации. Более того, сердечник трансформатора начнет работать как электромагнит. Это можно проверить, приложив к нему металлические предметы.

Наконечник: Для изготовления для промышленного повышающего трансформатора необходимо, чтобы вторичная обмотка имела больше витков, чем первичная.Более того, если вы хотите, чтобы у трансформатора было вдвое больше напряжения и вдвое меньше тока на вторичной обмотке, вставьте в два раза больше витков во вторичную обмотку.

Сопутствующие товары

После успешного завершения повышающей конфигурации попробуйте изменить соотношение оборотов катушки на обратное. Это позволит вам сравнить работу трансформатора в понижающем и повышающем режимах. Вы также можете протестировать обе конфигурации на разных резисторных нагрузках.

д.и.г. Высоковольтный источник питания переменного или постоянного тока 15 кВ при 30 мА с плавающим выходом — diy Physics Blog

Трансформаторы, предназначенные для питания больших неоновых вывесок, недороги и очень надежны. Чаще всего вторичная обмотка имеет центральный отвод, что не позволяет использовать ее полную размах выходного сигнала в приложениях, где необходимо заземлить одну из клемм.

В блоке питания, описанном в этом посте, я вынул высоковольтный трансформатор из металлического корпуса, чтобы изолировать центральный отвод от земли.Это требует очень осторожного нанесения на трансформатор толстого изоляционного слоя. Я использовал полную банку Shellac, чтобы снова и снова покрыть трансформатор.

Я построил толстую изолирующую скобу из делрина для модифицированного трансформатора и поместил ее в заземленный металлический корпус. Я подключил его с помощью высоковольтного кабеля, который дополнительно изолирован толстой силиконовой трубкой. Я обильно использую высоковольтную шпатлевку (GC ELECTRONICS # 10-8882) для изоляции. Я купил высоковольтные соединители в компании Surplus Sales of Nebraska.

Чтобы получить переменный выход переменного тока, я использую вариак мощностью 500 Вт. Следует помнить, что трансформаторы с неоновыми трубками обычно проектируются так, чтобы сначала вызвать скачок напряжения, чтобы вызвать разряд в газе, а затем перейти в режим постоянного тока. Таким образом, напряжение будет немного отличаться в зависимости от нагрузки. Соотношение напряжений один к одному между выходом вариак (вход неонового трансформатора) и выходом неонового трансформатора возможно только для очень легких нагрузок.

Плавающий выход постоянного тока генерируется двухполупериодным выпрямлением и фильтрацией выхода неонового трансформатора.Я использовал восемь высоковольтных диодов NTE542 (обычно используемых в небольших микроволновых печах) для создания двухполупериодного мостового выпрямителя, как показано на схематической диаграмме выше. Двадцать конденсаторов по 0,01 мкФ при 10 кВ используются для фильтрации выпрямленного напряжения. Я использовал избыточный панельный измеритель (с маркировкой в ​​кВ, вероятно, от рентгеновского аппарата) с цепочкой резисторов для измерения выходного напряжения.

Изначально я сконструировал этот блок питания для работы с китайской лазерной трубкой на углекислом газе, работающей на постоянном токе, но он оказался отличным дополнением к моей коллекции высоковольтных источников питания для работы моего плазменного генератора.

ОПАСНО! Обратите внимание, что это опасное устройство! Он создает высокое напряжение, которое может вызвать очень болезненный или смертельный удар электрическим током. Кроме того, могут возникать искровые разряды, которые могут воспламенить легковоспламеняющиеся материалы или летучую атмосферу. Помните, что конденсаторы сохраняют заряд долгое время после отключения питания. Перед тем как прикасаться к высоковольтным шинам, тщательно разрядите их!

Пожалуйста, посетите www.diyPhysics.com, чтобы узнать о других передовых технологиях d.я проекты, и не забудьте проверить наш новый d.i.y. Книга по квантовой физике:

Источник питания постоянного тока 20 кВ (самодельный / DIY) с обратноходовым соединением со встроенными диодами

Это простой в изготовлении источник питания высокого напряжения, использующий тип Обратный трансформатор со встроенными диодами, снятый с ЭЛТ (Электронно-лучевая трубка) типа телевизора. Я называю это Кубом. С всего лишь несколько дополнительных деталей, он может создавать красивые волнистые дуги и даже приводить в действие лестницу Иакова (путевая дуга.)

Куб	Обратный ход со встроенными диодами.

Волновая дуга.

Лестница Иакова.

Это отличается от моего Источник высокого напряжения 30кВ который использовал обратный трансформатор без встроенных диодов и умножитель или утроитель напряжения Кокрофта-Уолтона, содержащий диоды (см. фото ниже.) Однако множитель позволяет добраться до 30кВ. С другой стороны, трудно найти этот коммерческий мультипликатор, как это обратный ход без встроенных диодов. Обратный ход со встроенным Диоды, используемые в этом блоке питания Cube на 20 кВ, найти легче.

Источники питания 20кВ и 30кВ.

Обратный ход без встроенных диодов.

Умножитель / утроитель напряжения.

Ниже приведена принципиальная схема этой схемы.

Цепь высоковольтного обратного источника питания постоянного тока 20 кВ.

А вот схема. Обратите внимание, что я не добавлял детали, которые находятся в красный. Это усовершенствование, о котором больше говорят в защите транзисторов. раздел ниже.

Схема блока питания Flyback со встроенными диодами.

Обратный трансформатор не имел катушек на сердечнике, поэтому вы как видно ниже, я добавил две, первичную катушку (черная) и обратную связь катушка (красная). Обе катушки имеют центральную резьбу, что означает наличие дополнительной провод идет из центра каждой катушки. Фотография справа внизу показывает провода перед их намоткой.

Катушки трансформатора обратного хода.

Провода перед намоткой.

Щелкните здесь, чтобы получить полную информацию о где я взял радиаторы и как я установил транзисторы на радиаторы.

И это фото его интерьера.

Взгляд в куб.

ВНИМАНИЕ! Этот источник питания может производить опасные или смертельные напряжения и токи.Всегда разряжайте питание заземляйте после выключения и перед тем, как подойти к нему. При создании короны, ионного ветра, искры и / или дуги он производит озон, который вреден для вашего здоровья, поэтому используйте его в хорошо вентилируемая зона.

Защита транзисторов — конденсаторы и диоды

Речь идет о материале, выделенном красным на схеме выше. Этот это то, что я сам не пробовал, но видел и слышал о от других. Я сам мало что знаю об этом, поэтому могу быть только расплывчатым.Повторение того, что мне сказали, по крайней мере, часть его цели. уменьшает нагрев транзисторов и защищает эти биполярные переходные транзисторы от отрицательных переходных напряжений на их коллекторах поскольку они уязвимы для этого.

Детали, выделенные красным на схеме выше, — это то, что есть на моем коммерческом сделал блок питания ХВГ10. Показанные фотографии вот конденсаторы (желтые) и диоды (припаяны к ножкам транзистора) на блоке питания.

Конденсаторы и диоды для защиты транзисторов.

Из личного письма мне также сказали, что рекомендуемый конденсатор размер от 200 до 400 нФ неполяризованный, но 100 нФ тоже работает. Диод для установки обратного смещения и рекомендуемый размер UF4007 или BYE500.

Из комментария Alex1M6 на YouTube на мое видео о ремонте блок питания, который мне посоветовали «добавить диод быстрого восстановления на каждый транзистор в направлениях, показанных на схеме выше.Для дальнейшего защита помещает небольшие пленочные конденсаторы около 10-47 нФ через каждый диод тоже, и это переместит транзисторы в квазикласса E переключения и может даже уменьшить нагрев транзисторов чуть-чуть. Конденсаторы большей емкости уменьшат выходную мощность. напряжение немного, но также снизит нагрузку на транзистор, поэтому поэкспериментируйте, прежде чем окончательно определить значение «.

Обратный трансформатор

Как указано выше, обратный трансформатор — это трансформатор со встроенным диодом, как и большинство, что вы найдете в наши дни.Он был выбран случайным образом в этом Я нашел его в телевизоре, который кто-то выбросил. Практически любой обратный рейс найдено на ebay.com буду работать.

Судя по надписи, которая была на плате рядом с обратным трансформатором, это сказал T505, и ясно, что это была обратная связь Sony. С уже не существующей веб-страницы, содержащей список трансформеров Sony, Модель KV32FS12, версия T505, Номер детали 1-453-338-21. KV32FS12 может быть номером модели телевизора Sony.1-453-338-21 был номер детали, возможно, только для этого веб-сайта. Альтернативная часть нет похоже, это может быть Sony part 1-453-338-11.

Использование источника питания высокого напряжения

Ниже представлена ​​моя установка для использования этого высоковольтного источника питания (в этом если он питает лестницу Иакова.) из принципиальной схемы выше, источник питания принимает от 0 до 24 вольт на входе. У меня есть свой Источник питания постоянного тока от 0 до 24 В, который я использую для этого входа.Красный вещь, сидящая на ней, — это ВАРИАК, который используется для изменения напряжение от 0 до 24 вольт.

Устройство, приводящее в действие лестницу Иакова.

Ниже представлена ​​установка для измерения выходного напряжения с помощью осциллографа. и высоковольтный пробник FLUKE 80K-40. Я просто касаюсь кончиком зонда металлического шара, прикрепленного к выход источника питания.

Как показано ниже на выходе осциллографа, напряжение составляет 20 киловольт. Это было с 20 вольт, подаваемым на источник питания высокого напряжения от источник питания от 0 до 24 В. Я обнаружил, что вход и выход напряжения масштабируются довольно линейно. Вход 10 вольт давал выход 10 киловольт, и так далее; каким бы ни было входное напряжение, выход будет В 1000 раз больше. Я также обнаружил, что при 20 киловольтах и ​​выше транзисторы стали бы нагреваться намного быстрее.

Чтобы уменьшить проблему нагрева транзистора, мне было предложено добавьте конденсаторы и диоды на транзисторы. Вы можете найти больше об этом под заголовком «Транзисторная защита» на моей странице источника питания 30 кВ, поскольку он использует практически такая же схема.

Установка для измерения напряжения.

20 киловольт.

Я также сделал несколько измерений тока, но без измерения напряжения в то же время. Это было сделано как во время зажигания, так и во время рисование константы, волнистая дуга. Для измерения использовался аналоговый измеритель (см. Ниже). К пластиковой палке был приклеен провод с зажимом из крокодиловой кожи. В кончик зажима «крокодил» располагался рядом с выходом металлического шарика из источник питания, в то время как другой конец провода проходил через метр до земли.

Как видите, сила тока может превышать 250 мА, что смертельно, если проникает в твое сердце.

Текущая измерительная установка.

Стрелка отклонена от шкалы 250 миллиампер.

Видео — Куб — Как сделать высоковольтный источник питания с обратным ходом / встроенными диодами

Вот мое пошаговое видео с инструкциями по изготовлению этого блока питания, наряду с некоторыми измерениями напряжения и тока и демонстрациями.