Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Типы источников питания, двухполярный источник питания


Существуют различные типы источников питания. Большинство из них разработаны для преобразования переменного тока высокого напряжения (AC) в низкое напряжение постоянного тока (DC) для питания различных схем электроники и других устройств. Источники питания могут быть разбиты на несколько функциональных блоков, каждый из которых выполняет свою функцию.

Например, стабилизированный источник питания:

Каждый функциональный блок подробно описан на своих страницах:

  • Трансформатор – преобразует (как правило понижает) напряжение сети до нужного напряжения источника питания;
  • Выпрямитель – преобразует (выпрямляет) переменное напряжение с трансформатора в постоянное;
  • Фильтр – сглаживает пульсации выпрямленного напряжения;
  • Стабилизатор – стабилизирует выходное напряжение.

Типы источников питания, составленные из этих блоков, описаны далее.

Так же показаны их принципиальные схемы с графиками выходного напряжения.

Трансформатор

Пониженное выходное напряжение трансформатора может быть применено для ламп накаливания, нагревательных элементов, электродвигателей переменного тока. Переменное напряжение не подходит для питания электрических схем, если только они не включают в своём составе выпрямитель и фильтр для сглаживания пульсаций.

Трансформатор -> выпрямитель

Постоянное пульсирующее напряжение подходит для питания ламп накаливания, нагревательных приборов, электродвигателей постоянного тока. Но не подходит для электронных схем, если те не содержат фильтр для сглаживания пульсаций напряжения.

Трансформатор -> выпрямитель -> фильтр

У выпрямленного и сглаженного постоянного напряжения видны только небольшие пульсации. Такое напряжение подходит для питания большинства электронных схем.

Трансформатор -> выпрямитель -> фильтр -> стабилизатор

Стабилизированное напряжение подходит абсолютно для всех электронных схем.

Двуxполярный источник питания

Двухполярный источник питания

Двухполярный источник питания – это особый тип источников питания. Некоторые электронные схемы требуют двухполярного питания с положительным и отрицательным напряжением. Такие источники называют двухполярными. Так же их называют двойным источником питания, потому что они похожи на два обычных источника, выходы которых соединены последовательно как показано на схеме. (На самом деле всё несколько сложнее.) Подробнее об этом можно почитать в статье Двухполярный блок питания.

Такие источники имеют три вывода на выходе. Например ±9В источник имеет выводы +9В, -9В и 0.

Двухполярный источник питания из однополярного

Электроника, электротехника. Профессионально-любительские решения.

Для работы многих схем с использованием операционных усилителей часто требуется двухполярное питание, или однополярное со средней точкой, что почти одно и то же.

Источники двухполярного питания распространены гораздо меньше, чем однополярные. Для питания схем с незначительным потреблением (порядка нескольких миллиампер) можно использовать однополярный источник с созданием средней точки с помощью простого резистивного делителя и фильтрующих конденсаторов, рисунок 1.

Рисунок 1. Создание средней точки резистивным делителем.

Такой вариант создания двуполярного питания из однополярного характеризуется ощутимыми потерями в схеме и низкой стабильностью, поскольку при неравномерной нагрузке плеч, бОльшая нагрузка будет подтягивать среднюю точку к своему плечу. Подобные схемы могут пригодиться при опытах с операционными усилителями. В схеме варианта б) подстроечным резистором R3 можно корректировать уровень напряжения средней точки. Имеет смысл использовать для быстрой сборки тестовых схем и только в том случае, если напряжение выхода однополярного источника будет достаточным, для создания двухполярного питания.

Рисунок 2. Формирование средней точки с помощью операционного усилителя.

Более адаптивную схему к малой, но динамичной нагрузке можно собрать с применением операционного усилителя. Схема получается довольно простой, рисунок 2.

Потенциометром R1 задаётся уровень напряжения средней точки. Это напряжение подаётся на не инвертирующий вход «3». При включении питания схемы конденсаторы C1 и C2 заряжаются приблизительно равномерно, в точке их соединения возникает напряжение, приближённо равное половине напряжения питания относительно нижней шинки питания (0 слева, -Uп/2 справа по схеме). Так формируется средняя точка источника питания

(«корпус», «земля»). Напряжение средней точки через резистор R2 подаётся на «следящий» инвертирующий вход усилителя «2».

Если напряжение средней точки подаваемое на инвертирующий вход превышает заданное напряжение на не инвертирующем входе, усилитель будет тянуть напряжение выхода «6» к минусовой шинке питания, открывая транзистор VT2 до тех пор, пока напряжение средней точки не поравняется с заданным.

Когда напряжение средней точки проседает к минусу питания, то усилитель наоборот подтягивает выход «6» к плюсу питания, открывая транзистор VT1, который будет поднимать напряжение средней точки до тех пор, пока оно не поравняется с заданным.

При дрейфе средней точки около заданного напряжения часто происходит переключение между транзисторами, а поскольку коэффициент усиления ОУ без обратной связи имеет величину порядка нескольких тысяч единиц, то стабилизирующий эффект получается достаточно точным, и в большей степени зависит от величины асимметрии нагрузки, коэффициента усиления по току транзисторов VT1 и VT2 и их мощности.

При использовании такой схемы следует учесть, что при необходимости привязать среднюю точку к корпусу устройства, первичный источник питания не должен иметь контакта с корпусом.

При переключении транзисторов могут возникнуть коммутационные помехи из-за значительной собственной индуктивности фильтрующих конденсаторов. Для устранения помех конденсаторы C1 и C2 необходимо зашунтировать керамическими конденсаторами ёмкостью 0,1…0,22 мкФ.

Достоинством схемы является то, что напряжение средней точки можно задать практически на любом уровне от минуса до плюса питания, хотя в большинстве устройств это не требуется.

Для получения стабильных выходных напряжений относительно средней точки не требуется применения двухполярного стабилизатора, для этого достаточно использовать стабилизированный первичный (однополярный) источник питания.

Ниже приведены изображения и фото готового проекта такого делителя питания. В проект добавлен резистор (R3, рисунок 3) в цепь выхода для смягчения условий перегрузки усилителя при замыкании одного плеча или значительной асимметрии нагрузки.

Рисунок 3. Схема делителя напряжения для преобразования однополярного источника питания в двухполярный.
Рисунок 4. Изображение для изготовления печатной платы методом ЛУТ (зеркалить не требуется). Рисунок 5. Печатная плата делителя питания.

исунок 6. Монтажная схема делителя напряжения питания.

Рисунок 7. 3D-модель устройства. Рисунок 8. Внешний вид делителя питания.

Печатная плата выполнена на одностороннем фольгированном текстолите. Изображение на странице масштабировано, использовать его в процессе проблематично. Отпечаток платы в масштабе 1:1 находится в PDF файле проекта, который можно скачать в конце статьи, с него и печатайте.

В этом устройстве рекомендую применять многооборотный потенциометр (подстроечный резистор), с ним легче поймать половинку напряжения при настройке с желаемой точностью. Транзисторы можно взять и другие, всё зависит от мощности нагрузки и наличия. Мне требовалось запитать операционный усилитель с нагрузкой по выходу 1,5 мВт, поэтому особо подбором не заморачивался, взял то, чего было больше из старого распая.

Правда, при случайном замыкании питания по крайним точкам у меня сгорел транзистор верхнего плеча и микросхема операционного усилителя схемы делителя. Возможно, тут требуются доработки в сторону защиты и усложнения схемы, но я предпочёл быть более осторожным, и просто заменил убитые детали.

Электроника, электротехника. Профессионально-любительские решения.

Для работы многих схем с использованием операционных усилителей часто требуется двухполярное питание, или однополярное со средней точкой, что почти одно и то же. Источники двухполярного питания распространены гораздо меньше, чем однополярные. Для питания схем с незначительным потреблением (порядка нескольких миллиампер) можно использовать однополярный источник с созданием средней точки с помощью простого резистивного делителя и фильтрующих конденсаторов, рисунок 1.

Рисунок 1. Создание средней точки резистивным делителем.

Такой вариант создания двуполярного питания из однополярного характеризуется ощутимыми потерями в схеме и низкой стабильностью, поскольку при неравномерной нагрузке плеч, бОльшая нагрузка будет подтягивать среднюю точку к своему плечу. Подобные схемы могут пригодиться при опытах с операционными усилителями. В схеме варианта б) подстроечным резистором R3 можно корректировать уровень напряжения средней точки. Имеет смысл использовать для быстрой сборки тестовых схем и только в том случае, если напряжение выхода однополярного источника будет достаточным, для создания двухполярного питания.

Рисунок 2. Формирование средней точки с помощью операционного усилителя.

Более адаптивную схему к малой, но динамичной нагрузке можно собрать с применением операционного усилителя. Схема получается довольно простой, рисунок 2.

