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

Как сделать простейший блок питания и выпрямитель

Как сделать простейший блок питания и выпрямитель

В этой статье ЭлектроВести расскажут вам как сделать простейший блок питания и выпрямитель.

Выпрямитель – это устройство для преобразования переменного напряжения в постоянное. Это одна из самых часто встречающихся деталей в электроприборах, начиная от фена для волос, заканчивая всеми типами блоков питания с выходным напряжением постоянного тока. Есть разные схемы выпрямителей и каждая из них в определённой мере справляется со своей задачей. В этой статье мы расскажем о том, как сделать однофазный выпрямитель, и зачем он нужен.

Определение

Выпрямителем называется устройство, предназначенное для преобразования переменного тока в постоянный. Слово «постоянный» не совсем корректно, дело в том, что на выходе выпрямителя, в цепи синусоидального переменного напряжения, в любом случае окажется нестабилизированное пульсирующие напряжение.

Простыми словами: постоянное по знаку, но изменяющееся по величине.

Различают два типа выпрямителей:

  • Однополупериодный. Он выпрямляет только одну полуволну входного напряжения. Характерны сильные пульсации и пониженное относительно входного напряжение.
  • Двухполупериодный. Соответственно, выпрямляется две полуволны. Пульсации ниже, напряжение выше чем на входе выпрямителя – это две основных характеристики.

Что значит стабилизированное и нестабилизированное напряжение?

Стабилизированным называется напряжение, которое не изменяется по величине независимо ни от нагрузки, ни от скачков входного напряжения. Для трансформаторных источников питания это особенно важно, потому что выходное напряжение зависит от входного и отличается от него на Ктрансформации раз.

Нестабилизированное напряжение – изменяется в зависимости от скачков в питающей сети и характеристик нагрузки. С таким блоком питания из-за просадок возможно неправильное функционирование подключенных приборов или их полная неработоспособность и выход из строя.

Выходное напряжение

Основные величины переменного напряжения – амплитудное и действующее значение. Когда говорят «в сети 220В переменки» имеют в виду действующее напряжение.

Если говорят об амплитудной величине, то имеют в виду, сколько вольт от нуля до верхней точки полуволны синусоиды.

Опустив теорию и ряд формул можно сказать, что действующее напряжение в 1.41 раз меньше амплитудного. Или:

Uа=Uд*√2

Амплитудное напряжение в сети 220В равняется:

220*1.41=310

Схемы

Однополупериодный выпрямитель состоит из одного диода. Он просто не пропускает обратную полуволну. На выходе получается напряжение с сильными пульсациями от нуля до амплитудного значения входного напряжения.

Если говорить совсем простым языком, то в этой схеме к нагрузке поступает половина от входного напряжения. Но это не совсем корректно.

Двухполупериодные схемы пропускают к нагрузке обе полуволны от входного. Выше в статье упоминалось об амплитудном значении напряжения, так вот напряжение на выходе выпрямителя то же ниже по величине, чем действующее переменное на входе.

Но, если сгладить пульсации с помощью конденсатора, то, чем меньшими будут пульсации, тем ближе напряжение будет к амплитудному.

О сглаживания пульсаций мы поговорим позже. А сейчас рассмотрим схемы диодных мостов.

Их две:

1. Выпрямитель по схеме Гретца или диодный мост;

2. Выпрямитель со средней точкой.

Первая схема более распространена. Состоит из диодного моста – четыре диода соединены между собой «квадратом», а в его плечи подключена нагрузка. Выпрямитель типа «мост» собирается по схеме приведенной ниже:

Её можно подключить напрямую к сети 220В, так сделано в современных импульсных блоках питания, или на вторичные обмотки сетевого (50 Гц) трансформатора. Диодные мосты по этой схеме можно собирать из дискретных (отдельных) диодов или использовать готовую сборку диодного моста в едином корпусе.

Вторая схема – выпрямитель со средней точкой не может быть подключена напрямую к сети. Её смысл заключается в использовании трансформатора с отводом от середины.

По своей сути – это два однополупериодных выпрямителя, подключенные к концам вторичной обмотки, нагрузка одним контактом подключается к точке соединения диодов, а вторым – к отводу от середины обмоток.

Её преимуществом перед первой схемой является меньшее количество полупроводниковых диодов. А недостатком – использование трансформатора со средней точкой или, как еще называют, отводом от середины. Они менее распространены чем обычные трансформаторы со вторичной обмоткой без отводов.

Сглаживание пульсаций

Питание пульсирующим напряжением неприемлемо для ряда потребителей, например, источники света и аудиоаппаратура. Тем более, что допустимые пульсации света регламентируются в государственных и отраслевых нормативных документах.

Для сглаживания пульсаций используют фильтры – параллельно установленный конденсатор, LC-фильтр, разнообразные П- и Г-фильтры…

Но самый распространенный и простой вариант – это конденсатор, установленный параллельно нагрузке. Его недостатком является то, что для снижения пульсаций на очень мощной нагрузке придется устанавливать конденсаторы очень большой емкости – десятки тысяч микрофарад.

Его принцип работы заключается в том, что конденсатор заряжается, его напряжение достигает амплитуды, питающее напряжение после точки максимальной амплитуды начинает снижаться, с этого момента нагрузка питается от конденсатора. Конденсатор разряжается в зависимости от сопротивления нагрузки (или её эквивалентного сопротивления, если она не резистивная). Чем больше емкость конденсатора – тем меньшие будут пульсации, если сравнивать с конденсатором с меньшей емкостью, подключенного к этой же нагрузке.

Простым словами: чем медленнее разряжается конденсатор – тем меньше пульсации.

Скорости разряда конденсатора зависит от потребляемого нагрузкой тока. Её можно определить по формуле постоянной времени:

t=RC,

где R – сопротивление нагрузки, а C – емкость сглаживающего конденсатора.

Таким образом, с полностью заряженного состояния до полностью разряженного конденсатор разрядится за 3-5 t.

Заряжается с той же скоростью, если заряд происходит через резистор, поэтому в нашем случае это неважно.

Отсюда следует – чтобы добиться приемлемого уровня пульсаций (он определяется требованиями нагрузки к источнику питания) нужна емкость, которая разрядится за время в разы превышающее t. Так как сопротивления большинства нагрузок сравнительно малы, нужна большая емкость, поэтому в целях сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя применяют электролитические конденсаторы, их еще называют полярными или поляризованными.

Обратите внимание, что путать полярность электролитического конденсатора крайне не рекомендуется, потому что это чревато его выходом из строя и даже взрывом. Современные конденсаторы защищены от взрыва – у них на верхней крышке есть выштамповка в виде креста, по которой корпус просто треснут. Но из конденсатора выйдет струя дыма, будет плохо, если она попадет вам в глаза.

Расчет емкости ведется исходя из того какой коэффициент пульсаций нужно обеспечить. Если выражаться простым языком, то коэффициентом пульсаций показывает, на какой процент проседает напряжение (пульсирует).

Чтобы посчитать емкость сглаживающего конденсатора можно использовать приближенную формулу:

C=3200*Iн/Uн*Kп,

Где Iн – ток нагрузки, Uн – напряжение нагрузки, Kн – коэффициент пульсаций.

Для большинства типов аппаратуры коэффициент пульсаций берется 0.01-0.001. Дополнительно желательно установить керамический конденсатор как можно большей емкости, для фильтрации от высокочастотных помех.

Как сделать блок питания своими руками?

Простейший блок питания постоянного тока состоит из трёх элементов:

1. Трансформатор;

2. Диодный мост;

3. Конденсатор.

Если нужно получить высокое напряжение, и вы пренебрегаете гальванической развязкой то можно исключить трансформатор из списка, тогда вы получите постоянное напряжение вплоть до 300-310В. Такая схема стоит на входе импульсных блоков питания, например, такого как у вас на компьютере.

Это нестабилизированный блок питания постоянного тока со сглаживающим конденсатором. Напряжение на его выходе больше чем переменное напряжение вторичной обмотке. Это значит, что если у вас трансформатор 220/12 (первичная на 220В, а вторичная на 12В), то на выходе вы получите 15-17В постоянки. Эта величина зависит от емкости сглаживающего конденсатора. Эту схему можно использовать для питания любой нагрузки, если для нее неважно, то, что напряжение может «плавать» при изменениях напряжения питающей сети.

Важно:

У конденсатора две основных характеристики – емкость и напряжение. Как подбирать емкость мы разобрались, а с подбором напряжения – нет. Напряжение конденсатора должно превышать амплитудное напряжение на выходе выпрямителя хотя бы в половину. Если фактическое напряжение на обкладках конденсатора превысит номинальное – велика вероятность его выхода из строя.

Старые советские конденсаторы делались с хорошим запасом по напряжению, но сейчас все используют дешевые электролиты из Китая, где в лучшем случае есть малый запас, а в худшем – и указанного номинального напряжения не выдержит. Поэтому не экономьте на надежности.

Стабилизированный блок питания отличается от предыдущего всего лишь наличием стабилизатора напряжения (или тока). Простейший вариант – использовать L78xx или другие линейные стабилизаторы, типа отечественного КРЕН.

Так вы можете получить любое напряжение, единственное условие при использовании подобных стабилизаторов, это то, напряжение до стабилизатора должно превышать стабилизированную (выходную) величину хотя бы на 1.5В. Рассмотрим, что написано в даташите 12В стабилизатора L7812:

Входное напряжение не должно превышать 35В, для стабилизаторов от 5 до 12В, и 40В для стабилизаторов на 20-24В.

Входное напряжение должно превышать выходное на 2-2.5В.

Т.е. для стабилизированного БП на 12В со стабилизатором серии L7812 нужно, чтобы выпрямленное напряжение лежало в пределах 14.5-35В, чтобы избежать просадок, будет идеальным решением применять трансформатора с вторичной обмоткой на 12В.

Но выходной ток достаточно скромный – всего 1. 5А, его можно усилить с помощью проходного транзистора. Если у вас есть PNP-транзисторы, можно использовать эту схему:

На ней изображено только подключение линейного стабилизатора «левая» часть схемы с трансформатором и выпрямителем опущена.

Если у вас есть NPN-транзисторы типа КТ803/КТ805/КТ808, то подойдет эта:

Стоит отметить, что во второй схеме выходное напряжение будет меньше напряжения стабилизации на 0.6В – это падение на переходе эмиттер база. Для компенсации этого падения в цепь был введен диод D1.

Можно и в параллель установить два линейных стабилизатора, но не нужно! Из-за возможных отклонений при изготовлении нагрузка будет распределяться неравномерно и один из них может из-за этого сгореть.

Установите и транзистор, и линейный стабилизатор на радиатор, желательно на разные радиаторы. Они сильно греются.

Регулируемые блоки питания

Простейший регулируемый блок питания можно сделать с регулируемым линейным стабилизатором LM317, её ток тоже до 1. 5 А, вы можете усилить схему проходным транзистором, как было описано выше.

Вот более наглядная схема для сборки регулируемого блока питания.

Чтобы получить больший ток можно и использовать более мощный регулируемый стабилизатор LM350.

В последних двух схемах есть индикация включения, которая показывает наличие напряжения на выходе диодного моста, выключатель 220В, предохранитель первичной обмотки.

Вот пример регулируемого зарядного устройства для аккумулятора с тиристорным регулятором в первичной обмотке, по сути такой же регулируемый блок питания.

Кстати похожей схемой регулируют и сварочный ток:

Заключение

Выпрямитель используется в источниках питания для получения постоянного тока из переменного. Без его участия не получится запитать нагрузку постоянного тока, например светодиодную ленту или радиоприемник.

Также используются в разнообразных зарядных устройствах для автомобильных аккумуляторов, есть ряд схем с использованием трансформатора с группой отводов от первичной обмотки, которые переключаются галетным переключателем, а во вторичной обмотке установлен только диодный мост. Переключатель устанавливают со стороны высокого напряжения, так как, там в разы ниже ток и его контакты не будут пригорать от этого.

По схемам из статьи вы можете собрать простейший блок питания как для постоянной работы с каким-то устройством, так и для тестирования своих электронных самоделок.

Схемы не отличаются высоким КПД, но выдают стабилизированное напряжение без особых пульсаций, следует проверить емкости конденсаторов и рассчитать под конкретную нагрузку. Они отлично подойдут для работы маломощных аудиоусилителей, и не создадут дополнительного фона. Регулируемый блок питания станет полезным автолюбителями и автоэлектрикам для проверки реле регулятора напряжения генератора.

Регулируемый блок питания используется во всех областях электроники, а если его улучшить защитой от КЗ или стабилизатором тока на двух транзисторах, то вы получите почти полноценный лабораторный блок питания.

Ранее ЭлектроВести писали, что Служба безопасности Украины обнаружила в режимных помещениях Южно-Украинской атомной электростанции компьютерную технику, которая использовалась для майнинга криптовалют. По данным следствия, из-за несанкционированного размещения компьютерной техники произошло разглашение сведений о физической защите атомной электростанции, что является государственной тайной. К майнингу криптовалют, возможно, были причастны служащие части Национальной гвардии Украины, охраняющие АЭС.

По материалам: electrik.info.

Схемы блоков питания | 2 Схемы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство и схема простого блока питания – Интернет-журнал “Электрон” Выпуск №5

Для питания различных электронных устройств нам в большинстве случаев необходимо постоянное напряжение определенной величины. Для этого кроме батареек и аккумулятором мы можем использовать вторичные источники напряжения, так называемые блоки питания, функция которых заключается в том, что бы преобразовать сетевое переменное напряжение в постоянное напряжение необходимой величины.

Если рассмотреть схему простейшего блока питания, то увидим, что она состоит из трансформатора Т1, диодного моста D1 и сглаживающего конденсатора С1.

Трансформатор Т1 необходим для преобразования переменного (в данном случае сетевого) напряжения в более низкое переменное напряжение. Кроме того трансформатор осуществляет гальваническую развязку между напряжением сети и выходным напряжением блока питания.

Одним из параметров трансформатора является коэффициент трансформации, который показывает во сколько раз трансформатор увеличит или уменьшит выходное напряжение, то есть напряжение на вторичной обмотке.

В простейшем случае коэффициент трансформации – это отношение напряжения на первичной обмотке к напряжению на вторичной обмотке в режиме холостого хода, то есть без нагрузки.

Например, если мы подключаем первичную обмотку в сеть 220 вольт, а на вторичной имеем 12 вольт, то коэффициент трансформации равен 220/12

Далее неотъемлемой частью простого блока питания является диодный мост, который выпрямляет переменное напряжение, поступающее на его вход, то есть преобразует его в постоянное. Параметры диодного моста зависят от тока нагрузки, который вы хотите получить на выходе блока питания. Поэтому для моста подбирают диоды, чтобы такой параметр как обратное напряжение диода Uобр было больше напряжения, поступающего на мост, а прямой ток диода Iпр был больше тока нагрузки самого блока питания.

И третьим элементом нашего блока питания является сглаживающий конденсатор, который предназначен для уменьшения пульсаций постоянного напряжения на выходе блока питания. Его емкость влияет на величину пульсаций выходного постоянного напряжения.

Рассмотрим работу простейшего блока питания.

На вход трансформатора, то есть на первичную обмотку, поступает сетевое напряжение 220 вольт. Трансформатор преобразует сетевое напряжение в необходимое нам переменное напряжение. Для простоты объяснения возьмет напряжение на вторичной обмотки равное 12 вольт.

Далее переменное напряжение со вторичной обмотки поступает на выпрямительный диодный мост, собранный из четырех диодов по схеме двухполупериодного выпрямителя.

Диодный мост преобразует (выпрямляет) переменное синусоидальное напряжение в постоянное напряжение. Диоды работают попарно для положительной и отрицательной полуволны переменного напряжения.

По сути, напряжение с диодного моста имеет большие пульсации с частотой 100 герц (для сети частотой 50 герц) и будет отрицательно влиять на работу питаемого этим блоком устройства.

Поэтому для уменьшения пульсаций параллельно положительному и отрицательному выводам блока питания устанавливают сглаживающий конденсатор. Конденсатор накапливает заряд во время нарастания напряжения на выходе диодного моста и отдает этот заряд в нагрузку во время спада полуволны напряжения, тем самым поддерживая выходное напряжение близко к номинальному значению.

Здесь стоит сказать, что для того, что бы конденсатор не вышел из строя его рабочее напряжение должно в как минимум в два раза превышать напряжения в цепи, то есть на выходе блока питания.

Ниже вы можете посмотреть результаы моделирования простейшего блока питания на основе мостового выпрямительного моста в програме Multisim.

Целью данной статьи является познакомить вас с принципом работы простейшего блока питания. Как рассчитать и собрать свой блок питания мы рассмотрим в следующих выпусках журнала ЭЛЕКТРОН.

Более подробно о устройстве и работе простейшего блока питание вы можете узнать посмотрев следующее видео:

ЛУЧШИЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Доброго времени суток форумчане и гости сайта Радиосхемы! Желая собрать приличный, но не слишком дорогой и крутой блок питания, так чтоб в нём всё было и ничего это по деньгам не стоило, перебрал десятки вариантов. В итоге выбрал лучшую, на мой взгляд, схему с регулировкой тока и напряжения, которая состоит всего из пяти транзисторов не считая пары десятков резисторов и конденсаторов. Тем не менее работает она надёжно и имеет высокую повторяемость. Эта схема уже рассматривалась на сайте, но с помощью коллег удалось несколько улучшить её.

Я собрал эту схему в первоначальном виде и столкнулся с одним неприятным моментом. При регулировке тока не могу выставить 0.1 А – минимум 1.5 А при R6 0.22 Ом. Когда увеличил сопротивление R6 до 1.2 Ом – ток при коротком замыкании получился минимум 0.5 А. Но теперь R6 стал быстро и сильно нагреваться. Тогда задействовал небольшую доработку и получил регулировку тока намного более шире. Примерно от 16 мА до максимума. Также можно сделать от 120 мА если конец резистора R8 перекинуть в базу Т4. Суть в том, что до падения напряжения резистора добавляется падения перехода Б-Э и это дополнительное напряжение позволяет раньше открыть Т5, и как следствие – раньше ограничить ток.

Рекомендуем такой вариант схемы с мультисима. Добавлен резистор (R9 100 Ом) в базу Т5 (Q5) для ограничения тока при крайнем левом положении резистора R8 (470 Ом). Регулирует от 10 мА до максимума.

На базе этого предложения провёл успешные испытания и в итоге получил простой лабораторный БП. Выкладываю фото моего лабораторного блока питания с тремя выходами, где:

  • 1-выход 0-22в
  • 2-выход 0-22в
  • 3-выход +/- 16в

Также помимо платы регулировки выходного напряжения устройство было дополнено платой фильтра питания с блоком предохранителей. Что получилось в итоге – смотрите далее:

Отдельная благодарность за улучшение схемы – Rentern. Сборка, корпус, испытания – aledim.

   Форум по БП

   Форум по обсуждению материала ЛУЧШИЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ


Импульсный блок питания: схемы, принцип работы, особенности

Мы имеем множество различных устройств, подключая которые к сети мы даже не задумываемся о том, какое питание им необходимо. Значительная часть бытовой техники имеет импульсный блок питания. Даже светодиодные или люминесцентные цокольные лампы имеют встроенный источник импульсного питания (ИИП).

Содержание статьи

Что делает импульсный блок питания (ИБП)

В сети напряжение имеет синусоидальную форму. Для некоторых устройств это то что нужно, другим надо постоянное или импульсное напряжение. Вот этим и занимаются источники питания — преобразуют синусоидальную форму в нужную и, чаще всего, это постоянное напряжение. Независимо от формы выходного напряжения блок питания называют импульсным, потому что одна из стадий преобразования — формирование импульсов, которые затем выпрямляются.

Примеры импульсных блоков питания:

  • Зарядное устройство для телефона или смартфона;
  • Внешний блок питания ноутбука;
  • Блок питания компьютера;
  • Блок питания для светодиодной ленты.

Импульсный блок питания Robiton EN5000S. Предназначен для питания от источника переменного тока 100-240В приборов с напряжением 6,0 / 7,5 / 9,0 / 12,0 / 13,5 / 15 / 16В и максимальным входным током 5000 мА

Есть импульсные источники питания выдающие постоянное напряжение одного номинала. Наиболее распространенные на — 5 В, 12 В или  24 В. Есть устройства, выдающие сразу несколько уровней. Такие, например, стоят в компьютерах. На выходе они формируют сразу 5 В и 12 В. Есть — регулируемые ИИП, при помощи переключателей в них можно задавать выходные параметры (в определенных рамках). Импульсный блок питания может быть в виде отдельного устройства или являться частью какого-то более сложного прибора.

Путь преобразования синусоиды в постоянное напряжение при помощи источника импульсного питания

Если говорить об отдельных ИБП, то самыми распространенными, пожалуй, являются зарядные устройства для телефонов, ноутбуков. Они имеют компактные размеры, так как требуется небольшая мощность. Встроенный импульсный блок питания есть в телевизорах, компьютерах и другой сложной электронике, в некоторых бытовых приборах. Блоки питания бывают линейные (трансформаторные) или импульсные (инверторные).

Инвертор — устройство для преобразования постоянного тока в переменный с изменением величины напряжения. Обычно представляет собой генератор периодического напряжения, по форме приближённого к синусоиде, или дискретного сигнала.

Оба типа блоков питания преобразуют синусоиду в постоянный ток, но вот путь преобразования разный, да и результаты несколько отличаются. Импульсный блок питания отличается высокой стабильностью работы. Тем не менее трансформаторные источники еще в ходу. Почему? Стоит разобраться.

Чем отличается от трансформаторного блока питания

И трансформаторный (линейный) и импульсный (инверторный) БП выдают на выходе постоянное напряжение. Причем вторые имеют меньшие габариты, более стабильны в работе, часто ниже по цене, да еще и напряжение дают более «качественное» и независящее от параметров исходной синусоиды (а она далеко не идеальная в наших сетях). Так почему же используют и трансформаторные блоки, и импульсные? Чтобы понять, надо знать в чем отличие трансформаторного блока питания от импульсного. А для этого придется разбираться в устройстве и принципах работы. На основании этого можно уяснить основные свойства.

Блок-схемы трансформаторного и импульсного блоков питания

Как работает трансформаторный блок питания

В линейном блоке питания основное преобразование происходит при помощи трансформатора. Его первичная обмотка рассчитана под сетевое напряжение, вторичная обычно понижающая. В случае классического трансформатора переменного тока, предложенного П. Яблочковым, он преобразует синусоиду входного напряжения в такое же синусоидальное напряжение на выходе вторичной обмотки.

Следующий блок — выпрямитель, на котором синусоида сглаживается, превращается в пульсирующее напряжение. Этот блок выполнен на основе выпрямительных диодов. Диод может стоять один, может быть установлен диодный мост (мостовая схема). Разница между ними — в частоте импульсов, которые получаем на выходе. Дальше стоит стабилизатор и фильтр, придающие выходному напряжению нужный уровень и форму. На выходе имеем постоянное напряжение.

Самый простой линейный блок питания с двухполупериодным выпрямителем без стабилизации

Основной недостаток линейных источников питания — большие габариты. Они зависят от размеров трансформатора — чем выше требуется мощность, тем больше размеры блока питания. Нужен еще стабилизатор, который корректирует выходное напряжение, а это еще увеличивает габариты, снижает КПД. Зато это устройство не грозит помехами работающему рядом оборудованию.

Устройство импульсного блока питания и его принцип работы

В импульсном блоке питания преобразование сложнее. На входе стоит сетевой фильтр, задача которого не допустить в сеть высокочастотные колебания, вырабатываемые этим устройством. Они могут повлиять на работу рядом расположенных приборов. Сетевой фильтр в дешевых моделях стоит не всегда, и в этом зачастую кроется проблема с нестабильной работой каких-то устройств, которые мы часто списываем на «падение напряжения в сети».

Далее стоит сглаживающий фильтр, который выпрямляет синусоиду. Полученное на его выходе пилообразное напряжение подается на инвертор, преобразуется в импульсы, имеющие положительную и отрицательную полярность. Их параметры (частота и скважность) задаются при помощи блока управления. Частота обычно выбирается высокой — от 10 кГц до 50 кГц. Именно наличие этой ступени преобразования — генерации импульсов — и дало название этому типу преобразователей.

Блок-схема ИИП с формами напряжения в ключевых точках

Высокочастотные импульсы поступают на трансформатор, который является гальванической развязкой от сети. Трансформаторы эти небольшие, так как с возрастанием частоты сердечники нужны все меньше. Причем сердечник может быть набран из ферромагнитных пластин (в линейных БП должен быть из более дорогой электромагнитной стали).

На выходном выпрямителе биполярные импульсы превращаются в положительные, а выходной фильтр на их основе формирует постоянное напряжение. Основное достоинство ИБП в том, что существует обратная связь, которая позволяет регулировать работу устройства таким образом, чтобы напряжение на выходе было близко к идеалу. Это дает возможность получать стабильные параметры на выходе, независимо от того, что имеем на входе.

Достоинства и недостатки импульсных блоков питания

Для новичков не сразу становится понятным, почему лучше использовать импульсные выпрямители, а не линейные. Дело не только в габаритах и материалоемкости. Дело в более стабильных параметрах, которые выдают импульсные устройства. Качество напряжения на выходе не зависит от качества сетевого напряжения. Для наших сетей это актуально. Но не только это. Такое свойство позволяет использовать импульсный блок питания в сети разных стран. Ведь параметры сетевого напряжения в России, Англии и в некоторых странах Европы отличаются. Не кардинально, но отличается напряжение, частота. А зарядки работают в любой из них — практично и удобно.

Размер тоже имеет значение

Кроме того импульсники имеют высокий КПД — до 98%, что не может не радовать. Потери минимальны, в то время как в трансформаторных много энергии уходит на непродуктивный нагрев. Также ИБП меньше стоят, но при этом надежны. При небольших размерах позволяют получить широкий диапазон мощностей.

Но импульсный блок питания имеет серьезные недостатки. Первый — они создают высокочастотные помехи. Это заставляет ставить на входе сетевые фильтры. И даже они не всегда справляются с задачей. Именно поэтому некоторые устройства, особо требовательные к качеству электропитания, работают только от линейных БП. Второй недостаток — импульсный блок питания имеет ограничение по минимальной нагрузке. Если подключенное устройство обладает мощностью ниже этого предела, схема просто не будет работать.

Схемы импульсных блоков питания

Чтобы понимать, как работает импульсный блок питания, надо разобраться в том, что происходит в каждой его части. Сделать это проще по схемам. Мы приведем только некоторые, так как вариантов и вариаций — море. Схема импульсного блока питания содержит пять обязательных блоков плюс обратная связь. Вот о каждом элементе и поговорим отдельно, Попутно приведем полные схемы ИБП с использованием различной элементной базы.

Вариант импульсного источника питания с выходным напряжением 5 В и 12 В и разной полярности

Входной фильтр

Как мы уже говорили, входной фильтр стоит для того, чтобы в сеть не попали высокочастотные помехи, генерируемые источником питания. В самом простейшем варианте это устройство представляет собой дроссель, который подавляет электромагнитные помехи и два конденсатора, включенных параллельно входу и нагрузке.

Схема простейшего входного фильтра

Конденсаторы используются специальные — X-типа. Икс-конденсаторы были разработаны специально для этих целей. Они выдерживают мгновенные киловольтные всплески напряжения (до 2,5 кВ), гася тем самым помехи между фазой и нейтралью (противофазные помехи). Дроссель — это ферритовый сердечник с намотанными лакированными медными проводами. В нем наводятся токи, нейтрализующие токи помех.

Приведенная выше схема входного фильтра для импульсного источника питания не устраняет помехи, которые возникают между фазой и землей (корпусом) или между нейтралью и корпусом. Для их нейтрализации в схему добавляют два конденсатора Y-типа (которые выдерживают скачки напряжения до 5 кВ). Специальная конструкция Y-конденсатора гарантирует обрыв цепи, а не короткое замыкание, в случае выхода его из строя.

Оба типа конденсаторов (X и Y), который ставят во входных фильтрах, выполняют из специальных негорючих материалов, так как они могут греться до очень высоких температур и могут стать причиной пожара. Именно в этом, да еще в конструктивных особенностях кроется причина их высокой стоимости (по сравнению с обычными).

Схема для компенсации всех типов помех

Но для корректной работы этой схемы необходимо рабочее заземление. Его надо подключить к корпусу блока питания. Без заземления, корпус блока питания будет находиться под напряжением около 110 В. Ток будет очень маленьким, но прикосновения будут ощутимы.

Сетевой выпрямитель и сглаживающий фильтр

Как уже сказано выше, выпрямитель проводит предварительное выпрямление синусоиды. Если установлен один диод, он отсекает нижние (отрицательные) полуволны.

Сравнение однополупериодного и двухполупериодного выпрямителя. При использовании одного диода низкий КПД и большая пульсация выпрямленного напряжения. По этим причинам предпочтительней мостовая схема на четырех диодах

В самом простом случае выпрямитель — диод Шоттки, но может использоваться и диодный мост с параллельно подключенным конденсатором. Для диодных мостов часто применяют обычные диоды типа 1N4007, но лучше все-таки устанавливать все те же диоды Шоттки. Они «быстрее», так что можно получить лучше результаты на выходе.

Несколько схем фильтров разной степени сложности

Один диод ставят в блоках питания к недорогой технике. На его выходе напряжение имеет вид идущих с некоторыми промежутками положительных полуволн. На выходе диодного моста пульсации намного ниже, так что такой выпрямитель ставят для более требовательных к питанию приборов. Пульсирующее напряжение с выхода диода/диодного моста подается на конденсатор (он должен быть рассчитан на напряжение 270-400 В), который из полуволн делает «зубчики». Тут уже получаем более-менее стабильное постоянное напряжение.

Инвертор или блок ключей

На следующем блоке выпрямленное напряжение преобразуется в импульсы. Частота импульсов высокая — от 10 до 50 кГц. Есть два способа реализации этих блоков: при помощи микросхем, на основе автогенератора (блокинг-генератора).

Еще одна блок-схема ИИП

Во втором случае используется пара транзисторов, которые включаются попеременно, формируя на выходе последовательность импульсов. Частота переключений задается генератором. Такие схемы встречаются и сейчас, но большинство реализуется на микросхемах.

Пример схемы инвертора на транзисторах

Если есть микросхема, зачем городить огород из нескольких десятков деталей. Тем более, что требуемый тип микросхем широко распространен и стоит немного. Это так называемые ШИМ-контроллеры ( TL494, UC384х, Dh421,  TL431, IR2151, IR2153 и др).  К этим микросхемам надо добавить всего-лишь пару полевых транзисторов и несколько мелких деталей и получим требуемый инвертор.

Схема ИИП с ШИМ контроллером для обратноходового и полумостового преобразователей

ШИМ-контроллер отлично встраивается в любой тип схем. Он совместим с обратноходовыми, полумостовыми и мостовыми схемами выпрямителей. Естественно, отличается количество элементов, но все они простые и доступные.В обратноходовых схемах транзисторы должны быть рассчитаны на более высокое напряжение, чем подается на вход.

Устройство импульсного источника напряжения с ШИМ контроллером и двухтактным и мостовым выпрямителем

По полумостовым схемам построены импульсные блоки питания в осветительных приборах, в энергосберегающих и светодиодных лампах, электронный балласт для люминисцентных ламп (ЭПРА). Мостовые схемы применяют в более мощных блоках. Например, в сварочных инверторах.

Есть и более «серьезные» контроллеры, которые параллельно с работой, проверяют параметры входного и выходного напряжения и, при неисправностях, просто блокируют свою работу. Так как в импульсном блоке питания этот компонент, обычно, самый дорогой, это очень неплохо. Заменив неисправные детали (обычно резисторы или конденсаторы), получаем рабочий агрегат.

Силовой трансформатор

Узел трансформатора на блоке питания является одним из самых стабильных. В этом блоке, кроме самого трансформатора, содержится небольшая группа элементов которая нейтрализует выброс тока, который возникает на обмотках трансформатора при смене полярностей. Эта группа называется «снаббер».

Рассматриваемый блок обведен красным, а снаббер — зеленым

Трансформатор — один из самых надежных элементов. В нем очень редко возникают проблемы. Он может повредиться при пробое инвертора. В этом случае через обмотку течет слишком высокий ток, который и выводит из строя трансформатор.

Схема блока силового трансформатора для ИИП

Работает все это следующим образом:

  • На первом такте работы импульсного источника питания открыт ключ ВТ1 (полевой транзистор с индуцированным каналом n-типа). Ток течет через первичную обмотку трансформатора, заряд накапливается в сердечнике.
  • На втором такте ключ закрывается, ток течет во вторичной обмотке через диод VD2.
  • При переключении на первичной обмотке возникает выброс, который вызван неидеальностью деталей. Тут в работу вступает снаббер. Его задача поглотить этот выброс, так как напряжение может быть достаточно большим и может повредить ключевой транзистор, что приведет к неработоспособности схемы. Ток выброса течет через первичную обмотку трансформатора, диод VD1, через сопротивление R1 и емкость C2.
  • Далее полярность снова меняется, вступает в работу ключ ВТ1.

Номиналы выбираются исходя из параметров трансформатора. Подбор сложный, так что описывать его не имеет смысла. И еще: не во всех схемах есть снаббер, но его наличие увеличивает надежность и стабильность работы импульсного источника питания.

Несколько слов о диодах, которые используют в снабберах. Это может быть обычный диод, подобранный по параметрам, но более надежны схемы со стабилитроном. Еще может быть вариант без резистора и емкости, но с включенным навстречу супрессором (на схеме ниже).

Еще один вариант блока силового трансформатора с использованием супрессора (защитного диода) D1

Супрессор — это защитный диод, принцип работы похож на стабилитрон, вот только выравнивается импульсный ток и рассеиваемая мощность. Может быть несимметричный и симметричным.

Выходной выпрямитель и фильтр, стабилизатор

На этом, можно считать со схемой импульсного блока питания разобрались, так как выходные выпрямитель и фильтр устроены по тому же принципу. Элементы могут быть другие, а схемы те же. Единственное, что еще стоит рассмотреть — стабилизация выходных параметров. Это опционная часть, но такой импульсный блок питания более надежен.

Наиболее простой и дешевый способ стабилизации используется в дешевых блоках питания — обратная связь на пассивных элементах. На схеме ниже, это два резистора R6 и R7, подключенные к вспомогательной обмотке силового трансформатора. Не слишком надежно, потому что есть влияние между обмотками, но просто и недорого.

Простой способ стабилизации

Второй вариант стабилизатора выходного напряжения сделан на стабилизаторе VD9 и оптроне HL1. Выходное напряжение складывается из падения на стабилитроне и напряжения на оптроне. Это чуть более надежная схема для ИИП средней мощности.

Стабилизация выхода ИИП при помощи стабилитрона и оптрона

Наиболее стабильные выходные показатели имеют схемы ИИП со стабилизатором  TL431.

TL431 — интегральная схема трёхвыводного регулируемого параллельного стабилизатора напряжения с улучшенной температурной стабильностью. С внешним делителем TL431 способна стабилизировать напряжения от 2,5 до 36 В при токах до 100 мА.

ИБП с использованием микросхемы TL431 более сложные, но надежные. В таких схемах может быть подстроечный переменный резистор, который позволяет изменять выходное напряжение в небольших пределах. Обычно подстройка составляет не более 20%, так как в противном случае схема может быть нестабильной.

Схема со стабильным напряжением на выходе

Если подстройка выходного напряжения не нужна, лучше подстроечный резистор заменить обычным, так как переменные менее надежны.

Пару слов о резисторе R20 (см. схему выше), который стоит на выходе. Это так называемый, нагрузочный резистор. Как известно ИИП не будет работать без нагрузки. Поэтому на выходе и ставят сопротивление, которое обеспечивает минимальную рабочую нагрузку. Но это решение неидеально, так как резистор греется и порой очень сильно. Располагать рядом конденсаторы крайне нежелательно, иначе подогреваются и они. А в качестве выходного сопротивления должны стоять высокоточные резисторы, так как они при нагреве мало меняют свои параметры (блок выдает стабильное напряжение даже при длительной работе).

Схемы блоков питания.Лабороторный блок питания

Регулируемый блок питания из принтера Автор: Administrator Просмотров: 3636
Блок питание из лампочки своими руками Автор: Administrator Просмотров: 6211
блок питания своими руками 0-30в Автор: Administrator Просмотров: 12132
зарядное устройство из компьютерного блока питания своими руками Автор: Administrator Просмотров: 22057
Блок питания своими руками Автор: Administrator Просмотров: 7799
Блок питания 0-30 Вольт своими руками Автор: Administrator Просмотров: 146450
Схема импульсного блока питания на 600Вт для УНЧ Автор: Administrator Просмотров: 45980
Схема регулируемого блока питания Автор: Administrator Просмотров: 55755
Схема импульсного блока питания на IR2151-IR2153 Автор: Administrator Просмотров: 121859

Простой регулируемый блок питания 0.

..12В 1А

Да, возможно проще собрать навесным монтажом, «на коленке», регулируемый блок питания (БП) на базе линейного регулятора LM317, который является очень распространенным и дешевым компонентом. Его минус в том, что его минимальное выходное напряжение составляет 1.25В. Схема, представленная ниже, не обладает таким недостатком и имеет минимум компонентов, всего два транзистора включенных по схеме Дарлингтона.

Блок питания позволяет регулировать выходное напряжение практически от 0 до 12В постоянного тока. Им можно питать различные схемы с током потребления до 1А.

 

Простой регулируемый блок питания выполнен на германиевых транзисторах, что позволяет уменьшить падение напряжения на переходах база-эмиттер, всего по 0.2В на каждый транзистор, вместо 0.6В на каждый кремниевый транзистор. Помимо уменьшения падения относительно опорного потенциала (12В) это также уменьшает нагрев силового транзистора.

Схема простого регулируемого блока питания

Напряжение переменного тока 12В с вторичной обмотки трансформатора TV1 поступает на мостовой выпрямитель VD1-VD4. Пульсации выпрямленного напряжения сглаживаются конденсатором C1.

Источник опорного напряжения 12В выполнен на стабилитроне VD5 и ограничивающем ток резисторе R1. Опорное напряжение также имеет свои пульсации, которые сглаживаются конденсатором C2.

Потенциометр R2 делит опорное напряжение, которое поступает на базу эмиттерного повторителя VT1 и на выходе оно имеет такое же значение, но уже усиленное по току. Для увеличения коэффициента усиления VT1, транзистор VT2 включен по схеме Дарлингтона.

Верхний предел выходного напряжения нашего регулируемого блока питания зависит от номинала стабилитрона VD5. Таким образом, поставив стабилитрон на 7.5В получим на выходе регулировку от 0В до 7В. Не стоит забывать про падение на переходах Б-Э, как говорилось выше. Таким образом, под нагрузкой, на выходе регулируемого блока питания напряжение будет меньше опорного примерно на 0.4-0.5В (при использовании германиевых транзисторов).

Схема не имеет защиты от короткого замыкания и ограничения по току.

Компоненты регулируемого блока питания

Трансформатор должен иметь вторичную обмотку 12В 1А.

Транзистор VT1 можно заменить на МП16, МП16А или МП40-МП42. Транзистор VT2 можно заменить на П214, П215, П216, П217.

Выпрямительные диоды VD1-VD4 на ток 1А и более.

VT2 необходимо установить на радиатор.

Печатная плата односторонняя и имеет размеры 40?50мм.

Печатная плата простого регулируемого блока питания СКАЧАТЬ

100+ Принципиальная схема блока питания с печатной платой

Вы ищете много принципиальных схем блока питания, не так ли?

Потому что различные электронные проекты должны использовать их в качестве источника энергии.

Но иногда может понадобиться сэкономить время и почерпнуть идеи.

Кроме того, они просты в сборке и дешевы.

Во-первых, взгляните на:

3 источник питания для электронных устройств

Давайте познакомимся с тремя наиболее типичными источниками питания.
Типы 1 # Батарея
Многие схемы потребляют мало энергии.Так что он может питаться от батареек.

Это маленький и простой в использовании в любом месте. Но обычно они низкого напряжения.

Таким образом…

Они лучше всего подходят для работы с малым током.

Но для большой нагрузки. Что нам использовать?

Лучше подойдут аккумуляторные батареи. Для многократного использования много раз, чтобы сэкономить много денег.

Мне нравится, когда мои дети ими пользуются. Потому что для него это безопасно.

Тип 2 # Solar

Мы можем использовать его как солнечную энергию напрямую в нашей цепи.

Но…

Нам нравится использовать это солнечное зарядное устройство для аккумуляторной батареи.

Например…

Мой сын любит делать солнечный свет.

Тип 3 # Линия переменного тока

Мы используем линию переменного тока, в основном это адаптер переменного тока, как блок питания. Они компактнее и проще в использовании, чем аккумулятор.

Их можно применять для различных выходных напряжений и токов.

Когда мы в доме. мы должны использовать их вместо батарей и солнечных батарей, это сэкономит нам деньги.

Осторожно:

Мы должны использовать его осторожно. Безопасность прежде всего! Это много полезного, но также может убить вас!

Почему следует использовать линейный источник питания?

Есть много видов цепей питания. Но все их можно разделить на две группы.

  • Линейный источник питания
  • Импульсный источник питания

Как работает линейный?

Во-первых, напряжение переменного тока подается на силовой трансформатор для повышения или понижения напряжения.

Затем преобразовано в постоянное напряжение.

И далее, применительно к цепи регулятора системы.

Поддерживает напряжение и ток нагрузки.

Но…

Как работает импульсный источник питания

Без трансформатора – он преобразует мощность переменного тока напрямую в постоянное напряжение без трансформатора.

И…

Высокая частота – это постоянное напряжение преобразуется в высокочастотный сигнал переменного тока.

Затем схема регулятора внутри выдает желаемое напряжение и ток.

Линейные импульсные источники питания постоянного тока

В таблице ниже сравниваются различные параметры линейной и импульсной формы.

Спасибо: CR Источник питания Tekpower 30V 5A на Amazon

Мне нравится линейный источник питания.

Почему?

Это…

  • простая принципиальная схема
  • тихая
  • высокая стабильность, долговечность и тяжелая нагрузка
  • низкий уровень шума, пульсации, задержки и электромагнитных помех

Какой тип переключения прямо противоположный.
ОБНОВЛЕНИЕ: Теперь я также люблю импульсные источники питания постоянного тока
Читайте также: Как это работает
Вы можете полюбить это со мной.

Изучение источников питания

Я знаю, что вы не хотите терять время, хотите быстро создать цепь питания. Но ждать. Если вы новичок.

Следует хотя бы раз изучить его принципы работы. Чтобы уменьшить количество ошибок и правильно выбрать схему Я хочу легко увидеть вашу жизнь.

8 Верхние схемы питания

На нашем сайте есть очень много схем питания. Мы не можем показать вам все. Таким образом, для экономии вашего времени см. Списки ниже.

1 # Первый источник переменного тока постоянного тока, LM317

Вы можете настроить выходное напряжение равным 1.От 25 В до 30 В при 1,5 А. Мне это нравится. Потому что… Это просто и дешево.

Подробнее: LM317 Блок питания

Например, вы можете использовать его вместо батареи на 1,5 В.

Читайте также: См. Распиновку LM317 и способы ее использования

2 # Простой фиксированный стабилизатор постоянного тока


Вы часто смотрите на эту схему во многих устройствах. Это довольно старая схема, но очень полезная.

Потому что… Это очень просто: всего , один транзистор , стабилитрон , и резистор.Выходное напряжение зависит от стабилитрона.

Например…

Вам нужно питание 12 В, вы используете стабилитрон 12 В. Ты это можешь. Я верю тебе!

Читать дальше »

3 # 78xx регулятор напряжения – круто! Фиксированный стабилизатор

5V, 6V, 9V, 10V, 12V 1A By IC 7805,7806,7809,7812


Это популярный фиксированный стабилизатор постоянного тока на 1A, простой и дешевый.

Например…

Если вам необходимо питание 5V 1A для цифровой схемы. Обычно здесь используется LM7805. Продолжить чтение »

Также: Изучите распиновку цепи 7805 и многое другое

4 # Простой регулируемый регулятор 3А, LM350

Регулируемый регулятор напряжения LM350

Иногда мне нужно использовать источник переменного напряжения 3А.

Но…

LM317 не может мне легко помочь.

В скором времени мы используем LM350 Переменный источник питания .

Это лучшая линейная [электронная почта] Выходное напряжение от 1,25 В до 25 В.

5 # 0–30 В, регулируемый источник постоянного тока 3 А

Мы редко используем ток 3 А, который позволяет регулировать выходное напряжение от 0 до 30 В.

Это лучший выбор.

Он использует LM723 в качестве известной ИС регулятора.

А вот схема современного дизайна, полная защита, чем у LM350T.
Продолжить чтение »

6 # Переменный источник питания, 0-50 В при 3 А

Если вам нужно использовать выходное напряжение более 30 В или отрегулируйте от 0 до 50 В.

Можно использовать. У них есть ключевые компоненты, LM723, и транзистор 2SC5200 более высокого напряжения.

Также полная защита от перегрузки.

Читать дальше »

7 # Соберите блок питания 12В 2А с помощью молотка

Если торопитесь, а печатной платы нет.Эта идея может быть хорошей. Вы можете легко и недорого собрать адаптер 12В 2А.

С помощью молотка и улитки по деревянной доске. Кроме того, чтобы узнать больше.

8 # 15V Двойное питание для предусилителя

Если вам нужно использовать много схем с OP-AMP.

Например, предусилитель с регулятором тембра и др. Им необходимо использовать источник питания +/- 15 В.

У нас есть для вас 3 схемы схем. Читать дальше >>

Цепей много в категориях: Блоки питания.

Другие схемы линейного питания

Регулятор постоянного напряжения: 1,5 В, 3 В, 6 В, 9 В, 12 В

Низкое напряжение

Источники питания 5 В Цифровые источники питания

9 В

Низкое напряжение отключения

Simple and Ideas

Adjustable Power Supply Circuit

Что такое регулируемый источник питания? Проще говоря, это блок питания, который может регулировать выходное напряжение или ток. Но он по-прежнему имеет те же характеристики, что и фиксированный регулируемый источник питания.Он будет поддерживать стабильное напряжение при любой нагрузке.

Менее 1 А
Выходной ток 2 А
3 А Выходной ток
Высокий ток (5 А вверх)
Высокое напряжение (100 В вверх)

Двухканальный регулятор и несколько напряжений

Бестрансформаторный

Источник постоянного тока

Режим переключения Цепи питания

Это импульсные блоки питания постоянного тока. Быть идеями по созданию проектов или инструментов. Потому что они имеют небольшие размеры и дешевле линейных блоков питания.

На моем сайте появляется много схем. Пока друзья не сказали, что сложно увидеть схемы или проекты, как он хочет.

Особый импульсный источник питания постоянного тока очень полезен. В приведенном ниже списке представлены идеи по созданию отличного блока питания, небольшого размера и позволяющего сэкономить деньги. Для применения или обучения.

Итак, я собираю эти схемы для облегчения доступа к интересующим меня проектам. Кроме того, они могут быть полезны и для вас.

Примеры схем

Регулятор режима переключения
Преобразователь постоянного тока в постоянный

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

9 способов построения цепей питания 24 В с простыми деталями

Нам нужно использовать цепь питания 24 В 2 А для усилителя мощности 30 Вт. В схеме находится фиксированная схема регулятора постоянного тока.

Таким образом, ваш усилитель имеет более качественный звук. При нагрузке используйте много токов.

Выходное напряжение по-прежнему составляет 24 В, с низкой пульсацией. Так малошумный динамик у вашего усилителя .

Обновление

: стало лучше. Если у нас есть много способов сделать. Итак, позвольте мне показать вам, как выбрать (или спроектировать) схему во многих случаях ниже!

Конечно, это схема питания от 230 В до 24 В постоянного тока , схема .

Мы можем использовать эти схемы для любых работ и можем изменять выходное напряжение по вашему желанию.

Эта схема состоит из нескольких частей и ее легко купить на большинстве местных рынков.

При проектировании любых схем. Мы должны использовать схему как необходимую нагрузку.

Вы новичок? Learn Basic Electronics

Не используйте слишком много!

Это все равно что кататься на слоне, чтобы поймать кузнечика. Потому что это расточительно и ненужно.

24V 2A нерегулируемый источник питания

Если ваша нагрузка…

  • Всегда используйте постоянный ток.Например, катушки, светодиоды, лампы, резисторы, нагревательная катушка, двигатель постоянного тока и т. Д.
  • Внутри имеется фиксированная регулируемая цепь постоянного тока. Например, мини-телевизор, мониторы и прочее.

Думаю, для вашей работы достаточно нерегулируемого блока питания. Легко и экономно.

Представьте, что вы пытаетесь собрать маленькие стручки куриных яиц.

Вы будете использовать лампочку 24В 25Вт. Потому что он у вас есть и постоянное переменное напряжение опасно для детей.

Лампы накаливания имеют преимущество.Пока они загораются.

CR: Фото Нормана

Они также отапливаются. Что подходит для экспериментов с инкубационными яйцами.

Как спроектировать схему

В схеме мы должны выбрать 4 списка компонентов.


1. Трансформатор (Т1) – основная мощность.
Посмотрите на нагрузку: лампочки 24V 25W. Они используют ток…

P / V = ​​I
P = 25 Вт; V = 24V
Итак, I = 25/24 = 1.04A.

Можно использовать трансформатор на 1 А. Но уже давно жарко.Мы должны, как минимум, в 1,5 раза превышать ток нагрузки. Или 1,5А в данном случае.

Но мы не можем найти трансформатор на 1,5А. Так что лучше использовать 2А.

Тогда сколько напряжений трансформатора (ACV)?

As Принцип нерегулируемого питания DCV в 1,414 раза больше ACV.

Когда лампочки 24В. ACV = 24V / 1.414 = 16.9V

Мы можем использовать трансформатор 18V. При отсутствии нагрузки напряжение составляет около 26 В.

А В нагрузке напряжение может быть ниже 22В. Но он может держать свет стабильным.

Итак, нам стоит вторичный трансформатор 18В 2А.

2. Диодный выпрямитель (D1-D4) – используйте двукратный ток нагрузки.

В этом я использую 1N5402, они могут давать выход 3А.

Или вы можете получить 1N4007 параллельно, оба могут получить 2A.

3. Конденсаторный фильтр (C1) – поддерживает стабильное выходное напряжение при использовании нагрузки.

Вы же не любите много считать? Используйте прямо сейчас 2000 мкФ на ток нагрузки 1 А.

Предположим, вы используете конденсатор емкостью 1000 мкФ. Лампочка может быть тусклой.И напряжение падает.

Нам нужно больше конденсаторов. Вы можете подключить их параллельно, чтобы увеличить емкость.

Или, с другой стороны, если вы не можете найти больше конденсаторов. Вы можете использовать трансформатор с напряжением до 20 В.

Напряжение выше. Но при отсутствии нагрузки или слаботоковой нагрузке. Напряжение 28,28 В

Больше тока вверх

Если вы хотите больше тока до 5А, 8А, 10А. Выглядит так же. Например, источник питания 5А.

Вам необходимо использовать трансформатор 5A, выпрямитель диодов – мост 10A 100V.

И конденсаторный фильтр 2200 мкФ x 5 (параллельно) = 10000 мкФ 35 В (всего).

Слаботочный регулируемый источник питания 24 В

Если у вас небольшая нагрузка, используйте ток ниже 30 мА. Достаточно использовать стабилитрон стабилизатора напряжения. Смотрите схему ниже.

Используем только трансформатор 0,1А, а мощность R1 интересна. Мы можем это найти. С

P = (V x V) / R
V = 10 В, R = 330 Ом.
P = (10 × 10) / 330 = 0,303 Вт.

Если мы используем 0.25 Вт, возможно, он нагревается.

Вы должны использовать 0,5 Вт. Конденсаторный фильтр
C2 нормально использовать в 0,05 раза больше C1. Конденсатор C3 уменьшает выброс напряжения на выходе.

Вот несколько связанных статей, которые вы, возможно, захотите прочитать:

Источник питания 24 В, 1 А с использованием LM7824

Для нагрузки используйте нижний ток 1000 мА. Я считаю, что лучше всего использовать стабилизатор напряжения LM7824. Это проще и дешевле, чем стабилитрон и транзисторный стабилизатор.

Посмотрите на приведенную выше схему источника питания 24 В 1 А.

Остальные части схемы я использую, как указано выше.

Примените 7805 к источнику питания 24 В


Если у вас только 7805 . Но вы хотите сделать регулируемый источник питания 24 В, 1 А. Это можно сделать с помощью потенциометра VR1 и резисторов R1. Это просто, но полезно.

Когда мы настраиваем VR1 на высокое или низкое сопротивление. Выходное напряжение 5В. Но если мы настроим VR1 на низкое или высокое сопротивление, закройте 5К.

Стабилитрон-стабилизатор

Схема питания 24В 2А Схема

Это тип последовательного регулятора напряжения.Некоторые называли его «Стабилизатор напряжения серии транзисторов». Если вы хотите узнать больше… Щелкните

Как это работает

Прежде всего, , мы видим на схеме источника питания , регулируемого 24 В, . Он состоит из 2 основных частей.

1. Нерегулируемый источник питания постоянного тока.

Вот пошаговый процесс:

  • Понижающий трансформатор-T1
  • Двухполупериодный выпрямительный мост (с D1 по D4)
  • Фильтрующий конденсатор C1.

2.Регулируемая цепь состоит из R1, ZD1, ZD2, C2 и Q1.

Во-вторых, мы приходим, чтобы увидеть работу схемы. Когда мы подаем напряжение переменного тока на шнур питания, трансформатор T1 изменяет 230 В переменного тока (PRI) примерно на 24 В переменного тока (сек).

Затем выпрямительный мост с D1 по D4 преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный ток.

Далее, Большой электролитический конденсатор C1 фильтрует пульсирующий постоянный ток для сглаживания постоянного напряжения около 36 В. Но это еще не все.Т.к. это не регулируемое постоянное напряжение 24В на 2А.

После этого напряжение постоянного тока протекает через R1 на стабилитроны (ZD1, ZD2), чтобы поддерживать постоянное напряжение на уровне 25 В.

Это напряжение на базе транзистора Дарлингтона Q1 смещает его рабочий полный ток более чем на 2А.

Конденсаторы C2, C3, C4 действуют как накопительный конденсатор для уменьшения шума на выходе. Это делает постоянным напряжением на выходе 24 В.

Светодиод 1 показывает питание цепи, резистор R3 которого является ограничивающим резистором.

Детали, которые вам понадобятся

Q1 = TIP122 или аналогичный, 45V 4A NPN Transistor
D1-D4 = 1N5407, 1000V 3A Выпрямительные диоды
ZD1 = 12V 1W, стабилитроны
ZD2 = 13V 1W, стабилитроны 93000 0,5 Вт Допуск резисторов: 5%
R1 = 1K
R2 = 2,2K

Электролитические конденсаторы,
C1 = 4700 мкФ 63 В
C2 = 220 мкФ 50 В
C2, C4 = 220 мкФ 50 В

C3 = 0,1 мкФ 50 В, керамический Конденсаторы
LED1 = Красный LED , 5 мм
T1 = 230 В переменного тока, первичный, 24 В, вторичный трансформатор 3 А, Количество: 1

24 В, 3 А Схема цепи питания

Некоторые из них имеют цепь нагрузки, требующую регулятора 24 В, 3 А.У нас есть много способов сделать это. Но это схема ниже. Вам это может понравиться.

Мы можем регулировать выходное напряжение 24В при токе 3А.

Источник питания 24 В, 3 А с использованием LM317

Обычно мы можем использовать стабилизатор напряжения LM317 для обеспечения регулируемого источника питания 24 В.

Но он может дать на 1,5 А макс. Но если нужен 3А.

Мы можем использовать транзисторы Q1 и Q2 для увеличения тока до 3A макс.

Список деталей

5% Резисторы, допуск 5%
R1: 15 Ом 5 ​​Вт
R2: 150 Ом
R3: 470 Ом
R4: 270 Ом
R5: 15K
R6: 2.2K 2W
C1: 6800uF 50V Электролитический конденсатор
C3: 220uF 35V Электролитический конденсатор
C2, C4: 0,01uF 100V Керамический
BD1: 6A 100V Мостовой диод
D1: 1N4007 Диод
LED1: Красный светодиод
Q1: TIP3055N, 15A 60V NP3055N, 15A 60V NP3055 транзистор
Q2: TIP32, 4A, 40V PNP-транзистор
VR1: 10K Потенциометр Pot
T1: 230V AC первичный к 24V, вторичный трансформатор 3A

Примечание: Я использую эту схему от 2N3055-LM317 3A регулируемого источника питания

Easy Схема регулятора 24V 3A с использованием LM350

Если вам нужен регулятор 24V 3A, который является самым простым.Используйте микросхему регулятора напряжения LM350. Смотрите схему выше. Отрегулируйте VR1 для управления выходным напряжением до 24 В 3 А.

5A Регулируемый источник питания 24 В с использованием LM338

Тогда, если у вас есть нагрузка, которая использует ток 5 А, фиксированное напряжение 24 В. Я рекомендую эту схему. Мы используем регулятор напряжения LM338. Это просто как LM317 или LM350. Но может давать большой ток до 5А.

Необходимо использовать трансформатор на 5А. Наблюдайте за приведенной выше схемой.

Подробнее: «Блок питания 0-30 В, 3 А» »

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Многие идеи принципиальной схемы двойного источника питания 12 В и 5 В при максимальном токе 3 А

См. Различные концепции принципиальной схемы источника питания 12 В и 5 В. Эта схема может когда-либо вызвать у вас головную боль, потому что недоступна или не соответствует работе.

Но эта статья поможет вам сэкономить. Кроме того, это отличное обучение. Самостоятельно создать схему.
Все цепи регулятора постоянного напряжения. Так что им можно доверять, низкий уровень шума.

Как выбрать подходящую концепцию дизайна

Мы должны ответить себе: для чего построена эта схема?

  • 5 вольт
    Когда ваша нагрузка – это цифровая схема семейства TTL или различные микроконтроллеры.Им нужен только постоянный уровень напряжения 5 В. Итак, мы должны использовать схему регулятора постоянного напряжения.

    Когда ток меньше 100 мА. Мы можем использовать транзистор и стабилитрон. (Легко и экономично). Но больше всего, если ток меньше 1А.
    Часто выбираем регулятор IC-7805. Потому что его легко найти, дешево

  • 12 В
    Когда мы используем обычные нагрузки, такие как микросхемы аудиоусилителей, схемы релейных приводов или даже цифровые микросхемы CMOS.Мы можем использовать схему питания 12 В.

    Мы можем использовать нерегулируемый источник питания в некоторых цепях, не требующих высокой точности. Просто есть небольшие пульсации напряжения, например в цепи управления реле.

    Если в цепи требуется постоянный уровень напряжения, также должен быть регулятор на 12 вольт.

Есть идеи? См. Схему ниже, которую вы четко поймете.

Некоторым нужен источник питания 9V вместо батареи. Это хорошая идея, потому что она подходит для использования с низким током.

12V и 5V @ 1A Источник питания

Схема источника питания Build CD-ROM

Если у вас старый привод CD-ROM. Он может воспроизводить только аудио компакт-диск, отличный звук. Но для этого нужна схема питания 12В 5В. У нас есть много способов создать источник питания постоянного тока для проигрывателя аудио компакт-дисков.

Что еще? Сделаем блок питания для Нашего Музыкального плеера.

Схема источника питания 12 В 5 В с использованием 7805 и LM7812

Посмотрите на схему ниже.Он может обеспечивать постоянное напряжение 5 В и 12 В, при 1 А.

Поскольку привод CD-ROM представляет собой электронные компоненты, требующие регулируемого источника питания. Итак, мы используем 3-контактную интегральную схему с фиксированным напряжением 1 А, 7805 и 7812.

Подробнее: техническое описание регулятора 7805

Эта схема представляет собой обычную схему источника питания регулятора, которую многие люди, возможно, видели знакомой.

Схема состоит из нерегулируемого и регулируемого источника питания IC7805-7812.

Сначала рассмотрим нерегулируемые поставки.Они состоят из важного оборудования, такого как трансформаторы, диодный выпрямитель и конденсаторный фильтр.

Рекомендуется:

Как это работает

Вот пошаговый процесс.

Сначала сеть переменного тока (230 В / 117 В) проходит в цепь через F1. Это простое устройство. Защищает при отключении электроэнергии.

Затем ступенчатый трансформатор преобразует сеть переменного тока в низкое напряжение 12 В, 6 В с трансформатором тока. Он определяет максимальный требуемый ток. В данном случае нам нужен выходной ток 1А как 5В, так и 12В.Поэтому следует выбирать трансформатор на 2А.

Мы настроили схему как двухполупериодный выпрямитель с помощью четырех дидо.

Если вы новичок, прочтите сначала:
Принцип нерегулируемого источника питания .
Я вам сейчас не объясняю. Из-за этого статья будет слишком длинной.

Посмотрите на сокращенную принципиальную схему.

Есть два раздела.

  • 5V Секция
    При 6V CT 6V, D2 и D3 преобразуют переменный ток 6V в DCV.Затем конденсатор фильтра C1 до чистого постоянного тока. Также важен C1. Мы должны использовать правильную емкость. Если использовать слишком низкое, мы получим низкое напряжение постоянного тока и высокую пульсацию. Теперь напряжение на C1 составляет около 8,4 В.
  • Секция 12 В
    При 12 В CT 12V, D1 и D4 преобразуют переменный ток 12 В в постоянный ток, а C2 также сглаживает его до чистого постоянного тока. Но на С2 он имеет напряжение 17В.

А Затем оба напряжения поступают на регулятор 7805 и 7812. Для поддержания стабильного выходного напряжения – 5 В и 12 В при 1 А.

C3 и C5 тоже фильтры.А C4 и C6 также уменьшают частотные искажения или переходные процессы.

Детали, которые вам понадобятся
D1, D2, D3, D4, D5: 1N4007, 1000V 1A Диоды
IC1: 7805, регуляторы 5V 1A IC
IC2: 7812, регуляторы 12V 1A IC

Электролитические конденсаторы
C1: 2,200 мкФ 25 В
C2: 2200 мкФ 16 В
C3: 100 мкФ 16 В
C5: 100 мкФ 25 В
C4, C6: 0,1 мкФ 50 В Керамический конденсатор
T1: 230 В или 117 (в зависимости от страны) Первичный ток переменного тока до 12 В, 6 В, трансформатор тока при 2 А вторичный трансформатор
F1: Предохранитель 1A

12V 2A и 5V Схема источника питания

Если вашей нагрузке требуется больше потоков.Например, автомобильные аудиоусилители. Требуется напряжение питания от 12 В до 2 А. Мы можем легко изменить схему выше.

Посмотрите новую схему обновления.

Мы все еще обслуживаем цепь питания 5В. Но измените схему питания 12 В, чтобы она стала версией транзистора и стабилитрона.

Даже с большим количеством оборудования. Но понять не так уж и сложно.

Нам тока нужно больше. Приходится менять диоды на 1N5402. Он может подключать максимальный ток до 3А.

И, добавьте еще один конденсатор C2, чтобы увеличить емкость, если ток больше, чем в 2 раза. Это делает более стабильным ток.

В любом случае, мы видим, что схема представляет собой последовательный транзисторный регулятор напряжения.

Подробнее: Фиксированный стабилизатор с транзистором и стабилитроном

Эта схема требует большего входного напряжения, что увеличивает эффективность. Падение напряжения на C1 и C2 увеличивается до 15Vx1,414 = 21V. Схема преобразователя постоянного тока

12В 3А на транзисторе и стабилитроне

Это лучше, чем раньше.Мы добавляем два транзистора в форме Дарлингтона (Q1, Q2), чтобы обеспечить максимальный ток до 2A или 3A.

Стабилитрон устанавливает постоянное напряжение на 12 В. И мы добавляем два диода, чтобы компенсировать потерю напряжения на выводе BE каждого транзистора (0,6 В + 0,6 В).

Это означает, что выходное напряжение будет точнее 12 В.

Для других устройств Исходная схема – C4: конденсатор фильтрует любой шум. C3 снижает пульсации напряжения.

Детали, которые вам понадобятся
D1, D2, D3, D4, D5: 1N5402, 200V 3A Диоды
IC1: 7805, регуляторы 5V 1A IC
Q1: BC548, 45V 0.1A, транзистор NPN
Q2: TIP3055, 50 В 15A, транзистор NPN

Электролитические конденсаторы
C1, C2: 2200 мкФ 25 В
C5: 2200 мкФ 16 В
C6: 100 мкФ 16 В
C3: 22 мкФ 25 В
C4, C7: 0,1 мкФ 50 В Керамический конденсатор
R1: 470 Ом, 0,25 Вт, резисторы, допуск: 5%
T1: 230 В или 117 (в зависимости от страны) Первичный переменный ток до 12 В, 6 В, вторичный трансформатор трансформатора тока, 2 А
F1: Предохранитель 1 А

12 В 3 А и 5 В 2 А Схема регулятора

Нашему другу (Суреш) нужен источник питания постоянного тока 12 В и 5 В при 2 А.У нас есть много способов сделать это. Но эта схема, представленная ниже, может быть лучшим выбором.

12V 3A и 5V 2A Схема источника питания

Мы немного изменим схему выше.

  • Измените размер трансформатора на 3А.
  • Уход за оборудованием аналогичен 12В. Но он по-прежнему подает ток до 3А.
  • Добавьте силовой транзистор TIP2955, чтобы увеличить ток.

См. 5 В большой ток до 2 А .

Цифровой КМОП и источник питания TTL

Иногда в наших электронных схемах используются разные уровни напряжения. Например, в цифровых схемах, использующих оба семейства микросхем TTL. Для чего требуется только питание 5 В. Подключается к семейству микросхем CMOS, которые используют питание 12 В.

Подключение CMOS к TTL на разных уровнях питания

Узнайте, как использовать CMOS IC

Мы можем легко подключить оба с помощью схемы транзистора, описанной выше.

И мы можем использовать схему питания для цифровой ИС в соответствии со схемой ниже

12В 5В Схема питания для цифровых CMOS и TTL

Эта схема является модифицированной схемой выше.Есть много моментов, которые следует учитывать.

  • Мы используем трансформатор 15 В только с одной первичной обмоткой и поэтому используем схему мостового выпрямителя.
  • Низкий выходной ток не более 1А, которого достаточно для обычных цифровых схем.
  • Сохраните конденсаторный фильтр, но мы получим стабилизатор на 5 В с меньшим шумом, потому что он получает напряжение от регулятора 12 В.

Рекомендуется: Цепь двойного питания 15 В с печатной платой

Детали, которые вам понадобятся
D1, D2, D3, D4, D5: 1N4007, 1000V 1A Диоды
IC1: 7812, регуляторы 12V DC IC
IC2: 7805, регуляторы постоянного тока 5 В IC

Электролитические конденсаторы
C1: 2200 мкФ 25 В
C3: 100 мкФ 25 В
C2, C4: 0.1 мкФ, 63 В, полиэфирный конденсатор
T1: 230 В или 117 В в зависимости от страны, первичный ток переменного тока до 15 В, вторичный трансформатор 1 А

Также 5 В 9 В для цепей питания 12 В

Что еще? Вы можете посмотреть другие схемы питания: Нажмите здесь

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Design Источник питания 5 В постоянного тока (простое пошаговое руководство)

Ищете помощь в разработке источника питания 5 В самостоятельно? Что ж, добро пожаловать.В этом посте мы не только проектируем блок питания, но и узнаем о расчетных расчетах, которые вы можете сделать сами.

Схема источника питания – это очень простая схема в обучении электронике. Практически каждый в электронике пытается это сделать. И я не могу сказать вам, насколько это весело, когда вы закончите свой первый дизайн блока питания, протестируете его, и он будет работать нормально.

Хорошо!

Блок питания, который мы здесь разработаем, очень простой. Это линейный дизайн, основанный на технологиях, он будет проходить вас на каждом этапе проектирования, попытается представить все простым языком, выполнит некоторые математические вычисления i.е. Если в схеме используется конденсатор, вы должны знать, зачем он нужен и как рассчитывается его значение.

Надеюсь, вам понравится этот пост и вы чему-нибудь научитесь. На всякий случай, если вам нравится заниматься электроникой своими руками, то этот набор для самостоятельного изготовления регулируемого блока питания (нажмите здесь) подойдет именно вам. Развлекайтесь 😀

Конструкция блока питания 5В постоянного тока

Проектирование любой схемы начинается с хорошо составленной общей блок-схемы. Это помогает нам спроектировать отдельные части 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. Он состоит из следующих четырех основных подблоков.

  • Трансформатор
  • Схема выпрямителя
  • Фильтр
  • Регулятор

Сначала я объясню каждый блок в целом, а затем мы перейдем к проектированию. Думаю, нужно понимать, какой блок что делает в первую очередь.

Итак, давайте попробуем разобраться в каждом разделе по отдельности.

Трансформатор входной

Трансформатор – это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения в соответствии с законом передачи энергии.

Вопрос в том, зачем нам это нужно в нашей конструкции снабжения?

Что ж, 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 нижнего уровня, то есть близкого к 5 В (переменный ток). Этот более низкий уровень в дальнейшем используется другими блоками для получения необходимых 5 В постоянного тока.

Трансформатор – это устройство, которое используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения, сохраняя одинаковую входную и выходную мощность.

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, какая линия находится под напряжением, идущим к трансформатору.

Выпрямительная цепь

Если вы думаете, что трансформатор просто снизил напряжение до 5 В постоянного тока. Извините, вы ошибаетесь, как когда-то был я. Пониженное напряжение по-прежнему остается переменным. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, нужна хорошая выпрямительная схема.

Схема выпрямителя – это комбинация диодов, расположенных таким образом, чтобы преобразовывать переменное напряжение в постоянное напряжение.

Без выпрямительной схемы невозможно получить необходимое выходное напряжение 5 В постоянного тока.Эта схема поставляется в красивых интегрированных корпусах, или вы также можете сделать ее с использованием четырех диодов. Вы увидите, как мы это проектируем, в следующих разделах.

В основном, существует два типа выпрямительных схем; полуволновой и двухполупериодный. Однако нас интересует полноценный выпрямитель, так как он более энергоэффективен, чем первый.

Фильтр

В практической электронике нет ничего идеального. Схема выпрямителя преобразует входящий переменный ток в постоянный, но, к сожалению, не превращает его в чистый постоянный ток.Выход выпрямителя пульсирует и называется пульсирующим постоянным током. Этот пульсирующий постоянный ток не считается подходящим для питания чувствительных устройств.
Итак, выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет рябь. Задача фильтра – отфильтровывать эти пульсации и обеспечивать совместимость напряжения для регулирования.

Конденсаторный фильтр используется, когда нам нужно преобразовать пульсирующий постоянный ток в чистый или удалить искажения из сигнала

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

Регулятор

Стабилизатор – 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 выходное напряжение, независимое от нагрузки.ИС регулятора не только делает выходное напряжение независимым от переменных нагрузок, но и от изменений напряжения в сети.

Регулятор – это интегральная схема, используемая для обеспечения постоянного выходного напряжения независимо от изменений входного напряжения.

Надеюсь, вы разработали несколько основных концепций проектирования источников питания. Давайте пойдем дальше с реальной принципиальной схемой для нашей конкретной конструкции блока питания 5 В постоянного тока.

Принципиальная схема блока питания 5В постоянного тока

Ниже представлена ​​принципиальная схема указанного проекта.Вы получаете основной запас; напряжение и частота могут зависеть от вашей страны, предохранителя; для защиты схемы, трансформатора, выпрямителя, конденсаторного фильтра, светодиодного индикатора и регулятора IC.

Блок-схема реализована в программном обеспечении NI Multisim, хорошем программном обеспечении для моделирования для студентов и начинающих электронщиков. Я рекомендую потратить немного времени на то, чтобы поиграть с ним.

Теперь перейдем к собственному дизайну.

Пошаговый метод проектирования источника питания постоянного тока 5 В

Вот в чем дело, мы сначала спроектируем каждую секцию, а затем соберем каждую из них, чтобы наш источник питания постоянного тока был готов для питания наших проектов.

Итак, приступим к делу шаг за шагом.

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 5В, мы выберем ИС линейного регулятора LM7805.

Следующим шагом в процессе проектирования является определение номинальных значений напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.Это делается с помощью таблицы данных регулятора IC.

Ниже приведены номинальные характеристики и схема контактов LM7805 из таблицы данных.

В техническом описании 7805 также предписывается использование конденсатора 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки. И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсации, если фильтрация находится далеко от регулятора.

Для дополнительной информации, для вывода положительного напряжения мы используем 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.

Шаг 2: Выбор трансформатора

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

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

Итак, 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. Почему ток 1А? Поскольку IC регулятора имеет номинальный ток 1 А, это означает, что мы не можем пропускать ток, превышающий это значение.Выбор трансформатора с номинальным током выше этого потребует дополнительных денег. И нам это не нужно.

Шаг 3: Выбор диодов для моста

Как вы видите на принципиальной схеме, схема выпрямителя состоит из нескольких диодов, расположенных по схеме. Чтобы сделать выпрямитель, нам нужно 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 поставляется в корпусе IC. Но я не хочу, чтобы вы использовали его здесь, просто для обучения и игры с отдельными диодами.

Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки (т.е. в данном случае 500 мА). 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.Пиковое обратное напряжение – это напряжение, которое диод может выдерживать при обратном смещении.

Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо учитывать его напряжение, номинальную мощность и значение емкости. Номинальное напряжение рассчитывается на основе вторичного напряжения трансформатора.

Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение. Итак, если вторичное напряжение составляет 13 В (пиковое значение для 9 В), 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, т. Е. 500 мА в нашем исполнении, Vo = выходное напряжение, т. Е. В нашем случае 5 В, f = частота, т. Е. 50 Гц

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.

Используя формулу конденсатора, практическое стандартное значение, близкое к этому значению, i-e 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.

Другая важная формула приведена ниже. Это также можно использовать для расчета емкости конденсатора.

В данном случае R – сопротивление нагрузки. Rf – коэффициент пульсации, который должен быть менее 10% для хорошей конструкции. И на этом мы почти закончили с дизайном блока питания на 5 В.

Шаг 5. Обеспечение безопасности источника питания

Каждая конструкция должна иметь защитные приспособления для защиты от возгорания. Точно так же наш простой источник питания должен иметь один, то есть входной предохранитель. Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки.

Например, наша желаемая нагрузка может выдержать 500 мА. Если в случае, если наша нагрузка начнет плохо себя вести, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит нашу поставку.

Практическое правило для выбора 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 может быть использовано. Если вы решили использовать его для таких случаев, то не забудьте прикрепить радиатор к микросхеме регулятора.

Больше удовольствия с электроникой

Электроника – это очень весело. Как только вы окунетесь в мир электроники, у вас всегда есть чем заняться.

Если вам нравится делать электронику своими руками, вам понравился этот пост, вы узнали все концепции дизайна, а теперь хотите создать свой собственный проект источника питания DIY.Вы хотите спаять и поиграть со всеми вышеупомянутыми компонентами, затем проверьте это, комплект источника питания Elenco (Amazon Link), вам будет интересен.

Кроме того, есть забавная книга под названием Make Electronics: Learning through discovery (Amazon link), , которая научит вас многим классным электронным устройствам на практике. Если вы найдете эту книгу интересной, попробуйте, и вы многому научитесь.

Заключение

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

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 практике

Не указывайте только источник питания 500 мА. Это может быть ваш источник питания 5 В постоянного тока с допустимым током до 500 мА. И это было то, что я знаю, как разработать источник питания постоянного тока на 5 В.

Надеюсь, это была вам какая-то помощь.

Спасибо и удачной жизни.


Другие полезные сообщения

Источник питания

: определение, функции и компоненты

Определение : Источник питания – это электронная схема, предназначенная для обеспечения различных напряжений переменного и постоянного тока для работы оборудования.

Для правильной работы электронного оборудования требуется определенное количество источников напряжения. Для работы ИС и транзисторов необходимы низкие напряжения постоянного тока.Высокое напряжение необходимо для работы ЭЛТ и других устройств. Батареи могут обеспечить все эти напряжения.

Однако электричество для электрических и электронных устройств обычно поставляет местная энергетическая компания. Эта мощность поступает из розетки на 115 В переменного тока с частотой 60 Гц. Для работы некоторого оборудования требуются разные напряжения.

Функции источника питания

Полная схема источника питания может выполнять следующие функции:

  1. Повышение или понижение напряжения с помощью трансформатора до требуемого напряжения сети переменного тока.
  2. Обеспечьте некоторый метод разделения напряжения для удовлетворения потребностей оборудования.
  3. Измените переменное напряжение на пульсирующее постоянное напряжение с помощью полуволнового или двухполупериодного выпрямления.
  4. Фильтрация пульсирующего постоянного напряжения до чистого постоянного постоянного напряжения для использования в оборудовании.
  5. Отрегулируйте выходную мощность источника питания пропорционально приложенной нагрузке.

Компоненты источника питания

Блок-схема, иллюстрирующая эти функции, показана на рисунке 1. Обратите внимание, что определенные функции есть не в каждом источнике питания.См. Рисунок 2 для типичных компонентов коммерческого блока питания.

Рисунок 1. Блок-схема компонентов источника питания. Входное напряжение 117 вольт переменного тока. Под блоками показаны процессы, используемые в типичном источнике питания. Выход блока питания может быть постоянным или переменным током. Выход этого источника питания составляет пять вольт постоянного тока.

Рис. 2. Регулируемый источник питания постоянного тока. (Knight Electronics)

Силовые трансформаторы Диоды

Первым устройством в источнике питания является трансформатор.Его цель – повысить или понизить переменное напряжение источника до значений, необходимых для использования в радио, телевидении, компьютере или других электронных схемах.

Большинство трансформаторов не имеют электрического соединения между вторичной и первичной обмотками. См. Рисунок 3. Это означает, что трансформатор изолирует цепь, подключенную к первичной обмотке, от цепи, подключенной во вторичной обмотке.

Изоляция – это термин, который означает отсутствие электрических соединений между первичной и вторичной обмотками трансформатора.

Рисунок 3 . Изоляция в трансформаторе.

Изолирующий трансформатор – это трансформатор, предназначенный для изоляции первичной цепи от вторичной цепи.

Использование изолирующего трансформатора является мерой безопасности, поскольку он помогает предотвратить удары во вторичной обмотке. Наше тело или руки должны быть соединены через оба вывода вторичных соединений, чтобы получить электрический ток.

Описанное выше условие безопасности не выполняется в первичной цепи с коммерческим переменным током, предоставляемым энергетической компанией. Одно соединение горячее , что означает, что соединение находится под напряжением. Другой заземлен или нейтраль. Если стоять на земле и прикасаться к горячему контакту, это приведет к поражению электрическим током. Прикосновение к заземляющему соединению не приведет к поражению электрическим током.

Вторичные обмотки могут иметь отводы для получения различных напряжений. Отвод, расположенный посередине между двумя концами вторичной обмотки, называется центральным отводом .

Во многих источниках питания используется вторичная обмотка трансформатора с центральным отводом.Напряжения на ответвлениях, показанные на рис. 4, сдвинуты по фазе на 180 градусов по отношению к центральному ответвлению.

Разнообразные трансформаторы можно найти почти во всех электронных устройствах. Вы должны понимать основную теорию и назначение трансформатора. При необходимости просмотрите главу 12.

A Урок по технике безопасности

Трансформаторы вырабатывают высокое напряжение, которое может быть очень опасным. При работе с высоким напряжением или измерении высокого напряжения следует всегда проявлять должное уважение и особую осторожность.

Рис. 4. Трансформатор с центральным ответвлением.

Полупериодное и полноволновое выпрямление

После того, как напряжение прошло через трансформатор источника питания, следующим шагом является выпрямление.

Процесс преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный называется выпрямлением.

При изменении сигнала переменного тока на постоянный существует два типа выпрямления: полуволновое выпрямление и двухполупериодное выпрямление.

При использовании однополупериодного выпрямителя только половина входного сигнала проходит через выпрямитель. Двухполупериодный выпрямитель пропускает всю входную волну.

Полупериодное выпрямление

В Рис. 5 выход трансформатора соединен последовательно с диодом и нагрузочным резистором. Входное напряжение трансформатора выглядит как синусоида.

Полярность волны меняется на противоположную с частотой приложенного напряжения.Выходное напряжение вторичной обмотки трансформатора также выглядит как синусоидальная волна. Величина волны зависит от коэффициента трансформации трансформатора. Выходной сигнал не совпадает по фазе с первичной обмоткой на 180 градусов.

Верх трансформатора (точка A) соединен с анодом диода. Обратите внимание, что сторона B трансформатора подключена к земле.

В течение первой половины цикла точка A положительна. Диод проводит, создавая падение напряжения на резисторе R, равное IR.Во время второго полупериода точка А отрицательна. Анод диода также отрицательный. Отсутствие проводимости и отсутствие ИК-перепада поперек R.

Рис. 5 . Принципиальная схема диодного выпрямителя.

Осциллограф , подключенный через R, выдает сигнал, показанный справа на рис. 6 . Выход этой схемы состоит из импульсов тока, протекающего только в одном направлении, и имеет ту же частоту, что и входное напряжение.Выходной сигнал – пульсирующий постоянный ток.

Рисунок 6. Формы входных и выходных сигналов диодного выпрямителя.

Только половина входной волны переменного тока используется для создания выходного напряжения. Этот тип выпрямителя называется однополупериодным выпрямителем .

Посмотрите на полярность выходного напряжения в Рисунок 6 . Один конец резистора R заземлен. Ток течет от земли к катоду. Это соединение делает конец R подключенным к катоду положительным, как показано на рисунке 5.

Отрицательный выпрямитель можно сделать, переставив диод в цепи, Рисунок 7 . Диод проводит, когда катод становится отрицательным, в результате чего анод становится положительным.

Ток через R будет проходить от анода к земле, делая анодный конец R отрицательным, а заземляющий конец R – более положительным.

Напряжения, снятые на выходе R, будут отрицательными по отношению к земле. Эта схема называется перевернутым диодом .Используется, когда требуется отрицательное напряжение питания.

Рисунок 7. Инвертированный диод создает отрицательное напряжение.

Возможно использование источника питания, обеспечивающего полуволновое выпрямление, без использования трансформатора. Эта цепь не изолирована . Нет никакого повышения или понижения текущего напряжения. Эта схема имеет более простую и менее дорогостоящую конструкцию, и поскольку в ней нет трансформатора, ее можно использовать в небольших помещениях, Рис. 8 .

Рисунок 8. Однополупериодное выпрямление без трансформатора.

Полнополупериодное выпрямление

Пульсирующее постоянное напряжение на выходе полуволнового выпрямителя может быть отфильтровано до чистого постоянного напряжения. Однако однополупериодный выпрямитель использует только половину входной волны переменного тока.

Лучшее фильтрующее действие достигается при использовании двух диодов. При такой настройке можно использовать оба полупериода входной волны.

Оба полупериода на выходе имеют одинаковую полярность в этом двухполупериодном выпрямителе. Рисунок 9 следует за первой половиной цикла. Рисунок 10 следует за вторым полупериодом.

Рисунок 9. Стрелки показывают ток двухполупериодного выпрямителя в течение первого полупериода.

Рисунок 10. Направление тока во втором полупериоде.

Чтобы произвести это двухполупериодное выпрямление, на вторичной обмотке делается центральный отвод. Этот кран крепится к земле.

В Рис. 9 , точка A положительная, а анод диода D1 – положительный.Электронный поток показан стрелками. Во второй половине входного цикла точка B положительна, анод диода D2 положителен, и ток течет, как показано на , рис. 10, .

Независимо от того, какой диод является проводящим, ток через нагрузочный резистор R всегда в одном направлении. Как положительные, так и отрицательные полупериоды входного напряжения вызывают ток через резистор R в одном и том же направлении.

Выходное напряжение этого двухполупериодного выпрямителя снимается через резистор R.Он состоит из импульсов постоянного тока с удвоенной частотой входного напряжения, Рисунок 11 . Чтобы произвести это двухполупериодное выпрямление в этой цепи, вторичное напряжение было уменьшено вдвое центральным отводом.

Рисунок 11. Формы сигналов на входе и выходе двухполупериодного диодного выпрямителя.

Диоды D 1 и D 2 , используемые на рисунках 9 и 10, упакованы как по отдельности, так и попарно. На рисунке 12 показан блок с двумя выпрямителями.Центральный вывод используется как соединение для катодов. Катоды соединены вместе.

Рисунок 12. Двойные диоды с центральным отводом.

Мостовые выпрямители

Не всегда необходимо использовать трансформатор с центральным отводом для двухполупериодного выпрямления. Полное вторичное напряжение может быть выпрямлено с помощью четырех диодов в цепи, называемой мостовым выпрямителем , рис. 13 и 14 . Показаны две схемы, так что ток можно наблюдать в каждом полупериоде.

Рисунок 13. Ток в мостовом выпрямителе в течение первого полупериода.

Рисунок 14. Ток в мостовом выпрямителе во время второго полупериода.

В Рис. 13 , точка A вторичной обмотки трансформатора положительная. Ток течет в направлении стрелок. Когда точка B положительна, ток течет, как на Рис. 14 .

Опять же, обратите внимание, что ток через R всегда в одном направлении.Обе половины входного напряжения выпрямляются, и используется полное напряжение трансформатора.

Мостовые выпрямители могут использоваться в цепях без трансформаторов . Без трансформаторов напряжение или ток не будут повышаться или понижаться. Не будет изоляции. Эти схемы также называются мостовыми схемами с линейным управлением , Рисунок 15 .

Осторожно

Подключение осциллографа напрямую к мостовому выпрямителю с линейным приводом приведет к мертвому заземлению, когда заземление осциллографа подключено к мосту линейного напряжения.Изолирующий трансформатор с соотношением 1: 1 должен использоваться, чтобы предотвратить соединение заземляющего провода на прицеле с проводом под напряжением.

Рисунок 15. Схема мостового выпрямителя с линейным управлением.

Выход полуволнового или двухполупериодного выпрямителя представляет собой пульсирующее напряжение. Прежде чем его можно будет применить к другим схемам, необходимо уменьшить пульсации. Требуется более устойчивый постоянный ток. Его можно получить с помощью сети фильтров .

На рис. 16 линия E avg показывает среднее напряжение пульсирующей волны постоянного тока.Оно равно 0,637 × пиковое напряжение. Заштрихованный участок волны над средней линией равен по площади заштрихованному участку под линией.

Движение выше и ниже среднего напряжения называется пульсацией переменного тока. Именно эта пульсация требует фильтрации.

Процент пульсаций по сравнению с выходным напряжением должен быть небольшим. Процент пульсации можно найти по формуле:

\ [Percentage \ text {} Ripple = \ frac {{{E} _ {rms}} \ text {} of \ text {} Ripple \ text {} Voltage} { {{E} _ {avg}} \ text {} of \ text {} Total \ text {} Output \ text {} Voltage} \ times 100% \]

Рисунок 16. Среднее значение на выходе двухполупериодного выпрямителя.

Конденсаторные фильтры

Конденсатор, подключенный к выходу выпрямителя, обеспечивает некоторую фильтрацию, Рисунок 17 . Конденсатор способен накапливать электроны.

Когда диод или выпрямитель проводит ток, конденсатор быстро заряжается до напряжения, близкого к пиковому напряжению волны. Он ограничен только сопротивлением выпрямителя и реактивным сопротивлением обмоток трансформатора.

Между пульсациями в волне падает напряжение выпрямителя.Затем конденсатор разряжается через сопротивление нагрузки.

Конденсатор, по сути, является камерой хранения электронов. Он хранит электроны при пиковом напряжении, а затем подает электроны на нагрузку, когда выход выпрямителя низкий. См. Рисунок 18 .

Рисунок 17. Фильтрующее действие конденсатора.

Рис. 18. Вход и выход конденсаторного фильтра, показывающий изменение формы сигнала.

Конденсаторы, используемые для этой цели, относятся к электролитическим типам , потому что большие емкости необходимы в ограниченном пространстве.Общие значения для конденсаторов колеблются от 4 до 2000 мкФ. Рабочие напряжения конденсаторов должны превышать пиковое напряжение выпрямителя.

LC Filters

Фильтрующее действие можно улучшить, добавив дроссель последовательно с нагрузкой. Эта схема LC-фильтра представлена ​​на рис. 19 , рис. 19 . Дроссель фильтра состоит из множества витков проволоки, намотанной на многослойном железном сердечнике.

Рисунок 19. Дальнейшая фильтрация производится дросселем последовательно с нагрузкой.

Напомним, что индуктивность была тем свойством цепи, которое сопротивлялось изменению тока. Повышение тока вызывало противо-ЭДС, препятствующую повышению. Уменьшение тока вызывало противоэдс, препятствующее уменьшению. В результате дроссель постоянно препятствует изменению тока. Тем не менее, он предлагает очень небольшую оппозицию постоянному току.

Дроссели, используемые в радиоприемниках, имеют номинал от 8 до 30 генри. Номинальный ток составляет от 50 до 200 миллиампер.

Дроссели большего размера могут использоваться в преобразователях и других электронных устройствах.Фильтрующее действие в результате заслонки фильтра показано на Рис. 20 .

Рис. 20. Осциллограммы показывают фильтрующее действие конденсатора и дросселя вместе.

Второй конденсатор можно использовать в секции фильтра после дросселя, чтобы обеспечить большее действие фильтра. См. Рисунок 21 . Действие этого конденсатора аналогично работе первого конденсатора. Конфигурация схемы обозначается греческой буквой π. Фильтр называется фильтром сечением пи (π).

Рисунок 21. Секционный фильтр Pi (π).

Когда первым фильтрующим компонентом является конденсатор, схема называется входным фильтром конденсатора . Когда дроссель является первым фильтрующим элементом, он называется входным фильтром дросселя, Рис. 22 . Входной фильтр дросселя выглядит как перевернутая L, поэтому его также называют фильтром L-секции. Некоторые из этих секций фильтра можно использовать последовательно, чтобы обеспечить дополнительную фильтрацию.

Рисунок 22. Входной дроссель L, фильтр

В конденсаторном входном фильтре конденсатор заряжается до пикового напряжения выпрямленной волны. На входе дросселя ток зарядки конденсатора ограничивается дросселем. Конденсатор не заряжается до пикового напряжения. В результате, выходное напряжение источника питания, использующего конденсаторный входной фильтр, выше, чем напряжение, использующее входной фильтр дросселя.

Основы питания

Детали блока питания

В идеале блок питания постоянного тока (обычно называемый блоком питания), получающий питание от сети переменного тока, выполняет ряд задач:

  • 1.Он изменяет (в большинстве случаев снижает) уровень подачи до значения, подходящего для управления цепью нагрузки.
  • 2. Он вырабатывает постоянный ток от сети (или сети) синусоидального переменного тока.
  • 3. Предотвращает появление переменного тока на выходе источника питания.
  • 4. Это гарантирует, что выходное напряжение поддерживается на постоянном уровне, независимо от изменений:
  • а. Напряжение питания переменного тока на входе питания.
  • г. Ток нагрузки, потребляемый с выхода источника питания.
  • г. Температура.

Для этого базовый блок питания имеет четыре основных этапа, показанных на рис. 1.0.1.

Рис. 1.0.1 Блок-схема источника питания

Источники питания

за последнее время значительно повысили надежность, но, поскольку они должны выдерживать значительно более высокие напряжения и токи, чем любая или большая часть цепей, которые они питают, они часто наиболее подвержены отказу любой части электронной системы.

Современные источники питания также значительно усложнились и могут обеспечивать очень стабильные выходные напряжения, контролируемые системами обратной связи.Многие цепи питания также содержат автоматические цепи безопасности для предотвращения опасного перенапряжения или перегрузки по току.

Силовые модули на Learnabout-electronics поэтому знакомят с многими методами, используемыми в современных источниках питания, изучение которых важно для понимания электронных систем.

Предупреждение

Если вы планируете построить или отремонтировать источник питания, особенно тот, который питается от сети (линейного) напряжения, модули источника питания на этом сайте помогут вам понять, сколько часто встречающихся схем работает.Однако вы должны понимать, что напряжения и токи, присутствующие во многих источниках питания, в лучшем случае опасны и могут присутствовать даже при выключенном источнике питания! В худшем случае высокое напряжение, присутствующее в источниках питания, может, и время от времени, УБИТЬ.

Информация, представленная на этом сайте, не только даст вам квалификацию для безопасной работы с источниками питания. Вы также должны обладать навыками и оборудованием для безопасной работы и полностью осознавать местные проблемы здоровья и безопасности.

Пожалуйста, действуйте ответственно, автор этой информации и владельцы этого сайта не несут никакой ответственности или обязательств за любой ущерб или травмы, причиненные людям или любым третьим лицам, имуществу или оборудованию в результате использования или неправильного использования информации, представленной на веб-сайты learnabout-electronics.

Общие сведения об источниках питания и простых схемах

Ключевые термины

  • Электропитание
  • Электросхема
  • Выключатель
  • Замкнутый контур
  • Обрыв

Цели

  • Распознать функцию и представление простого источника питания
  • Проанализировать простую электрическую схему
  • Определить функцию переключателей в схеме

Электронные устройства работают за счет приложения напряжения, которое создает электрические токи через различные компоненты.Эти токи могут выполнять ряд функций: например, они создают тепло на электрической плите (плите), они создают свет в лампочке и передают информацию от точки к точке в процессоре. Итак, как нам получить напряжение, чтобы мы могли выполнять эти функции? Ответ заключается в том, что мы можем в общих чертах назвать источниками питания .

Обратите внимание: не пытайтесь копировать схемы из этой статьи. Это может привести к поражению электрическим током, травме или смерти.Эти примеры предназначены только для теоретического обсуждения, а не для фактического / физического использования.

Источники питания

Электрический источник питания – это устройство или система, которые преобразуют некоторую форму энергии в электрическую. Например, батарея преобразует химическую энергию в электрическую посредством химических реакций, которые создают напряжение на двух выводах (один из которых отмечен знаком «+», а другой – «-»).В случае вашей электроэнергетической компании электростанция сжигает уголь или использует ядерное топливо для вращения турбины, которая с помощью магнитов генерирует напряжение, которое линии электропередач несут в ваш дом. Солнечные панели преобразуют энергию света в электрическую.

Независимо от источника, источник питания преобразует некоторую форму накопленной или доступной энергии в электрическую энергию. (Согласно фундаментальному принципу физики, энергия не создается и не уничтожается – она ​​может только изменять форму.) Но как выглядит блок питания в контексте нашего обсуждения напряжения и тока? Ниже приведена иллюстрация простого источника питания с положительной и отрицательной клеммами. Положительный вывод имеет чистый положительный заряд, а отрицательный вывод имеет чистый отрицательный заряд. Назовем отрицательную клемму землей.

Из-за избыточного положительного заряда на положительном выводе и избыточного отрицательного заряда на отрицательном выводе положительный заряд будет отталкиваться от положительного вывода и притягиваться к отрицательному выводу.

В целях иллюстрации рассмотрим аккумулятор 1,5 В – это разность потенциалов между двумя выводами аккумулятора на кулон заряда. Мы по-прежнему будем называть отрицательную клемму землей, потому что положительный заряд будет «падать» от положительной клеммы к отрицательной клемме, как показано выше. На схеме ниже мы просто предполагаем, что аккумулятор окружен воздухом, который является изолятором (он не проводит заряд).

Но что, если мы подключим проводящий материал, например, медный провод, к клеммам батареи? Тогда у нас есть как разность потенциалов между двумя терминалами , так и , путь для зарядки. В результате ток будет течь от положительной клеммы к отрицательной.

На этом этапе вы можете быть немного сбиты с толку относительно того, почему мы показываем поток положительного заряда.Напомним, что проводники допускают свободный поток слабосвязанных электронов – таким образом, мы могли бы ожидать, что произойдет то, что отрицательный заряд будет течь от отрицательного вывода (где его избыток) к положительному выводу (чтобы сбалансировать положительный заряд там. ). На самом деле так и происходит, но по исторической случайности положительный заряд был связан с протонами, а не с электронами (заряд электронов можно было бы с полным основанием назвать положительным). Оказывается, данный поток положительного заряда в одном направлении эквивалентен тому же потоку отрицательного заряда в противоположном направлении.

Но чтобы согласовать наше исследование с обычаями физики, мы обычно будем говорить о положительном токе, то есть о положительном заряде, протекающем от более высокого напряжения (положительный вывод) к более низкому напряжению (заземление). Кстати, не стоит подключать таким образом к аккумулятору только провод или другой хороший проводник – это очень быстро разрядит аккумулятор.

Простая электрическая цепь

То, что мы видим выше, где две клеммы источника питания (например, батареи) соединены друг с другом, представляет собой простую электрическую схему . Электрическая цепь, как вы, вероятно, можете судить по приведенному выше примеру и названию, представляет собой замкнутый контур, по которому может течь ток. Однако, поскольку приведенная выше схема не содержит других компонентов, кроме батареи, это не очень интересный пример.

Обратите внимание, что электроны могут течь из одной точки материала (или комбинации материалов) в другую, только если между точками существует непрерывный путь через проводящий материал (проводник). В приведенной выше простой схеме такой путь существует между клеммами аккумулятора.Но что, если мы сделаем обрыв провода? Тогда, конечно, ток не пойдет. Если мы можем «разорвать» и «разблокировать» цепь по желанию, то мы сможем включать и выключать поток заряда: другими словами, мы ввели в цепь переключатель . Обратите внимание, что когда переключатель замкнут (соединение провода), конфигурация называется замкнутой цепью . Когда переключатель разомкнут, это называется разомкнутой цепью .

Наконец, давайте заменим нашу громоздкую батарею более традиционным обозначением источника питания, которое вы обычно видите на реальных схемах электрических цепей.

Обратите внимание, что положительный вывод находится на стороне более длинной горизонтальной полосы; отрицательная клемма находится на стороне более короткого стержня. Оба обозначены выше, но обычно не отображаются. Таким образом, наша простая схема переключателя выглядит следующим образом.

Таким образом, мы сделали первый шаг в мир электрических цепей. Опять же, даже с переключателем эта схема не так уж и интересна: все, что она делает, это быстро истощает энергию, запасенную в батарее, когда цепь замкнута.Однако важно отметить, что, «размыкая» цепь, мы можем контролировать, будет ли течь ток. Этот полезный подход позволяет нам, например, включать и выключать свет на настенных выключателях.

Практическая задача : Определите, в каком направлении будет течь ток в простой замкнутой цепи, показанной ниже.

Решение: Мы узнали, что по соглашению мы интерпретируем ток как поток положительного заряда от положительного (положительно заряженного) вывода к отрицательному (отрицательно заряженному).Батарея в простой схеме, приведенной выше, ориентирована так, чтобы положительный полюс находился слева. Таким образом, ток будет течь против часовой стрелки

Практическая задача : Будет ли протекать ток в цепи ниже? Почему или почему нет?

Решение : Хотя эта схема немного сложнее, чем простые схемы, которые мы видели до сих пор, мы можем применить те же принципы, которые мы уже использовали.Помните, что ток течет только тогда, когда есть проводящий путь от более высокого напряжения (положительный вывод источника питания) к более низкому напряжению (или заземление – отрицательный вывод).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *