Логотип

Логотип
Нижний Новгород. Строительные материалы
603037 Нижний Новгород, ул. Федосеенко, д. 54
тел./факс 8 (831) 225-44-50, 223-55-05, 229-06-66, 223-55-45, 225-77-78, 223-73-53, 225-71-31
 
           

Схема мощного блока питания


Мощный блок питания схема

Блок питания 12 Вольт позволит осуществить питание практически любой бытовой техники, включая даже ноутбук. Обратите внимание на то, что на вход ноутбука подается напряжение до 19 Вольт. Но он прекрасно будет работать, если провести запитку от 12. Правда, максимальный ток составляет 10 Ампер. Только до такого значения потребление доходит очень редко, среднее держится на уровне 2-4 Ампер. Единственное, что следует учесть - при замене стандартного на самодельный использовать встроенную батарею не получится. Но все равно блок питания на 12 вольт идеально подходит даже для такого устройства.

Параметры блока питания

Самые главные параметры любого блока питания - это выходное напряжение и ток. Зависят их значения от одного - от используемого провода во вторичной обмотке трансформатора. О том, как провести выбор его, будет рассказано немного ниже. Для себя вы должны заранее решить, для каких целей планируется использовать блок питания 12 Вольт. Если необходимо запитывать маломощную аппаратуру - навигаторы, светодиоды, и прочее, то вполне достаточно на выходе 2-3 Ампер. И то этого будет много.

Но если вы планируете с его помощью осуществлять более серьезные действия - например, заряжать автомобиля, то потребуется на выходе 6-8 Ампер. Ток зарядки должен быть в десять раз меньше емкости АКБ - это требование обязательно учитывается. Если же возникает необходимость в подключении приборов, напряжение питания которых существенно отличается от 12 Вольт, то разумнее установить регулировку.

Как выбрать трансформатор

Первый элемент - это преобразователь напряжения. Трансформатор способствует преобразованию переменного напряжения 220 Вольт в такое же по амплитуде, только со значением, намного меньше. По крайней мере, вам нужно меньшее значение. Для мощных блоков питания за основу можно взять трансформатор типа ТС-270. У него высокая мощность, даже имеются 4 обмотки, которые выдают по 6,3 Вольт каждая. Они использовались для питания накала радиоламп. Без особого труда из него можно сделать блок питания 12 Вольт 12 Ампер, который сможет даже АКБ автомобиля заряжать.

Но если вас полностью не устраивают его обмотки, то можно вторичные все убрать, оставить только сетевую. И провести намотку провода. Проблема в том, как посчитать необходимое количество витков. Для этого можно воспользоваться простой схемой вычисления - посчитайте, сколько витков содержит вторичная обмотка, которая выдает 6,3 Вольт. Теперь просто разделите 6,3 на число витков. И вы получите величину напряжения, которое можно снять с одного витка провода. Осталось только высчитать, сколько нужно намотать витков, чтобы на выходе получить 12,5-13 Вольт. Будет даже лучше, если на выходе окажется на 1-2 Вольт напряжение выше требуемого.

Изготовление выпрямителя

Что такое выпрямитель и для чего он нужен? Это устройство на полупроводниковых диодах, которое является преобразователем. С его помощью превращается в постоянный. Для анализа работы выпрямительного каскада нагляднее использовать осциллограф. Если на перед диодами вы увидите синусоиду, то после них окажется практически ровная линия. Но мелкие куски от синусоиды все равно останутся. От них избавитесь после.

К выбору диодов стоит отнестись с максимальной серьезностью. Если блок питания на 12 Вольт будет использоваться в качестве зарядчика аккумулятора, то потребуется использовать элементы, у которых величина обратного тока до 10 Ампер. Если же намерены осуществлять питание слаботочных потребителей, то вполне достаточно окажется мостовой сборки. Вот тут стоит остановиться. Предпочтение стоит отдавать схеме выпрямителя, собранного по типу мост - из четырех диодов. Если применить на одном полупроводнике (однополупериодная схема), то КПД блока питания уменьшается практически вдвое.

Блок фильтров

Теперь, когда на выходе имеется постоянное напряжение, то необходимо, чтобы питания на 12 Вольт была немного усовершенствована. Для этой цели нужно использовать фильтры. Для питания бытовой техники достаточно применить LC-цепочку. О ней стоит рассказать более подробно. К плюсовому выходу выпрямительного каскада подключается индуктивность - дроссель. Ток должен проходить через него, это первая ступень фильтрации. Далее идет вторая - электролитический конденсатор с большой емкостью (несколько тысяч микрофарад).

После дросселя к плюсу подключается электролитический конденсатор. Второй его вывод соединяется с общим проводом (минусом). Суть работы электролитического конденсатора в том, что он позволяет избавиться от всей переменной составляющей тока. Помните, на выходе выпрямителя оставались небольшие кусочки синусоиды? Вот, именно от нее нужно избавиться, иначе блок питания 12 Вольт 12 Ампер будет создавать помеху для устройства, подключаемого к нему. Например, магнитола или радиоприемник будет издавать сильный гул.

Стабилизация напряжения на выходе

Для осуществления стабилизации выходного напряжения можно воспользоваться одним всего полупроводниковым элементом. Это может быть как стабилитрон с напряжением рабочим 12 Вольт, так и более современные и совершенные сборки типа LM317, LM7812. Последние рассчитаны на стабилизацию напряжения на уровне 12 Вольт. Следовательно, даже при условии, что на выходе выпрямительного каскада 15 Вольт, после стабилизации останется всего 12. Все остальное уходит в тепло. А это значит, что крайне важно устанавливать стабилизатор на радиатор.

Регулировка напряжения 0-12 Вольт

Для большей универсальности прибора стоит воспользоваться несложной схемой, которую можно соорудить за несколько минут. Такое можно воплотить при помощи ранее упомянутой сборки LM317. Только отличие от схемы включения в режиме стабилизации будет небольшое. В разрыв провода, который идет на минус, включается 5 кОм. Между выходом сборки и переменным резистором включено сопротивление около 220 Ом. А между входом и выходом стабилизатора защита от обратного напряжения - полупроводниковый диод. Таким образом, блок питания 12 Вольт, своими руками собранный, превращается в многофункциональное устройство. Теперь остается только произвести сборку его и градуировку шкалы. А можно и вовсе на выходе поставить электронный вольтметр, по которому и смотреть текущее значение напряжения.

На 1-2 ампера, но более высокий ток получить уже проблематично. Здесь будет описан блок питания повышенной мощности, на стандартное напряжение 13,8 (12) вольт. Схема на 10 ампер, но можно это значение увеличить ещё. В схеме предлагаемого БП нет ничего особенного, за исключением того, что, как показали испытания, она способна выдавать ток до 20 Ампер кратковременно или 10A непрерывно. Для дальнейшего повышения мощности используйте больший трансформатор, выпрямитель диодного моста, более высокую ёмкость конденсаторов и количество транзисторов. Схема блока питания для удобства показана на нескольких рисунках. Транзисторы не обязательно ставить строго те, что в схеме. Были использованы 2N3771 (50В, 20А, 200W) потому, что их много в наличии.

Регулятор напряжения работает в небольших пределах, от 11 В до 13,8 при полной нагрузке. С напряжением холостого хода значение 13,8в (номинальное напряжение батареи 12В), выход упадет на 13,5 около 1.5A, и 12.8В около 13А.

Выходные транзисторы подключены параллельно, с 0,1 ом 5 ватт проволочными резисторами в эмитерных цепях. Чем больше транзисторов, которые вы используете, тем выше пиковый ток возможно снять со схемы.

Светодиоды покажут неправильную полярность, а реле заблокирует стабилизатор БП от выпрямителей. Тиристор большой мощности BT152-400 открывается при перенапряжении и берёт удар тока на себя, приводя к сгоранию предохранителя. Не думайте что симистор сгорит первым, BT152-400R может выдерживать до 200А в течение 10 мс. Данный источник питания может служить и в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов, но во избежании инцедентов, не нужно оставлять АКБ на долгое время подключенным без присмотра .

В одном из своих я показал как сделать неплохой блок питания самому и жаловался, почему в продаже редко попадаются хорошие блоки питания. Этот блок питания мне понравился уже просто по картинке, но так как картинка бывает обманчива, я решил его рассмотреть поближе и испытать. В обзоре будет описание, фотки, испытания и анализ небольшой ошибки при проектировке.

Продолжение читайте под катом.

Мои читатели наверняка помнят обзор «12 Вольт 5 Ампер блок питания или как это могло быть сделано.» Этот блок питания мне напомнил тот, что делал я в конце обзора:)

Но тесты и проверки это конечно хорошо, но начну я как всегда с того как это ехало и как приехало. Приехал блок питания не один, про второй товар я расскажу в другой раз, думаю он будет не менее интересным. Ехал быстро, по треку добрался за 8 дней. А вот к упаковке была претензия, но так как упаковку любят далеко не все, то я несколько фоток спрячу под спойлером.

Упаковка

Пришел заказ в обычном сером пакете, обмотанный поролоновой лентой.

Вот к такой упаковке у меня и были претензии. Упаковщик просто сложил два моих пакетика, обмотал лентой и склеил скотчем, но края остались открытыми. В итоге пакетики и рулон ленты ехали отдельно. Очень повезло, что ехали недолго и сами по себе были упакованы в отдельные пакеты, иначе могли прорвать упаковку своими радиаторами и вылезти наружу.

Плата была упакована в привычный многим антистатический пакет, с не менее знакомой наклейкой.

Краткие характеристики: Входное напряжение 85-265 Вольт Выходное напряжение - 12 Вольт Ток нагрузки - 6 Ампер номинальный, 8 Ампер максимальный.

Выходная мощность - 100 Ватт (максимальная)

Размеры платы не очень большие, 107х57х30мм.

Есть чертежик с более точными размерами, думаю он будет полезен.

Сама плата выглядит очень аккуратно, полностью соответствует фотографии в магазине, что меня приятно удивило.

На плате присутствуют довольно большие радиаторы, а сама плата выполнена в открытом исполнении, т.е. предназначена для установки в какое нибудь устройство и своего корпуса не имеет. Брал я ее не просто так, а по делу:) Есть идея переделки одного из моих устройств, но так как я был не уверен в качестве данного блока питания, то решил сначала заказать и попробовать только его, так что будет продолжение. Ну по крайней мере я надеюсь на это.

На плате присутствует входной фильтр, ограничитель пускового тока и безвинтовой клеммник по входу 220 Вольт. На силовом трансформаторе есть наклейка DC12V-8. Выходная обмотка трансформатора намотана в 5 проводов

Пайка очень аккуратная, выводы обкушены довольно коротко, ничего не торчит, флюс смыт полностью. Отсутствующих компонетов нет. Плата двухслойная с двухсторонним монтажом. Но есть мелкое замечание, на каждом из радиаторов припаян только один крепежный вывод. На мой взгляд это не очень хорошо. Что помешало припаять оба - непонятно. Причем на фото магазина все абсолютно точно так же. Отмечу то, что выходное напряжение измеряется в точке, максимально близкой к выходному разъему, за это плюс, влияет на точность удержания выходного напряжения.

Основные компоненты платы поближе. Установлен ШИМ контроллер CR6842S, который является полным аналогом более известного контроллера Почти все установленные резисторы точные, не хуже 1%, об этом говорит четырехзначная маркировка.

Силовой транзистор 600 Вольт 20 Ампер, 0.19 Ома производства Infineon. Еще одно мелкое замечание, слишком сильно закрутили крепежный винт и он вжал изолирующую втулку. Транзистор остался изолированным от радиатора, да и сам радиатор изолирован от других компонентов, но впечатление несколько подпортило.

Транзистор изолирован от радиатора пластинкой из слюды.

Немного отвлекусь, на фото виден мелкий электролитический конденсатор, судя по пайке его или впаивали потом или меняли, на работоспособность это никак не повлияло (ну или почти никак). Дело в том, что при резком изменении нагрузки от нуля до 4 Ампер или более, БП может отключиться на 0.5 секунды. Я бы советовал заменить этот электролит на что нибудь типа 47мкФх50 В. Если такие режимы не планируются, то можно оставить и так.

Выходная диодная сборка 100 Вольт 2х20 Ампер производства ST. Радиатор на самом деле ровный, это он на фото так вышел:)

Так же видно пару выходных конденсаторов 1000мкФ х 35 Вольт, дроссель выходного фильтра и светодиод индикации включения блока питания. Здесь разъем уже установили обычный, винтовой. Хотя как по мне, для встраиваемой платы разъемы вообще вещь лишняя.

Выходные конденсаторы установлены с хорошим запасом по напряжению, это очень хорошо. Попутно я проверил емкость и ESR этих конденсаторов, вышло так же неплохо. Прибор показал суммарную емкость и ESR, если пересчитать на каждый в отдельности, то будет примерно 1050мкФ и 30мОм. Конденсаторы врядли фирменные, но характеристики вполне нормальные, порадовало рабочее напряжение в 35 Вольт, Я в своих БП обычно и то применяю конденсаторы на 25 Вольт.

Ну и «что бы два раза не бегать», проверил входной электролит. Написано 82мкФ 400 Вольт 105 градусов. Емкость почти в норме, ESR в норме. Производитель конденсатора Taicon.

Ну и конечно начертил схему этого блока питания. Нумерация большинства компонентов соответствует печатной плате.

Для тестирования блока питания приготовил вот такую кучку всякого разного:) Ничего необычного: Нагрузочные резисторы 3 штуки 10 Ом и одна наборка дающая в сумме 3 Ома (5 шт по 15 Ом включенных параллельно) + вентилятор. Мультиметр Бесконтактный термометр Осциллограф Всякие соединители и провода.

Тестирование блока питания

Процесс тестирования включал в себя последовательное увеличение нагрузки, при этом после каждого повышения нагрузки я ждал около 15 минут, потом измерял температуру основных компонентов и переходил на следующий шаг увеличения нагрузки. Делитель осциллографа все это время был в положении 1:1.

1. Режим холостого хода. Напряжение 12.29 Вольта. 2. Подключен один резистор 10 Ом, Напряжение немного просело до 12.28 Вольта.

1. Подключено 2 резистора 10 Ом, напряжение 12.28 Вольта. 2. Подключено 3 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

1. Подключена наборка сопротивлением 3 Ома + вентилятор, напряжение 12.27 Вольта 2. Наборка 3 Ома + резистор 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

Небольшое замечание, при подключении нагрузки более 4 ампер БП может отключиться на 0.5 секунды и потом включится опять. Это происходит только при переходе из режима холостого хода, хотя бы небольшая нагрузка убирает этот эффект полностью.

1. Наборка 3 Ома + 2 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта. 2. Режим максимальной нагрузки, наборка 3 Ома + 3 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

Как я писал выше, в процессе тестирования я измерял температуры разных компонентов. Измерялись температуры: Силового транзистора Трансформатора Выходного диода

Первого по схеме выходного конденсатора.

Для более точных показаний измерялась температура непосредственно транзистора и диодной сборки, а не их радиаторов. При мощности нагрузки 80 Ватт температуру измерил два раза, второе измерение было после дополнительного 10 минутного прогрева.

Резюме:Плюсы Качественная сборка Довольно качественные компоненты с запасом. Соответствие заявленным параметрам. Отличная точность стабилизации выходного напряжения Не вижу необходимости в доработке.

Низкая цена.

Минусы Замечание к упаковке (минус магазину)

Не пропаяно по одному крепежному контакту на радиаторе.

Мое мнение. Если честно, то мне этот БП понравился уже внешне на фотке магазина, и была уже некоторая уверенность в том, что я получу в итоге, но одно дело видеть, а другое - попробовать. БП оставил положительные эмоции, отлично подойдет как встраиваемый в какое то из самодельных устройств.

Конечно не обошлось и без минусов, но они очень малы, в сравнении с плюсами.

Блок питания для обзора был предоставлен магазином banggood.

Надеюсь, что мой обзор будет полезен. Конечно можно сказать, что я расхваливаю товар, но могу сказать, что блоками питания я занимаюсь около 15 лет, собрал за это время более 1000 штук, сколько отремонтировал и переделал, счет потерял. Потому нормальную вещь не похвалить не могу. Видел вещи и получше, особенно БП пром серии, но там и ценник другой.

Так же можно рассмотреть такого БП, но на меньшую мощность.

Небольшое замечание китайским инженерам

Блок питания показал очень хорошие результаты, но есть небольшое замечание к конструкции, вернее к печатной плате. Трассировка некоторых цепей выполнена неправильно, и если бы была как надо, то уровень пульсаций можно было бы еще уменьшить. Покажу на примере. 1. Как сделано в блоке питания, этот участок можно увидеть на плате, я его немного упростил для наглядности. 2. Как это можно сделать лучше без перемещения компонентов на плате 3. как сделать еще лучше, но уже с перемещением компонентов. Дело в том, что в силовых цепях нежелательно иметь участки, где ток может течь в двух направлениях, так как это увеличивает уровень помех. Ток должен течь только в одном направлении. В исходном варианте по одним и тем же дорожкам сначала течет ток заряда конденсатора, потом через них же течет ток разряда.

Планирую купить +349 Добавить в избранное Обзор понравился +174 +380

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

В схеме применяется обычная микросхема LM7812, но выходной ток может достигать предела в 30A, он усиливается с помощью специальных транзисторов Дарлингтона TIP2955, их еще называют составные. Каждый из них может выдавать на выходе до 5 ампер, а так как их шесть в результате суммарный выходной ток около 30 А. При необходимости вы можете увеличить или уменьшить количество составных транзисторов, чтобы получить нужный вам ток на выходе.

Микросхема LM7812 обеспечивает около 800 мА. Предохранитель применяется для защиты ее от высоких бросков тока. Транзисторы и микросхема необходимо разместить на больших радиаторах. Для тока 30 ампер нам понадобится очень большой радиатор. Сопротивления в эмиттерных цепях применяются для стабильности и выравнивания токов каждого плеча составного транзистора, ведь уровень их усиления будет различным для каждого конкретного экземпляра. Номинал резисторов 100 Ом.

Выпрямительные диоды, должны быть рассчитаны на ток не ниже 60 ампер, а лучше выше. Сетевой трансформатор с током вторичной обмотки 30 ампер является наиболее трудно доставаемой частью конструкции. Входное напряжение стабилизатора должно быть на несколько вольт больше выходного напряжения 12 В.

Внешний вид блока питания вы можете посмотреть на рисунке ниже, чертежа печатной платы к сожалению не сохранилось, но я рекомендую сделать его своими руками в утилите .

Настройка схемы. Сначала лучше не подключать нагрузку, а с помощью мультиметра убедится в наличии 12 Вольт на выходе схемы. Затем подключите нагрузку обычное сопротивление ом на 100 и не менее 3 Вт. Показания мультиметра не должны измениться. Если нет 12 вольт - отсоедините питание и внимательно проверьте всю коммутацию.

В предлагаемом блоке питания установлен мощный полевой транзистор IRLR2905.В открытом состоянии сопротивление канала 0,02 Ома. Мощность, рассеиваемая VT1, более 100 Вт.

Переменное сетевое напряжение следует на выпрямитель и сглаживающий фильтр, и далее уже отфильтрованное поступает на сток полевого транзистора и через сопротивление R1 на затвор, открывая VT1. Часть выходного напряжения через делитель следует на вход микросхемы КР142ЕН19, замыкая цепь отрицательной ОС. Напряжение на выходе стабилизатора увеличивается до тех пор, пока напряжение на входе управления DA1 не достигнет порогового уровня в 2,5 В. В момент достижения микросхема открывается, снижая напряжение на затворе, таким образом, схема БП входит в режим стабилизации. Для плавной регулировку выходного напряжения сопротивление R2 меняют на потенциометр.

Наладка и регулировка: Задаем необходимое выходное напряжение R2. Проверяем стабилизатор на предмет самовозбуждения с помощью осциллографа. Если оно имеет место, то параллельно емкостям C1, С2 и С4 требуется подсоединить керамические конденсаторы номиналом 0,1 мкФ.

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

elektrokomplektnn.ru

Блок питания своими руками ⋆ diodov.net

Автор: Дмитрий Забарило Схемы

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

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

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы блока питания

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

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

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

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

Трансформатор

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

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

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

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

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

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

Диодный мост

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

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

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

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

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

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

Конденсаторный фильтр

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

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

Стабилизатор напряжения LM7805, LM7809, LM7812

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

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

Для примера расшифруем следующие маркировки:

LM7805 → 5 В, положительное напряжение

LM7912 → 12 В, отрицательное U

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

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

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

Схема блока питания

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

diodov.net

Схема мощного блока питания на 12 В 50 А

Вы спросите — а зачем вообще нужен блок питания на ток 50 ампер? Хотя если ищите именно этот БП, то значит у вас есть уже какие-то планы на такую мощность. В нашем случае он нужен был для питания мощного усилителя радиостанции, а также для индукционного нагревателя.

Схема стабилизированного источника питания 50 Ампер

Основные элементы, которые использованы для его постройки:

  • трансформатор 1000VA, имеющий две обмотки на 15 В проводом 2.2 мм,
  • диодный мост — 4 диода 50 А из блока питания компьютера,
  • конденсаторы фильтра 32 x 4700uF / 25V,
  • силовые транзисторы 4x IRFP150,
  • микросхема управления LM723.

Испытания готового БП на нагрузке

Результаты измерений на искусственной нагрузке вышли следующие:

НАПРЯЖЕНИЕ — ТОК

  • 13,75V 25А
  • 13,75V 30A
  • 13,75V 35A
  • 13,64V 40A
  • 13,61V 45A
  • 13,50V 50A

Рекомендации по изготовлению блока

Каждый уравнительный резистор (на истоках транзисторов) для таких токов представляет собой нихромовый провод длинной около 2 см. Все транзисторы сидят на общем радиаторе. Электролитические конденсаторы собраны в батарею.

Полезное:  Сабвуфер в закрытом корпусе

Мостовой выпрямитель собран на диоде MBR4060 (оба вывода соединены между собой параллельно для увеличения предельного тока). Общий плавкий предохранитель имеет номинал 50 А.

Дополнительный небольшой трансформатор на 26 В питает микросхему стабилизатора, чтоб на неё не влияли форс-мажорные ситуации с КЗ и перегрузами.

В блоке питания есть тиристорная защита, которая замыкает выходное напряжение накоротко, защищая тем самым дорогостоящее подключенное оборудование. Индикация осуществляется стрелочным вольтамперметром, но можно и готовый цифровой индикаторный блок.

Имеет смысл поставить два мощных диода на выходе между землей и плюсом, а другие параллельно выходным транзисторам (если конечно не используются со встроенными защитными, типа IRFP460 и иже с ними). Рисунки печатной платы можете скачать тут.

4- 3,50 Загрузка...

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

2shemi.ru

Лабораторный блок питания своими руками

Главная > Советы электрика > Лабораторный блок питания своими руками

Все мастера, занимающиеся ремонтом электронной аппаратуры, знают о важности наличия лабораторного блока питания, с помощью которого можно получать различные значения напряжения и тока для использования при зарядке устройств, питании, тестировании схем и т. д. В продаже имеется много разновидностей таких аппаратов, но опытным радиолюбителям вполне по силам изготовить лабораторный блок питания своими руками. Использовать для этого можно бывшие в употреблении детали и корпуса, дополнив их новыми элементами.

Самостоятельная сборка БП

Простое устройство

Самый простой блок питания состоит всего из нескольких элементов. Начинающим радиолюбителям будет несложно разработать и собрать эти легкие схемы. Главный принцип – создать выпрямительную схему для получения постоянного тока. При этом уровень напряжения на выходе меняться не будет, он зависит от коэффициента трансформации.

Часть схемы простейшего БП без трансформатора

Основные компоненты для схемы простого блока питания:

  1. Понижающий трансформатор;
  2. Выпрямительные диоды. Можно включить их по схеме моста и получить полноволновое выпрямление либо использовать полуволновое устройство с одним диодом;
  3. Конденсатор для сглаживания пульсаций. Выбирается электролитический тип емкостью 470-1000 мкФ;
  4. Проводники для монтажа схемы. Их поперечное сечение определяется величиной нагрузочного тока.

Для конструирования 12-вольтового БП нужен трансформатор, который понижал бы напряжение с 220 до 16 В, так как после выпрямителя напряжение немного уменьшается. Такие трансформаторы можно найти в бывших в употреблении компьютерных блоках питания или приобрести новые. Можно встретить рекомендации о самостоятельной перемотке трансформаторов, но на первых порах лучше обойтись без этого.

Диоды подойдут кремниевые. Для устройств небольших по мощности есть в продаже уже готовые мосты. Важно их правильно подсоединить.

Это основная часть схемы, пока еще не совсем готовая к использованию. Надо поставить дополнительно после диодного моста стабилитрон для получения лучшего выходного сигнала.

Схема БП со стабилитроном

Получившееся устройство является обычным блоком питания без дополнительных функций и способно поддерживать небольшие нагрузочные токи, до 1 А. При этом возрастание тока может повредить компоненты схемы.

Чтобы получить мощный блок питания, достаточно в этой же конструкции установить один или более усилительных каскадов на транзисторных элементах TIP2955.

Важно! Для обеспечения температурного режима схемы на мощных транзисторах необходимо предусмотреть охлаждение: радиаторное или вентиляционное.

Регулируемый блок питания

Блок питания для шуруповерта 12В своими руками

Блоки питания с регулировкой по напряжению помогут решать более сложные задачи. Имеющиеся в продаже устройства различаются по параметрам регулирования, показателям мощности и др. и подбираются с учетом планируемого использования.

Простой регулируемый блок питания собирается по примерной схеме, представленной на рисунке.

Первая часть схемы с трансформатором, диодным мостом и сглаживающим конденсатором похожа на схему обычного БП без регулирования. В качестве трансформатора также можно использовать аппарат из старого блока питания, главное, чтобы он соответствовал выбранным параметрам по напряжению. Этот показатель для вторичной обмотки ограничивает регулирующий предел.

Как работает схема:

  1. Выпрямленное напряжение выходит к стабилитрону, который определяет максимальную величину U (можно взять на 15 В). Ограниченные параметры этих деталей по току требуют установки в схему транзисторного усилительного каскада;
  2. Резистор R2 является переменным. Меняя его сопротивление, можно получить разные величины выходного напряжения;
  3. Если регулировать также ток, то второй резистор устанавливается после транзисторного каскада. В данной схеме его нет.

Если требуется другой диапазон регулирования, надо установить трансформатор с соответствующими характеристиками, что потребует также включения другого стабилитрона и т. д. Для транзистора необходимо радиаторное охлаждение.

Измерительные приборы для простейшего регулируемого блока питания подойдут любые: аналоговые и цифровые.

Соорудив регулируемый блок питания своими руками, можно применять его для  устройств, рассчитанных на различные значения рабочего и зарядного напряжения.

Двухполярный блок питания

Устройство двуполярного блока питания более сложное. Заниматься его конструированием могут опытные электронщики. В отличие от однополярных, такие БП на выходе обеспечивают напряжение со знаком «плюс» и «минус», что необходимо при питании усилителей.

Схема двухполярного блока питания

Хотя изображенная на рисунке схема является простой, ее исполнение потребует определенных навыков и знаний:

  1. Потребуется трансформатор со вторичной обмоткой, разделенной на две половины;
  2. Одними из главных элементов служат интегральные транзисторные стабилизаторы: КР142ЕН12А – для прямого напряжения; КР142ЕН18А – для обратного;
  3. Для выпрямления напряжения используется диодный мост, можно его собрать на отдельных элементах или применить готовую сборку;
  4. Резисторы с переменным сопротивлением участвуют в регулировании напряжения;
  5. Для транзисторных элементов обязательно монтировать радиаторы охлаждения.

Двухполярный лабораторный блок питания потребует установки также контролирующих приборов. Сборка корпуса производится в зависимости от габаритов устройства.

Защита блока питания

Самый простой метод защиты БП – установка предохранителей с плавкими вставками. Есть предохранители с самостоятельным восстановлением, не требующие замены после перегорания (их ресурс ограничен). Но они не обеспечивают полноценной гарантии. Зачастую происходит повреждение транзистора до перегорания предохранителя. Радиолюбители разработали различные схемы с применением тиристоров и симисторов. Варианты можно найти в сети.

Советы по оформлению корпуса

Как сделать блок питания из энергосберегающих ламп

Для изготовления кожуха устройства каждый мастер использует доступные ему способы. При достаточном везении можно найти готовое вместилище для прибора, но все равно придется менять конструкцию фронтальной стенки, чтобы поместить туда контролирующие приборы и регулирующие ручки.

Некоторые идеи для изготовления:

  1. Измерить габариты всех компонентов и вырезать стенки из алюминиевых листов. На фронтальной поверхности нанести разметку и проделать необходимые отверстия;
  2. Скрепить конструкцию уголком;
  3. Нижнее основание БП с мощными трансформаторами должно быть усилено;
  4. Для внешней обработки прогрунтовать поверхность, покрасить и закрепить лаком;
  5. Схемные компоненты надежно изолируются от внешних стенок во избежание появления напряжения на корпусе при пробое. Для этого возможно проклеить стенки изнутри изолирующим материалом: толстым картоном, пластиком и т. д.

Многие устройства, особенно большой мощности, требуют установки охлаждающего вентилятора. Его можно сделать с функционированием в постоянном режиме либо изготовить схему автоматического включения и выключения по достижении заданных параметров.

Схема реализуется установкой термодатчика и микросхемы, обеспечивающей управление. Чтобы охлаждение было эффективным, необходим свободный доступ воздуха. Значит, задняя панель, около которой монтируют кулер и радиаторы, должна иметь отверстия.

Важно! Во время сборки и ремонта электротехнических устройств надо помнить об опасности поражения электрическим током. Конденсаторы, находившиеся под напряжением, разряжать обязательно.

Собрать качественный и надежный лабораторный блок питания своими руками возможно, если использовать исправные компоненты, четко просчитывать их параметры, пользоваться проверенными схемами и необходимыми приборами.

Видео

elquanta.ru


Смотрите также




Rambler's Top100

Copyright © 2009-2019  «МАГНИТЭК-НН» E-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
603037 Нижний Новгород, ул. Федосеенко, д. 54
тел. 8 (831) 223-73-53, 223-55-05, 229-06-66, 223-55-45, 225-77-78, 225-44-50,
225-71-31
Карта сайта, XML