Потенциометром R1 задаётся уровень напряжения средней точки. Это напряжение подаётся на не инвертирующий вход «3». При включении питания схемы конденсаторы C1 и C2 заряжаются приблизительно равномерно, в точке их соединения возникает напряжение, приближённо равное половине напряжения питания относительно нижней шинки питания (0 слева, -Uп/2 справа по схеме). Так формируется средняя точка источника питания («корпус», «земля»). Напряжение средней точки через резистор R2 подаётся на «следящий» инвертирующий вход усилителя «2».

Если напряжение средней точки подаваемое на инвертирующий вход превышает заданное напряжение на не инвертирующем входе, усилитель будет тянуть напряжение выхода «6» к минусовой шинке питания, открывая транзистор VT2 до тех пор, пока напряжение средней точки не поравняется с заданным.

Когда напряжение средней точки проседает к минусу питания, то усилитель наоборот подтягивает выход «6» к плюсу питания, открывая транзистор VT1, который будет поднимать напряжение средней точки до тех пор, пока оно не поравняется с заданным.

При дрейфе средней точки около заданного напряжения часто происходит переключение между транзисторами, а поскольку коэффициент усиления ОУ без обратной связи имеет величину порядка нескольких тысяч единиц, то стабилизирующий эффект получается достаточно точным, и в большей степени зависит от величины асимметрии нагрузки, коэффициента усиления по току транзисторов VT1 и VT2 и их мощности.

При использовании такой схемы следует учесть, что при необходимости привязать среднюю точку к корпусу устройства, первичный источник питания не должен иметь контакта с корпусом.

При переключении транзисторов могут возникнуть коммутационные помехи из-за значительной собственной индуктивности фильтрующих конденсаторов. Для устранения помех конденсаторы C1 и C2 необходимо зашунтировать керамическими конденсаторами ёмкостью 0,1…0,22 мкФ.

Достоинством схемы является то, что напряжение средней точки можно задать практически на любом уровне от минуса до плюса питания, хотя в большинстве устройств это не требуется.

Для получения стабильных выходных напряжений относительно средней точки не требуется применения двухполярного стабилизатора, для этого достаточно использовать стабилизированный первичный (однополярный) источник питания.

Ниже приведены изображения и фото готового проекта такого делителя питания. В проект добавлен резистор (R3, рисунок 3) в цепь выхода для смягчения условий перегрузки усилителя при замыкании одного плеча или значительной асимметрии нагрузки.

Рисунок 3. Схема делителя напряжения для преобразования однополярного источника питания в двухполярный.
Рисунок 4. Изображение для изготовления печатной платы методом ЛУТ (зеркалить не требуется). Рисунок 5. Печатная плата делителя питания.

исунок 6. Монтажная схема делителя напряжения питания.

Рисунок 7. 3D-модель устройства. Рисунок 8. Внешний вид делителя питания.

Печатная плата выполнена на одностороннем фольгированном текстолите. Изображение на странице масштабировано, использовать его в процессе проблематично. Отпечаток платы в масштабе 1:1 находится в PDF файле проекта, который можно скачать в конце статьи, с него и печатайте.

В этом устройстве рекомендую применять многооборотный потенциометр (подстроечный резистор), с ним легче поймать половинку напряжения при настройке с желаемой точностью. Транзисторы можно взять и другие, всё зависит от мощности нагрузки и наличия. Мне требовалось запитать операционный усилитель с нагрузкой по выходу 1,5 мВт, поэтому особо подбором не заморачивался, взял то, чего было больше из старого распая. Правда, при случайном замыкании питания по крайним точкам у меня сгорел транзистор верхнего плеча и микросхема операционного усилителя схемы делителя. Возможно, тут требуются доработки в сторону защиты и усложнения схемы, но я предпочёл быть более осторожным, и просто заменил убитые детали.

Недавно столкнулся со следующей проблемой, собрал два усилителя НЧ на TDA7294, следующим этапом была сборка импульсного блока двухполярного питания, но как-то не терпелось проверить работоспособность усилителей. Естественно трансформатора с двумя вторичными обмотками на нужное напряжение у меня не оказалось, да и вообще не было у меня трансформатора с двумя вторичными обмотками.

Покопавшись в своем барахле, нашел два не очень мощных трансформатора, каждый имел одну вторичную обмотку, но на разное напряжение. Далее я принял решение собрать плату, которая будет из одной вторичной обмотки делать двухполярное питание.

Устройство, преобразующее двухполярное питание из однополярного, имеет следующую схему:

Схема была найдена в интернете, но в ней нет ничего сложного и объяснять работу данного устройства я не буду.

Компоненты для сборки:

ОБОЗНАЧЕНИЕ ТИП НОМИНАЛ КОЛИЧЕСТВО КОММЕНТАРИЙ
VDS1,VDS2 Выпрямительный диодный мост Любой на нужное напряжение и ток 2 Распространенные KBU-610, KBU-810
C1,C5 Электролит 4700 мкФ 50В 2
C2,C6 Конденсатор неполярный 100 нФ 2 Пленка или керамика
C3,C4 Электролит 470 мкФ 100В 2

Описываемый в этой статье преобразователь двухполярного питания из однополярного не работает с постоянным током на входе преобразователя. Работает только с переменным током. Суть устройства такова, что из одной вторичной обмотки можно сделать двухполярное питание.

Диодные мосты выбирайте любые, какие есть, главное, чтобы по напряжению и току подходили. У меня лежали с давней распайки мосты RBA-401, током 4 Ампера, напряжением 95 Вольт. Для питания одной TDA7294 (+-30В) этого достаточно. Распространенные мосты KBU-610, KBU-810 и другие.

Если вы захотите использовать данное устройство на напряжение больше 45 Вольт, то следует заменить конденсаторы C1,C5 на более высоковольтные. У меня не было электролитов ёмкостью 4700 мкФ, но были 2200 мкФ, их я и поставил 4 штуки.

Неполярные конденсаторы C2,C6 я поставил полипропиленовые, с разборки компьютерных блоков питания.

Трансформатор я использовал кольцевой, с одной вторичной обмоткой, напряжением 29 Вольт, мощностью 50 Вт. После выпрямления получил +-41 Вольт на конденсаторах.

При проверке я запитал TDA7294, выжал из не примерно 35 Вт, при этом просадка напряжения составила +-25 Вольт. Большая просадка напряжения произошла из-за слабого трансформатора. На плате преобразователя, все элементы кроме мостов были холодные, мосты теплые.

Сделаю вывод, что данный преобразователь двухполярного питания из однополярного, работает стабильно, и может использоваться для запитывания усилителей НЧ.

Минус данного устройства заключается в использовании на его входе только переменного тока.

Список компонентов в файле PDF СКАЧАТЬ

Печатная плата СКАЧАТЬ

Похожие статьи

если есть тороидальный трансформатор с которого идет 3 провода : красный-черный-красный . При подключении мультиметра к красному-черному выдает 14,5 в , при подключении к черному-красному выдает 14,5 в , при подключении к красному-красному выдает 30 в , если через ваш преобразователь пустить 2 моих красных провода , то сколько В будет на выходе и можно ли будет таким питанием запитать усилитель на тда7294 ?

На конденсаторе будет +-40 Вольт, многовато, но еще зависит от мощности вашего трансформатора так как обмотка одна на 29 Вольт, она пойдет и на отрицательное и на положительное плечо. На какой ток вторичка расcчитана? Хорошо бы вторичку на вольт так 20-25.

зачем нужны С3 и С4? закоротить их и все?

Залей ещё печятную плату. Ато пишет файл повреждён!

Все работает, лечи комп!

Я извеняюсь! есть вопрос. собрал по схеме с таким же наминалом . но горят кондеры C3,C4 что может быть. подскажите пожалуста))

См. http://patlah.ru/etm/etm-09/radio%20konstryktor/radio_konstryktor/radio_k-41.htm
Чтобы не горели электролиты в цепях переменного тока, их защищают диодами слева, пропуская к плюсу конденсатора только положительную полуволну.

viktor1994 Конденсаторы могут гореть, только в случае К.З. диодного моста.

Собрал по этой схеме для запитки ТДА7293. Трансформатор от «Мелодия 103» на выходе у него +-30В С3 С4 у меня 330мкФ 200В и С1 С5 4000 мкФ(собрал со старых советских). После выпрямления +-40В на холостом ходу. Под нагрузкой -30В +40В. Я не специалист в этом деле, просто написал то что получилось по этой схеме. Плата работает с таким питанием. Как выравнять дисбаланс по питанию?

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Двуполярный источник питания на +/- 5 В

Статистика

Онлайн всего: 1

Гостей: 1

Пользователей: 0

Календарь
«  Май 2021  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31
Друзья сайта
У сайта есть друзья – это ВЫ!
<< Назад к разделу “Блоки питания”

Двуполярный источник питания на +/- 5 В

    Данная схема представляет собой простой двуполярный источник питания на +/- 5 В. К деталям нет строгих требований, С1 и С2 от 1000мкФ 25В, но и не слишком много, желательно не более 2200мкФ 50В. С3 и С4 не полярные около 0,1мкФ, если совсем нигде нет, можно их не использовать. С5 и С6 до 10мкФ 50В. Диоды VD1-4 1N4001 также допустимы и другие диоды средней мощности. К трансформатору два требования: 1 – на обмотках II и III(на каждой) должно быть не ниже 6В, но и не выше 15В; 2 – ток вторичной обмотки (обычно указан в паспорте) должен соответствовать вашему требованию. Предохранитель на усмотрение, схема выдержит около 500мА, но если вы делаете с расчетом на 500мА то C1 и C2 стоит взять от 1500мкФ.


ПРОСТОЙ ДВУХПОЛЯРНЫЙ БП С РЕГУЛИРОВКАМИ

Не так давно возникла насущная необходимость собрать двуполярный блок питания (взамен внезапно сгоревшего) по простой схеме и из доступных деталей. За основу была взята схема, опубликованная ранее на этом же сайте.

Исходная схема

По ссылке существует подробное описание сути работы и настройки, поэтому останавливаться на этих моментах и тонкостях не стану.

Сначала была собрана исходная однополярная схема для пробы и поиска возможных ошибок, про которые писали некоторые собиравшие данную конструкцию. У меня всё сразу заработало нормально, возникли лишь вопросы с регулировкой тока ограничения и индикацией срабатывания этого ограничения. 

Поскольку исходная схема, как видно, разрабатывалась для выходных токов порядка 3 ампер и более, то и схема ограничения выходного тока соответствует этим заданным параметрам. Величина минимального тока ограничения определяется номиналом сопротивления R6, а с помощью переменного резистора R8 можно лишь несколько увеличивать величину тока срабатывания защиты (чем меньше суммарное сопротивление резисторов R6 и R8, тем больше будет допустимый выходной ток). Светодиод VD6  служит для индикации работы блока питания и срабатывания защиты (при срабатывания защиты и ограничении тока на выходе он гаснет).

Далее была собрана аналогичная схема для напряжения отрицательной полярности — полностью аналогичная, лишь с заменой полярности включения электролитических конденсаторов, диодов (стабилитронов) и с применением транзисторов противоположной структуры (n-p-n / p-n-p). Обозначения элементов «минусового» плеча оставлены такими же, как у «плюсового» для упрощения рисования схемы 🙂

Новая схема БП

При изготовлении был применён валяющийся без дела трансформатор мощностью 60 ватт, с двумя вторичными обмотками по 28 вольт переменного напряжения и одной на 12 вольт (для питания дополнительных маломощных полезных устройств, например — кулера охлаждения радиаторов мощных транзисторов со схемой управления). Получившаяся схема приведена на рисунке.

Чтобы иметь возможность регулировать выходной ток в широких пределах, вместо резисторов R6 и R8 в обоих плечах были применены наборы сопротивлений R6 — R9 и сдвоенный галетный переключатель на 5 положений. При этом резистор R6 определяет величину минимального тока ограничения, поэтому он включен в выходную цепь постоянно. Остальные же резисторы при помощи переключателя S1 подключаются параллельно этому R6, суммарное сопротивление уменьшается и выходной ток, соответственно, увеличивается.

Резисторы R6 и R7  могут быть мощностью 0,5 ватт или более R8 — 1-2 ватта, а R9 — не менее 2 ватт (у меня стоят резисторы типа С5-16МВ-2ВТ и заметного их нагрева при нагрузке до 3 ампер не наблюдается). На схеме (рис.1) указаны значения выходных токов, при которых срабатывает защита и выходной ток даже при КЗ не превышает этих значений.

Здесь следует отметить, что индикация срабатывания защиты работает только при выходных токах более 3 ампер (то есть светодиод гаснет при срабатывании защиты), при меньших же токах светодиод не гаснет, хотя сама защита при этом срабатывает нормально, это проверено на практике.

Транзисторы Т1 (обозначение дано по исходной схеме, у меня это А1658 и КТ805) стоят без теплоотводов и практически вообще не нагреваются. Вместо А1658 можно поставить КТ837, например. Вообще, при сборке схемы мною пробовались самые разные транзисторы, соответствующие по структуре и мощности и всё работало без проблем. Переменный резистор R (сдвоенный, для синхронной регулировки выходного напряжения) применён советский, сопротивлением 4,7 кОм, хотя пробовались и сопротивления до 33 кОм, всё работало нормально. Разброс выходных напряжений по плечам составляет порядка 0,5-0,9 вольт, чего для моих целей, например, вполне достаточно. Хорошо бы, конечно, поставить сдвоенный переменник с меньшим разбросом сопротивлений, но таких пока нет под рукой…

Стабилитроны VD1 — составные, по два соединённых последовательно Д814Д (14 + 14 = 28 вольт стабилизации). Следовательно, пределы регулировки выходных напряжений получились от 0 до 24 вольт. Диоды выпрямительных мостов — любые, соответствующей мощности, я использовал импортные диодные сборки — KBU 808 без радиатора (ток до 8 А) и ещё одну маломощную, без обозначения (?), для питания кулера. 

На теплоотводы установлены только выходные регулирующие транзисторы КТ818, 819. Теплоотводы небольшие, что определено габаритами корпуса (по размеру он как БП от компа), поэтому потребовалось сделать дополнительное принудительное их охлаждение. Для этих целей был использован небольшой кулер (от системы обдува процессора старого компьютера) и простая схема управления, всё это питается от отдельной обмотки трансформатора, которая там оказалась весь

Стабилизированный источник питания Источники питания Любительская радоэлектроника

Этот источник (Рис. 1)питания применялся для питания любительского усилителя мощности ЗЧ и имеет неплохие параметры: выходное напряжение 40В, ток нагрузки 1,2А, коэффициент стабилизации >100.

Рис.1. Стабилизированный источник питания +40В, 1,2А. Схема

 

Рис.2. Блок питания 0..12 вольт. Схема

Блок питания (Рис.2) работает от переменного напряжения 12 В. Выпрямитель собран на диодах Д1-Д4. Наибольший ток, отдаваемый блоком питания в нагрузку (до 300 mA) ограничен допустимым прямым током диодов выпрямителя.

В выпрямителе можно использовать любые мощные диоды (не забывать про максимально допустимый ток вторичной обмотки трансформатора). Переменный резистор R2 – с выключателем питания, желательно с линейной шкалой (группы А). Вместо транзистора МП39 можно использовать транзисторы МП40-МП42, а вместо П213-транзисторы П214,П215. Коэффициент усиления транзисторов должен быть не менее 15. Стабилитрон Д813 можно заменить стабилитронами Д811, Д814Г, или Д814Д. Наибольшее напряжение на выходе блока будет соответствовать напряжению стабилизации используемого в блоке стабилитрона.

 
 

Рис.3. Двухполярный источник питания с выходным напряжением 12,6 В. Схема

Схема двухполярного источник питания   приведена на Рис.3. Он состоит из двух стабилизированных выпрямителей, работающих от одного трансформатора Т1. Выходное напряжение источника может изменяться от 3 В до 20 В при токе нагрузки 0,5 А. Коэффициент нестабильности по напряжению не хуже 0,5%. Оба плеча источника идентичны и независимы. Выпрямители собраны по двухполупериодной мостовой схеме на диодных сборках КЦ405А. Собственно стабилизатор выполнен на микросхемах К142ЕН1Г и транзисторах V1 в одном плече и V2 – в другом плече. Регулировка выходного напряжения осуществляется переменными резисторами R2 и R4. Транзисторы V1 и V2 установлены на черненных алюминиевых радиаторах. Площадь каждого радиатора 400 см2. Переменные резисторы R2 и R4 типа СПО-0,5. Трансформатор Т1 намотан на магнитопроводе Ш20Х40. Обмотка I содержит 1210 витков провода ПЭВ-1 0,3 мм, обмотки II и III – по 90 витков ПЭВ-1 0,67 мм.

 
 

Рис.4. Простой блок питания 5В, 0,5А. Схема

Блок питания (Рис.4) предназначен для питания стабилизированным напряжением 5В различных цифровых устройств с током потребления до 0,5 А. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе ШЛ20Х32. Сетевая содержит 1650 витков провода ПЭВ-1 d=0,1 мм, обмотка II – 55 витков ПЭВ-1 d=0,47. Вообще же для блока питания можно использовать подходящий готовый трансформатор мощностью 7 Вт, обеспечивающий на обмотке II переменное напряжение 8…10 В при токе не менее 500 мА. Регулирующий транзистор VT2 укреплен на Г-образной дюралюминиевой пластине размерами 50х50 и толщиной 2 мм.

 
 

Рис.4. Мощный блок питания для усилителя НЧ. Схема

 

Стабилизатор (Рис.4) разрабатывался для питания мощного усилителя НЧ. Он имеет выходное напряжение 27 В, ток нагрузки до 3 А. Блок питания двухполярный, выполнен на комплементарных транзисторах КТ825 – КТ827. Оба плеча стабилизатора выполнены по одной схеме, но в другом плече изменена полярность включения конденсаторов и использованы транзисторы другой структуры. В небольших пределах выходное напряжение можно менять резистором R4.

 

Двухполярное питание из однополярного, или создание средней точки

Для работы многих схем с использованием операционных усилителей часто требуется двухполярное питание, или однополярное со средней точкой, что почти одно и то же. Источники двухполярного питания распространены гораздо меньше, чем однополярные. Для питания схем с незначительным потреблением (порядка нескольких миллиампер) можно использовать однополярный источник с созданием средней точки с помощью простого резистивного делителя и фильтрующих конденсаторов, рисунок 1.

Рисунок 1. Создание средней точки резистивным делителем.

Такой вариант создания двуполярного питания из однополярного характеризуется ощутимыми потерями в схеме и низкой стабильностью, поскольку при неравномерной нагрузке плеч, бОльшая нагрузка будет подтягивать среднюю точку к своему плечу. Подобные схемы могут пригодиться при опытах с операционными усилителями. В схеме варианта б) подстроечным резистором R3 можно корректировать уровень напряжения средней точки. Имеет смысл использовать для быстрой сборки тестовых схем и только в том случае, если напряжение выхода однополярного источника будет достаточным, для создания двухполярного питания.

Рисунок 2. Формирование средней точки с помощью операционного усилителя.

Более адаптивную схему к малой, но динамичной нагрузке можно собрать с применением операционного усилителя. Схема получается довольно простой, рисунок 2.

Потенциометром R1 задаётся уровень напряжения средней точки. Это напряжение подаётся на не инвертирующий вход «3». При включении питания схемы конденсаторы C1 и C2 заряжаются приблизительно равномерно, в точке их соединения возникает напряжение, приближённо равное половине напряжения питания относительно нижней шинки питания (0 слева, -Uп/2 справа по схеме). Так формируется средняя точка источника питания («корпус», «земля»). Напряжение средней точки через резистор R2 подаётся на «следящий» инвертирующий вход усилителя «2».

Если напряжение средней точки подаваемое на инвертирующий вход превышает заданное напряжение на не инвертирующем входе, усилитель будет тянуть напряжение выхода «6» к минусовой шинке питания, открывая транзистор VT2 до тех пор, пока напряжение средней точки не поравняется с заданным.

Когда напряжение средней точки проседает к минусу питания, то усилитель наоборот подтягивает выход «6» к плюсу питания, открывая транзистор VT1, который будет поднимать напряжение средней точки до тех пор, пока оно не поравняется с заданным.

При дрейфе средней точки около заданного напряжения часто происходит переключение между транзисторами, а поскольку коэффициент усиления ОУ без обратной связи имеет величину порядка нескольких тысяч единиц, то стабилизирующий эффект получается достаточно точным, и в большей степени зависит от величины асимметрии нагрузки, коэффициента усиления по току транзисторов VT1 и VT2 и их мощности.

При использовании такой схемы следует учесть, что при необходимости привязать среднюю точку к корпусу устройства, первичный источник питания не должен иметь контакта с корпусом.

При переключении транзисторов могут возникнуть коммутационные помехи из-за значительной собственной индуктивности фильтрующих конденсаторов. Для устранения помех конденсаторы C1 и C2 необходимо зашунтировать керамическими конденсаторами ёмкостью 0,1…0,22 мкФ.

Достоинством схемы является то, что напряжение средней точки можно задать практически на любом уровне от минуса до плюса питания, хотя в большинстве устройств это не требуется.

Для получения стабильных выходных напряжений относительно средней точки не требуется применения двухполярного стабилизатора, для этого достаточно использовать стабилизированный первичный (однополярный) источник питания.

Ниже приведены изображения и фото готового проекта такого делителя питания. В проект добавлен резистор (R3, рисунок 3) в цепь выхода для смягчения условий перегрузки усилителя при замыкании одного плеча или значительной асимметрии нагрузки.

  

Рисунок 3.  Схема делителя напряжения для преобразования однополярного источника питания в двухполярный.
Рисунок 4. Изображение для изготовления печатной платы методом ЛУТ (зеркалить не требуется). Рисунок 5. Печатная плата делителя питания.

 

исунок 6. Монтажная схема делителя напряжения питания.

Рисунок 7. 3D-модель устройства. Рисунок 8. Внешний вид делителя питания.

Печатная плата выполнена на одностороннем фольгированном текстолите. Изображение на странице масштабировано, использовать его в процессе проблематично. Отпечаток платы в масштабе 1:1 находится в PDF файле проекта, который можно скачать в конце статьи, с него и печатайте.

В этом устройстве рекомендую применять многооборотный потенциометр (подстроечный резистор), с ним легче поймать половинку напряжения при настройке с желаемой точностью. Транзисторы можно взять и другие, всё зависит от мощности нагрузки и наличия. Мне требовалось запитать операционный усилитель с нагрузкой по выходу 1,5 мВт, поэтому особо подбором не заморачивался, взял то, чего было больше из старого распая. Правда, при случайном замыкании питания по крайним точкам у меня сгорел транзистор верхнего плеча и микросхема операционного усилителя схемы делителя. Возможно, тут требуются доработки в сторону защиты и усложнения схемы, но я предпочёл быть более осторожным, и просто заменил убитые детали.

Файл проекта можно скачать тут.

Трансформаторные, импульсные блоки питания

В данной категории собраны схемы трансформаторных и импульсных блоков питания как самых распространенных конструкций. Задача блока питания обеспечить электрический прибор электроэнергией с необходимыми значениями тока и напряжения.

  • Часто возникает необходимость в блоке питания с фиксированным выходным напряжением. Рассмотренная в статье схема универсального блока питания является очень простой, но в тоже время, очень гибкой в плане уровня выходных напряжений. В данном универсальном блоке питания напряжение на выходе зависит только от используемого трансформатора и интегрального стабилизатора напряжения. Максимальный выходной ток составляет 1,5A. Номинальный – 1А.

    Подробнее об универсальном блоке питания

  • Двуполярное питания используется во многих схемах. В схемах усилителей, компьютерах, в блоках питания для лабораторных работ, в блоках питания некоторых модемов для телефонных линий. Вот и в этой статье мы познакомимся с типичным представителем двуполярных регулируемых блоков питания.

    Читать подробнее о двуполярном блоке питания

  • Довольно часто в нашей практике приходится адаптировать схемы, изначально разработанные для одних целей под другие. Например, сенсорный выключатель для автомобиля вы решили использовать для управления бра. И тут сталкиваемся с проблемой организации питания. В большинстве таких случаев поможет решить проблему маломощный регулируемый источник питания 12В.

    Читать дальше о маломощном источнике питания 12В

  • Очень часто для питания различных устройств, например, детские электронные игрушки, новогодние гирлянды, возникает необходимость в маломощном блоке питания 5 В, это довольно распространенный тип источника и, если для наладки собранного устройства подойдет лабораторный блок питания, то питать готовую конструкцию конечно же нужно собственным БП 5В.

    Читать подробнее о простом блоке питания

  • Радиолюбителю для проверки и наладки схем довольно часто нужен регулируемый блок питания. Предлагаемый импульсный блок питания кроме стабилизации выходного напряжения также ограничивает ток нагрузки, тем самым, стабилизируя выходной ток. Кроме этого, как известно, импульсные блоки питания обеспечивают очень высокий КПД в различных режимах работы.

    Читать подробнее о лабораторном импульсном блоке питания

  • Комплект биполярного источника питания PS-22

    PS-22 – это регулируемый биполярный источник питания низкого напряжения, который выдает напряжение от +/- 5 В до +/- 24 В постоянного тока. В нем используются два регулируемых стабилизатора напряжения 1,5 А с малым падением напряжения: LD10866 для положительного выхода и LT337AT для отрицательного выхода. Печатная плата PS-22 имеет размеры всего 3,7 на 3,2 дюйма и, как и все печатные платы GlassWare, имеет очень большую толщину (0,094 дюйма) с тяжелыми медными дорожками весом 2 унции. Используются сверхбыстрые выпрямители MUR410G, каждый из которых шунтируется керамическим конденсатором емкостью 0,01 мкФ для уменьшения образования радиопомех.Для источника питания требуется силовой трансформатор с центральным отводом, который не входит в комплект.

    Возможны радиаторы высотой 1,5 или 2,5 дюйма. Радиатор высотой 1,5 дюйма обеспечивает тепловое сопротивление 3,7 ° C / Вт, а его 2,5-дюймовый брат – низкое сопротивление 2,6 ° C / Вт. Как эти два тепловых сопротивления влияют на реальную производительность? Если бы радиатор 3,7 ° C / Вт был присоединен к резистору в корпусе TO-220, который рассеивал 10 Вт тепла, температура радиатора увеличилась бы на 37 ° C, то есть на 37 градусов по Цельсию (по Цельсию).Сейчас 37C не так уж и жарко, так как это основная температура вашего тела. Но 37 ° C необходимо добавить к той температуре, при которой был радиатор до тепловыделения резистора. Обычно мы принимаем 25 ° C, 77 градусов по Фаренгейту, как среднюю температуру в помещении. Внутри корпуса, заполненного трубами, это предположение может не соответствовать действительности на 15 ° C или более. В жаркий летний день внутри корпуса лампового усилителя мощности температура окружающей среды может быть ближе к 50C (122 градуса по Фаренгейту). Ой! При добавлении 50 ° C к 37 ° C получается 87 ° C, что приводит к сильно раскаленному радиатору и, скорее всего, к поджаренному стабилизатору напряжения.

    Мое собственное ограничение на температуру радиатора составляет 60 ° C, так как это настолько горячо, насколько я могу прикасаться без перчаток. Итак, если мы работаем в обратном направлении, и если мы предполагаем, что 35 ° C – это внутренняя температура корпуса, и если мы хотим ограничить теплоотвод 3,7 ° C / Вт до не более 60 ° C, то тепловыделяющее устройство, будь то регулятор напряжения или транзистор или МОП-транзистор, или силовой резистор, не может производить больше, чем (60 ° C – 35 ° C) / 3,7 ° C / Вт или 6,75 Вт. Однако, если мы используем радиатор с более высоким радиусом, он будет ниже 2.Тепловое сопротивление 6C / W, мы можем позволить рассеивание до 9,6W. Конечно, если высокий радиатор не поместится в корпусе, его меньшее тепловое сопротивление не принесет нам никакой пользы.

    Большинство схем на основе операционных усилителей потребляют относительно небольшой ток, скажем, всего 50 мА, что при падении напряжения регулятора напряжения на 4 В постоянного тока составляет всего 0,2 Вт тепла. Но если схема операционного усилителя представляет собой усилитель для наушников или сложную схему на основе операционного усилителя, то радиаторы большего размера становятся гораздо большим преимуществом.

    В комплект входят все детали, конденсаторы, резисторы, выпрямители, регуляторы, включая руководство пользователя, комплекты деталей для монтажа радиатора, а также четыре набора стоек, винтов и уплотнительных колец.Он предлагает вариант с радиаторами высотой 1,5 или 2,5 дюйма.

    Источник питания с биполярным сверхпроводящим магнитом, модель 4G

    Дисплей передней панели модели 4G-100 Вид задней панели модели 4G-100
    Модель 4G с двойным дисплеем на передней панели Модель 4G-Dual, вид задней панели


    Cryomagnetics рада предложить биполярный сверхпроводящий магнитный источник питания модели 4G.Нажмите ниже, чтобы просмотреть видео о функциях и работе.

    4G представляет наше «4-е поколение» источников питания, разработанных с самого начала, чтобы быть оптимизированными для высоких индуктивных нагрузок, присутствующих во время работы сверхпроводящих магнитов. С конца 1980-х годов Cryomagnetics усовершенствовала конструкции источников питания для самых разных сверхпроводящих магнитов. Этот опыт сделал нашу модель 4G самым передовым источником питания для сверхпроводящих магнитов, доступным на сегодняшний день.

    Все блоки питания модели 4G представляют собой 4-квадрантные, истинно биполярные системы с плавным переходом через ноль.Все они оснащены интерфейсами USB, Ethernet и IEEE-488.2.

    Полноцветный жидкокристаллический TFT-дисплей с подсветкой четко показывает выходной ток, напряжение, настройки пределов и состояние системы. Ни один другой источник питания сверхпроводящего магнита не предоставляет пользователю такую ​​полную информацию на передней панели.

    Модель 4G доступна в нескольких конфигурациях, подходящих для вашего приложения.

    Источники питания серии 4G доступны в следующих диапазонах выходных сигналов: Модель 4G-100, с биполярным выходом ± 100 ампер при мощности до 800 Вт (± 10 вольт до 80 ампер, ± 8 вольт при 100 амперах. ), и модель 4G-150 с биполярным выходом ± 150 ампер при мощности до 1500 Вт (± 10 вольт при 150 амперах).Стабильность тока с блоком питания модели 4G составляет 0,1 миллиампер – на порядок лучше, чем у предыдущего блока питания модели CS4. Стабильность составит ± 0,005% от Imax или 0,1 мА, в зависимости от того, что больше. Источник питания постоянного выключателя (PSH) включен в модель 4G. Два источника PSH входят в стандартную комплектацию модели с двумя выходами. Универсальная программируемость с помощью пяти (5) настраиваемых скоростей развертки позволяет пользователю указать несколько различных скоростей развертки для разных диапазонов тока магнита, что дает возможность перемещать магнит медленнее в конкретном диапазоне, если он там более чувствителен, без вмешательства пользователя. Также предусмотрена возможность быстрого нарастания до 10 ампер в секунду. Функции безопасности включают обнаружение магнитного гашения и защиту, автоматическое снижение тока в случае ошибки, потерю входной мощности и перегрев. Предусмотрены защитные блокировки для постоянного включения / выключения переключателя и изменения важных параметров и пределов магнита. Визуальное подтверждение наличия тока в выводах будет предупреждать пользователей о том, что они должны помнить о безопасности при работе с источником питания, даже если сетевое питание отключено.

    Модель 4G-200S – это модель с одним выходом и выходным током до 200 ампер при 1650 Вт (от ± 10 вольт до 165 ампер, ± 8 вольт при 200 ампер).Модель 4G-Dual содержит два независимо работающих модуля питания ± 100 ампер при мощности 800 Вт. На ЖК-дисплее TFT будет отображаться выходной ток и напряжение обоих источников питания. Управление обоими источниками легко осуществляется с передней панели или с помощью компьютера.

    Для моделей 4G-100 и 4G-200S доступна опция SHIM. Эта опция обеспечивает возможность заряжать / разряжать сверхпроводящий магнит, а также заряжать / разряжать сверхпроводящие регулировочные катушки, как в системах ЯМР и ИЦР.Во время зарядки основной катушки, модель 4G-100 / SHIM или модель 4G-200S / SHIM автоматически переключает нагреватель постоянного переключателя каждой регулировочной катушки для сброса наведенного тока.

    Маркировка CE для европейских конфигураций. Входная мощность 220 В переменного тока (± 10%), 50/60 Гц.

    Руководство по эксплуатации и обслуживанию биполярных источников питания / усилителя 6826A и 6827A

    Страна или регион * –Выберите – United StatesUnited KingdomCanadaIndiaNetherlandsAustraliaSouth AfricaFranceGermanySingaporeSwedenBrazilAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrit / Индийский океан Terr. Бруней-ДаруссаламБолгарияБуркина-ФасоБурундиКамбоджаКамерунКанарские островаКапо-ВердеКаймановы островаЦентральноафриканская РеспубликаЧадЧилиКитайОстров РождестваКокос (Килинг) островаКолумбияКоморские островаКонгоКонго, The Dem. Республика OfCook IslandsCosta RicaCôte d’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный Terr.GabonGambiaGeorgiaGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard / McDonald ISL,.HondurasHong Kong, ChinaHungaryIcelandIndonesiaIranIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea (Северная) Корея (Южная) KuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarN. Марьяна Isls.NamibiaNauruNepalNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorwayOmanPakistanPalauPalestinian край, OccupiedPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSamoaSan MarinoSao Фолиант / PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbia и MontenegroSerbiaMontenegroSeychellesSierra LeoneSlovak RepublicSloveniaSolomon IslandsSomaliaSpainSri LankaSt.Елена Пьер и Микелон Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard / Ян Майен Isls.SwazilandSwitzerlandSyriaTaiwan, ChinaTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks / Кайкос Isls.TuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUS Экваторияльная Is.UruguayUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaViet NamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (США) Уоллис / Футуна Isls.Western SaharaYemenZambiaZimbabwe

    Биполярный источник питания для PD-AO-AMP-115 – Aerospace DAQ, Test, HIL

    Страна

    AfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia, многонациональное государство ofBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCôte d’IvoireCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские) Фарерские острова, Фиджи, Финляндия, Франция, Французская Гвиана, Французская Полинезия, Французские Южные территории, Габон, Гамбия, Грузия, Германия, Гана, Гибралтар, Великобритания, Греция, Гренландия, Гренада, Гваделупа, Гуам, Гватемала, Гернси, Гвинея, Гвинея-Бисау, Гу. Остров yanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinian край , ОккупированнаяПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнПольшаПортугалияПуэрто-РикоКатарРеюньонРумынияРоссийская ФедерацияРуандаСент-БартелемиСвятой Святой Елены, Вознесения и Тристан-да-КуньяСвятой Киттс и NevisSaint LuciaSaint Мартин (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, United РеспубликаТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанТуркс и острова КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыМалые Острова Соединенных ШтатовУругвай, Узбекистан, Британские острова, Вирджиния, Венуэлуат, Вирджиния, Уругвай, Узбекистан, Британские острова, ВануатуС. Уоллис и Футуна, Западная Сахара, Йемен, Замбия, Зимбабве,

    . Состояние

    Пожалуйста selectAlabamaAlaskaArizonaArkansasCaliforniaColoradoConnecticutDelawareDist из ColumbiaFloridaGeorgiaHawaiiIdahoIllinoisIndianaIowaKansasKentuckyLouisianaMaineMarylandMassachusettsMichiganMinnesotaMississippiMissouriMontanaNebraskaNevadaNew HampshireNew JerseyNew MexicoNew YorkNorth CarolinaNorth DakotaOhioOklahomaOregonPennsylvaniaRhode IslandSouth CarolinaSouth DakotaTennesseeTexasUtahVermontVirginiaWashingtonWest VirginiaWisconsinWyomingOutside США

    Биполярный переключатель питания

    SPST упрощает работу с Powe

    Аннотация: В этом примечании к применению показано, как реализовать биполярный переключатель питания SPST (однополюсный / однонаправленный), который можно использовать для создания переходных процессов до 200 А и 75 В.Коммутатор можно использовать для тестирования источников питания и ИС блоков питания. Разработанный для тестирования быстродействующих цепей, коммутатор обеспечивает время включения и выключения в десятки наносекунд.

    Введение

    Распространенной проблемой при тестировании силовых цепей в целом и ИС источников питания в частности является необходимость в переключателях, способных генерировать переходные процессы и обрабатывать требуемые большие импульсы тока и напряжения. Такие переключатели должны быть способны подключаться к различным схемам топологий, в зависимости от типа тестируемого источника питания и его применения.

    В некоторых случаях возможно использование коммерческой тестовой нагрузки; в противном случае необходимо разработать единственную в своем роде испытательную установку. Если одна сторона коммутатора подключается к общему источнику питания, который также является общей системой, конструкция настройки проста. В противном случае необходимо разработать специальный драйвер коммутатора, что может быть довольно сложным. Был бы очень полезен коммутатор, достаточно универсальный для выполнения большинства тестов на переходные отказы источника питания. Схема технических характеристик такого переключателя должна включать максимальные номинальные значения напряжения и тока, а также потребности в тестировании большинства имеющихся в настоящее время на рынке источников питания среднего радиуса действия.

    Коммутатор должен выдерживать ток более 100 А и выдерживать напряжение холостого хода не менее 75 В. Он должен быть биполярным как для подачи тока, так и для удержания напряжения, потому что некоторые тесты генерируют токи вызова, а некоторые силовые цепи дают биполярные выходы. Скорости включения и выключения должны составлять десятки наносекунд, чтобы можно было наблюдать реакцию быстрых цепей. Последовательное сопротивление переключателя должно быть низким. Последовательная индуктивность также должна быть очень низкой, что подразумевает физически компактную конструкцию с коротким путем прохождения тока.И последнее, но не менее важное: переключатель должен быть гальванически изолирован и иметь очень низкую емкость выходного сигнала относительно земли – важный атрибут, если переключатель должен быть вставлен в цепи без искажения их характеристик или отклика.

    Описание цепи

    На рисунке 1 показан переключатель, который удовлетворяет большинству пунктов приведенного выше списка желаний. Он реализован с помощью цифрового изолирующего ответвителя, поперечная емкость которого меньше 1 пФ. Он имеет общую задержку распространения 80 нс и время нарастания выходного сигнала примерно 40 нс.Выходной каскад состоит из двух полевых МОП-транзисторов DSON с низким R , способных обрабатывать переходные процессы 75 В, 200 А любой полярности.

    Переключающий элемент (два выходных полевых МОП-транзистора в противосерийном соединении) имеет последовательное сопротивление 7 мОм и последовательную индуктивность 25 нГн. Во включенном состоянии он ведет себя как линейный резистор для токов обеих полярностей (включая переход нуля) и, следовательно, не вносит гармонических искажений, работая как металлический контакт.


    Рис. 1. Эта схема позволяет использовать логический сигнал 5 В для управления незафиксированным (изолированным) выключателем питания (Q1 – Q2), способным обрабатывать импульсы 200 А при 75 В.

    Для низкоомных нагрузок, потребляющих токи более 50 А, время нарастания коммутации (определяемое как переходный процесс включения) в основном определяется последовательной индуктивностью. Для диапазонов с более низким током время нарастания составляет менее 40 нс, а время спада (переходный процесс выключения) в первую очередь зависит от импеданса нагрузки.

    Источник питания для изолированной (переключательной) стороны схемы представляет собой набор из трех последовательно соединенных литиево-монетных элементов 3 В (литиевые элементы CR2025 с диоксидом марганца).Для частоты переключения в несколько килогерц, емкость 170 мАч, которая номинально доступна от этого типа батареи, должна поддерживать непрерывное использование в течение более месяца. Для обычных испытательных стендов срок службы батареи должен составлять около трех месяцев, если оставить ее постоянно подключенной.

    Вход представляет собой цифровой сигнал от 0 В до 5 В, единственными требованиями которого являются время нарастания и спада менее 20 нс и минимальная ширина импульса (ВКЛ или ВЫКЛ) 50 нс. При токе менее 18 А переключатель можно оставить в состоянии ВКЛ или ВЫКЛ на неопределенное время.

    На рисунке 1 IC1 и IC2 образуют детектор фронта, который прикладывает узкий положительный импульс к любой стороне первичной обмотки T1 в зависимости от знака входного фронта. Другая сторона остается низкой. Таким образом, полярность импульса T1 зависит от полярности фронтов входного сигнала, подаваемого на схему. Вторичная обмотка T1 подключается через неинвертирующий логический буфер (вход к выходу), образованный половиной двойного низкоуровневого драйвера силового полевого МОП-транзистора (IC3). Этот буфер ведет себя как бистабильная схема (триггер), которая устанавливается в ответ на положительный импульс на первичной обмотке T1 и сбрасывается в ответ на отрицательный импульс.Таким образом, выход бистабильной схемы является копией входа схемы (цифровой входной сигнал, подаваемый на детектор фронта).

    Другая половина IC3 и два драйвера от IC4 все подключены параллельно. Их входы подключаются к бистабильному выходу, а их выходы, подключенные параллельно, управляют затворами двух полевых МОП-транзисторов DSON с низким R (IRFB3077). Два полевых МОП-транзистора соединены в несколько рядов со стоками к силовым соединениям внешнего переключателя, два затвора соединены вместе, а два источника соединены вместе.Параллельное соединение трех драйверов увеличивает скорость переключения силовых полевых МОП-транзисторов, поскольку каждая из половин IC2 – IC3 может выдавать 4 А пикового тока затвора, что составляет 12 А для всех трех вместе взятых. Источники MOSFET подключаются к отрицательной стороне батареи.

    Входная логика MAX5048 позволяет легко реализовать детектор фронтов, а более низкое статическое энергопотребление MAX5054 (используемых в качестве драйверов силовых транзисторов) продлевает срок службы батареи. Следовательно, аналогичные, но разные драйверы IC включены в нижнюю сторону (управление и изоляцию, IC1 и IC2) и высокую сторону (драйверы питания, IC3 и IC4).

    На рисунке 2 показана эквивалентная схема выключателя питания, включая основные паразитные компоненты. Как и для всех силовых цепей, способность переключателя выдерживать постоянную мощность зависит от предусмотренного радиатора. Однако, поскольку включение радиатора значительно увеличило бы паразитную выходную емкость, эта конструкция не включает радиатор. В качестве компенсации при обработке импульсов 200 А ширина импульса должна быть ограничена до 8 мс, а рабочий цикл переключения ограничен максимумом 0.5%. Для переходных процессов 80A импульсы не ограничены пакетом и, следовательно, могут длиться дольше (до 50 мс), но рабочий цикл для переходных процессов 80A не должен превышать 3%.


    Рис. 2. Это схема переключателя мощности, которая эквивалентна схеме на Рис. 1, но включает в себя основные паразитные компоненты.

    При переключении незатянутой индуктивности при комнатной температуре способность схемы, показанной на Рисунке 1, по поглощению энергии составляет 280 мДж за один неповторяющийся импульс или 200 мДж / импульс при максимальном рабочем цикле 1%.

    Трансформатор связи рассчитан на минимальный размер и межобмоточную емкость: один виток в первичной обмотке и два – во вторичной обмотке, намотанной на ферритовый валик Fair-Rite 2643000801 7,5 x 7,5 мм. Конструкция трансформатора также устанавливает максимально допустимую разницу напряжений между коммутируемой нагрузкой и схемой управления переключателем. Он может легко выдерживать напряжение 1 кВ, если оно построено с нормальной изоляцией магнитного провода, и более 1 кВ, если провод изолирован тефлоном или аналогичной высококачественной изоляцией с высокой диэлектрической жесткостью.Для изоляции более высокого напряжения следует также рассмотреть все другие аспекты конструкции упаковки.

    Ферритовый сердечник Т1 следует считать токопроводящим; поэтому нельзя позволять контактировать с обеими сторонами переключателя одновременно. Переключатель не имеет блокировочной защиты, поэтому перед его использованием необходимо проверить состояние литиевой батареи. Схема не включена, чтобы гарантировать состояние переключателя (ВКЛ или ВЫКЛ) при подаче питания. Следовательно, питание коммутатора необходимо включить перед включением любого другого источника питания для установки.Поскольку состояние переключателя вызывается первым переходом, применяемым на входе, переключатель следует циклически включать и выключать по крайней мере один раз перед подачей питания на остальную часть установки.

    Результаты испытаний

    В рис. 3–5 верхний сигнал представляет собой цифровой вход, а нижний сигнал представляет собой импульс длительностью 5 мкс, наблюдаемый на резистивной нагрузке 0,25 Ом, подключенной переключателем к источнику питания 50 В. Поскольку формы сигналов представляют собой напряжения, возникающие на коротком пленочном резисторе с очень низкой индуктивностью, они точно представляют формы сигналов тока переключения.Примерная форма импульса 200 А, показанная на Рисунке 3, зависит как от его выброса, так и от времени нарастания (от 60 до 80 нс) паразитной индуктивностью и емкостью в сильноточной цепи. На рисунке 4 показаны время нарастания и задержка распространения этого импульса; На рисунке 5 показано время спада и задержка распространения сигнала при выключенном состоянии. На рисунках 6–8. показаны одинаковые формы сигналов для нагрузки 5 Ом и импульса 10 А при работе с одним и тем же источником питания 50 В. Результирующее время нарастания ближе к собственному времени нарастания переключения полевых МОП-транзисторов от 30 до 40 нс, что ограничивается корпусом и индуктивностью источника.


    Рис. 3. На рис. 1 импульс длительностью 5 мкс (2) в ответ на управляющий сигнал (1) появляется на нагрузке, состоящей из резистора 0,25 Ом, включенного последовательно с источником питания 50 В.


    Рис. 4. Время нарастания и задержка распространения при включении из рис. 3 при скорости развертки 40 нс / см.


    Рис. 5. Время спада и задержка распространения при выключении из рис. 3, при скорости развертки 40 нс / см.


    Рисунок 6. Как показано на рисунке 1, импульс длительностью 5 мкс (2) в ответ на управляющий сигнал (1) появляется на нагрузке, состоящей из резистора 5 Ом, включенного последовательно с источником питания 50 В.


    Рис. 7. Время нарастания и задержка распространения при включении из рис. 6 при скорости развертки 40 нс / см.


    Рис. 8. Время спада и задержка распространения при выключенном состоянии из рис. 6 при скорости развертки 40 нс / см.

    Сводка

    В этом примечании к применению показана конструкция биполярного переключателя питания SPST, который упрощает тестирование источника питания. Способный выдерживать большие импульсы тока и напряжения, генерируемые во время переходных процессов переключения, этот переключатель может использоваться для тестирования большинства имеющихся на рынке источников питания среднего радиуса действия.Он может выдерживать переходные процессы 75 В, 200 А обеих полярностей; время включения и выключения составляет десятки наносекунд; он имеет низкое последовательное сопротивление и очень низкую последовательную индуктивность; и он гальванически изолирован с очень низкой выходной емкостью относительно земли.

    Версия этой статьи была первоначально опубликована в февральском выпуске журнала Power Electronics Technology Magazine за 2007 год.

    ITECH IT6400 биполярный источник питания постоянного тока, нагрузка, имитатор батареи

    Преимущества

    • Текущее разрешение дисплея до 1 нА.
    • Сверхбыстрое переходное время отклика
    • Точная симуляция батареи.

    ITECH IT6400 Биполярный источник питания постоянного тока – имитатор батареи

    Устройства серии ITECH IT6400 представляют собой биполярные источники питания или биполярные электронные нагрузки с уникальными биполярными каналами напряжения / тока. Функция моделирования батареи особенно применима для разработки и высокоскоростных производственных испытаний портативных продуктов с батарейным питанием. IT6400 имеет сверхбыстрое переходное время менее 20 мкс и разрешение до 1 нА.В его новом режиме переключения скорости достигается быстрое нарастание напряжения / тока без перерегулирования со временем нарастания до 150 мкс. Серия IT6400 может широко использоваться в тестировании портативных аккумуляторных устройств, тестировании мобильных блоков питания, тестировании светодиодов и других областях.

    • Максимальная выходная мощность одного канала до 150 Вт, выходное напряжение макс. ± 60 В, выходной ток макс. ± 10 А.
    • Высокопроизводительный цветной ЖК-дисплей, основной интерфейс двухканального вывода (IT6412).
    • Биполярный двухдиапазонный выход.
    • Точная симуляция батареи.
    • Отображение формы сигнала осциллографа (DSO).
    • Сверхбыстрое переходное время отклика
    • Сверхбыстрое время нарастания напряжения до 150 мкс (IT6432H).
    • Текущее разрешение дисплея до 1 нА.
    • Сверхмалые пульсации тока до 2 мкА RMS .
    • Встроенный высокоточный цифровой вольтметр.
    • Переменный выходной импеданс.
    • Применимо к испытаниям портативных батарейных источников питания.
    • Проверка светодиода без перезаряда.
    • Функция релейного выхода обеспечивает гальваническую развязку клемм.
    • Высокоскоростная аналого-цифровая выборка.
    • Функция
    • СПИСОК обеспечивает выход напряжения / тока, как запрограммировано.
    • Стандартный интерфейс Ethernet / LAN, USB, GPIB / IEEE488.
    Обзор модели
    Модель Каналы Напряжение Ток Мощность
    IT6411 1 ± 15 В / ± 9 В ± 3 A / ± 5 А 45 Вт
    IT6411S 1 -15..,0 В / 0 … 15 В ± 0,1 A 1,5 Вт
    IT6412 2 Канал 2: ± 15 В / ± 9 В, Канал 3: 0 … 15 В / 0 … 9 В Канал 2, 2: ± 3 А / ± 5 А Канал 2, 2: 45 Вт
    IT6431 1 -15 … 0 В / 0 … 15 В ± 10 A 150 Вт
    IT6432 1 -30 … 0 В / 0 … 30 В ± 5 A 150 Вт
    IT6433 1 -60.0,0 В / 0 … 60 В ± 2,5 A 150 Вт
    IT6432H 1 -30 … 0 В / 0 … 30 В ± 5 A 150 Вт
    IT6433H 1 -60 … 0 В / 0 … 60 В ± 2,5 A 150 Вт

    Моделирование последовательного выхода с биполярными источниками питания серии PBZ | Блог

    Выход серии

    от биполярных источников питания

    В этой статье я расскажу о применении биполярных источников питания серии PBZ.Один вопрос, который мне часто задают о серии PBZ, заключается в том, можно ли последовательно соединить несколько устройств. Инженеру во мне стыдно говорить моим клиентам «к сожалению, нет». Однако, несмотря на то, что они называются «источниками питания», серия PBZ фактически представляет собой серию усилителей мощности. Я попытался придумать элегантное решение для увеличения их выходной мощности. (Читатели, знакомые с аудиооборудованием, могут сказать, к чему я клоню.)

    Некоторые стереоусилители звука имеют так называемый «переключатель BTL».При щелчке этого переключателя усилитель левого канала и усилитель правого канала соединяются мостом, позволяя устройству работать как единый монофонический усилитель. (Рисунок 1) BTL означает «мостовая нагрузка» или «мостовая безтрансформаторная нагрузка». Кстати, фото вверху в этой статье – это BLT Burger …

    Теоретически, если мы возьмем конфигурацию BTL на Рисунке 1 и заменим усилитель на усилитель из серии PBZ, а динамик – на тестируемое устройство, схему можно будет использовать таким же образом.Хотя два источника питания не подключены последовательно в строгом смысле слова, эта конфигурация действительно позволяет нам удвоить (усилить) выходное напряжение. В этой статье я опишу, как подключить схему, и дам несколько замечаний по ее использованию.

    Настройка системы

    Как показано на Рисунке 2, выходной сигнал снимается с выходных клемм соответствующих источников питания. Обратите внимание, что систему можно заземлить только через клемму COM. Хотя частотная характеристика действительно падает примерно до 50% (50 кГц) в режиме постоянного напряжения – 80% (8 ГГц) в режиме постоянного тока, схема по-прежнему вполне подходит в качестве высокоскоростного биполярного источника питания.

    Принцип работы заключается в том, что BTL Master на схеме («Master Unit») заставляет BTL Slave («Slave Unit») выводить напряжение (V-), противоположное по фазе выходному сигналу Master Unit (V + ). Выходное напряжение снимается с выходной клеммы ведущего устройства и выходной клеммы ведомого устройства. Выходное напряжение, возникающее на RL, вдвое превышает напряжение, которое генерируется одним блоком.

    Подключение устройств

    1. Подключите клемму COM ведущего модуля к клемме COM ведомого модуля.

    2. Подключите ВЫХОДНЫЕ клеммы двух источников питания к R L .

    3. Убедитесь, что ВЫХОДНЫЕ клеммы на задней панели устройств не заземлены. Клеммы COM на задней панели устройств при желании можно заземлить.

    4. Подключите выходной разъем J1 CV MONITOR на задней панели ведущего устройства (13,18) к EXT SIG IN на передней панели ведомого устройства.

    5. Синхронизируйте блоки с помощью триггера, подключив TRIG OUT на задней панели ведущего устройства к TRIG IN на задней панели ведомого устройства.

    Конфигурация

    После подключения блоков, как показано на Рисунке 1, пора их настроить. В частности, нам нужно настроить синхронизацию и ввод внешнего сигнала (управление внешним напряжением). Я рекомендую нажать «Shift» при включении питания, чтобы восстановить все настройки до заводских.

    Настройка основного блока

    Чтобы переключение переключателя OUTPUT ON / OFF на главном блоке приводило к переключению OUTPUT ON / OFF подчиненного блока, настройте СИНХРОННЫЙ> РАБОТА {КОНФИГУРАЦИЯ [3] (3/7)}, как описано ниже.(См. Стр. 89 руководства по эксплуатации.)

    1. Несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 3/7.

    2. Используйте элементы управления, чтобы установить СИНХРОННЫЙ> ОПЕРАЦИЯ на «ГЛАВНЫЙ».

    3. Настройки вступают в силу, когда дисплей переключается на «MASTER».

    Настройка ведомого устройства

    Шаг 1.
    Чтобы ВКЛ / ВЫКЛ ВЫХОДА ведомого устройства работала синхронно с переключателем ВЫХОДА ВКЛ / ВЫКЛ ведущего устройства, настройте СИНХРОННЫЙ> РАБОТА {КОНФИГУРАЦИЯ [3] (3/7)}, как описано ниже.(См. Стр. 89 руководства по эксплуатации.)

    1. Несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 3/7.

    2. Используйте элементы управления, чтобы установить СИНХРОННЫЙ> ОПЕРАЦИЯ на «ПОДЧИНЕННЫЙ».

    3. Настройки вступают в силу, когда дисплей переключается на «SLAVE».

    Шаг 2.
    Подчиненный модуль теперь будет работать синхронно с выходным напряжением основного модуля, поэтому вместо использования внутреннего источника сигнала ведомого модуля мы подключаем монитор CV основного модуля к входу EXT SIG IN на передней панели ведомого модуля, чтобы обеспечить внешний сигнал.Поэтому мы настраиваем (2/7) ИСТОЧНИК СИГНАЛА> ВЫБОР, как описано ниже. (См. Стр. 88 руководства по эксплуатации)

    1. Несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 2/7.

    2. Используйте элементы управления, чтобы установить ИСТОЧНИК СИГНАЛА> ВЫБОР на «ВНЕШНИЙ».

    3. Используйте элементы управления, чтобы установить ИСТОЧНИК СИГНАЛА> EXT SELECT на «BNC».

    4. Настройки вступают в силу, когда дисплей переключается на «BNC».

    Шаг 3.
    Чтобы выходное напряжение ведомого устройства было отрицательным по сравнению с выходным напряжением ведущего устройства, мы настраиваем усиление цепи внешнего сигнала и выходную полярность, как описано ниже. Поэтому мы настраиваем ИСТОЧНИК СИГНАЛА> EXT GAIN {CONFIG [2] (2/7)}, как описано ниже. (См. Стр. 88 руководства по эксплуатации.)

    1. несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 2/7.

    2. используйте элементы управления, чтобы установить ИСТОЧНИК СИГНАЛА> УСИЛЕНИЕ, как описано ниже.Введя отрицательное значение, мы можем переключить полярность.
      ・ PBZ20: -10,00
      ・ PBZ40: -20,0
      ・ PBZ60: -30,0
      ・ PBZ80: -40,0

    3. Настройки вступают в силу в момент переключения дисплея на новое значение.

    4. Регулировка усиления, упомянутая в шаге 2, используется для точного согласования инвертированного напряжения ведомого модуля с выходным напряжением ведущего модуля.

    Использование системы

    • ВЫХОД ВКЛ / ВЫКЛ может быть включен только на главном устройстве.

    • Настройки CV (постоянное напряжение), CC (постоянный ток) и максимального тока выполняются на главном блоке.

    • Если используются два идентичных источника питания, выходное напряжение будет вдвое больше, чем настроено на главном блоке.

    • Время отклика ведомого устройства должно быть установлено на минимальное значение.

    • Управление сигналом может осуществляться через главный блок.

    Отклик на выходе

    Форма выходного сигнала, генерируемого двумя модулями PBZ40-10, показана ниже.
    Реакция системы на нарастание и спад при постоянном напряжении показана на рисунках 3 и 4.

    ПБЗ40-10
    ОТВЕТ
    МАСТЕР: 3,5 мкс (CV)
    ВЕДОМЫЙ: 3,5 мкс (CV)
    AC 40Vpp DC 0 В
    R L = 8 Ом
    РАБОЧИЙ ВЫХОД: -20

    Реакция системы на подъем и спад при постоянном токе показана на рисунках 5 и 6.

    ПБЗ40-10
    ОТВЕТ
    МАСТЕР: 70 мкс (CV)
    ВЕДОМЫЙ: 3,5 мкс (CV)
    AC 20 Vpp DC 0A
    R L = 8 Ом
    РАБОЧИЙ ВЫХОД: -20

    Прочие указания по использованию

    Объединение двух разных устройств

    Используемые блоки PBZ могут иметь одинаковое или различное номинальное напряжение, но при объединении блоков с разным номинальным напряжением выходное напряжение ведомого блока будет установлено в соответствии с этим дифференциалом, поэтому общее выходное напряжение не будет увеличиваться на фактор два.Например, при объединении главного блока PBZ40 с подчиненным блоком PBZ20 и установке выходного напряжения PBZ40 на 20 В выходное напряжение PBZ20 будет 10 В, а напряжение, подаваемое на нагрузку, будет 30 В.

    Осторожно при измерении

    При использовании осциллографа для измерения выходного напряжения системы обязательно используйте дифференциальный пробник. Если вы этого не сделаете, зонд может замкнуть выход PBZ, разрушив зонд.

    Получение частотного профиля CV 100 кГц

    Мы использовали стандартный усилитель BTL, как показано на рисунке 7.Мы используем функциональный генератор (FG) для подачи желаемого напряжения на клемму EXT SIG IN и устанавливаем GAIN на отрицательное значение для переключения полярности. Чтобы синхронизировать включение и выключение питания двух устройств, мы соединили их триггеры синхронизации вместе. Эту систему также можно заземлить только через клемму COM.

    ТЕКСТ BY
    Нобуо Канзаки
    Секция SE, Отдел продвижения бизнес-решений

    [Основные достижения в разработке продукции]
    Регулируемые блоки питания постоянного тока серий PAD-L, PMC, PAN и регулируемые блоки питания постоянного тока на заказ
    Регулируемые блоки питания переменного тока серии PCR
    PFX40W-08 и PFX20W-12 тестер зарядки и разрядки аккумуляторов и индивидуальные тестеры зарядки и разрядки аккумуляторов
    Электронные нагрузки серии PLZ-3W
    Контроллеры питания DPO2212A, PAK-E2 и PIA3200

    [Опыт продаж]
    Ассортимент Aeroflex

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *