Схема регулируемого простого блока питания: Регулируемый блок питания на транзисторах

Содержание

Регулируемый блок питания на транзисторах

Простой регулируемый блок питания радиолюбительских устройств на двух транзисторах.

Одним из основных приборов мастерской радиолюбителя является лабораторный блок питания. Собирая какую-либо схему, радиолюбителю для ее отладки, проверки необходим источник питания. В этой статье, на сайте Радиолюбитель, мы рассмотрим следующую радиолюбительскую схему: простой в сборке, не имеющий дефицитных деталей источник питания для радиолюбительских устройств.

Данный блок питания, в зависимости от примененных деталей, позволяет получить на выходе регулируемое напряжение 0-12V, при силе тока до 1,5 А.

Рассмотрим электрическую схему.

Трансформатор Tr1 понижает сетевое напряжение 220V до напряжения 15-18V которое поступает на выпрямитель VDS1 собранный по мостовой схеме из четырех диодов. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Далее напряжение поступает на стабилизатор напряжения выполненный на стабилитроне VD1 и составном эмиттерном повторители на транзисторах VT1 и VT2. С помощью переменного резистора R6 регулируется напряжение на выходе блока питания.

Применяемые детали:

Трансформатор – любой, со вторичной обмоткой рассчитанной на выходное напряжение 15-18 вольт и силу тока  -2 – 3 ампера (т.е. мощность трансформатора должна быть около 40 ватт). Можно использовать трансформатор от старых советских телевизоров ТВК-110Л, но при этом ток нагрузки должен быть менее 1 ампера.
Стабилитрон — Д814Г. В принципе можно использовать любой стабилитрон из этой серии, что может повлиять только на максимальное выходное напряжение. Ниже приводится таблица с характеристиками стабилитронов серии Д814:

Внешний вид стабилитрона:

Транзистор VT1 – любой из серии КТ315 (А-Е). Ниже приводятся характеристики транзисторов этой серии:

Внешний вид транзистора:

Транзистор VT2 – КТ815. Для получения большего выходного тока можно применить транзисторы из  серии КТ817. Транзистор обязательно должен располагаться на радиаторе не менее 10-15 кв.см. Ниже приведены характеристики транзисторов:

Внешний вид тразистора:

 Диодный мост собран на диодах Д226:

Внешний вид диода:

Если в схеме будет использован более мощный транзистор VT2, то диоды можно заменить на КД202: Внешний вид диода:

 Конденсатор С1 – электролитический емкостью не менее 2200 микрофарад и рабочее напряжение не менее 25 вольт. Можно использовать конденсаторы меньшей емкостью соединив их параллельно.

Данная схема не нуждается в налаживании, но надо иметь ввиду, что в схеме нет защиты от перегрузки и чтобы не спалить детали не подключайте к блоку питания схемы с током нагрузки более 1,5 ампера. Монтаж схемы можно выполнить навесным способом.



от простейшего до мощного с легкой регулировкой

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

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.

Схема регулируемого БП

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

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.

Самодельный БП

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

Оцените статью:

Простой регулируемый стабилизированный блок питания

Этот блок питания на микросхеме LM317, не требует каких – то особых знаний для сборки, и после правильного монтажа из исправных деталей, не нуждается в наладке. Несмотря на свою кажущуюся простоту, этот блок является надёжным источником питания цифровых устройств и имеет встроенную защиту от перегрева и перегрузки по току. Микросхема внутри себя имеет свыше двадцати транзисторов и является высокотехнологичным устройством, хотя снаружи выглядит как обычный транзистор.

Питание схемы рассчитано на напряжение до 40 вольт переменного тока, а на выходе можно получить от 1.2 до 30 вольт постоянного, стабилизированного напряжения. Регулировка от минимума до максимума потенциометром происходит очень плавно, без скачков и провалов. Ток на выходе до 1.5 ампер. Если потребляемый ток не планируется выше 250 миллиампер, то радиатор не нужен. При потреблении большей нагрузки, микросхему поместить на теплопроводную пасту к радиатору общей площадью рассеивания 350 – 400 или больше, миллиметров квадратных. Подбор трансформатора питания нужно рассчитывать исходя из того, что напряжение на входе в блок питания должно быть на 10 – 15 % больше, чем планируете получать на выходе. Мощность питающего трансформатора лучше взять с хорошим запасом, во избежание излишнего перегрева и на вход его обязательно поставить плавкий предохранитель, подобранный по мощности, для защиты от возможных неприятностей.
Нам, для изготовления этого нужного устройства, потребуются детали:
  • Микросхема LM317 или LM317T.
  • Выпрямительная сборка почти любая или отдельные четыре диода на ток не менее 1 ампер каждый.
  • Конденсатор C1 от 1000 МкФ и выше напряжением 50 вольт, он служит для сглаживания бросков напряжения питающей сети и, чем больше его ёмкость, тем более стабильным будет напряжение на выходе.
  • C2 и C4 – 0.047 МкФ. На крышке конденсатора цифра 104.
  • C3 – 1МкФ и больше напряжением 50 вольт. Этот конденсатор, так же можно применить большей ёмкости для повышения стабильности выходящего напряжения.
  • D5 и D6 – диоды, например 1N4007, или любые другие на ток 1 ампер или больше.
  • R1 – потенциометр на 10 Ком. Любого типа, но обязательно хороший, иначе выходное напряжение будет «прыгать».
  • R2 – 220 Ом, мощностью 0.25 – 0.5 ватт.

Перед подключением к схеме питающего напряжения, обязательно проверьте правильность монтажа и пайки элементов схемы.

Сборка регулируемого стабилизированного блока питания


Сборку я произвел на обычной макетной платы без всякого травления. Мне этот способ нравится из-за своей простоты. Благодаря ему схему можно собрать за считанные минуты.






Проверка блока питания


Вращением переменного резистора можно установить желаемое напряжение на выходе, что очень удобно.

Видео испытаний блока питания прилагается


Схемы блоков питания | 2 Схемы

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

Без хорошего, универсального БП в нашем деле никуда! Поэтому хочу представить ещё одну реализацию удачного регулируемого источника питания для мастерской, построенного на основе хорошо известной …

Некоторым устройствам требуется более длительный срок подачи напряжения, чем остальной части схемы. Это может быть, например, внешнее освещение, которое работает в течение некоторого времени после …

Данный источник питания собран на базе микросхемы PAM2306AYPxx, которая объединяет двойной ШИМ-контроллер понижающего преобразователя с исполнительными механизмами и элементами защиты. Это облегчает создание блока питания …

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

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

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

Хочу поделиться схемой универсального лабораторного блока питания 0-22 В, 0-2,5 А. БП имеет полностью цифровой контроль. Устройство работает безупречно уже третий год, только внес изменения …

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Простая схема регулируемого трансформаторного блока питания на транзисторах с защитой от перегрузки и КЗ.

В этой статье предлагаю рассмотреть достаточно простую схему, классический вариант, блока питания с регулировкой выходного напряжения и тока срабатывания защиты от токовой перегрузки и короткого замыкания. Новичкам, которые первый раз видят данную схему наверняка будет не совсем понятен сам принцип действия и работа этого устройства. А что касается надежности этой схемы, то она уже проверена многими годами и многими радиолюбителями, электронщиками, которые в свое время обязательно должны были собирать этот регулируемый блок питания для своих различных электронных устройств. Так что схема проста, работоспособна и вполне надежна.

Давайте разберем эту схему. Вначале стоит обычный трансформаторный блок питания подходящей мощности. Поскольку в самой схеме регулятора напряжения стоит силовой транзистор КТ817, который может через свой переход коллектор-эмиттер пропустить до 3х ампер, то этим током пока и ограничимся. Итак, наш регулируемый блок питания будет выдавать на своем выходе постоянное напряжение от 0 до 12 вольт, с максимальной силой тока до 3 А. Следовательно максимальная рабочая мощность блока питания будет около 36 Вт (мы 12 В умножаем на 3 А). Поскольку трансформаторы такой мощности имеют КПД примерно равный 80%, то этот трансформатор у нас должен быть мощностью где-то 50 Вт.

Чтобы мы на выходе данного блока питания получили свои максимальные 12 вольт, то нужно чтобы наш трансформатор на вторичной обмотке выдавал переменное напряжение не менее 13,5 вольт. Почему так. Просто небольшая часть напряжения, а именно где-то 1,2 вольта потеряется на схеме стабилизатора напряжения. Ну об этом чуть позже. В итоге, нужно найти трансформатор мощностью около 45-60 Вт, вторичная обмотка которого может обеспечить ток до 3 ампер и напряжение 13,5-15 вольт. Ну, и желательно чтобы размеры этого трансформатора были подходящими, компактными, а это значит что лучше приобретать тор (круглая форма магнитного сердечника). В таких трансформаторах и размеры меньше и КПД выше. На входе первичной обмотке желательно предусмотреть плавкий предохранитель (на схеме обозначен как Z1), который в случае чего обезопасит схему блока питания от выгорания трансформатора.

Далее пониженное переменное напряжение, что выходит со вторичной обмотки трансформатора, поступает на диодный выпрямительный мост. Задача моста проста, сделать из переменного тока постоянный, то есть его выпрямить. На схеме я указал, что эти диоды в мосте D1 должны быть типа 1n4007, но изначально схема была нарисована на выходной тока до 1ого ампера. Именно этот ток (до 1 А) могут обеспечить данный тип диода. Поскольку мы уже делаем блок питания на 3 ампера, то либо нужен соответствующий диодный мост типа BR310 (можно и даже нужно делать запас по току и брать мосты ампер так на 5 или 6) либо же соединить параллельно 3 или 4 моста с диодами 1n4007. Обратное напряжение диодов моста должно быть, естественно, больше, чем напряжение, что на них подается.

Но как известно после диодного моста выходит пульсирующее напряжение, хотя оно уже и не меняет свою полярность. Чтобы эти пульсации убрать, или по крайней мере их свести к минимуму, то обычно для этого ставиться обычный фильтрующий конденсатор электролит. В схеме он обозначен как C1 и его емкость 500 микрофарад, хотя можно поставить и побольше, микрофарад так на 5000, будет только лучше. Учтите, что напряжение конденсаторов должно быть чуть больше того, которое на них подается в схеме при работе. Поскольку в противном случае возникает опасность выхода из строя данного конденсатора. Даже может бабахнуть.

Далее в регулируемом блоке питания, с защитой по току от КЗ и перегрузок, стоит сама схема, которая выполняет функцию регулируемого стабилизатора напряжения, и токовой защиты. В начале этой схемы стоит обычный параметрический стабилизатор напряжения, состоящий из стабилитрона VD1 и резистора R1.

На стабилитроне оседает опорное напряжение, то на какое рассчитан сам стабилитрон. В этой схеме нужен стабилитрон с напряжением стабилизации 13,5 вольт (14 В). Причем стоит заметить, выходное напряжение будет равно напряжению стабилитрона плюс 1,2 вольта, что потеряются на составном транзисторе, состоящем из VT1 и VT2 (на их база-эмиттерном переходе).

Напряжение питание должно быть больше хотя бы на 0,5-2 вольта, чем напряжение стабилитрона. Именно эта добавленное напряжение и нужно для нормальной, стабильной работы стабилитрона (параметрического стабилизатора). Сам стабилитрон можно поставить например Д814Д, либо поставить несколько параллельно соединенных стабилитронов и диодов, общее напряжение стабилизации чтобы было равно 14 вольтам.

Параллельно стабилитрону подключен переменный резистор R2. Именно им осуществляется регулировка величины выходного напряжения. Со среднего вывода этого резистора, относительно минуса, напряжение снимается и подается на базу первого транзистора VT1 (составного). Этот составной транзистор состоит из VT1 и VT2 и включен по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель). А как известно, при таком подключении транзисторов усиление происходит только по току, напряжение же остается практически неизменным, и даже чуть меньше. И получается, что какое напряжение будет выставлено на переменном резисторе, то такое напряжение (с вычетом 1,2 В) и будет на выходе регулируемого блока питания. Но при этом через составной транзистор будет проходит максимально возможный ток, ограничивается только величиной нагрузки и максимально допустимым током самих силовых транзисторов (напомню, что КТ817 может выдерживать до 3 ампера). Этот транзистор следует установить на радиатор для лучшего охлаждения.

Ну и теперь что касается функции защиты по току от короткого замыкания и чрезмерной перегрузки. Как видно на схеме коллектор-эмиттерный переход транзистора VT3 подключен параллельно выводам переменного резистора, с которых снимается регулируемое напряжение. Следовательно, если этот транзистор защиты по току будет открываться, то тем самым он будет способствовать снижению выходного напряжения. А это, естественно, приведет и к снижению величины силы тока в нагрузке. Ну, а чтобы транзистор защиты начал открываться, нужно появление напряжения на его база-эмиттерном переходе, который подключен к еще одному переменному резистору R3. Именно этим резистором можно регулировать силу тока перегрузки и КЗ. Этот переменный резистор подключен к еще одному резистору R4, который и выполняет роль датчика величины тока в цепи нагрузки.

Работа этого датчика тока проста. На рисунке под схемой (в нижнем, правом углу) можно увидеть три последовательно соединенных резистора, что соответствует сопротивлениям силового транзистора (коллектор-эмиттерный переход), сопротивления самой нагрузки и сопротивления резистора R4. Если мы увеличим нагрузку, уменьшив ее сопротивления, то напряжение будет перераспределяется между другими сопротивлениями в этой цепи. Следовательно на резисторе R4 при перегрузке или коротком замыкании увеличится напряжение, что и приведет к открытию защитный транзистор VT3. Сопротивления датчика тока R4 можно подбирать под нужный диапазон тока перегрузки и его величина может быть от 0,1 до 10 Ом. При этом мощность этого сопротивления должна быть не менее 1 Ватта.

Ну и на выходе нашего блока питания стоит еще один конденсатор электролит, который еще лучше фильтрует возможные пульсации, делая выходное постоянное напряжении более стабильным и ровным. Его емкость может быть от 500 мкф до 2200 мкф и напряжением 16 или 25 вольт.

Видео по этой теме:

P.S. Эта схема проверена десятилетиями, и она собиралась и успешно использовалась многими электронщиками и радиолюбителями. Так что если Вы начинающий электронщик, обязательно попробуйте собрать эту схему. При чем она начинает работать сразу после сборки, ну а если что-то не получается, сначала попытайтесь понять сам принцип действия этой схемы, который я описал в данной статье. Ну, а на этом пожалуй и все, удачи и благополучия в делах.

Схемы самодельных блоков питания


Как из бесперебойника (UPS, ИБП) сделать лабораторный блок питания (0-12В, 5А)

Как неисправный или устаревший источник бесперебойного питания (UPS) переделать в лабораторный источник питания для радиолюбителя. Основное назначение источников бесперебойного питания (ИБП) — непродолжительное питание различной офисной техники (в первую очередь, компьютеров) в аварийных …

4 3655 1

Мощный линейный источник питания на полевых транзисторах (13В, 20А)

Схема мощного источника питания на полевых транзисторах, обеспечивающего стабилизированное напряжение 13В при токах до 20А и больше.

3 8415 4

Схема мощного двухполярного стабилизатора напряжения для УМЗЧ (41В, 4А)

Описание и принципиальная схема мощного двуполярного стабилизатора напряжения для питания усилителей мощности звуковой частоты, 2 х 41В, ток 4А. Компенсационные стабилизаторы напряжения непрерывного действия последовательного типа обладают невысоким КПД, однако большим коэффициентом стабилизации …

1 1578 0

Стабилизированный лабораторный блок питания на 1,3-30V при токе 0-5A

Приводится принципиальная схема самодельного блока питания позволяющего получить напряжения от 1,3В до 30В при токах от 0А до 5А, работает в режиме стабилизации напряжения и тока.

3 6449 0

Схема лабораторного блока питания для налаживания усилителей ЗЧ

В радиолюбительской практике нередки случаи выхода из строя мощного УМЗЧ в процессе его налаживания или ремонта. При этом, как правило, бывают повреждены самые дорогостоящие детали — мощные выходные транзисторы. Чтобы избежать таких последствий, необходим специализированный блок питания …

0 1858 0

Сетевой блок питания на 1,5В для электромеханических часов

Электромеханические часы обычно питаются от элемента на 1,5V. Его можно заменить сетевым источником, схема которого показана здесь. В ней в качестве стабилитрона используется ИК-светодиод с прямым напряжением около 1,5V. Механизм часов питается от этого напряжения. Рис. 1. Схема сетевого …

0 1481 0

Схемы микромощных сетевых блоков питания на основе микросхемы PT4515

Три варианта сетевых бестрансформаторных микромощных источников питания с выходным током единицы-десятки миллиампер на основе микросхемы РТ4515. Эта микросхема широко применяется в светодиодных лампах. Для управления симисторами, три-нисторами, полевыми транзисторами и т. п., коммутирующими …

1 13424 0

Схема импульсного сетевого блока питания для усилителей НЧ на 100-500Вт (IR2153, IR2155)

Для получения полноценного усилителя мощности НЧ требуется хороший источник питания, приведена схема простого блока питания для УМЗЧ. От параметров источника питания качество звучания зависит не чуть не меньше, чем от самого усилителя и относится халатно к его изготовлению не следует …

3 6969 4

Бестрансформаторный источник питания (IRF730, 7805, VN2460N8, SR037)

Принципиальная схема простого бестрансформаторного блока питания из доступных деталей, два варианта. В своих конструкциях радиолюбители очень часто применяют бестрансформаторные маломощные источники питания. Обычно, они представляют собой своеобразный симбиоз параметрического стабилизатора …

0 2412 0

Блок питания на 9В с таймером (CD4069, NJM4020)

Схема простого блока питания, который может отключаться от сети через некоторое время после включения. Это время устанавливается плавно (переменным резистором) в пределах от 10 минут до 2 часов. Блок можно использовать там, где нужно выключать какую-то батарейную аппаратуру, питающуюся от сетевого …

1 980 0

1 2  3  4  5  … 14 

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Как сделать простой регулируемый блок питания

Как сделать простой регулируемый блок питания.


Когда собираю какую либо электронную самоделку, всегда появляется вопрос питания устройства. Сейчас многие применяю блок питания компьютера. У компьютерного блока питания есть ряд преимуществ: большие токи при фиксированных напряжениях, защита от короткого замыкания. Но так же есть и минусы, точней, неудобные моменты: напряжения имеют определенные значения, размер блока.

Решил я для себя сделать малогабаритный блок питания с регулировкой выходного напряжения. Габариты устройства выбрал минимально возможные.

 

Основные компоненты

Основой конструкции служит понижающий модуль из Китая. Цена у него довольно низкая и параметры неплохие. Имеется защита от короткого замыкания. Выдерживает ток около 2-х Ампер. Меня устраивает.

 

Для понижения сетевого напряжения применю трансформатор. Давно лежал без дела. У меня он на 17.9 Вольт и током около 1.7 Ампера.

 

Индикатором выходного напряжения служит вольтметр из Китая. Он маленький и довольно точный.

 

Клеммы применю от старого прибора. Они крепкие и мощные. Так же нашел провода с обжатыми наконечниками под отверстия 4 мм.

 

Выпрямлять переменное напряжение буду готовым диодным мостом. Сглаживать пульсации буду электролитическим конденсатором.

 

Для комфортной регулировки напряжения, резистор вынесу на корпус блока питания. Как же подобрал старенькую ручку для резистора.

 

Питать вольтметр буду от отдельного стабилизатора напряжения. Применил отечественный на 12 вольт. Если питать вольтметр от выходного напряжения, то индикация его загорается от 4 вольт. Блок же выдает напряжение ниже и отображение прибора будет отсутствовать.

 

Теперь о схеме. Схема простая и трудностей сборки возникнуть не должно.

Нарисовал максимально понятно.

 

Сборка блока питания

Для начала разбираем корпус трансформатора и вынимаем последний. К трансформатору припаиваем диодный мост и конденсатор.

 

Стабилизатор для питания вольтметра припаял и прикрутил к корпусу.

 

К понижающему модулю припаял провода с наконечниками, и выпаял резистор. Вместо резистора впаял провода.

 

На корпусе размечаем отверстия и вырезаем. Так же отверстия которые были ранее на блоке не дорабатываем практически.

 

Устанавливаем вольтметр и одну клемму.

 

Плату преобразователя устанавливаем в уголок около трансформатора. Регулировочный резистор припая и его буду ставить на шве корпуса. Вторую клемму тоже установлю на шов. При закрытии корпуса они зафиксируются надежно.

 

Выключатель питания установил на заднюю панель блока.

 

Плюсовую клемму подкрасил лаком для ногтей. Блок питания регулирует напряжение от 1.23 Вольта до 19 Вольт.

 

Такой вот компактный блок питания получился.

Сборку смотрим на видео:

Блок-схема регулируемого источника питания

, принципиальная электрическая схема, рабочая

ВВЕДЕНИЕ

Почти все основные бытовые электронные схемы нуждаются в нерегулируемом переменном токе для преобразования в постоянный постоянный ток для работы электронного устройства. Все устройства будут иметь определенный лимит питания, и электронные схемы внутри этих устройств должны обеспечивать постоянное напряжение постоянного тока в пределах этого лимита. Этот источник постоянного тока регулируется и ограничен по напряжению и току.Но питание от сети может быть нестабильным и может легко вывести из строя электронное оборудование, если оно не будет должным образом ограничено. Эта работа по преобразованию нерегулируемого переменного тока (AC) или напряжения в ограниченный постоянный ток (DC) или напряжение, чтобы сделать выход постоянным независимо от колебаний на входе, выполняется регулируемой схемой источника питания.

Все активные и пассивные электронные устройства будут иметь определенную рабочую точку постоянного тока (точка Q или точка покоя), и эта точка должна достигаться источником питания постоянного тока.

Источник питания постоянного тока практически преобразован в каждую ступень электронной системы. Таким образом, общим требованием для всех этих фаз будет источник питания постоянного тока. Все системы с низким энергопотреблением могут работать от аккумулятора. Но в устройствах, долгое время эксплуатируемых, батареи могут оказаться дорогостоящими и сложными. Лучше всего использовать нерегулируемый источник питания — комбинацию трансформатора, выпрямителя и фильтра. Схема представлена ​​ниже.

Нерегулируемый источник питания — схема

Как показано на рисунке выше, небольшой понижающий трансформатор используется для понижения уровня напряжения в соответствии с потребностями устройства.В Индии доступен источник питания 1 Ø на 230 вольт. На выходе трансформатора пульсирующее синусоидальное переменное напряжение преобразуется в пульсирующее постоянное с помощью выпрямителя. Этот выходной сигнал подается на схему фильтра, которая уменьшает пульсации переменного тока и пропускает компоненты постоянного тока. Но есть определенные недостатки в использовании нерегулируемого источника питания.

Недостатки нерегулируемого источника питания

1. Плохое регулирование — При изменении нагрузки выходная мощность не кажется постоянной.Выходное напряжение изменяется на большую величину из-за сильного изменения тока, потребляемого от источника питания. В основном это связано с высоким внутренним сопротивлением блока питания (> 30 Ом).

2. Основные отклонения в питании переменного тока — Максимальные отклонения в питающей сети переменного тока составляют 6% от его номинального значения. Но в некоторых странах это значение может быть выше (180–280 вольт). Когда значение выше, выходное напряжение постоянного тока будет сильно отличаться.

3. Изменение температуры — Использование полупроводниковых приборов в электронных устройствах может вызвать колебания температуры.

Эти колебания выходного постоянного напряжения могут вызывать неточную или неустойчивую работу или даже выход из строя многих электронных схем. Например, в генераторах частота будет сдвигаться, выход передатчиков будет искажаться, а в усилителях рабочая точка будет сдвигаться, вызывая нестабильность смещения.

Все вышеперечисленные проблемы решаются с помощью регулятора напряжения , который используется вместе с нерегулируемым источником питания. Таким образом, пульсации напряжения значительно снижаются.Таким образом, источник питания становится регулируемым.

Внутренняя схема регулируемого источника питания также содержит определенные цепи ограничения тока, которые помогают цепи питания не перегорать из-за непреднамеренных цепей. В настоящее время во всех источниках питания используется микросхема IC для уменьшения пульсаций, улучшения регулирования напряжения и расширения возможностей управления. Также доступны программируемые источники питания для удаленного управления, что полезно во многих случаях.

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Регулируемый источник питания — это электронная схема, которая предназначена для обеспечения постоянного постоянного напряжения заданного значения на клеммах нагрузки независимо от колебаний сети переменного тока или колебаний нагрузки.

Регулируемый источник питания — блок-схема

Регулируемый источник питания по существу состоит из обычного источника питания и устройства регулирования напряжения, как показано на рисунке. Выход из обычного источника питания подается на устройство регулирования напряжения, которое обеспечивает конечный выход. Выходное напряжение остается постоянным независимо от изменений входного переменного напряжения или выходного тока (или тока нагрузки).

На приведенном ниже рисунке показана полная схема стабилизированного источника питания с последовательным транзисторным стабилизатором в качестве регулирующего устройства.Подробно объясняется каждая часть схемы.

Трансформатор

Понижающий трансформатор используется для понижения напряжения от входного переменного тока до требуемого напряжения электронного устройства. Это выходное напряжение трансформатора настраивается путем изменения коэффициента трансформации трансформатора в соответствии со спецификациями электронного устройства. Вход трансформатора составляет 230 В переменного тока, выход подается на полную мостовую схему выпрямителя.

Узнать больше: Трансформаторы

Схема двухполупериодного выпрямителя

FWR состоит из 4 диодов, которые выпрямляют выходное переменное напряжение или ток транзистора до эквивалентной величины постоянного тока.Как следует из названия, FWR выпрямляет обе половины входного переменного тока. Выпрямленный выход постоянного тока подается на вход схемы фильтра.

Подробнее: полноволновой выпрямитель и полуволновой выпрямитель

Цепь фильтра

Схема фильтра используется для преобразования выходного сигнала постоянного тока с высокой пульсацией FWR в содержимое постоянного тока без пульсаций. Фильтр ∏ используется для устранения пульсаций сигналов.

Подробнее: схемы фильтров

Вкратце

Напряжение переменного тока, обычно 230 В, среднеквадратичное значение , подключено к трансформатору, который преобразует это напряжение переменного тока в уровень для желаемого выхода постоянного тока.Затем мостовой выпрямитель выдает двухполупериодное выпрямленное напряжение, которое сначала фильтруется (или C-L-C) фильтром для создания постоянного напряжения. Результирующее постоянное напряжение обычно имеет некоторую пульсацию или колебания переменного напряжения. Схема регулирования использует этот вход постоянного тока для обеспечения постоянного напряжения, которое не только имеет гораздо меньшее напряжение пульсаций, но также остается постоянным, даже если входное напряжение постоянного тока несколько изменяется или нагрузка, подключенная к выходному напряжению постоянного тока, изменяется. Стабилизированный источник постоянного тока доступен через делитель напряжения.

Регулируемый источник питания — схема

Часто для работы электронных схем требуется более одного напряжения постоянного тока. Один источник питания может обеспечивать любое необходимое напряжение за счет использования делителя напряжения (или потенциала), как показано на рисунке. Как показано на рисунке, делитель потенциала представляет собой резистор с одним ответвлением, подключенный к выходным клеммам источника питания. Резистор с ответвлениями может состоять из двух или трех резисторов, подключенных последовательно через источник питания.Фактически, резистор утечки также может использоваться в качестве делителя потенциала.

Характеристики источника питания

Качество источника питания определяется различными факторами, такими как напряжение нагрузки, ток нагрузки, регулировка напряжения, регулировка источника, выходное сопротивление, подавление пульсаций и т. Д. Некоторые характеристики кратко описаны ниже:

1. Регулировка нагрузки — Регулировка нагрузки или эффект нагрузки — это изменение регулируемого выходного напряжения, когда ток нагрузки изменяется с минимального на максимальное значение.

  Регулировка нагрузки = V без нагрузки - V полная нагрузка  

В без нагрузки относится к напряжению нагрузки без нагрузки

Vfull-load относится к напряжению нагрузки при полной нагрузке.

Из приведенного выше уравнения мы можем понять, что при отсутствии нагрузки сопротивление нагрузки бесконечно, то есть выходные клеммы разомкнуты. Полная нагрузка возникает, когда сопротивление нагрузки имеет минимальное значение, при котором регулирование напряжения теряется.

 Регулировка нагрузки % = [(Vno-load - Vfull-load) / Vfull-load] * 100  

2. Минимальное сопротивление нагрузки — Сопротивление нагрузки, при котором источник питания выдает номинальный ток полной нагрузки при номинальном напряжении, называется минимальным сопротивлением нагрузки.

  Минимальное сопротивление нагрузки = Полная нагрузка / Полная нагрузка  

Значение тока полной нагрузки при полной нагрузке никогда не должно увеличиваться, чем указано в паспорте источника питания.

3. Регулирование источника / линии — На блок-схеме входное линейное напряжение имеет номинальное значение 230 В, но на практике здесь наблюдаются значительные колебания сетевого напряжения переменного тока.Поскольку это сетевое напряжение переменного тока является входом для обычного источника питания, отфильтрованный выход мостового выпрямителя почти прямо пропорционален сетевому напряжению переменного тока.

Регулировка источника определяется как изменение регулируемого выходного напряжения для заданного диапазона ложного напряжения.

4. Выходное сопротивление — Стабилизированный источник питания представляет собой очень жесткий источник постоянного напряжения. Это означает, что выходное сопротивление очень мало. Несмотря на то, что внешнее сопротивление нагрузки меняется, напряжение нагрузки почти не изменяется.Идеальный источник напряжения имеет нулевое выходное сопротивление.

5. Подавление пульсаций — Регуляторы напряжения стабилизируют выходное напряжение от изменений входного напряжения. Пульсация эквивалентна периодическому изменению входного напряжения. Таким образом, регулятор напряжения ослабляет пульсации, возникающие при нерегулируемом входном напряжении. Поскольку в регуляторе напряжения используется отрицательная обратная связь, искажение уменьшается в тот же раз, что и коэффициент усиления.

Какие они? (Плюс принципиальная схема)

Что такое регулируемый источник питания?

Регулируемый источник питания преобразует нерегулируемый переменный ток (переменный ток) в постоянный постоянный ток (постоянный ток).Регулируемый источник питания используется для обеспечения того, чтобы выходной сигнал оставался постоянным даже при изменении входа.

Стабилизированный источник питания постоянного тока также известен как линейный источник питания, он представляет собой встроенную схему и состоит из различных блоков.

Регулируемый источник питания принимает входной переменный ток и обеспечивает постоянный выход постоянного тока. На рисунке ниже показана блок-схема типичного стабилизированного источника постоянного тока.

Основные строительные блоки регулируемого источника питания постоянного тока следующие:

  1. Понижающий трансформатор
  2. Выпрямитель
  3. Фильтр постоянного тока
  4. Регулятор

(Обратите внимание, что наши MCQ для цифровой электроники имеют много электрические вопросы, относящиеся к этим темам)

Работа регулируемого источника питания

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор понижает напряжение в сети переменного тока до необходимого уровня.Коэффициент трансформации трансформатора регулируется таким образом, чтобы получить необходимое значение напряжения. Выход трансформатора используется как вход в схему выпрямителя.

Выпрямитель

Выпрямитель — это электронная схема, состоящая из диодов, которая выполняет процесс выпрямления. Выпрямление — это процесс преобразования переменного напряжения или тока в соответствующую постоянную (постоянную) величину. На вход выпрямителя подается переменный ток, а на выходе — однонаправленный пульсирующий постоянный ток.

Хотя технически можно использовать однополупериодный выпрямитель, его потери мощности значительны по сравнению с двухполупериодным выпрямителем. Таким образом, двухполупериодный выпрямитель или мостовой выпрямитель используется для выпрямления обоих полупериодов переменного тока (двухполупериодное выпрямление). На рисунке ниже показан двухполупериодный мостовой выпрямитель.

Мостовой выпрямитель состоит из четырех диодов с p-n переходом, подключенных, как показано выше. В положительном полупериоде питания напряжение, наведенное на вторичной обмотке электрического трансформатора i.е. ВМН положительный. Следовательно, точка E положительна по отношению к F. Следовательно, диоды D 3 и D 2 имеют обратное смещение, а диоды D 1 и D 4 смещены в прямом направлении. Диод D 3 и D 2 будет действовать как разомкнутые переключатели (практически наблюдается некоторое падение напряжения), а диоды D 1 и D 4 будут действовать как замкнутые переключатели и начнут проводить ток. Следовательно, выпрямленный сигнал появляется на выходе выпрямителя, как показано на первом рисунке.Когда напряжение, индуцированное во вторичной обмотке, то есть VMN, отрицательно, D 3 и D 2 смещены в прямом направлении, а два других смещены в обратном направлении, и на входе фильтра появляется положительное напряжение.

Фильтрация постоянного тока

Выпрямленное напряжение выпрямителя представляет собой пульсирующее напряжение постоянного тока с очень высокой степенью пульсации. Но мы не хотим этого, мы хотим, чтобы сигнал постоянного тока был чистым, без пульсаций. Следовательно, используется фильтр. Используются различные типы фильтров, такие как конденсаторный фильтр, LC-фильтр, входной фильтр дросселя, фильтр π-типа.На рисунке ниже показан конденсаторный фильтр, подключенный вдоль выхода выпрямителя, и результирующая форма выходного сигнала.

Когда мгновенное напряжение начинает увеличивать заряд конденсатора, он заряжается, пока форма волны не достигнет своего пикового значения. Когда мгновенное значение начинает уменьшаться, конденсатор начинает экспоненциально и медленно разряжаться через нагрузку (в данном случае вход регулятора). Следовательно, получается почти постоянное значение постоянного тока с очень меньшим содержанием пульсаций.

Регламент

Это последний блок в регулируемом источнике постоянного тока.Выходное напряжение или ток будут изменяться или колебаться при изменении входа от сети переменного тока или из-за изменения тока нагрузки на выходе регулируемого источника питания или из-за других факторов, таких как изменения температуры. Эту проблему можно устранить с помощью регулятора. Регулятор будет поддерживать постоянный выход даже при изменениях на входе или любых других изменениях. В зависимости от их применения можно использовать последовательный стабилизатор на транзисторах, стабилизаторы с постоянной и регулируемой интегральной схемой или стабилитрон, работающий в стабилитроне.Такие микросхемы, как 78XX и 79XX (например, IC 7805), используются для получения фиксированных значений напряжений на выходе.

С помощью таких микросхем, как LM 317 и 723, мы можем регулировать выходное напряжение до необходимого постоянного значения. На рисунке ниже показан регулятор напряжения LM317. Выходное напряжение можно регулировать, регулируя значения сопротивлений R 1 и R 2 . Обычно конденсаторы связи емкостью от 0,01 мкФ до 10 мкФ необходимо подключать на выходе и входе для устранения входного шума и переходных процессов на выходе.В идеале выходное напряжение задается как


На рисунке выше показана полная схема стабилизированного источника питания + 5В постоянного тока.

Изучение регулируемого источника питания и его конструкция [Простое объяснение]

Привет. Надеюсь, вы хорошо проводите время. В этом посте я делюсь своими знаниями о регулируемом источнике питания.

Регулируемый — это общий термин, используемый для обозначения любого типа источника питания, который имеет стабильное выходное напряжение или ток независимо от входа или нагрузки. Это может быть линейный источник питания, регулируемый источник питания или регулируемый источник питания.

Единственное условие: он должен иметь выходное напряжение или ток независимо от входа (напряжения) или выходной нагрузки (сопротивления или тока).

Если вы искали просто, чтобы узнать, что такое регулируемый источник питания, я уже дал вам ответ. Но если вы хотите изучить его полностью, вы можете следить за моим обучением вместе со мной.

Будет весело.

Почему регулируемый источник питания?

В основном блоки питания рассчитаны на определенную нагрузку и среду.Но иногда основное напряжение питания, нагрузка и температура окружающей среды продолжают изменяться, изменяя параметры компонентов и, следовательно, изменяя выходное напряжение. Изменения выходного напряжения нежелательны.

Позвольте мне объяснить, почему изменение выходного напряжения нежелательно. Устройства имеют минимальное и максимальное входное напряжение и пороговые значения тока. И вы должны соблюдать эти пороговые значения, иначе вы можете повредить устройство.

Если выходное напряжение вашего блока питания изменится, есть вероятность, что оно превысит эти пороговые значения.Вот почему нам нужно постоянное выходное напряжение. И это достигается за счет регулируемого источника питания.

Стабилизированным источником питания может быть любой источник питания, как я уже сказал, качество, которым он должен обладать, — это постоянное выходное напряжение. Линейный источник питания, регулируемый источник питания или регулируемый источник питания могут быть регулируемым источником питания. Он может иметь любое значение напряжения, например 5 В, 10 В, 12 В и многие другие.

Важно помнить, что стабилизированный источник питания не всегда рассчитан только на постоянное выходное напряжение, он может быть рассчитан на постоянный выходной ток.

Таким образом, вы сможете понять, в чем разница между регулируемыми и нерегулируемыми источниками питания. Позвольте мне похвалить его за ваши примечания:

Нерегулируемый источник питания не имеет выходного напряжения или выходного тока независимо от входного основного напряжения или нагрузки.

Общий вид регулируемого источника питания

Если вы попросите меня разработать регулируемый блок питания. Сразу спрошу, это регулируемый линейный источник питания с фиксированным напряжением, или регулируемый источник питания, или переменный источник питания?

В общем, изучение было бы идеальным решением для этого, так как основной принцип работы всех регулируемых источников питания одинаков.

Общая блок-схема

Проектирование любой схемы начинается с хорошо составленной общей блок-схемы. Это помогает нам спроектировать отдельные участки схемы, а затем, в конце концов, собрать их вместе, чтобы получить полную схему, готовую к использованию.

Общая блок-схема этого проекта представлена ​​ниже. Все очень просто. Вам нужно понимать, какой блок что делает.

Сначала мы спроектируем каждую секцию, а затем соберем каждую из них, чтобы наш источник питания постоянного тока был готов для наших проектов.

Входной трансформатор

Трансформатор — это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения в соответствии с законом передачи энергии. В зависимости от вашей страны переменный ток, поступающий в ваш дом, имеет уровень напряжения 220/120 В.

Нам нужен входной трансформатор для понижения входящего переменного тока до требуемого уровня.

Будьте осторожны, играя с этим устройством. Поскольку вы используете сетевое напряжение, которое может быть слишком опасным. Никогда не прикасайтесь к клеммам голыми руками или плохими инструментами.

Имейте хороший и достойный бесконтактный тестер напряжения и используйте его, чтобы всегда быть уверенным в том, какие провода находятся под напряжением, идущие к трансформатору.

Схема выпрямителя

Если вы думаете, что трансформатор просто снизил напряжение до желаемого регулируемого постоянного напряжения.

Извините, вы ошибаетесь, как когда-то я.

Пониженное напряжение все еще равно переменному току. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, нужна хорошая выпрямительная схема.

Схема выпрямителя преобразует переменное напряжение в постоянное.В основном, существует два типа выпрямительной схемы; полуволна и полная волна.

Однако нас интересует полный выпрямитель, так как он более энергоэффективен, чем полупрямой.

Сглаживающий конденсатор / фильтр

В практической электронике нет ничего идеального. Схема выпрямителя преобразует входящую сеть в постоянный ток, но, к сожалению, не может сделать ее чистым постоянным током.

Выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет рябь. Задача фильтра — отфильтровывать эти колебания и обеспечивать совместимость напряжения для регулирования.

Практическое правило: напряжение постоянного тока должно иметь пульсации менее 10 процентов, чтобы можно было точно регулировать.

Лучшим фильтром в нашем случае является конденсатор. Вы, наверное, слышали, конденсатор — это устройство для накопления заряда.

Но на самом деле его лучше всего использовать как фильтр. Это самый недорогой фильтр для нашей базовой конструкции блока питания 5 В.

Регулятор

Регулятор — это линейная интегральная схема, в которой используется стабилизированное постоянное выходное напряжение.

Регулировка напряжения очень важна, потому что нам не нужно изменять выходное напряжение при изменении нагрузки.Всегда требуется нагрузка, не зависящая от выходного напряжения.

ИС регулятора не только делает выходное напряжение независимым от переменных нагрузок, но также и от изменений напряжения в сети.

Надеюсь, вы разработали базовую концепцию конструкции регулируемого источника питания.

давайте продолжим с реальной принципиальной схемой для нашего конкретного источника питания с регулируемым напряжением 5 В, чтобы вы могли получить очень четкое представление о конструкции.

Я буду использовать программу NI Multisim, надеюсь, вы с ней знакомы.Если вы не знакомы с этим, нет проблем. Это не обязательно. Вы можете использовать любое программное обеспечение. Основная цель — изучить программное обеспечение для проектирования, а не для моделирования.

Конструкция регулируемого источника питания (с фиксированным напряжением)

Следующие этапы проектирования охватывают проектирование регулируемого источника питания с фиксированным выходным напряжением или регулируемого / регулируемого источника питания. С помощью этих шагов вы можете разработать свой регулируемый источник питания.

Я использую конкретный пример 5V, потому что я думаю, что таким образом было бы лучше всего понять весь процесс проектирования.

Вы думаете, я бы начал объяснение с трансформатора, но это не так. Трансформатор выбирается не сразу.

Ниже представлена ​​принципиальная схема указанного проекта. Вы получаете сетевое питание, напряжение и частота могут зависеть от вашей страны; предохранитель для защиты цепи; трансформатор, выпрямитель, конденсаторный фильтр, светодиодный индикатор и стабилизатор IC.

Блок-схема реализована в NI Multisim, хорошем программном обеспечении для моделирования для студентов и начинающих электронщиков.Я рекомендую потратить немного времени на то, чтобы поиграть с ним. Поскольку, на мой взгляд, вы должны хорошо разбираться в программном обеспечении для моделирования, чтобы получать удовольствие от изучения базовой электроники.

Пошаговый метод проектирования источника питания постоянного тока 5 В

Вы думаете, я бы начал объяснение конструкции с трансформатора, но это не так. Трансформатор выбирается не сразу.

Шаг 1: Выбор регулятора IC

Выбор микросхемы регулятора зависит от вашего выходного напряжения.В нашем случае мы проектируем для выходного напряжения 5 В, мы выберем ИС линейного регулятора LM7805.

Далее нам нужно знать номинальные значения напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.

Это делается с помощью паспорта регулятора IC. Ниже приведены номинальные характеристики и схема контактов для LM7805.

Спецификация 7805 также предписывает использовать конденсатор 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки.

И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсаций, если фильтрация находится далеко от регулятора.

Шаг 2: Выбор трансформатора

Правильный выбор трансформатора означает экономию денег. Мы узнали, что минимальный вход для выбранной нами микросхемы регулятора составляет 7 В. Итак, нам нужен трансформатор для понижения основного переменного тока, по крайней мере, до этого значения.

Но между регулятором и трансформатором тоже стоит выпрямитель на диодном мосту.Выпрямитель имеет собственное падение напряжения, то есть 1,4 В. Нам также необходимо компенсировать это значение.

Математически:

Это означает, что мы должны выбрать трансформатор со значением вторичного напряжения, равным 9 В или как минимум на 10% больше, чем 9 В.

Исходя из этого, для конструкции блока питания 5 В постоянного тока мы можем выбрать трансформатор с номинальным током 1 А и вторичным напряжением 9 В или 12 В.

Шаг 3: Выбор диодов для моста

Видите ли, выпрямитель сделан из диодов, расположенных по некоторой схеме.Для изготовления выпрямителя необходимо подобрать для него подходящие диоды. При выборе диода для мостовой схемы.

Имейте в виду выходной ток нагрузки и максимальное пиковое вторичное напряжение трансформатора i-e 9В в нашем случае. Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который входит в комплект IC.

Но я не хочу, чтобы вы использовали здесь только для обучения и игры с отдельными диодами.

Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки.И пиковое обратное напряжение (PIV) больше пикового вторичного напряжения трансформатора.

Мы выбрали диод IN4001, потому что он имеет номинальный ток на 1 А больше, чем мы желаем, и пиковое обратное напряжение 50 В.

Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо учитывать его напряжение, номинальную мощность и значение емкости. Т

Номинальное напряжение рассчитывается исходя из вторичного напряжения трансформатора.Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение.

Итак, если вторичное напряжение составляет 17 В (пиковое значение), то номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее 50 В.

Во-вторых, нам нужно рассчитать правильное значение емкости. Это зависит от выходного напряжения и выходного тока. Чтобы найти правильное значение емкости, используйте формулу ниже:

Где,

Io = ток нагрузки i-e 500 мА в нашей конструкции, Vo = выходное напряжение i-e в нашем случае 5 В, f = частота

В нашем случае:

Частота 50 Гц, потому что в нашей стране переменный ток 220 @ 50 Гц.У вас может быть сеть переменного тока 120 В при 60 Гц. Если да, то укажите значения соответственно. Затем, используя формулу конденсатора, практический стандарт, близкий к этому значению, i-e 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.

Другая важная формула из книги «Электронные устройства Томаса Л. Флойда» приведена ниже. Это также можно использовать для расчета емкости конденсатора.

В данном случае R — сопротивление нагрузки. А Rf — это коэффициент пульсации, который для хорошей конструкции должен быть менее 10%. На этом мы заканчиваем проектирование блока питания на 5 В.

Сделайте блок питания безопасным

Каждая конструкция должна иметь защитные приспособления для защиты от возгорания. Точно так же в нашем простом источнике питания должен быть предохранитель на входе. Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки. Например, наша желаемая нагрузка может выдерживать ток 500 мА.

Если в случае, если наша нагрузка начнет работать неправильно, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит нашу поставку. Практическое правило при выборе номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20% больше, чем ток нагрузки.

Разработанный нами простой блок питания способен выдавать ток 1 А, что в некоторых случаях можно использовать для этого. Если вы решили использовать его для таких случаев, то не забудьте прикрепить к микросхеме регулятора радиатор.

Комплект блока питания 5 В (DIY)

Итак, мы получили базовые знания о том, как устроен простой блок питания на 5 В.

Для меня, если вы любитель электроники или новичок, изучаете основы электроники, я бы порекомендовал вам разработать собственный лабораторный источник питания.Было бы очень хорошее решение.

Он поможет вам изучить электронику, а также даст вам лучший лабораторный источник питания.

Я называю его лучшим, потому что вы сделаете его сами. И я не могу выразить словами, насколько весело играть с электроникой в ​​безопасной среде. Это похоже на обучение на собственном опыте.

Для начала рекомендую комплект блока питания Elenco (Amazon Link). Он доступен по цене, высокого качества и хорошо документирован, чтобы направлять вас на каждом этапе. Поверьте, вы многому научитесь.Вы узнаете, как паять, собирать и изготавливать конечный продукт, который вы всегда видите в разных магазинах.

Регулируемый источник питания (с регулируемым / регулируемым выходом)

В большинстве случаев нам не требуется фиксированное напряжение. Иногда нам нужен регулируемый источник питания.

Например, чтобы проверить токи коллектора транзистора при различных базовых напряжениях, нам понадобится регулируемый источник питания. И это переменное напряжение необходимо регулировать.

Процедура проектирования такая же, как я объяснил выше, с небольшими изменениями в регуляторах мощности.

На этот раз нам потребуется переменный резистор, чтобы, изменяя его сопротивление, мы получали разные напряжения. Ниже приведена схема регулируемого источника питания или регулируемого источника питания:

До светодиодной части схема такая же, как и для стабилизированного источника питания на 5 В при 500 мА. Схема усложняется после светодиодной части, не так ли? Не бойся. Все очень просто. Переменный резистор предназначен для изменения выходного напряжения.

Диоды используются для защиты схемы от обратного тока.Теперь давайте посмотрим на следующем видео, как изменение резистора изменяет выходное напряжение.

Преимущества регулируемого источника питания

Источник питания с регулируемым выходом имеет много преимуществ. Следующее имеет ключевое значение.

  • низкий уровень шума
  • недорогая
  • простота
  • надежность

Регулируемые блоки питания очень просты в конструкции, вы могли почувствовать это в этом посте. Простой дизайн делает его очень экономичным.Эти блоки питания имеют невысокую стоимость и очень надежны.

Они относительно бесшумны. ИС линейных регуляторов, которые используются на выходе, имеют низкие пульсации выходного напряжения, что делает их наиболее подходящими для приложений, где важна чувствительность к шуму.

Заключение

Проектный блок питания подойдет для поддержки других ваших небольших проектов или принесет вам хорошие оценки / деньги, если вас назначат на аналогичный проект. Я не знаю почему, но я уверен, что если вы выполните те же простые шаги со мной, вы получите свой первый разработанный блок питания.

Пожалуйста, не указывайте это только на 500 мА. Это может быть ваш источник питания 5 В постоянного тока с допустимым током до 500 мА.

Для дополнительной информации, для вывода положительного напряжения используйте LM78XX. XX указывает значение выходного напряжения, а 78 указывает положительное выходное напряжение. Для выхода с отрицательным напряжением используйте LM79XX, 79 указывает отрицательное напряжение, а XX указывает значение выхода.

На этом конструирование регулируемого источника питания подошло к концу. Надеюсь, вам понравилось.

Спасибо и удачной жизни.


Другие полезные сообщения:

Цепи питания

| Практические аналоговые полупроводниковые схемы

Существует три основных типа источников питания: нерегулируемый (также называемый грубой силой ), линейный регулируемый и переключающий . Четвертый тип схемы источника питания, называемый с регулируемой пульсацией, , представляет собой гибрид между схемами «грубой силы» и «переключением» и заслуживает отдельного раздела.

нерегулируемый

Нерегулируемый источник питания — самый примитивный тип, состоящий из трансформатора , выпрямителя и фильтра нижних частот . Эти источники питания обычно демонстрируют большое количество пульсаций напряжения (то есть быстро меняющуюся нестабильность) и другие «шумы» переменного тока, накладываемые на мощность постоянного тока. Если входное напряжение изменяется, выходное напряжение будет изменяться пропорционально. Преимущество нерегулируемых поставок в том, что они дешевы, просты и эффективны.

линейно регулируемый

Линейный регулируемый источник питания — это просто «грубый» (нерегулируемый) источник питания, за которым следует транзисторная схема, работающая в «активном» или «линейном» режиме, отсюда и название линейный стабилизатор . (В ретроспективе это очевидно, не так ли?) Типичный линейный регулятор предназначен для вывода фиксированного напряжения для широкого диапазона входных напряжений, и он просто сбрасывает любое избыточное входное напряжение, чтобы обеспечить максимальное выходное напряжение на нагрузку. Это чрезмерное падение напряжения приводит к значительному рассеиванию мощности в виде тепла.Если входное напряжение станет слишком низким, транзисторная схема потеряет стабилизацию, что означает, что она не сможет поддерживать постоянное напряжение. Он может только снизить избыточное напряжение, но не восполнить недостаток напряжения в цепи грубой силы. Следовательно, вы должны поддерживать входное напряжение как минимум на 1–3 вольт выше желаемого выходного напряжения, в зависимости от типа регулятора. Это означает, что эквивалент мощности не менее от 1 до 3 вольт, умноженный на ток полной нагрузки, будет рассеиваться схемой регулятора, генерируя много тепла.Это делает источники питания с линейной регулировкой неэффективными. Кроме того, чтобы избавиться от всего этого тепла, они должны использовать большие радиаторы, которые делают их большими, тяжелыми и дорогими.

Переключение

Импульсный регулируемый источник питания («переключатель») — это попытка реализовать преимущества схем с прямым и линейным регулированием (компактность, эффективность и дешевизна, но также «чистое» стабильное выходное напряжение). Импульсные источники питания работают по принципу выпрямления входящего напряжения сети переменного тока в постоянное, преобразования его в высокочастотный прямоугольный переменный ток через транзисторы, работающие как переключатели включения / выключения, повышая или понижая это напряжение переменного тока с помощью легкого веса. трансформатор, затем выпрямляет выход переменного тока трансформатора в постоянный ток и фильтрует его для конечного выхода.Регулировка напряжения достигается путем изменения «рабочего цикла» инверсии постоянного тока в переменный на первичной стороне трансформатора. Помимо меньшего веса из-за меньшего размера сердечника трансформатора, коммутаторы имеют еще одно огромное преимущество перед двумя предыдущими конструкциями: источник питания типа можно сделать настолько независимым от входного напряжения, что он может работать в любой системе электроснабжения в любой стране. мир; они называются «универсальными» источниками питания. Обратной стороной коммутаторов является то, что они более сложны и из-за своей работы имеют тенденцию генерировать много высокочастотных «шумов» переменного тока в линии электропередачи.Большинство коммутаторов также имеют на своих выходах значительные пульсации напряжения. У более дешевых типов этот шум и пульсации могут быть такими же сильными, как и для нерегулируемого источника питания; такие коммутаторы начального уровня не бесполезны, потому что они по-прежнему обеспечивают стабильное среднее выходное напряжение, и есть «универсальные» входные возможности. Дорогие переключатели не имеют пульсаций и имеют почти такой же низкий уровень шума, как и некоторые линейные переключатели; эти переключатели обычно столь же дороги, как и линейные источники питания. Причина использования дорогого коммутатора вместо хорошего линейного в том, что вам нужна универсальная совместимость с энергосистемой или высокая эффективность.Высокая эффективность, легкий вес и небольшие размеры — вот причины, по которым импульсные источники питания почти повсеместно используются для питания цифровых компьютерных схем.

Регулируемая пульсация

Источник питания с пульсационным регулированием является альтернативой линейно регулируемой проектной схеме: источник питания «грубой силы» (трансформатор, выпрямитель, фильтр) составляет «входной конец» схемы, но транзистор работает строго в его включенном состоянии. В режиме выключения (насыщение / отсечка) мощность постоянного тока передается на большой конденсатор по мере необходимости для поддержания выходного напряжения между высокой и низкой уставкой.Как и в переключателях, транзистор в стабилизаторе пульсаций никогда не пропускает ток, находясь в «активном» или «линейном» режиме в течение значительного промежутка времени, что означает, что очень мало энергии будет потрачено впустую в виде тепла. Однако самым большим недостатком этой схемы регулирования является необходимое присутствие некоторой пульсации напряжения на выходе, поскольку напряжение постоянного тока изменяется между двумя уставками управления напряжением. Кроме того, эта пульсация напряжения изменяется по частоте в зависимости от тока нагрузки, что затрудняет окончательную фильтрацию постоянного тока.Цепи регулятора пульсаций, как правило, немного проще, чем схемы переключателя, и им не нужно обрабатывать высокие напряжения в линии питания, с которыми должны работать переключающие транзисторы, что делает их более безопасными в эксплуатации.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Регулируемая поставка »Электроника

Источники питания с линейной стабилизацией могут обеспечивать чрезвычайно низкий уровень выходного шума и хорошую стабилизацию, но за счет размера и эффективности.


Схемы линейного источника питания Праймер и руководство Включает:
Линейный источник питания Шунтирующий регулятор Регулятор серии Ограничитель тока Регуляторы серий 7805, 7812 и 78 **

См. Также: Обзор электроники блока питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания


Линейные источники питания широко используются из-за преимуществ, которые они предлагают с точки зрения общей производительности, а также эта технология очень хорошо зарекомендовала себя, поскольку была доступна уже очень много лет.

Хотя линейные источники питания могут быть не такими эффективными, как импульсные источники питания, они обеспечивают лучшую производительность и поэтому используются во многих приложениях, где шум имеет большое значение.

Одна из основных областей, где почти всегда используются линейные источники питания, — это аудиовизуальные приложения, усилители Hi-Fi и тому подобное. Здесь шум и всплески переключения от импульсных источников питания могут вызывать проблемы — при этом говорится, что SMPS постоянно улучшают производительность, но линейные источники, как правило, используются большую часть времени.

Типовой регулируемый линейный источник питания для лабораторных стендов

Основы линейного источника питания

Источники питания с линейной стабилизацией получили свое название от того факта, что в них используются линейные, т. Е. Не коммутационные методы, для регулирования выходного напряжения источника питания. Термин линейный источник питания означает, что источник питания регулируется для обеспечения правильного напряжения на выходе.

Измеряется напряжение, и этот сигнал подается обратно, обычно в какой-либо дифференциальный усилитель, где он сравнивается с опорным напряжением, и результирующий сигнал используется для обеспечения того, чтобы на выходе оставалось требуемое напряжение.

Иногда измерение напряжения может осуществляться на выходных клеммах, а в некоторых случаях — непосредственно на нагрузке. Дистанционное измерение используется там, где могут быть омические потери между источником питания и нагрузкой. Часто лабораторные принадлежности имеют такую ​​возможность.

Различные линейные источники питания будут иметь разные схемы и включать разные схемные блоки, если требуются дополнительные возможности, но они всегда будут включать в себя базовые блоки, а также некоторые дополнительные дополнительные.

Входной трансформатор питания

Поскольку многие регулируемые источники питания получают питание от сети переменного тока, для линейных источников питания часто используется понижающий или иногда повышающий трансформатор. Это также служит для изоляции источника питания от сетевого входа в целях безопасности.

Трансформатор обычно представляет собой относительно большой электронный компонент, особенно если он используется в линейно регулируемом источнике питания большей мощности. Трансформатор может значительно увеличить вес источника питания, а также может быть довольно дорогим, особенно для более мощных.

В зависимости от используемого выпрямителя трансформатор может быть с одной вторичной обмоткой или с центральным ответвлением. Также могут присутствовать дополнительные обмотки, если требуются дополнительные напряжения.

Для старинных радиоприемников и другой старинной электронной электроники многократные вторичные обмотки были обычным явлением. Обычно основная вторичная обмотка имела центральный отвод, чтобы обеспечить двухполупериодное выпрямление с помощью двойного диодного клапана или трубчатого выпрямителя, а дополнительные вторичные обмотки требовались для вентильных или трубчатых нагревателей — часто 5 вольт для выпрямителя, а затем 6.3в для самих клапанов / трубок.

Выпрямитель

Поскольку вход от источника переменного тока является переменным, его необходимо преобразовать в формат постоянного тока. Доступны различные формы выпрямительной схемы.

Самая простая форма выпрямителя, которую можно использовать в источнике питания, — это одиночный диод, обеспечивающий полуволновое выпрямление. Этот подход обычно не используется, потому что сложнее удовлетворительно сгладить вывод.

Обычно используется двухполупериодное выпрямление с использованием обеих половин цикла.Это обеспечивает более легкое сглаживание формы волны.

Есть два основных подхода к обеспечению полуволнового выпрямления. Один из них — использовать трансформатор с отводом от центра и два диода. Другой — использовать одну обмотку на трансформаторе источника питания и использовать мостовой выпрямитель с четырьмя диодами. Поскольку диоды очень дешевы, а стоимость трансформатора с центральным ответвлением выше, наиболее распространенным подходом в наши дни является использование мостового выпрямителя.

Примечание по схемам диодного выпрямителя:

Диодные выпрямительные схемы используются во многих областях, от источников питания до радиочастотной демодуляции.В схемах диодного выпрямителя используется способность диода пропускать ток только в одном направлении. Есть несколько разновидностей от полуволнового до двухполупериодного, мостовые выпрямители, пиковые детекторы и многое другое.

Подробнее о Схемы диодного выпрямителя

Даже для регуляторов с питанием от постоянного тока на входе может быть установлен выпрямитель для защиты от обратного подключения источника питания.

Электропитание сглаживающее

После выпрямления из сигнала переменного тока необходимо сглаживать постоянный ток, чтобы удалить изменяющийся уровень напряжения.Для этого используются большие емкостные конденсаторы.

Сглаживающее действие накопительного конденсатора

В сглаживающем элементе схемы используется большой конденсатор. Он заряжается по мере того, как сигнал, поступающий от выпрямителя, достигает своего пика. По мере того, как напряжение выпрямленной формы волны падает, как только напряжение становится ниже напряжения конденсатора, конденсатор начинает подавать заряд, поддерживая напряжение до тех пор, пока не появится следующая нарастающая форма волны от выпрямителя.

Сглаживание не идеальное, и всегда будет некоторая остаточная пульсация, но это позволяет устранить огромные колебания напряжения.


Линейные регуляторы питания

Большинство источников питания в наши дни обеспечивают регулируемую мощность. С современной электроникой довольно просто и не слишком дорого включить линейный стабилизатор напряжения. Это обеспечивает постоянное выходное напряжение независимо от нагрузки — в указанных пределах.

Поскольку многие электронные компоненты, электронные устройства и т. Д. Требуют аккуратно обслуживаемых источников питания, регулируемый источник питания является необходимостью.

Существует два основных типа линейных источников питания:

  • Шунтирующий регулятор: Шунтирующий регулятор менее широко используется в качестве основного элемента в линейном регуляторе напряжения.Для этой формы линейного источника питания переменный элемент размещается поперек нагрузки. Сопротивление истока установлено последовательно со входом, а шунтирующий стабилизатор регулируется, чтобы гарантировать, что напряжение на нагрузке остается постоянным.

    Источник питания рассчитан на заданный ток, и с приложенной нагрузкой шунтирующий регулятор поглощает любой ток, не требуемый нагрузкой, так что выходное напряжение сохраняется.


  • Регулятор серии : Это наиболее широко используемый формат линейного регулятора напряжения.Как следует из названия, в цепь помещается последовательный элемент, и его сопротивление изменяется с помощью управляющей электроники, чтобы гарантировать, что правильное выходное напряжение генерируется для потребляемого тока. Блок-схема последовательного регулятора напряжения

    На этой блок-схеме опорное напряжение используется для управления последовательным элементом, который может быть биполярным транзистором или полевым транзистором. Эталоном может быть просто напряжение, снятое с источника эталонного напряжения, например электронный компонент, такой как стабилитрон.

    Более обычный подход состоит в том, чтобы отобрать выходное напряжение и подать его в дифференциальный усилитель для сравнения выходного сигнала с эталоном, а затем использовать его для управления схемой элемента конечного прохода.


Оба этих типа линейных регуляторов используются в источниках питания, и хотя последовательный стабилизатор используется более широко, в некоторых случаях также используется шунтирующий регулятор.

Преимущества / недостатки линейного источника питания

Использование любой технологии часто представляет собой тщательный баланс нескольких преимуществ и недостатков.Это справедливо для линейных источников питания, которые имеют ряд явных преимуществ, но также имеют свои недостатки.

Преимущества линейного блока питания

  • Установленная технология: Линейные источники питания широко используются в течение многих лет, а их технология хорошо отработана и изучена.
  • Низкий уровень шума: Использование линейной технологии без какого-либо переключающего элемента означает, что шум сведен к минимуму, а раздражающие всплески, обнаруживаемые в импульсных источниках питания, теперь обнаруживаются.

Линейный БП Недостатки

  • КПД: Принимая во внимание тот факт, что линейный источник питания использует линейную технологию, он не особенно эффективен. Эффективность около 50% не является чем-то необычным, а при некоторых условиях может предлагать гораздо более низкие уровни.
  • Рассеивание тепла: Использование последовательного или параллельного (менее распространенного) регулирующего элемента означает, что рассеивается значительное количество тепла, и его необходимо удалить.
  • Размер: Использование линейной технологии означает, что размер линейного источника питания, как правило, больше, чем у других форм источника питания.

Несмотря на недостатки, технология источников питания с линейной регулировкой все еще широко используется, хотя она более широко используется там, где требуется низкий уровень шума и хорошее регулирование. Одно из типичных применений — это усилители звука, в которых линейный источник питания может обеспечить оптимальные характеристики для питания всех каскадов усилителя.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

Что такое Положение об источниках питания

Что такое правила питания?

Регулировка источника питания — это способность источника питания поддерживать выходное напряжение в пределах заданного допуска, связанного с изменяющимися условиями входного напряжения и / или нагрузки.

Большая часть электронного оборудования питается от постоянного напряжения, полученного от нерегулируемого сетевого напряжения переменного тока. Схема выпрямителя преобразует переменный ток в постоянный, который затем приводится в соответствие с требованиями схемы или нагрузки.

Выпрямленное напряжение следует за входом переменного тока и будет меняться в зависимости от сети. Изменения могут повлиять на характеристики схемы и нежелательны для чувствительного оборудования, такого как компьютеры, датчики и прецизионные схемы. Кроме того, компоненты и схемы будут работать или работать эффективно только тогда, когда источник питания находится в определенных пределах.Все, что превышает проектный предел, либо приведет к разрушению компонентов и оборудования, либо будет недостаточным для питания оборудования, так что оно не включится или просто выйдет из строя.

Обычно предполагается, что напряжение сети остается в определенных пределах, и большая часть оборудования спроектирована с учетом этих ограничений. Однако эти отклонения, иногда превышающие установленные пределы, могут вызвать проблемы в чувствительном оборудовании, поскольку они вызовут изменения выходного напряжения источника питания.

Изготовитель оборудования и потребитель не могут контролировать колебания напряжения.По этой причине лучшее, что могут сделать разработчики, — это обеспечить, чтобы выходное напряжение источника питания оставалось достаточно постоянным в широком диапазоне входных напряжений.

Блок питания с регулировкой обеспечивает выход, который остается постоянным независимо от изменений входного напряжения сети. Типичный блок питания состоит из нескольких блоков в зависимости от конструкции и требуемой устойчивости. Простой линейный источник питания будет иметь трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор. Импульсный источник питания содержит четыре строительных блока и дополнительные блоки, такие как инверторы и каскады обратной связи.

Рисунок 1: Блок-схема базовой схемы линейного источника питания с регулированием — Image Credit

В регулируемом источнике питания входная мощность регулирующего устройства обычно выше ожидаемой выходной мощности. Это позволяет схеме работать с широким диапазоном входных напряжений, выдавая постоянный выходной сигнал. Регулирующее устройство обычно включается последовательно с выходом. А поскольку входной сигнал всегда выше ожидаемого выходного сигнала, устройство или схема работает таким образом, что на регулирующую цепь падает определенное количество напряжения.

Даже при низком входном переменном напряжении цепь регулирования должна получать более высокое напряжение; однако в этом случае падает небольшое напряжение. Если входной переменный ток очень высокий, в регулирующей цепи падает более высокое напряжение. В импульсных источниках питания регулирование достигается путем изменения переключения последовательного транзистора.

Существуют разные формы регулирующих цепей, тип зависит от конструкции источника питания и требуемого уровня стабильности. Типичные регулирующие компоненты включают стабилитроны, последовательные транзисторы или переключающие устройства, а также фиксированные и надежные стабилизаторы на интегральных схемах.

Также бывают ситуации, когда потребители используют автоматические регуляторы напряжения для регулирования входного переменного напряжения, чтобы оно оставалось в установленных пределах. Некоторые из них имеют громоздкие трансформаторы и в некоторых случаях могут оказаться непрактичными из-за стоимости, удобства и других факторов.

Общие сведения о полноволновых и полуволновых источниках питания — Примечание по применению


В этом документе описывается опасность смешивания полуволновых и двухполупериодных источников питания, а также дается обзор основных схем полуволнового и двухполупериодного источников питания.

Рис.1: Условное обозначение диода
Диоды

Чтобы понять разницу между двухполупериодными и полуволновыми источниками питания, вы должны понимать, как работает диод.
На рисунке 1 показано схематическое обозначение диода. Диод — это электронный переключатель. Когда на анодной (+) клемме больше положительного напряжения, чем на катодной (-) клемме, переключатель замыкается, и ток будет течь через диод от анода (+) к катоду (-). Когда на катодной (-) клемме больше положительного напряжения, чем на анодной (+) клемме, переключатель разомкнут и ток не течет.

Опасность смешивания полуволн с полноволновыми источниками питания

На рис. 2 показана схема двухполупериодного источника питания. Во многих системах управления используются полуволновые источники питания, и в этих системах нижний вывод трансформатора 24 В переменного тока обычно заземлен. Если к такой системе подключен двухполупериодный источник питания (как показано на рисунке 4), то верхний вывод трансформатора также подключается к земле через диод D3 во время отрицательного полупериода источника питания переменного тока.Это создает короткое замыкание между клеммами трансформатора (как показано на рис. 3), которое либо срабатывает автоматический выключатель, либо сгорает диод, либо сгорает трансформатор — или, возможно, все три.

Поэтому никогда не следует пытаться запитать полуволновые и двухполупериодные источники питания от одного и того же трансформатора.

Полуполупериодные и двухполупериодные источники питания могут сосуществовать в одной системе управления, их просто нужно запитать от отдельных трансформаторов.

Рис. 2: Базовый двухполупериодный источник питания Рис.3: Клеммы трансформатора источника питания на рисунке 4 ниже соединены вместе через диод D3 во время отрицательного полупериода подачи переменного тока. 4: Базовый полноволновой источник питания с нижним выводом трансформатора 24 В переменного тока, неправильно подключенным к земле
Полуволновые источники питания

На рисунке 5 показан простой полуволновой источник питания. 24 В переменного тока — это выход силового трансформатора 24 В переменного тока. D1 — это диод, который преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный ток. C1 — конденсатор фильтра, который сглаживает пульсирующий постоянный ток.R1 — нагрузка схемы, 275 Ом было выбрано для нагрузки около 100 мА.

На рисунке 6 показаны формы напряжения полуволнового источника питания при входном 24 В переменного тока (среднеквадратичное значение) (или 68 вольт от пика до пика). Более светлая форма волны — это напряжение питания 24 В переменного тока, а более темная форма волны — это напряжение на конденсаторе фильтра C1 и нагрузочном резисторе R1.

Как показано на рис. 6, на каждом положительном полупериоде источника питания 24 В переменного тока напряжение на конденсаторе фильтра и нагрузочном резисторе повышается до пикового значения переменного напряжения.В отрицательном полупериоде конденсатор обеспечивает ток для нагрузки. Изменение напряжения нагрузки, или пульсация, зависит от емкости конденсатора — больший конденсатор будет иметь меньшую пульсацию напряжения.

Рис. 5: Базовый полуволновой источник питания Рис. 6: Формы напряжения полуволнового источника питания

На затененной части рисунка 6 эффективная схема полуволнового источника питания показана на рисунке 7. Источник 24 В переменного тока заряжает C1 и обеспечивает ток нагрузки. Поскольку конденсатор должен накапливать ток в течение отрицательного полупериода, зарядный ток конденсатора может быть довольно большим, в данном случае почти 1 ампер.Чем больше конденсатор, тем больше зарядный ток.

Рис. 7: Диод D1 закрыт во время заштрихованной части сигнала на рис. 6. Рис. 8: Диод D1 открыт во время незатененной части сигнала на рис. 6.

На незатененном участке на рис. 6 эффективная схема полуволнового источника питания показана на рис. 8. Диод открыт, поэтому напряжение 24 В переменного тока. источник не подает питание, а конденсатор обеспечивает весь ток нагрузки.

Полуволновые источники питания обычно более сложны, чем схема, показанная на рисунке 5.Эта простая схема была выбрана для облегчения объяснения. Обычно существует схема регулирования, чтобы поддерживать постоянное напряжение на выходе. Регуляторы работают хорошо, но они не могут поддерживать постоянный выходной сигнал, если напряжение конденсатора фильтра падает ниже регулируемого выходного напряжения. Регуляторы также используют часть напряжения конденсатора фильтра для правильной работы.

В показанной здесь схеме напряжение фильтрующего конденсатора падает до 20 В, прежде чем он будет заряжен 24 В переменного тока. Следовательно, невозможно получить регулируемую мощность более 19.5 В постоянного тока.

Источники питания полной волны

На рисунке 9 показан простой двухполупериодный источник питания. 24 В переменного тока — это выход силового трансформатора 24 В переменного тока. D2, D3, D4 и D5 — диоды, которые преобразуют переменный ток в пульсирующий постоянный ток. C2 — это конденсатор фильтра, который сглаживает пульсирующий постоянный ток. R2 — нагрузка схемы, 275 Ом было выбрано для нагрузки около 100 мА.

На рис. 10 показаны формы сигналов напряжения двухполупериодного источника питания, когда на входе 24 В переменного тока (среднеквадратичное значение) (или 68 вольт от пика до пика). Более светлая форма волны — это источник питания 24 В переменного тока после того, как он был преобразован диодами в пульсирующее постоянное напряжение.Более темная форма волны — это напряжение на конденсаторе фильтра C2 и нагрузочном резисторе R2.

Как показано на рис. 10, напряжение на конденсаторе фильтра и нагрузочном резисторе повышается до пикового значения напряжения питания. Когда напряжение питания возвращается к нулю, конденсатор обеспечивает ток для нагрузки. Изменение напряжения нагрузки, или пульсация, зависит от емкости конденсатора — больший конденсатор будет иметь меньшую пульсацию напряжения.

В темных прямоугольниках на Рисунке 10 эффективная схема источника питания показана на Рисунке 11.В светлых прямоугольниках на рисунке 10 эффективная схема источника питания показана на рисунке 12. В течение обоих этих периодов источник питания 24 В переменного тока заряжает C1 и обеспечивает ток нагрузки. Ток зарядки конденсатора может быть довольно большим, в данном случае почти 0,5 ампер. Чем больше конденсатор, тем больше зарядный ток.

В незатененной части рисунка 10 все диоды открыты, и конденсатор обеспечивает весь ток нагрузки.

Рис. 9: Базовый двухполупериодный источник питания Рис.10: Формы напряжения полноволнового источника питания Рис. 11: Путь тока в темной заштрихованной части рис. 10 Рис. 12: Путь тока в светлой части рис. 10. Полнопериодные источники питания

обычно более сложны, чем схема, показанная на рис. 9. Эта простая схема была выбрана для облегчения объяснения. Обычно существует схема регулирования, чтобы поддерживать постоянное напряжение на выходе.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.