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

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.

ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

   Начиниющие радиолюбители, которых большинство, для сборки регулированного блока питания выбирают схемы попроще. Такую схемку решил сделать и я, так как возможностей достать дорогие детали и настроить сложный БП вряд-ли получится. 


   Самое основное для любой конструкции корпус. Тут мне повезло досать нерабочий БП ATX от компьютера, куда и будет помещён будущий блок питания.


   Разъёмы сзади для сети 220В оставил, а на место кулера прикрутил обычную розетку, так как их постоянно не хватает для массы моих электронных устройств. Короче лишней она не будет.


   Печатная плата блока питания простейшая и изготовить её будет легко даже начинающим. В крайнем случае можно вырезать дорожки резаком, а не травить. Для защиты по максимальному току - а это обязательно должно быть в радиолюбительском блоке питания, выбрал схему электронного предохранителя с индикацией перегрузки на светодиоде.


   Передняя панель блока питания изготавливается из пластика, текстолита или даже фанеры - кто на что богат. На ней будут крепиться стрелочные индикаторы - вольтметр и амперметр (как впоследствии стало понятно, что это намного лучше и удобней цифровой индикации), регулятор напряжения и кнопки включения и переключения режимов защиты. Я выбрал 0,1 и 1А, но можно расчитать резистор токовой защиты на любое значение.


   Ещё на передней панели блока питания будут две клеммы для подключения проводов выхода БП.


   Получается вот что-то уже похожее на блок питания. Трансформатор выбираем такой, чтоб он поместился в корпус. Так что если вы идёте его покупать на радиобазаре - сначала замеряйте габариты коробки.


   Корпус обклеиваем самоклеющейся плёнкой или красим лаком.


   Зелёный светодиод будет светиться при включении БП в сеть, а красный сигнализирует о срабатывании защиты от токовой перегрузки.


   Здесь написано как рассчитать шунт для стрелочных индикаторов. А чтоб нанести на шкалу новые значения вольт и ампер, придётся раскрыть их корпуса и аккуратно наклеить бумажки с новыми значениями поверх старых.


   Вот и всё. Отличный простой блок питания из подручных материалов полностью готов. Работа с ним в течении нескольких месяцев показала его высокую надёжность и простоту эксплуатации. Материал предоставил in_sane.

   Форум по блокам питания

   Форум по обсуждению материала ПРОСТОЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Простой регулируемый БП 0-12В | AUDIO-CXEM.RU

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

Простая схема регулируемого блока питания на транзисторах с защитой от перегрузки по току и КЗ. Пояснение принципа действия и работы данной схемы.

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

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

 

Видео по этой теме:

 

 

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

Регулируемый блок питания на транзисторах

Простой регулируемый блок питания радиолюбительских устройств на двух транзисторах.

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

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

Рассмотрим электрическую схему.

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

Применяемые детали:

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

Внешний вид стабилитрона:

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

Внешний вид транзистора:

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

Внешний вид тразистора:

 Диодный мост собран на диодах Д226:

Внешний вид диода:

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

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

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



ДЕЛАЕМ БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ НАПРЯЖЕНИЯ

При занятиях каким-либо делом регулярно, люди стремятся облегчить себе труд, путем создания различных приспособлений и устройств. Это в полной мере относится и к радиоделу. При сборке электронных устройств одним из важных вопросов, остается вопрос питания. Поэтому, одно из первых устройств, которое часто собирает начинающий радиолюбитель, это блок питания с регулировкой напряжения.

Важными характеристиками блока питания, являются его мощность, стабилизация напряжения на выходе, отсутствие пульсаций, что может проявиться, например, при сборке и запитывании усилителя, от этого блока питания в виде фона или гула. И наконец, нам важно, чтобы блок питания был универсальным, чтобы его можно было применить для питания множества устройств. А для этого необходимо, чтобы он мог выдавать различное напряжение на выходе.

Частичным решением проблемы, может стать китайский адаптер с переключением напряжения на выходе. Но такой блок питания не имеет возможности плавной регулировки и в нем отсутствует стабилизация напряжения. Иными словами напряжение на его выходе “скачет” в зависимости от величины питающего напряжения 220 вольт, которое часто проседает по вечерам, особенно если вы живете в частном доме. Также напряжение на выходе блока питания (БП), может уменьшиться при подключении более мощной нагрузки. Всех этих недостатков, лишен предлагаемый в этой статье блок питания, со стабилизацией и регулировкой напряжения на выходе. Вращением ручки переменного резистора мы можем выставить любое напряжение в пределах от 0 и до 10.3 вольт, с возможностью плавной регулировки. Напряжение на выходе блока питания, мы выставляем по показаниям мультиметра в режиме вольтметра, постоянный ток (DCV).

Это может пригодиться не раз, например, при проверке светодиодов, которые, как известно не любят, когда на них подают завышенное, по сравнению с номинальным напряжение. От этого их срок службы может резко сократиться, а в особо тяжелых случаях светодиод может сразу же сгореть. Ниже приведена схема этого блока питания:

Схема данного РБП является стандартной и не претерпела существенных изменений с 70-х годов прошлого века. Первые варианты схем были с применением германиевых транзисторов, более поздние варианты были с применением современной элементной базы. Данный блок питания способен выдавать мощность до 800 – 900 миллиампер, при наличии трансформатора обеспечивающего нужную мощность.

Ограничение в схеме по применяемому диодному мосту, который допускает токи максимум до 1 ампера. Если потребуется увеличить мощность данного блока питания, нужно взять боле мощный трансформатор, диодный мост и увеличить площадь радиатора, либо если размеры корпуса не позволяют это сделать, можно применить активное охлаждение (кулер). Ниже приведен на рисунке список деталей необходимых для сборки:

В данном блоке питания применен отечественный мощный транзистор  КТ805АМ. На фото ниже можно ознакомиться с его внешним видом. На соседнем рисунке приведена его цоколевка:

Данный транзистор необходимо будет прикрепить на радиатор. В случае крепления радиатора к металлическому корпусу блока питания, например как это сделано у меня, нужно будет поставить слюдяную прокладку между радиатором и металлической пластиной транзистора, к которой должен прилегать радиатор. Для улучшения теплоотдачи от транзистора к радиатору, нужно применить термопасту. Подойдет в принципе любая, применяемая для нанесения на процессор ПК, например та же КПТ–8.

Трансформатор должен выдавать на вторичной обмотке напряжение 13 вольт, но в принципе допустимо напряжение в пределах 12-14 вольт. В блоке питания установлен фильтрующий электролитический конденсатор, ёмкостью 2200 мкф, (можно больше, меньше нежелательно), на напряжение 25 вольт. Можно взять конденсатор, рассчитанный на большее напряжение, но следует помнить, что у таких конденсаторов обычно и размеры больше. На рисунке ниже приведена печатная плата для программы sprint-layout, которую можно скачать в общем архиве, прикрепленном архиве.

Я собрал блок питания не совсем по этой плате, так как у меня трансформатор с диодным мостом и фильтрующим  конденсатором шли на отдельной плате, но сути это не меняет.

Переменный резистор и мощный транзистор, в моем варианте подключены навесным монтажом, на проводках. На плате обозначены контакты переменного резистора R2, R2.1 – R2.3, R2.1 это левый контакт переменного резистора, остальные отсчитываются от него. Если все-таки при подключении были спутаны левый и правый контакты потенциометра, и регулировка осуществляется не слева – минимум, направо - максимум, нужно поменять местами  провода, идущие к крайним выводам переменного резистора. В схеме предусмотрена индикация включения на светодиоде. Включение - отключение осуществляется тумблером, путем коммутации питания 220 вольт, подводимого к первичной обмотке трансформатора. Так выглядел блок питания на этапе сборки:

Питание подается на блок питания через родной разъем блока питания АТХ компьютера, с помощью стандартного отсоединяемого кабеля. Такое решение позволяет избежать путаницы проводов, которая часто возникает на столе у радиолюбителя.

Напряжение на выходе блока питания снимается с лабораторных зажимов, под которые можно зажать любой провод. Также в эти зажимы, можно подключить, воткнув сверху, стандартные щупы от мультиметра с крокодилами на концах, для более удобной подачи напряжения на собранную схему.

Хотя при желании сэкономить, можно ограничиться простыми проводками на концах с крокодилами, зажимаемыми с помощью лабораторных зажимов. В случае использования металлического корпуса, наденьте кембрик подходящего размера на винт крепления зажима, во избежание замыкания зажима на корпус. Подобный блок питания трудится у меня уже не меньше 6 лет, и доказал оправданность его сборки, и удобство применения в повседневной практике радиолюбителя. Всем удачной сборки! Специально для сайта "Электронные схемы" AKV.

Радиолюбительский блок питания

А.Добуш г.Винница

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

Предлагается, по мнению автора, наиболее удовлетворяющий этим условиям достаточно простой для повторения БП, обеспечивающий стабилизированное напряжение 1,5-24 В при выходном токе до ЗА. Кроме того, он может работать в режиме источника тока с возможностью плавной регулировки тока стабилизации в пределах 10-100 мА или с фиксированными значениями тока 0,1 А, 1 А, 3 А.

Рассмотрим схему БП (см. рис.1). Основой её является традиционная схема стабилизатора напряжения, "сердцем" - микросхема КР142ЕН12, которая в настоящее время доступна широкому кругу радиолюбителей. В качестве силового трансформатора выбран довольно мощный унифицированный накальный трансформатор ТН-56, который имеет четыре вторичные обмотки с допустимым током 3,4 А и напряжением каждой 6,3 В. В зависимости от требуемого выходного напряжения переключателем SA2 подключаются две, три или четыре последовательно соединённые обмотки. Это необходимо для уменьшения мощности, рассеиваемой на регулирующем элементе, а, следовательно, повышения КПД устройства и облегчения температурного режима. Действительно, в самом неблагоприятном режиме, при максимальной разности между входным и выходным напряжениями (конечно, если выходное напряжение соответствует диапазону, указанному переключателем SA2) и максимальном токе 3 А рассеиваемая на регулирующем элементе мощность составит:

Pрасс.max = (UВх.max - 2Uvd - UВых.min) * Imax (1)
Pрасс.max = (12,6 - 2 * 0,7 - 1,5) * 3 = 29,1 Вт,

где UВх.max - максимальное входное действующее напряжение данного диапазона; UВых.min - минимальное выходное напряжение данного диапазона; Uvd - падение напряжения на диоде выпрямительного моста. Легко проверить, что без разделения выходного напряжения на диапазоны рассеиваемая регулирующим элементом мощность достигает 70 Вт.

Переменное напряжение выпрямляется диодным мостом VD1-VD4 и сглаживается на конденсаторе C5. Предохранитель FU2 защищает трансформатор при выходе из строя диодов выпрямителя. Транзисторы VT1, VT2 служат для увеличения выходного тока БП и облегчения режима работы интегрального стабилизатора DA1. Резистором R1 задаётся ток через DA1, открывающий VT2:

IDA1 = UБЭVT2 / R1 = 0,7 / 51 = 0,014 А, (2)

где UБЭVT2 - открывающее напряжение эмиттер-база транзистора VT2. При токе 14 мА микросхема DA1 может работать без радиатора. Для повышения стабильности выходного напряжения регулирующее напряжение снимается с линейки резисторов R2-R4, подключенной к выходу микросхемы и подаётся на "управляющий" вывод 01 DA1 через развязывающий диод VD6. Регулировка выходного напряжения осуществляется резисторами: R4 - "ГРУБО" и R3 - "ТОЧНО". Стабилизатор тока выполнен на DA1, токозадающих резисторах R5-R9 и развязывающем диоде VD7. Выбор необходимого дискретного тока стабилизации осуществляется переключателем SA3. Кроме того, на пределе "10-100 мА" возможна плавная регулировка тока резистором R9. При необходимости можно изменить ток стабилизации, изменив номиналы задающих резисторов используя формулу:

R = 1.35 / Iстаб, (3)

где R - сопротивление токозадающего резистора, Ом; Iстаб - ток стабилизации, А. Мощность токозадающих резисторов определяется по формуле:

Р = I&sup2 * R, (4)

где I - ток стабилизации диапазона; R - сопротивление резистора. Реально мощность токозадающих резисторов из соображения надёжности сознательно увеличена. Так резистор R8 типа С5-16В выбран мощностью 10 Вт. В режиме стабилизации тока (переключатель SA3 в положении "3 А") на резисторе рассеивается мощность 3,8 Вт. И если даже поставить пятиваттный резистор, то его загрузка по мощности составит 72% от максимально допустимой. Аналогично R7 типа С5-16В имеет мощность 5 Вт, но также можно применить МЛТ-2. Резистор R6 типа МЛТ-2, но можно поставить МЛТ-1. R9 - проволочный переменный резистор типа ППЗ-43 мощностью 3 Вт. R5 типа МЛТ-1. Эти резисторы надо располагать так, чтобы они охлаждались наилучшим образом и не грели по возможности другие элементы схемы, а также друг друга. Для наглядности регулировки (устанавливаемого тока) на лимбе резистора R9 делают отметки 10, 20, 50, 75 и 100 мА, воспользовавшись внешним миллиамперметром (тестером), подключив его непосредственно к гнёздам БП.

Дополнительные удобства при работе с БП обеспечивает вольтметр pV, в качестве которого используется микроамперметр типа М95 с током полного отклонения 0,15 мА.

Сопротивление резистора R11 подбирается так, чтобы конечному значению шкалы соответствовало напряжение 30 В. Также можно использовать любую другую измерительную головку с током полного отклонения до 1,5 мА, подобрав токоограничительный резистор R11.

В качестве переключателей SA2, SA3 используются галетные - типа 11ПЗНМП. Для увеличения допустимого коммутируемого тока эквивалентные выводы трёх галет запараллелены. Фиксатор установлен в зависимости от количества положений.

Конденсатор C5 сборный и состоит из пяти параллельно включенных конденсаторов типа К50-12 ёмкостью 2000 мкф x 50 В.

Транзистор VT1 установлен снаружи на радиаторе площадью 400 см&sup2. Его можно заменить на КТ803А, КТ808А, VT2 может быть заменён на КТ816Г. Пару транзисторов VT1, VT2 можно заменить одним КТ827А, Б, В или Д (При такой замене диод VD5 можно исключить, т.к. он уже имеется внутри транзистора. A.K.). Диоды VD6, VD7 любые, лучше германиевые с меньшим прямым падением напряжения и допустимым обратным напряжением не менее 30 В. Диоды VD1 - VD4 типа КД206А, КД202А, Б, В или аналогичные устанавливаются на радиаторах.

При самостоятельном изготовлении трансформатора TV1 можно руководствоваться методикой, описанной в [З]. Габаритная мощность трансформатора должна быть не менее 100 Вт, лучше 120Вт. При этом можно будет домотать ещё одну обмотку напряжением 6,3 В. В этом случае добавится ещё один диапазон 24 - 30 В, что обеспечит при токе нагрузки 3 А диапазон регулирования выходного напряжения 1,5-30 В.

Наладка блока питания проводится по известной методике и особенностей не имеет. Правильно собранный БП начинает работать сразу. При работе с БП вначале переключателем SA2 выбирают необходимый диапазон выходного напряжения, резисторами "ГРУБО" и "ТОЧНО" выставляют требуемое выходное напряжение, ориентируясь по показаниям встроенного вольтметра. Переключателем SA3 выбирают предел ограничения тока и подключают нагрузку. Следует отметить, что при всей простоте схемы данный блок питания совмещает два устройства: стабилизатор напряжения плюс стабилизатор тока. БП не боится коротких замыканий и даже может защитить элементы подключаемого к нему электронного устройства, что очень важно при проведении различных испытаний в радиолюбительской практике.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Нефёдов А.В., Аксёнов А.И., Элементы схем бытовой радиоаппаратуры. Микросхемы: Справочник. - М: Радиосвязь, 1993.
2. Акимов Н.Н., Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справочник. - Минск.: Беларусь, 1994.
3. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройства: Справочник радиолюбителя / Р.М.Терещук, К.М.Терещук. - Киев: Наукова думка, 1988.

&copy Радиохобби, №5, 1999 г.

Источник питания

- обзор

4.1 Первичный источник питания

Хотя источник питания может означать трансформатор, аккумулятор или выпрямительный фильтр со схемой зарядки или без нее, которая преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), инженеры по аварийной сигнализации обычно применяют этот термин к компонентам как группе. В большинстве резервных источников питания в качестве вторичного источника питания используются аккумуляторные батареи.

Источник питания начинается с понижающего трансформатора, который преобразует его 240 В переменного тока в напряжение 12–18 В переменного тока, используемое в большинстве систем охранной сигнализации.Трансформатор - это устройство, использующее электромагнитную индукцию для передачи электрической энергии от одной цепи к другой, то есть без прямого соединения между ними. В своей простейшей форме трансформатор состоит из отдельных первичной и вторичной обмоток на общем сердечнике из ферромагнитного материала, такого как железо. Когда переменный ток протекает через первичную обмотку, результирующий магнитный поток в сердечнике индуцирует переменное напряжение на вторичной обмотке; индуцированное напряжение, вызывающее протекание тока во внешней цепи.В случае понижающего трансформатора вторичная сторона будет иметь меньшее количество обмоток. От этого трансформатора питание по двухпроводному кабелю поступает в схему выпрямителя и фильтра, где переменный ток преобразуется в постоянный. Цепь зарядки будет содержаться в блоке питания, так что резервная батарея может постоянно заряжаться, пока присутствует переменный ток.

Источник питания должен всегда иметь регулируемое напряжение и поддерживать фиксированное выходное напряжение в диапазоне нагрузок и зарядных токов.Компоненты микропроцессора, особенно интегральные схемы, предназначены для работы при определенных напряжениях и не особенно устойчивы к колебаниям. Низкое напряжение заставляет компоненты пытаться потреблять избыточную мощность, что еще больше снижает их допуск, в то время как более высокое напряжение может их разрушить. По этим причинам напряжение следует измерять на источнике и еще раз на входных клеммах точки оборудования.

Решающим фактором при выборе источника питания является определение нагрузки, которую он должен поддерживать.Первым делом необходимо установить, сколько мощности потребуют все энергопотребляющие устройства, подключенные к источнику питания. Затем рассчитывается промежуток времени, в течение которого резервный источник питания должен обеспечивать систему в случае потери основного питания.

Основным источником электроэнергии является подача электроэнергии в здание, которая будет поддерживать систему в течение большей части времени. Вторичный источник питания - это система поддержки в случае отказа основного источника питания, то есть батарей. Системы, в которых мы заинтересованы, будут, как правило, питаться от трансформаторной / выпрямленной сети и перезаряжаемых вторичных ячеек через блок питания или источник бесперебойного питания (ИБП).Другие системы электропитания могут включать трансформатор / выпрямленный источник питания плюс неперезаряжаемые (первичные) элементы или только первичные элементы, но эти два типа менее широко используются. Отсюда следует, что сигнализация вторжения в значительной степени зависит от электросети, которая должна быть источником, который:

не будет легко отключен;

постоянно не изолирован;

из некоммутируемой ответвления с предохранителем;

без скачков напряжения или тока;

подается непосредственно на панель управления, а не через выключатель, вилку и розетку или удаленный ответвитель, который может выйти из строя или отключиться.

Трансформатор должен быть установлен в закрытом положении и вентилироваться, и его нельзя ставить на легковоспламеняющиеся поверхности. Трансформаторы находятся внутри самой панели управления или на конечной станции, если в системе используются независимые удаленные клавиатуры. В тех же пределах находятся выпрямитель и зарядное устройство. В системе будет либо зарядное устройство (BCU), либо ИБП.

ИБП обладает большей способностью подавлять помехи и скачки напряжения в электросети, и он, как правило, широко используется в компьютерных источниках питания с резервными системами.Основные требования к зарядному устройству:

оно может полностью зарядить все аккумуляторы в течение 24 часов, сохраняя при этом нагрузку на систему;

с внутренними предохранителями, как первичными, так и вторичными;

свободно плавающий и включает звуковые и видимые признаки неисправности.

включает триггер напряжения для активации дистанционной сигнализации отказа;

предусмотрена тамперная защита крышки;

имеет защиту от короткого замыкания с заземленным минусом на вторичной обмотке постоянного тока.

Как указывалось ранее, ИБП имеет лучшую защиту от помех с усилением записи и мониторинга. Он также должен иметь безопасный изолирующий трансформатор и иметь указанную мощность плюс требования к перезарядке при любой комбинации номинального напряжения питания и частоты питания при температурах от –10 до 40 ° C.

ИБП дополнительно будет иметь полностью выпрямленный трансформатор с низкой тепловой мощностью, твердотельный регулятор напряжения, линейный регулятор тока и высокотемпературный выключатель с непрерывным мониторингом цепи аварийной сигнализации низкого напряжения.Сетевые фильтры подавления используются для устранения кратковременных скачков высокого напряжения. BS 4737 требует следующих ИБП:

, чтобы они имели достаточную мощность и скорость перезарядки, чтобы справиться с любой длительной сетевой изоляцией основного источника питания, связанной с работами, выполняемыми для пожарной безопасности, нормальной изоляцией или нормальной работой на электрические услуги;

, что они расположены там, где можно легко выполнить техническое обслуживание;

, чтобы была обеспечена достаточная вентиляция, чтобы предотвратить накопление газа на вентилируемой батарее, которое может привести к повреждению или травме;

, чтобы они не подвергались воздействию коррозионных условий и чтобы элементы были полностью закреплены, чтобы предотвратить их падение или разливание;

, что на агрегатах должна быть указана дата установки.

Прежде чем рассматривать типы вторичного источника питания, используемые в зоне охранной сигнализации, учащийся может пожелать уделить некоторое внимание проверке сетевого питания и испытаниям, которые должны быть выполнены, чтобы подтвердить его приемлемость. Эти испытания варьируются от визуальных проверок повреждений кабеля до требований к электрической проверке и рассматриваются в главе 8.

Создание простого источника питания постоянного тока

Обновление / исправление 8 апреля 2021 г .: Изначально эта статья была опубликована 3 февраля 2010 г.Этот проект может не соответствовать действующим электротехническим нормам, в которых вы живете, и, по всей видимости, не иметь определенных функций безопасности, которые могли бы помочь предотвратить поражение электрическим током. Электричество опасно, поэтому, если вы попытаетесь построить его, убедитесь, что вы знаете и понимаете все применимые правила и вам комфортно работать с электричеством. Если у вас нет опыта работы с этим типом работы, вам не следует пытаться реализовать этот проект.

В мире существуют более эффективные и сложные блоки питания.Есть более простые способы получить простой источник питания, подобный этому (например, повторно использовать бородавку). Но если вы сделаете такой источник питания хотя бы раз в жизни, вы будете гораздо лучше понимать, как переменный ток становится регулируемой мощностью постоянного тока. Будет много других подобных блоков питания, но этот будет вашим.

Блок питания

A, как мы будем называть его здесь, преобразует переменный ток из розетки на стене в постоянный ток. Есть несколько способов сделать это.Мы рассмотрим один из самых простых, но и наиболее наглядных примеров.

Электроэнергия проходит через несколько ступеней в источнике питания с регулятором напряжения, подобном этому или обычному настенному бородавке. Способы его изменения на каждом этапе объяснены ниже. В следующий раз, когда вы воспользуетесь бородавкой для питания одного из своих проектов, вы поймете, что происходит внутри.

Теория:

Вход переменного тока

Напряжение переменного тока, идущего от стены, изменяется от минимального до максимального с частотой 60 Гц (в США и других странах с частотой 60 Гц).Это то, что питает все приборы переменного тока в вашем доме и магазине, и это похоже на график ниже. После трансформатора график аналогичен, за исключением того, что синусоида имеет меньшую амплитуду.

На этом графике показано, как мощность переменного тока действует: поочередно. Vin Marshall

Исправление

Первая ступень этого блока питания - выпрямитель. Выпрямитель представляет собой систему диодов, которая позволяет току течь только в одном направлении. Представьте себе односторонний обратный клапан для воды.Из-за расположения диодов в двухполупериодном выпрямителе, используемом в этой конструкции, положительная часть сигнала переменного тока проходит беспрепятственно, а отрицательная часть сигнала переменного тока фактически инвертируется и добавляется обратно в выходной сигнал выпрямителя. Теперь наш сигнал выглядит так:

На этом графике показана мощность переменного тока после исправления. Vin Marshall

Сглаживание

Теперь у нас есть по крайней мере стабильно положительные уровни напряжения, но они все еще опускаются до нуля 120 раз в секунду.Большой конденсатор, который можно представить себе как батарею, работающую на очень короткие периоды времени, устанавливается поперек цепи, чтобы выровнять эти быстрые колебания мощности. Конденсатор заряжается при высоком напряжении и разряжается при низком напряжении. С помощью конденсатора кривая напряжения выглядит так:

Конденсатор может сгладить воздействие переменного тока. Vin Marshall

Постановление

На этом этапе мы используем интегральную схему (ИС), чтобы последовательно регулировать напряжение до желаемого уровня.При выборе размеров компонентов для всех предыдущих этапов важно управлять этой ИС с уровнем напряжения, достаточно большим, чем регулируемое напряжение, чтобы оставшиеся провалы 120 раз в секунду не опускались ниже требуемого минимального входного значения. Однако вы не хотите использовать слишком высокое напряжение, так как эта избыточная мощность будет рассеиваться в виде тепла. Кривая напряжения в этой точке (в идеале) представляет собой сигнал постоянного тока при желаемом напряжении; горизонтальная линия.

Мощность постоянного тока отображается на графике в виде прямой линии. Vin Marshall

Что вам понадобится

Для сборки этого конкретного блока питания вам потребуется следующее:

  • Шнур питания. Где-то должен быть один…
  • Тумблер SPST 120V
  • Неоновая лампа 120V для монтажа на панели
  • 3 зажимных штыря
  • 7805 Регулятор напряжения 5V
  • 7812 Регулятор напряжения 12V
  • Трансформатор с входным напряжением 120V и выходом напряжение около 24 В, чтобы значение Vin для регулятора 7812 было выше минимального.Я использовал Radio Shack p / n 273-1512.
  • Двухполупериодный мостовой выпрямитель
  • 6800 мкФ конденсатор
  • 2 конденсатора (100 нФ) (точное значение не имеет значения)
  • 2 конденсатора (1 мкФ) (точное значение не имеет значения)

Инструкции

Примечание редактора: Эта конструкция, похоже, не заземляет металлический корпус. Это означает, что если один из горячих проводов (под напряжением) выйдет из строя и коснется металла, любой, кто прикоснется к нему, может получить удар током.Он также не включает предохранитель, который является еще одной мерой безопасности, которая может защитить от поражения электрическим током и несчастных случаев, таких как пролитый кофе. Защитное заземление (PE) - это дополнительная часть цепи, которая также может нанести вред пользователю. Опять же, для этого типа проекта необходим опыт работы с электрикой.

Конструкция блока питания довольно проста. Я построил этот блок питания много лет назад и использовал двухточечную проводку на монтажной плате. Есть много более чистых способов его создания, чем этот, и я рекомендую вам воспользоваться одним из них.Однако это прекрасно работает как есть. При создании этого источника питания было бы разумно прикрепить какой-либо радиатор к регуляторам напряжения 78xx. Эту конструкцию можно довольно легко изменить для обеспечения регулируемого выходного напряжения с помощью регулятора напряжения LM317 вместо или в дополнение к указанным регуляторам напряжения. Заземлив центральный отвод вторичной обмотки трансформатора (при условии, что у вас есть трансформатор с центральным отводом), взяв положительный и отрицательный выводы от мостового выпрямителя и используя регуляторы отрицательного напряжения серий LM79xx и / или LM337, ваш источник питания может обеспечить регулируемые отрицательные напряжения.

Это схема этого блока питания. Это может не соответствовать действующим нормам. Vin Marshall

Готовый продукт выглядит так:

Загляните внутрь этого блока питания постоянного тока. Этот проект может не соответствовать действующим нормам. Vin Marshall

Как разработать схему источника питания

Roadrunner имеет очень низкое энергопотребление, поэтому можно использовать даже небольшой импульсный блок питания. В реальной плате, включающей этот SOM, в любом случае, требования к питанию зависят от других устройств, установленных на и от доступного основного источника питания.В этой статье описаны различные реальные примеры проектирования печатных плат и схем.

Введение

Давайте представим некоторые меры, которые необходимо применить к каждой схеме, общие для всех проектов, описанных ниже.

Как поясняется в таблице данных серии SAMA5D2, Таблица 66-3: Характеристики постоянного тока , различные источники питания, необходимые для работы микроконтроллера, могут допускать уровень пульсаций в пределах характеристик многих реальных импульсных регуляторов. Такие регуляторы сейчас дешевы, требуют ограниченного количества внешних компонентов, имеют высокий КПД и низкий уровень пульсаций.Поэтому, за исключением некоторых очень специфических ситуаций, они более целесообразны, чем классические линейные регуляторы, которые тратят много энергии.

Расчет правильных значений для компенсационной сети и устройств фильтрации - непростая задача, но многие производители публикуют инструменты проектирования, которые значительно упрощают выбор внешних компонентов в каждом конкретном приложении. Одним из примеров является программа Texas Instruments WEBENCH® Power Designer. Эти инструменты возвращают даже подробную спецификацию схемы со ссылками на набор предлагаемых поставщиков.Качество компонентов может сильно повлиять на работу импульсного регулятора. Несмотря на преимущества керамических конденсаторов, при проектировании необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить стабильную работу во всем диапазоне рабочих напряжений и температур. Доступны керамические конденсаторы с различными диэлектриками, каждый из которых обладает различными характеристиками, которые могут сильно повлиять на производительность в их диапазонах температур и напряжений. Два самых распространенных диэлектрика - Y5V и X5R. В то время как диэлектрики Y5V недороги и могут обеспечивать высокую емкость в небольших корпусах, их емкость сильно варьируется в их диапазонах напряжения и температуры и не рекомендуется для приложений постоянного / постоянного тока.Диэлектрики X5R и X7R больше подходят для применения в выходных конденсаторах, поскольку их характеристики более стабильны в их рабочих диапазонах и настоятельно рекомендуются. Катушка индуктивности должна иметь низкое сопротивление постоянному току и номинальные значения постоянного тока, которые превышают максимальный выходной ток как минимум на 30%, чтобы избежать насыщения катушки индуктивности. Правильный выбор правильных значений для конденсаторов и катушек индуктивности делает схему более стабильной, но хорошая конструкция печатной платы по-прежнему важна, чтобы избежать сильной пульсации или даже автоколебаний.

Более

пульсации чувствительных источников питания MCU (например .: аналогового напряжение опорного) может быть лучше защищены путем добавления PI фильтра.

Только когда необходима очень высокая помехоустойчивость, например, при преобразовании аналоговых сигналов очень низкого уровня, может потребоваться каскадный стабилизатор LDO для фильтрации всей пульсации.

Чтобы быть уверенным, что весь набор периферийных устройств микроконтроллера SAM5D27 может работать правильно, лучше снабдить микроконтроллер источником питания не менее 3В, даже если некоторые части работают и с более низким напряжением.Но нестабильное питание, которое увеличивается во время включения или выключается во время отключения питания, может привести к непредсказуемому поведению всей системы. Многие другие устройства, подключенные к MCU, также могут сойти с ума в таких условиях. Чтобы предотвратить подобные проблемы, в Roadrunner SOM встроен диспетчер энергоснабжения. Простой 3-КОНТАКТНЫЙ ДЕТЕКТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ APX809-31SAG-7 выдает сигнал сброса всякий раз, когда напряжение питания VCC падает ниже 3,08 В, поддерживая его в течение не менее 240 мс после того, как VCC поднялся выше этого порога сброса.Этот управляющий сигнал напрямую подключается к контакту NRST микроконтроллера и также доступен на контакте J1-24 разъема SOM для сброса чувствительных внешних устройств, таких как, например, SD-карты.

Контакты 3V3_OUT разъема обеспечивают подачу питания 3V3_IN через МОП-транзистор, управляемый микроконтроллером. Таким образом, когда MCU отключается, можно отключать слишком внешние устройства, такие как, например, Ethernet PHY, чтобы гарантировать полное отключение питания при нулевом токе.


Давайте теперь объясним несколько реальных рабочих проектов, предназначенных для разных ситуаций.

Пример 1: Стандартное питание 5 В от разъема USB

Первый пример - наиболее распространенная ситуация: внешний источник питания 5 В, часто поступающий от USB-кабеля, подключенного к главному устройству, или к простому сетевому адаптеру питания. Импульсный стабилизатор NCP1529 1A обладает достаточными возможностями для питания Roadrunner и некоторых других внешних устройств, малым количеством внешних компонентов, небольшой занимаемой площадью также из-за частоты коммутации 1,7 МГц, которая позволяет использовать небольшие катушки индуктивности и конденсаторы.

Внешний аккумулятор позволяет микроконтроллеру работать в резервном режиме. Он подключен к контакту Vbat разъема Roadrunner и включает секцию Vddbu SAMA5D27. Технический паспорт Таблица 66-14: Типичное энергопотребление в резервном режиме помогает рассчитать правильную емкость аккумулятора, необходимую для обеспечения требуемой резервной автономности без основного источника питания.

Если источник питания 5 В недостаточно надежен, лучше добавить устройства защиты и фильтрации.

Инверсия полярности защищена диодом Шоттки, чтобы минимизировать падение напряжения по сравнению со стандартным диодом. Возможное перенапряжение, а также электростатический разряд отключаются ограничителями переходного напряжения вместе с самовосстанавливающимся предохранителем. Если напряжение, постоянно или только пиковое, превышает пороговое значение TVS, это начинает проводиться; когда циркулирующий ток превышает 1 А, предохранитель размыкает цепь до тех пор, пока состояние не вернется к нормальным значениям.

Фильтр нижних частот, образованный синфазным дросселем и конденсаторами, блокирует как излучаемые, так и кондуктивные излучения.

Большая часть пульсаций выходного напряжения происходит из-за паразитного сопротивления LC-фильтра. Настоятельно рекомендуется керамический конденсатор с очень низким ESR, а также индуктор с низким сопротивлением. Но также необходимо максимально снизить сопротивление дорожек на печатной плате между этими компонентами и ИС, чтобы обеспечить как хорошую эффективность, так и низкий уровень пульсаций. Как показано на приведенном ниже примере разводки печатной платы, эти компоненты должны быть размещены как можно ближе к контактным площадкам ИС и соединены вместе с помощью обширных многоугольных плоскостей.Пути возврата к земле должны иметь минимально возможное полное сопротивление, используя достаточное количество переходных отверстий для соединения верхней части с внутренними плоскостями заземления. Регулятор переключается на высокой частоте с острыми краями и большим количеством энергии. Это вызывает широкий спектр частот, что вынуждает проектировать печатную плату с концепцией, аналогичной радиочастотной цепи. Еще раз, достаточное количество переходных отверстий важно замкнуть верхнее заземление на нижнее заземление, чтобы уменьшить обратный путь и уменьшить излучаемые излучения.Даже если хорошая конструкция может гарантировать подходящую заземляющую пластину непосредственно под верхним слоем, а также с двухслойной печатной платой, стек из 4 или более слоев очень помогает при наличии источника питания с почти идеальными характеристиками и совместимым с ограничениями ЭМС.


Пример 2: Отдельный источник питания для устройств с большой нагрузкой на одной плате.

Одно или несколько энергоемких устройств могут работать на одной плате MCU. Примером может служить модем высокоскоростной связи.Как указано в типичном техническом описании модуля HSPA + Mini PCIe, в некоторых конкретных условиях пиковый ток может достигать очень высокого уровня, даже если это всего лишь кратковременный период. Если источник питания не обладает хорошими характеристиками переходных процессов, это может вызвать падение напряжения с непредсказуемым поведением.

Чтобы иметь хорошую переходную характеристику, нам нужен источник питания с достаточной мощностью для хранения энергии, необходимой во время пиков, а импеданс печатной платы должен быть очень низким.По возможности лучше использовать блок питания для этой секции отдельно от блока MCU. Это позволяет использовать две разные конструкции источников питания, каждая из которых предназначена для своего собственного применения и физически размещена ближе к утилизатору, что снижает вероятность взаимного влияния между ними. Кроме того, таким образом MCU может управлять этой разделенной областью мощности, включая ее только при необходимости.

В этом случае используется понижающий преобразователь AP65550. В дополнение к способности 5A он может питаться до 18 В, что позволяет разработать источник питания с более широким диапазоном входного напряжения, чем NCP1529.Недостатком является большая площадь основания из-за более низкой рабочей частоты, что требует более мощных катушек индуктивности и конденсаторов.

Схемы и разводка печатной платы показывают, сколько конденсаторов распределено в цепи. Большинство из них размещены очень близко к входным контактам питания модема PCIe, чтобы минимизировать импеданс дорожек. Конденсаторы емкостью 1000 мкФ обеспечивают запас энергии для реакции на скачки напряжения. Конденсаторы 100 нФ отфильтровывают высокие частоты, а конденсаторы 33 пФ отфильтровывают очень высокие частоты, генерируемые этим устройством связи.

На рисунке ниже показана дорожка измерения напряжения, проложенная на внутреннем слое. Это обратная связь, которая позволяет регулятору поддерживать правильное напряжение. Улавливание выходного напряжения очень близко к потребителю энергии, гарантирует лучшее регулирование, компенсирующее падение напряжения из-за импеданса дорожки печатной платы между регулятором и нагрузкой.

Очень часто регуляторы имеют большую открытую площадку внизу упаковки. Это важно для гарантии хорошего контакта с заземляющим слоем как с электрической, так и с тепловой точки зрения.Настоятельно рекомендуется большое количество переходных отверстий, чтобы обеспечить хороший отвод тепла на нижних слоях.


Пример 3: вход 12 В с дополнительным выходом 5 В для питания внешних USB-устройств

В этом примере регулятор AP65550 используется для генерации источника питания 5 В, если на плате размещен хост-интерфейс USB, который питает внешние устройства. Основное напряжение может достигать 18 В, и микроконтроллер может питаться каскадом от источника 5 В на NCP1529, как это сделано в примере 1.

Между источником питания и разъемом USB типа A должна быть добавлена ​​защита от помех внешних устройств и перегрузки по току.


Пример 4: вход 24 В с несколькими выходами внешнего источника питания

В промышленных условиях часто используется основной источник питания 24 В, чтобы снизить требования к току и, следовательно, сечение проводов. Предыдущие регуляторы не могут быть использованы из-за их ограничений по напряжению.Вот пример с понижающим преобразователем постоянного тока в постоянный с входом 28 В TPS54231. В проекте требуется несколько выходных напряжений для питания внешних устройств. Поскольку эти источники питания подключены к внешнему миру, внутренние компоненты должны быть хорошо защищены от обратного напряжения и электромагнитных помех с помощью диодов и LC-фильтров. Входной источник питания также защищен схемой, подобной той, что описана в примере 1. И снова источник питания 3,3 В MCU поступает от крошечного NCP1529, питаемого от внутреннего источника 5 В.

TPS54231 работает на частоте 500 кГц, поэтому для него требуется довольно большой индуктор и внешний задерживающий диод. Это увеличивает площадь, занимаемую печатной платой, но регулятор работает очень стабильно и с низким уровнем пульсаций. Путь для коммутируемого тока локализован между регулятором, LC-фильтром и задерживающим диодом. Конструкция печатной платы всех этих компонентов требует внимания к уже описанному импедансу дорожки и заземлению. Обратите внимание на количество больших переходных отверстий, размещенных для защиты области регуляторов вокруг и под ней сплошными заземляющими поверхностями.


Пример 5: очень низкая мощность с возможностью сбора энергии

Некоторые идеи по поводу питания системы с очень низким энергопотреблением можно почерпнуть из другой статьи, посвященной долговечному аккумулятору.

Здесь используется очень низкий ток покоя, программно выбираемый Vout, понижающий преобразователь для приложений с низким энергопотреблением TPS62740

Ссылки по теме

Гвидо Оттавиани
Разработчик аппаратного обеспечения, разработчик прошивок, технический писатель, преподаватель и специалист по робототехнике
Веб-страница: https: // www.guiott.it

Продукты

Roadrunner

Цепи питания

| CircuitDiagram.Org

Недорогая, качественная, стабильная и регулируемая схема питания. Схема идеальна для использования в качестве лабораторного источника питания ...

Вот схема питания 5 В на микросхеме LM 7805. LM7805 - это известный стабилизатор положительного напряжения, ИС поставляется с тремя клеммами и обеспечивает фиксированный выход 5 В постоянного тока ...

Выходное напряжение регулируется в пределах 1.От 25 до 37 В, а максимальный выходной ток составляет 1,5 А. Схема очень проста в сборке и содержит меньше компонентов, но дает наилучшие результаты ...

Регулируется от 0 до 15 В постоянного тока с токовым выходом 1 А. Все части схемы легко найти, транзистор 2N3055 и потенциометр обеспечивают регулировку ...

Схема, представленная ниже, предназначена для обеспечения стабильного напряжения от 1,2 В до 25 В и тока 3 А. Выходное напряжение можно регулировать с помощью потенциометра 2,7 К...

Схема, упомянутая ниже, представляет собой простую и надежную схему источника питания, которая способна обеспечивать любое напряжение от 3 до 12 вольт, выбирая подходящие значения частей, вы можете получить напряжение в соответствии с вашими потребностями ...

В схеме используется выходной трансформатор 16 В от сети 230 В. Конденсатор емкостью 470 мкФ фильтрует напряжения после выпрямления с помощью бёдерджа 2 А, а микросхема LM7809 ретранслирует его, чтобы обеспечить стабильное питание 9 В постоянного тока ...

Это схема простой цепи питания постоянного тока 12 В, 3 А, использующей транзистор 2N3055.Эта схема может быть очень полезна там, где вам нужен большой ток, например 3A ...

.

У нас есть много электроники, которая работает от разных напряжений, таких как 4,5 В, 6 В, 9 В и т. Д., И мы можем запускать их с нашими батареями 12 В, используя схему преобразователя. Вот простая схема, которая подойдет ...

- схема умножителя напряжения, увеличивающая 12 В постоянного тока до 24 В постоянного тока. Схема основана на очень известной микросхеме NE555 ...

.

Упомянутая здесь схема обеспечивает выходное напряжение от 1.От 2 до 25 В с током 1,5 А. Цель ограничения выхода до 25 В - сделать схему простой и вневременной ...

Это принципиальная схема источника питания, обеспечивающего от 1,2 до 15 вольт. В этой схеме используется микросхема LM 1084, обеспечивающая регулируемый выходной ток с током 3 ампера. Для ИС требуется радиатор ...

Эта схема очень проста в изготовлении и обеспечивает полезный регулируемый выход 9 вольт 2 ампера. В схеме используется микросхема IC 7809 для обеспечения регулируемого выхода.Вы можете использовать вход от 12 до 35 вольт постоянного тока. Схема настолько проста и очень полезна для электронных экспериментаторов ...

Очень маленькая, простая и легкая в сборке схема источника питания 1,3 В. Схема использует всего четыре компонента для выполнения своей задачи. Это универсальная схема, которую можно использовать во многих целях ...

Авторские права 2018 CircuitDiagram.Org. Все права защищены .

Здравствуйте, читатели! Мы часто добавляем новые принципиальные схемы, поэтому не забывайте почаще возвращаться.Спасибо.

Простая схема источника питания

Чтобы спроектировать любую электрическую схему, аналоговую или цифровую, инженеры-электрики должны уметь прогнозировать напряжения и токи во всех точках цепи. Простые линейные схемы можно анализировать вручную с помощью теории комплексных чисел.

Cna Chapter 20 quizlet

Чтобы спроектировать любую электрическую схему, аналоговую или цифровую, инженеры-электрики должны уметь прогнозировать напряжения и токи во всех точках цепи.Простые линейные схемы можно анализировать вручную с помощью теории комплексных чисел. Простая последовательность блоков питания для легкого включения и выключения. Несколько уровней обнаружения неисправностей и восстановления (выключение / перезапуск / изменение последовательности). Простой в использовании графический интерфейс интегральной схемы Fusion Digital Power ™ позволяет легко создавать конфигурацию и полностью настраивать ее без встроенного программного обеспечения ...

Забудьте про «простое» слово в вашем вопросе (что такое «простая схема»?), Это примерно так для общей схемы: 1. Если схема является линейной и у вас есть единственный независимый источник напряжения, удвоение этого источника напряжения удвоит ток...

Подписи художников коренных американцев

Входной блок питания дросселя имеет КПД примерно 90%, поэтому B + будет оставаться относительно стабильным, когда усилитель класса AB работает на большой мощности. В приведенной выше схеме потери 16 В вызваны прямым сопротивлением двух больших вентильных выпрямителей. Потери выпрямителя клапана 16V малы по сравнению с B + 560V. Блок-схема источника питания. Многие электронные схемы нуждаются в источнике напряжения постоянного тока (DC), но мы обычно находим источники напряжения переменного тока (AC).Чтобы получить источник напряжения постоянного тока, вход переменного тока должен соответствовать процессу преобразования, подобному показанному на блок-схеме источника питания ниже. Идея проста: если вы хотите использовать конкретный мост H, вы должны предоставить высокую логику соответствующим контактам включения вместе с источником питания для IC. Этот вывод также можно использовать для управления скоростью двигателя с помощью метода ШИМ. VCC1 (контакт 16): контакт источника питания. Подключите его к источнику питания 5 В. VCC2 (контакт 8): питание двигателя.Apply + ve ...

Он работает от стандартного 117 переменного тока - и при правильных обстоятельствах 117 переменного тока может убить вас. По возможности используйте пластиковый корпус, чтобы снизить вероятность короткого замыкания. Не используйте блок питания, если он влажный, и никогда не включайте его без указанного предохранителя. Вернуться к: Schematics Depot или Power Circuits

Как отправить текстовое сообщение с вложением из электронной почты

Для проектирования любой электрической схемы, аналоговой или цифровой, инженеры-электрики должны уметь прогнозировать напряжения и токи во всех местах в пределах схема.Простые линейные схемы можно анализировать вручную с помощью теории комплексных чисел.

Зазор TV

Пример использования источника питания с двойной полярностью. Стоимость каждого компонента зависит от ваших потребностей. Например, если вам нужен источник питания с двойной полярностью для питания схемы усилителя мощностью 100 Вт, для которой требуется источник напряжения 32 В, то рекомендации следующие: Трансформатор: трансформатор с центральным ответвлением на 3 А, 24 В - 0 - 24 В. Диодный выпрямитель 1N5402: 4 единицы

История адресной строки Firefox

17 апреля 2016 г. · Теперь фильтр источника питания постоянного тока представляет собой простую схему, которая использует частотно-зависимую характеристику импеданса конденсаторов и / или катушек индуктивности для отделения пульсаций переменного тока от напряжение питания постоянного тока.Учебник по схемотехнике в CircuitMaker 5; Схема усилителя звука 10Вт от TDA2030; Астабильный мультивибратор-2 светодиодной мигающей цепи, 2N3904, 3,7В; Принципиальная схема простого блока питания с фиксированным напряжением 12 В; Принципиальная схема инвертора мощностью 1000 Вт

Основы импульсного источника питания В последние годы использование импульсных источников питания (SMPS) стало более распространенным, поскольку все больше приложений демонстрируют ... Простая принципиальная схема маломощного инвертора маломощный инвертор, преобразующий 12 В постоянного тока в 230-250 В переменного тока.

Шкафы Vpx

Схема переменного источника питания, показанная здесь, очень проста, в ней используется регулятор IC L200 (РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА). Он имеет ограничение тока, ограничение мощности, тепловое отключение и защиту от перенапряжения. Переменный блок питания на базе L200 по его выходному напряжению управляется ... Сборник простых электронных схем для начинающих. Этот блог состоит из простых мини-проектов для студентов ECE с принципиальной схемой. Выбор источника питания зависит от ваших требований к эффективности, занимаемому пространству, регулированию выходной мощности, переходному времени отклика и стоимости.Простое приложение. Линейные регуляторы могут быть реализованы как единый корпус и добавлены в схему всего двумя дополнительными фильтрующими конденсаторами.

Простой последовательный резонансный контур. При общем последовательном импедансе, равном 0 Ом на резонансной частоте 159,155 Гц, результатом является короткое замыкание на источнике питания переменного тока в резонансе. В схеме, изображенной выше, это было бы нехорошо.

Cat мини-погрузчик на продажу craigslist

kali ini kita akanmbuat rangkaian power supply yang bisa di atur dari 1.2 Volt sampai 25 Volt ... rangkaiannya cukup mudah dan murah..bisa untuk cas aki, n ...

Независимо от того, насколько хороша микросхема переключения, небольшая часть этой частоты будет истекать через схему переключения. 1. В самом общем смысле шум источника питания представляет собой комбинацию нежелательных ...

Арахисовое желе время песня gif

Управление питанием; Простая стратегия обеспечивает безопасное соединение бестрансформаторных цепей питания. Бестрансформаторные цепи могут вызвать проблемы с безопасностью или шумом, если они подключены к цепям, в которых используется заземление.Это имитатор электронных схем. Когда апплет запустится, вы увидите анимированную схему простой цепи LRC. Зеленый цвет указывает на положительное напряжение. Серый цвет указывает на землю. Красный цвет указывает на отрицательное напряжение. Движущиеся желтые точки обозначают ток. Чтобы включить или выключить переключатель, просто нажмите на него. Отрицательная шина питания создается простой схемой накачки напряжения, которая стабилизируется с помощью R3 и D7. Чтобы избежать неконтролируемых ситуаций при отключении, вокруг Q1 построена схема защиты.

Как легко спроектировать источник питания 5 В постоянного тока

Блок питания (PSU) является жизненно важной частью любого электронного продукта.

Для большинства бытовых электронных продуктов, таких как мобильные зарядные устройства, динамики Bluetooth, блоки питания, умные часы и т. Д., Требуется цепь источника питания, которая могла бы преобразовывать напряжение сети переменного тока в 5 В постоянного тока для их работы.

В этом проекте мы построим аналогичную схему источника питания переменного тока в постоянный с номинальной мощностью 10 Вт.

Это наша схема преобразует сеть переменного тока 220 В в 5 В и обеспечивает максимальный выход до 2 А.

Этой оценки мощности должно хватить для питания большинства электронных устройств, работающих от 5В.

Также схема 5V 2A SMPS очень хорошо известна в электронике, поскольку существует множество микроконтроллеров, которые работают от 5V.

Идея проекта состоит в том, чтобы поддерживать конструкцию как можно более простой, поэтому мы спроектируем всю схему над точечной доской (перфорированной платой) и даже построим наш собственный трансформатор, чтобы любой мог воспроизвести эту конструкцию или построить похожие.

Excited Right! Итак, приступим.

Ранее мы также создавали схему SMPS 12 В 15 Вт с использованием печатной платы, поэтому люди, которые интересуются, как спроектировать печатную плату для проекта блока питания (блока питания), могут это также оценить.

Конструкция распределения питания постоянного тока 5 В

Компоновка любой схемы начинается с хорошо сделанной общей блок-схемы.

Это помогает нам спроектировать участки схемы по отдельности, а затем, в конце, собрать их вместе, чтобы получить всю схему, подготовленную к использованию.

Общая блок-схема этого задания представлена ​​ниже.

Все очень просто.

Он имеет следующие четыре основных подблока.

  • Трансформатор
  • Схема выпрямителя
  • Фильтр
  • Регулятор

Сначала проясню каждый блок в целом, а потом перейдем к проектированию.

Я думаю, вам нужно понять, какой блок делает именно то, что в первую очередь.

Блок-схема распределения питания 5 В постоянного тока

Итак, давайте попробуем осмыслить каждый раздел один за другим.

Входной трансформатор

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

Вопрос в том, зачем нам это нужно в конструкции блока питания?

Ну, в зависимости от вашего состояния, переменный ток, входящий в ваш дом, имеет уровень напряжения 220/120 В.

Нам нужен входной трансформатор для повышения входящего переменного тока до требуемого нижнего уровня, то есть около 5 В (переменного тока).

Этот пониженный уровень дополнительно используется дополнительными блоками для получения необходимых 5 В постоянного тока.

Трансформатор - это устройство, которое используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения, сохраняя одинаковое входное и внешнее электричество.

Будьте внимательны, играя на этом устройстве.

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 постоянно проверять, какая линия является проводом под напряжением, входящим в трансформатор.

Выпрямительная схема

Если вы полагаете, что трансформатор только что снизил напряжение до 5 В постоянного тока.

Извините, вы ошибаетесь, как после того, как ошибалась я.

Пониженное напряжение остается переменным.

Чтобы преобразовать его в постоянный ток, вам нужна фантастическая схема выпрямителя.

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

Без схемы выпрямителя, поэтому невозможно получить обязательное выходное напряжение 5 В постоянного тока.

Эта схема поставляется в прекрасных интегрированных корпусах, или вы также можете сделать ее с четырьмя диодами.

Вы можете увидеть, как мы его создадим, в последующих сегментах.

В основном, есть два типа этой выпрямительной схемы; полуволновой и двухполупериодный.

Но тот, который мы рассматриваем, является полноценным выпрямителем, так как он более энергоэффективен, чем исходный.

Фильтр

В технической электронике нет ничего идеального.

Схема выпрямителя преобразует входящий переменный ток в постоянный, но, к сожалению, не превращает его в чистый постоянный ток.

Выходной сигнал выпрямителя пульсирующий и называется пульсирующим постоянным током.

Этот пульсирующий постоянный ток не подходит для устройств, чувствительных к электричеству.

Итак, выпрямленный постоянный ток не слишком чистый и имеет рябь.

Задача фильтра - отфильтровывать эти пульсации и обеспечивать согласование напряжения для регулирования.

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

Практическое правило: для идеального контроля напряжение постоянного тока должно иметь пульсации более 10%.

Лучшим фильтром в нашем случае является конденсатор.

Вы, наверное, слышали, конденсатор - это устройство для удержания заряда.

Но на самом деле его лучше всего использовать как фильтр.

Это самый недорогой фильтр для нашей основной конструкции источника питания 5 В.

Регулятор

Регулятор

A Используется в линейной интегральной схеме для обеспечения регулируемого постоянного выходного напряжения.

Стабилизация напряжения очень важна, потому что мы не требуем изменения выходного напряжения при изменении нагрузки.

Результат Очевидно, что требуется напряжение, не зависящее от нагрузки.

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

Регулятор

A Используется ли ваша интегральная схема для обеспечения постоянного выходного напряжения независимо от изменений входного напряжения.

Надеюсь, вы разработали несколько фундаментальных теорий проектирования электроснабжения.

Давайте продолжим с реальной принципиальной схемой для нашей конкретной схемы блока питания 5 В постоянного тока.

Принципиальная схема источника питания 5 В постоянного тока

Ниже представлена ​​принципиальная схема заявленного проекта.

Вы получаете Основное снабжение; напряжение и частота могут прокатиться по твоей нации, предохранить; для защиты цепи, трансформатора, выпрямителя, конденсаторного фильтра, светодиодного индикатора и регулятора IC.

Конструкция Распределение питания 5 В 500 мА

Блок-схема используется в программном обеспечении NI Multisim, хороших приложениях для моделирования для студентов и новичков в области электроники.

Я рекомендую Потратил некоторое время, играя в нее.

Теперь перейдем к собственно макету.

Пошаговый метод создания источника питания постоянного тока 5 В

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

Итак, приступим к делу шаг за шагом.

Вы верите, я бы начал объяснение конструкции трансформатора, но это не та ситуация.

Трансформатор выбирается не сразу.

# 1: Выбор регулятора IC

Выбор микросхемы регулятора зависит от вашего выходного напряжения.

В нашем случае мы проектируем для выходного напряжения 5 В, поэтому мы выберем ИС линейного стабилизатора LM7805.

В процессе проектирования возникает следующая проблема: мы должны знать номинальные значения напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.

Это сделано с использованием таблицы данных этого регулятора IC.

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

Конструкция Блок питания 5В

Техническое описание 7805 также предписывает использовать конденсатор емкостью 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать передачи изменений напряжения из-за изменений нагрузки.

И 0,1 мкФ в стволе регулятора, чтобы избежать пульсации, когда фильтрация находится далеко от регулятора.

Для получения дополнительных сведений, для вывода положительных ионов мы используем LM78XX.

XX Указывает значение выходного сигнала, а 78 указывает на положительный выходной сигнал.

Для использования выхода с отрицательным напряжением LM79XX, 79 предлагает отрицательное напряжение, а XX указывает значение выхода.

# 2: Выбор трансформатора

Правильный выбор трансформатора означает значительную экономию денег.

Мы должны понять, что минимальный вход для нашей выбранной микросхемы регулятора составляет 7 В (см. Значения в таблице выше).

Итак, нам нужен трансформатор для понижения основного переменного тока до этого значения.

Но, между линейкой и вторичной обмоткой трансформатора тоже стоит выпрямитель на диодном мосту.

Напряжение на выпрямителе падает i.e.1.4V.

Мы должны компенсировать и это уважение.

трансформатор и символ трансформатора

Итак, математически:

В_вторичный = 7В + 1,4В \ \ \ В_вторичный = 8,4В (пиковое значение)

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

Исходя из этого, для схемы источника питания постоянного тока 5 В мы можем выбрать трансформатор номинальным током 1 А вместе с вторичным напряжением 9 В.

Почему 1А присутствует? Поскольку IC регулятора имеет номинальный ток 1 А, это означает, что мы не можем передать больше настоящего значения, чем это значение.

Выбор Трансформатора с текущим баллом выше этого потребует дополнительных денег.

А нам это не нужно.

# 3: Выбор диодов для моста

Как видите, схема выпрямителя производится путем компоновки диодов в некоторых схемах.

Чтобы сделать выпрямитель, мы должны подобрать для этого соответствующие 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.

Схема выпрямителя

с символом

Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который поставляется в корпусе IC.

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

Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки (т.е.

в этой ситуации составляет 500 мА).

И обратное напряжение на высшем уровне (PIV) на высшем вторичном трансформаторе напряжения

Мы выбрали диод IN4001, потому что его номинальный ток на 1 А больше, чем мы желаем, а пиковое обратное напряжение - 50 В.

Пиковое обратное напряжение - это напряжение, которое диод может выдерживать при обратном смещении.

# 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо учитывать следующие факторы: срок службы, номинальную мощность и значение емкости.

Номинальное напряжение рассчитывается по вторичному напряжению трансформатора.

Принцип Thumb заключается в том, что номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20 процентов 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. конденсаторы для фундаментальной электроники

Во-вторых, нам нужно определить правильное значение емкости.

Зависит от выходного напряжения и выходного тока.

Чтобы найти соответствующее значение емкости, используйте следующую формулу:

C = \ fracI_otwo \ Pi fV_o Где,

Io = присутствует нагрузка, т.е.

500 мА в нашей конструкции, Vo = выходное напряжение i.-4

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 поместите значения соответственно.

Используя формулу конденсатора, разумное стандартное значение около значения i-e 3.1847E-4 составляет 470 мкФ.

Другая важная формулировка указана под.

Это также можно использовать для вычисления емкости конденсатора.

C = \ frac2 + (Rf) 2 (Rf) fR

В данном случае R - сопротивление нагрузке.

Rf - коэффициент пульсации, который должен быть менее 10% для фантастического дизайна.

На этом мы почти закончили разработку блока питания на 5 В.

# 5: Обеспечение безопасности электроснабжения

Каждый макет должен иметь защитное приспособление для защиты от возгорания.

Точно так же наша поставка easy должна иметь предохранитель на входе.

Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки.

Предохранитель

и символ предохранителя

Например, наша рабочая нагрузка может выдерживать ток 500 мА.

Если в случае, если наша нагрузка начнет работать неправильно, есть вероятность заусенцев компонентов.

Предохранитель Защитит наши поставки.

Практическое правило при выборе номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20 процентов больше, чем ток нагрузки.

Разработанный нами простой блок питания может выдавать ток 1 А, который в некоторых ситуациях можно использовать для его получения.

Если вы решите использовать его для получения этих экземпляров, не забудьте прикрепить радиатор к микросхеме регулятора.

Больше развлечений с электроникой

Электроника Это очень весело.

У вас всегда есть новые предметы, которые нужно делать, как только вы вступаете в мир электронного оборудования.

Если вам нравится делать электронику своими руками, вы оценили этот пост, слышали все теории дизайна и сегодня заинтересованы в создании собственного предприятия по электроснабжению своими руками.

Вы хотите припаять и поэкспериментировать со всеми вышеупомянутыми элементами, проверьте это, комплект источника питания Elenco (Amazon Link), вам будет интересно.

Кроме того, есть интересная книга под названием Make Electronics: Learning through Discovery (Amazon link), которая вместе с практиками научит вас множеству классной электроники.

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 спроектировать источник питания для лаборатории.

Он поможет вам изучить электронику, а также подберет идеальный источник питания для лаборатории.

Я предсказываю Это идеальный вариант, потому что вы все сделаете сами.

И я не могу выразить словами, как весело было бы играть с электроникой в ​​безопасной атмосфере.

Это как учиться на исполнении

Пожалуйста, не определяйте это только для питания 500 мА.

Это может быть ваш собственный источник питания 5 В постоянного тока с допустимой токовой нагрузкой до 500 мА.

И это было то, что я знаю, как спроектировать распределение питания 5В постоянного тока.

Надеюсь, это была вам какая-то помощь.

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


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

Рис.1: Условное обозначение диода
Диоды

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

Опасность смешивания полуволн с полноволновыми источниками питания

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

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

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

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

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

На рис. 6 показаны формы напряжения полуволнового источника питания, когда на входе 24 В переменного тока (среднеквадратичное значение) (или 68 вольт размах). Более светлая форма волны - это напряжение питания 24 В переменного тока, а более темная форма волны - это напряжение на конденсаторе фильтра C1 и нагрузочном резисторе R1.

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

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

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

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

В незатененной части рисунка 6 эффективная схема полуволнового источника питания показана на рисунке 8. Диод открыт, поэтому источник 24 В переменного тока не подает никакой энергии, а конденсатор обеспечивает весь ток нагрузки.

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

В показанной здесь схеме напряжение фильтрующего конденсатора падает до 20 В, прежде чем он будет заряжен 24 В переменного тока. Следовательно, было бы невозможно получить регулируемый выход выше 19,5 В постоянного тока.

Полноволновые блоки питания

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

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

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

В темных заштрихованных прямоугольниках на Рисунке 10 эффективная схема источника питания показана на Рисунке 11. В светлых заштрихованных прямоугольниках на Рисунке 10 эффективная схема источника питания показана на Рисунке 12.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *