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

Блок питания своими руками ⋆ diodov.net

Программирование микроконтроллеров Курсы

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

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

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы блока питания

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

Блок питания своими руками

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

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

Функциональная схема блока питания

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

Трансформатор

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

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

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

Принцип работы трансформатора

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

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

Трансформатор тороидальный

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

Диодный мост

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

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

Принцип работы мостового выпрямителя

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

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

Мостовой выпрямитель

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

Диодный мост

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

Конденсаторный фильтр

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

Схема сглаживания выпрямленного напряжения

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

Конденсатор электролитический

Стабилизатор напряжения LM7805, LM7809, LM7812

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

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

Для примера расшифруем следующие маркировки:

LM7805 → 5 В, положительное напряжение

LM7912 → 12 В, отрицательное U

Стабилизатор напряжения LM7805

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

LM7805 обозначение выводов

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

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

Схема блока питания

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

Схема блока питания

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

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

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

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

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

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

78L05 обозначение выводов

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

LM7805

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

LM7805

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

Блок питания с отрицательным напряжением

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

Электроника для начинающих

Еще статьи по данной теме

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Для нашего лабораторного блока питания понадобится всего 8 деталей, самое главное трансформатор, у которого на выходе порядка 12 -15 вольт. Транзистор возьмём простой и самый распространенный КТ805 с радиатором охлаждения.

Два конденсатора первый на 220 микрофарад  40 Вольт, второй на 2200 микрофарад 25 Вольт.

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.Простая схема мощного, лабораторного блока питания.Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Резисторы на 1ком и 270 ом. Диодный мост, который рассчитан на 3-4 ампера. И переменный резистор на 10 килоом. Вот вроде все детали, которые нам понадобится для сбора нашей поделки. Делать будем простым навесным монтажом.

  • Простая схема мощного, лабораторного блока питания.
  • Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Собирать будем вот по такой, простой схеме…

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Теперь берём небольшой проводок и припаем его к коллектору транзистора, а другим концом к плюсу нашего диодного моста. 

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.


Дальше берем конденсатор на 2200 микрофарад 25 Вольт, к нему припаиваем параллельно резистор 1 ком, который служит для плавного регулирования выходящего тока. Далее припаиваем плюс конденсатора к эммитору транзистора, а минус к нашему диодному мосту.

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Затем берём наш второй конденсатор на 220 микрофарад, его минус припаиваем к минусу диодного моста, а плюс соответственно к плюсу диодного моста.

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Теперь давайте разберемся и припаяем наш подстроечный резистор. Берем его левый контакт и припаиваем к минусу диодного моста, средний контакт резистора припаиваем в базе нашего транзистора, а третий, правый контакт припаиваем к сопротивлению на 270 ом, а второй конец сопротивления припаиваем к плюсу диодного моста.

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Вот и собрали мы нашу схему навесным монтажом, теперь осталось припаять только трансформатор к схеме, это сделать очень просто, берём выход вторичной обмотки и припаиваем к переменным контактом диодного моста.

теперь осталось припаять только трансформатор к схеме, это сделать очень просто, берём выход вторичной обмотки и припаиваем к переменным контактом диодного моста.

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Ну и осталось припаять только провода, которые служат выходом нашей схемы. Один провод «плюс» мы при паяем к эмиттеру транзистора, а второй минусовой провод паяем к минусу диодного моста.

Простая схема мощного, лабораторного блока питания.

Вот и готова наша простая схема небольшого лабораторного блока питания, который я надеюсь поможет вам в дальнейшем, никаких настроек он не требует и работает сразу.


Простой регулируемый блок питания 0-30в

Всем давно известно, что без нормального регулируемого блока питания не возможно запустить ни один девайс сделанный своими руками. Ведь блок питания это основа радиолюбительской лаборатории, поэтому в этой статье я расскажу, как сделать простой регулируемый блок питания из доступных деталей всего на двух транзисторах. На этом рисунке изображена простая для изготовления схема регулируемого блока питания.

Схема регулируемого блока питания на транзисторах

Схема регулируемого блока питания на транзисторах

Скачать схему регулируемого блока питания Скачать

Эта схема очень неприхотлива в радиодеталях по этому, собрать её может каждый начинающий радиолюбитель практически из того, что имеется под рукой. Диодный мост Br1 пойдет практически любой с силой тока не менее 3А. Если нет диодного моста, замените его подходящими диодами. Конденсатор С1 можно заменить любым от 1000 мкФ до 10 000 мкФ. Переменный резистор Р1 от 5 до 10 кОм. Транзистор Т1 КТ815, BD137, BD139 транзистор Т2 КТ805, КТ819, TIP41, MJE13009 и многие другие советские и импортные аналоги, подбираются согласно требуемой нагрузке и мощности источника питания.

Диод D1 с силой тока не менее 3А, можно вообще заменить перемычкой, он защищает конденсатор C2 от переполюсовки при подключении к блоку питания аккумулятора. Источником питания для этой схемы может служить любой трансформатор от 12 до 30 вольт. Для своего блока питания я использовал тороидальный трансформатор от музыкального центра с двумя последовательно соединенными обмотками по 13,5В и силой тока 3,5А. После выпрямления напряжения на выходе получилось 30 вольт.

Скачать

Все детали блока питания я, как всегда разместил на печатной плате размером 6,5 на 4,5 см. При установке транзисторов обратите внимание на цоколевку. Например у транзистора КТ819 ножки располагаются так ECB, а у транзистора MJE13009 так BCE, по этому транзисторы лучше всего соединить с платой небольшими кусочками провода и тогда у вас не возникнет проблем с правильной установкой транзисторов на радиаторе.

Печатная плата регулируемого блока питания 0-30В

Печатная плата регулируемого блока питания 0-30В

Скачать печатную плату регулируемого блока питания 0-30В в формате lay Скачать

Два транзистора установите на одном радиаторе без изоляционных прокладок потому, что коллекторы транзисторов на схеме соединяются вместе. Не забудьте места крепления транзисторов смазать термопастой. Диодную сборку желательно закрепить на небольшом радиаторе, она тоже не слабо нагревается. Для контроля выходных характеристик желательно установить универсальный китайский измерительный прибор (УКИП) обозначенный на схеме V/A1.

Регулируемый блок питания 0-30В

Все компоненты блока питания я разместил в стандартном корпусе от компьютерного блока питания. Только из за большого размера тороидального трансформатора от музыкального центра вентилятор пришлось разместить снаружи, но это на технические характеристики блока питания особо не влияет.

Регулируемый блок питания 0-30В

Благодаря мощному 3,5 амперному тороидальному трансформатору этот универсальный регулируемый блок питания я использую для питания различных самоделок и в качестве зарядного устройства для небольших аккумуляторов.

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том как работает регулируемый блок питания.

Блок питания на стабилитроне и транзисторе своими руками
Рассмотренный далее стабилизированный блок питания является одним из первых устройств, которые собираются начинающими радиолюбителями. Это очень простой, но весьма полезный прибор. Для его сборки не нужны дорогостоящие компоненты, которые достаточно легко подобрать новичку в зависимости от требуемых характеристик блока питания.
Материал будет также полезен тем, кто желает более детально разобраться в назначении и расчете простейших радиодеталей. В том числе, вы подробно узнаете о таких компонентах блока питания, как:
  • силовой трансформатор;
  • диодный мост;
  • сглаживающий конденсатор;
  • стабилитрон;
  • резистор для стабилитрона;
  • транзистор;
  • нагрузочный резистор;
  • светодиод и резистор для него.

Также в статье детально рассказано, как подобрать радиодетали для своего блока питания и что делать, если нет нужного номинала. Наглядно будет показана разработка печатной платы и раскрыты нюансы этой операции. Несколько слов сказано конкретно о проверке радиодеталей перед пайкой, а также о сборке устройства и его тестировании.

Типовая схема стабилизированного блока питания


Всевозможных схем блоков питания со стабилизацией напряжения существует сегодня очень много. Но одна из самых простых конфигураций, с которой и стоит начинать новичку, построена всего на двух ключевых компонентах – стабилитроне и мощном транзисторе. Естественно, в схеме присутствуют и другие детали, но они вспомогательные.
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Схемы в радиоэлектронике принято разбирать в том направлении, в котором по ним протекает ток. В блоке питания со стабилизацией напряжения все начинается с трансформатора (TR1). Он выполняет сразу несколько функций. Во-первых, трансформатор понижает сетевое напряжение. Во-вторых, обеспечивает работу схемы. В-третьих, питает то устройство, которое подключено к блоку.
Диодный мост (BR1) – предназначен для выпрямления пониженного сетевого напряжения. Если говорить другими словами, то в него заходит переменное напряжение, а на выходе получается уже постоянное. Без диодного моста не будет работать ни сам блок питания, ни устройства, которые будут к нему подключаться.
Сглаживающий электролитический конденсатор (C1) нужен для того, чтобы убирать пульсации, присутствующие в бытовой сети. На практике они создают помехи, которые отрицательно сказываются на работе электроприборов. Если для примера взять усилитель звука, запитанный от блока питания без сглаживающего конденсатора, то эти самые пульсации будут отчетливо слышны в колонках в виде постороннего шума. В других приборах помехи могут привести к некорректной работе, сбоям и прочим проблемам.
Стабилитрон (D1) – это компонент блока питания, который стабилизирует уровень напряжения. Дело в том, что трансформатор будет выдавать желаемые 12 В (например) только тогда, когда в сетевой розетке будет ровно 230 В. Однако на практике таких условий не бывает. Напряжение может как просаживаться, так и повышаться. То же самое трансформатор будет давать и на выходе. Благодаря своим свойствам стабилитрон выравнивает пониженное напряжение независимо от скачков в сети. Для корректной работы этого компонента нужен токоограничивающий резистор (R1). О нем более детально сказано ниже.
Транзистор (Q1) – нужен для усиления тока. Дело в том, что стабилитрон не способен пропускать через себя весь потребляемый прибором ток. Более того, корректно он будет работать только в определенном диапазоне, например, от 5 до 20 мА. Для питания каких-либо приборов этого откровенно мало. С данной проблемой и справляется мощный транзистор, открывание и закрывание которого управляется стабилитроном.
Сглаживающий конденсатор (C2) – предназначен для того же, что и вышеописанный C1. В типовых схемах стабилизированных блоков питания присутствует также нагрузочный резистор (R2). Он нужен для того, чтобы схема сохраняла работоспособность тогда, когда к выходным клеммам ничего не подключено.
В подобных схемах могут присутствовать и другие компоненты. Это и предохранитель, который ставится перед трансформатором, и светодиод, сигнализирующий о включении блока, и дополнительные сглаживающие конденсаторы, и еще один усиливающий транзистор, и выключатель. Все они усложняют схему, однако, повышают функциональность устройства.

Расчет и подбор радиокомпонентов для простейшего блока питания


Трансформатор подбирается по двум основным критериям – напряжению вторичной обмотки и по мощности. Есть и другие параметры, но в рамках материала они не особо важны. Если вам нужен блок питания, скажем, на 12 В, то трансформатор нужно подбирать такой, чтобы с его вторичной обмотки можно было снять чуть больше. С мощностью все то же самое – берем с небольшим запасом.
Основной параметр диодного моста – это максимальный ток, который он способен пропускать. На эту характеристику и стоит ориентироваться в первую очередь. Рассмотрим примеры. Блок будет использоваться для питания прибора, потребляющего ток 1 А. Это значит, что диодный мост нужно брать примерно на 1,5 А. Допустим, вы планируете питать какой-либо 12-вольтовый прибор мощностью 30 Вт. Это значит, что потребляемый ток будет около 2,5 А. Соответственно, диодный мост должен быть, как минимум, на 3 А. Другими его характеристиками (максимальное напряжение и прочее) в рамках такой простой схемы можно пренебрегать.
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Дополнительно стоит сказать, что диодный мост можно не брать уже готовый, а собрать его из четырех диодов. В таком случае каждый из них должен быть рассчитан на ток, проходящий по схеме.
Для расчета емкости сглаживающего конденсатора применяются достаточно сложные формулы, которые в данном случае ни к чему. Обычно берется емкость 1000-2200 мкФ, и этого для простого блока питания будет вполне достаточно. Можно взять конденсатор и побольше, но это существенно удорожит изделие. Другой важный параметр – максимальное напряжение. По нему конденсатор подбирается в зависимости от того, какое напряжение будет присутствовать в схеме.
Здесь стоит учитывать, что на отрезке между диодным мостом и стабилитроном после включения сглаживающего конденсатора напряжение будет примерно на 30% выше, чем на выводах трансформатора. То есть, если вы делаете блок питания на 12 В, а трансформатор выдает с запасом 15 В, то на данном участке из-за работы сглаживающего конденсатора будет примерно 19,5 В. Соответственно, он должен быть рассчитан на это напряжение (ближайший стандартный номинал 25 В).
Второй сглаживающий конденсатор в схеме (C2) обычно берется небольшой емкости – от 100 до 470 мкФ. Напряжение на этом участке схемы будет уже стабилизированным, например, до уровня 12 В. Соответственно, конденсатор должен быть рассчитан на это (ближайший стандартный номинал 16 В).
А что делать, если конденсаторов нужных номиналов нет в наличии, и в магазин идти неохота (или банально нет желания их покупать)? В таком случае вполне возможно воспользоваться параллельным подключением нескольких конденсаторов меньшей емкости. При этом стоит учесть, что максимальное рабочее напряжение при таком подсоединении суммироваться не будет!
Стабилитрон подбирается в зависимости от того, какое напряжение нам нужно получить на выходе блока питания. Если подходящего номинала нет, то можно соединить несколько штук последовательно. Стабилизируемое напряжение, при этом, будет суммироваться. Для примера возьмем ситуацию, когда нам надо получить 12 В, а в наличии есть только два стабилитрона на 6 В. Соединив их последовательно мы и получим желаемое напряжение. Стоит отметить, что для получения усредненного номинала параллельное подключение двух стабилитронов не сработает.
Максимально точно подобрать токоограничивающий резистор для стабилитрона можно только экспериментально. Для этого в уже рабочую схему (например, на макетной плате) включается резистор номиналом примерно 1 кОм, а между ним и стабилитроном в разрыв цепи ставится амперметр и переменный резистор. После включения схемы нужно вращать ручку переменного резистора до тех пор, пока через участок цепи не потечет требуемый номинальный ток стабилизации (указывается в характеристиках стабилитрона).
Усиливающий транзистор подбирается по двум основным критериям. Во-первых, для рассматриваемой схемы он обязательно должен быть n-p-n структуры. Во-вторых, в характеристиках имеющегося транзистора нужно посмотреть на максимальный ток коллектора. Он должен быть немного больше, чем максимальный ток, на который будет рассчитан собираемый блок питания.
Нагрузочный резистор в типовых схемах берется номиналом от 1 кОм до 10 кОм. Меньшее сопротивление брать не стоит, так как в случае, когда блок питания не будет нагружен, через этот резистор потечет слишком большой ток, и он сгорит.

Разработка и изготовление печатной платы


Теперь вкратце рассмотрим наглядный пример разработки и сборки стабилизированного блока питания своими руками. В первую очередь, необходимо найти все присутствующие в схеме компоненты. Если нет конденсаторов, резисторов или стабилитронов нужных номиналов – выходим из ситуации вышеописанными путями.
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Далее нужно будет спроектировать и изготовить печатную плату для нашего прибора. Начинающим лучше всего использовать для этого простое и, самое главное, бесплатное программное обеспечение, например, Sprint Layout.
Размещаем на виртуальной плате все компоненты согласно выбранной схемы. Оптимизируем их расположение, корректируем в зависимости от того, какие конкретно детали есть в наличии. На этом этапе рекомендуется перепроверять реальные размеры компонентов и сравнивать их с добавляемыми в разрабатываемую схему. Особое внимание обратите на полярность электролитических конденсаторов, расположение выводов транзистора, стабилитрона и диодного моста.
Если вы заходите добавить в блок питания сигнальный светодиод, то его можно будет включить в схему как до стабилитрона, так и после (предпочтительнее). Чтобы подобрать для него токоограничивающий резистор, необходимо выполнить следующий расчет. Из напряжения участка цепи вычитаем падение напряжения на светодиоде и делим результат на номинальный ток его питания. Пример. На участке, к которому мы планируем подключать сигнальный светодиод, имеется стабилизированные 12 В. Падение напряжения у стандартных светодиодов около 3 В, а номинальный ток питания 20 мА (0,02 А). Получаем, что сопротивление токоограничивающего резистора R=450 Ом.

Проверка компонентов и сборка блока питания


После разработки платы в программе переносим ее на стеклотекстолит, травим, лудим дорожки и удаляем излишки флюса.
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
После этого выполняем установку радиокомпонентов. Здесь стоит сказать, что не лишним будет сразу же перепроверить их работоспособность, особенно, если они не новые. Как и что проверять?
Обмотки трансформатора проверяются омметром. Где сопротивление больше – там первичная обмотка. Далее его нужно включить в сеть и убедиться, что он выдает требуемое пониженное напряжение. При его измерении соблюдайте предельную осторожность. Также учтите, что напряжение на выходе переменное, потому на вольтметре включается соответствующий режим.
Резисторы проверяются омметром. Стабилитрон должен «звониться» только в одном направлении. Диодный мост проверяем по схеме. Встроенные в него диоды должны проводить ток только в одном направлении. Для проверки конденсаторов потребуется специальный прибор для измерения электрической емкости. В транзисторе n-p-n структуры ток должен протекать от базы к эмиттеру и к коллектору. В остальных направлениях он протекать не должен.
Начинать сборку лучше всего с мелких деталей – резисторов, стабилитрона, светодиода. Затем впаиваются конденсаторы, диодный мост.
Особое внимание обращайте на процесс установки мощного транзистора. Если перепутать его выводы – схема не заработает. Кроме того, этот компонент будет достаточно сильно греется под нагрузкой, потому его необходимо устанавливать на радиатор.
Последним устанавливается самая большая деталь – трансформатор. Далее к выводам его первичной обмотки припаивается сетевая вилка с проводом. На выходе блока питания тоже предусматриваются провода.
Блок питания на стабилитроне и транзисторе
Осталось только хорошенько перепроверить правильность установки всех компонентов, смыть остатки флюса и включить блок питания в сеть. Если все сделано правильно, то светодиод будет светиться, а на выходе мультиметр покажет желаемое напряжение.

Схемы самодельных блоков питания (Страница 3)


Схема мощного двуполярного источника питания (2х1-10В, 4А) Схема мощного двуполярного источника питания (2х1-10В, 4А)

Принципиальная схема двуполярного блока питания на микросхемах серии AZ1117H-ADJxx, позволяет получить регулируемое напряжение с током нагрузки до 4А. Интегральные микросхемы серии AZ1117 представляют собой линейные компенсационные стабилизаторы напряжения положительной полярности с малым ...

1 3186 0

Схема блока питания от телевизора BBK LCD TV/DVD COMBO LT1507S Схема блока питания от телевизора BBK LCD TV/DVD COMBO LT1507S

Принципиальная и монтажная схемы для импульсного блока питания, который установлен в телевизоре-моноблоке BBK LCD TV/DVD COMBO LT1507S.

0 2759 1

Лабораторный источник питания 3-20В, ток 0,25-1,2А (IRF630MF) Лабораторный источник питания 3-20В, ток 0,25-1,2А (IRF630MF)

Принципиальная схема самодельного лабораторного источника питания, выполнен на биполярных и полевых транзисторах. Радиолюбители с большим стажем часто пользуются конструкциями, изготовленными несколько десятилетий назад. Например, в прошлом веке были популярны самодельные источники питания ...

1 4322 0

Сетевой бестрансформаторный адаптер для питания часов от 12В Сетевой бестрансформаторный адаптер для питания часов от 12В

Советские электронные часы ЭК-01 с жидкокристаллическим дисплеем выпускались в 80-90-х годах прошлого века, их схема выполнена на микросхемах К176ИЕЗ, К176ИЕ4 и К176ИЕ5. Питаются они от 9-вольтовой батареи «Крона». Такие часы у меня долгие годы лежали на антресоли, и вот, в процессе ...

1 2088 0

Мощный стабилизированный блок питания с защитой 5-15В, 20А (LM723, 2N3055) Мощный стабилизированный блок питания с защитой 5-15В, 20А (LM723, 2N3055)

Блок питания. схема которого рассмотрена здесь, дает напряжение от 5 до 15V, стабильное установленное в этихпределах, при максимальном токе 20А. При токе более 22А срабатывает защита. Напряжение переменного тока 220V от электросети подается через 4-амперный предохранитель F1 на первичную обмотку ...

2 4850 1

Импульсный блок питания на транзисторах и таймер на КР512ПС10 (12В-1,2А) Импульсный блок питания на транзисторах и таймер на КР512ПС10 (12В-1,2А)

Для экономии электроэнергии, увеличения срока службы радиоаппаратуры и повышения безопасности её использования целесообразно ограничивать время работы различных аппаратов от электросети 230 В переменного тока. Для реализации такой функции потребуется таймер, который после истечения заданного ...

0 4933 0

Мощный электронный сетевой трансформатор для магнитолы и радиостанции на 12В Мощный электронный сетевой трансформатор для магнитолы и радиостанции на 12В

Промышленно выпускается много достаточно качественной аппаратуры дляэксплуатации в автомобиле, это и автомобильные магнитолы, и автомобильные радиостанции, а так же и другая аппаратура. Вся эта техника рассчитана на питание от достаточно мощного источника постоянного тока напряжением 10-16V ...

1 3816 3

Самодельный лабораторный источник питания с регулировкой 0-20В Самодельный лабораторный источник питания с регулировкой 0-20В

Схема надежного лабораторного блока питания с регулируемым выходным напряжением от 0 до 20В. Относительную сложность предлагаемого устройства компенсируют улучшенные (по сравнению с аналогичными приборами) параметры и потребительские качества Рекомендации автора позволяют как упростить при желании конструкцию, так и ввести в нее дополнительные функции. По сравнению с уже описанными в ...

1 4443 1

Маломощный регулируемый двуполярный источник питания (LM317, LM337) Маломощный регулируемый двуполярный источник питания (LM317, LM337)

В настоящее время, в торговой сети есть множество блоков питания для портативной аппаратуры, именуемых сетевыми адаптерами. Большинство из тех, что не предназначены для питания и зарядки «гаджетов» выполнены по простым схемам, и состоят из силового маломощного трансформатора, диодного ...

1 4427 0

Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других Выпрямители для получения двуполярного напряжения 3В, 5В, 12В, 15В и других

Принципи

Регулируемый блок питания своими руками

Блок питания необходимая вещь для каждого радиолюбителя, потому, что для питания электронных самоделок нужен регулируемый источник питания со стабилизированным выходным напряжением от 1.2 до 30 вольт и силой тока до 10А, а также встроенной защитой от короткого замыкания. Схема изображенная на этом рисунке построена из минимального количества доступных и недорогих деталей.

Схема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗСхема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗ

Скачать схему регулируемого блока питания на LM317 Скачать

Микросхема LM317 является регулируемым стабилизатором напряжения со встроенной защитой от короткого замыкания. Стабилизатор напряжения LM317 рассчитан на ток не более 1.5А, поэтому в схему добавлен мощный транзистор MJE13009 способный пропускать через себя реально большой ток до 10А, если верить даташиту максимум 12А. При вращении ручки переменного резистора Р1 на 5К изменяется напряжения на выходе блока питания.

Так же имеется два шунтирующих резистора R1 и R2 сопротивлением 200 Ом, через них микросхема определяет напряжение на выходе и сравнивает с напряжением на входе. Резистор R3 на 10К разряжает конденсатор С1 после отключения блока питания. Схема питается напряжением от 12 до 35 вольт. Сила тока будет зависеть от мощности трансформатора или импульсного источника питания.

А эту схему я нарисовал по просьбе начинающих радиолюбителей, которые собирают схемы навесным монтажом.

Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на стабилизаторе LM317Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317

Скачать схему регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317 Скачать

Сборку желательно выполнять на печатной плате, так будет красиво и аккуратно.

Печатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317 своими рукамиПечатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317

Скачать печатную плату регулируемого блока питания на LM317 Скачать

Печатная плата сделана под импортные транзисторы, поэтому если надо поставить советский, транзистор придется развернуть и соединить проводами. Транзистор MJE13009 можно заменить на MJE13007 из советских КТ805, КТ808, КТ819 и другие транзисторы структуры n-p-n, все зависит от тока, который вам нужен. Силовые дорожки печатной платы желательно усилить припоем или тонкой медной проволокой. Стабилизатор напряжения LM317 и транзистор надо установить на радиатор с достаточной для охлаждения площадью, хороший вариант это, конечно радиатор от компьютерного процессора.

Желательно прикрутить туда и диодный мост. Не забудьте изолировать LM317 от радиатора пластиковой шайбой и тепло проводящей прокладкой, иначе произойдет большой бум. Диодный мост можно ставить практически любой на ток не менее 10А. Лично я поставил GBJ2510 на 25А с двойным запасом по мощности, будет в два раза холоднее и надёжнее.

Стабилизатор напряжения на микросхеме LM317 своими руками

А теперь самое интересное… Испытания блока питания на прочность.

Регулятор напряжения я подключил к источнику питания с напряжением 32 вольта и выходным током 10А. Без нагрузки падение напряжения на выходе регулятора всего 3В. Потом подключил две последовательно соединенные галогеновые лампы h5 55 Вт 12В, нити ламп соединил вместе для создания максимальной нагрузки в итоге получилось 220 Вт. Напряжение просело на 7В, номинальное напряжение источника питания было 32В. Сила тока потребляемая четырьмя нитями галогеновых ламп составила 9А.

Регулируемый стабилизатор напряжения на LM317 для блока питания своими руками

Радиатор начал быстро нагреваться, через 5 минут температура поднялась до 65С°. Поэтому при снятии больших нагрузок рекомендую поставить вентилятор. Подключить его можно по этой схеме. Диодный мост и конденсатор можно не ставить, а подключить стабилизатор напряжения L7812CV напрямую к конденсатору С1 регулируемого блока питания.

Схема подключения вентилятора к блоку питанияСхема подключения вентилятора к блоку питания

Скачать схему подключения вентилятора к блоку питания Скачать

Что будет с блоком питания при коротком замыкании?

При коротком замыкании напряжение на выходе регулятора снижается до 1 вольта, а сила тока равна силе тока источника питания в моем случае 10А. В таком состоянии при хорошем охлаждении блок может находится длительное время, после устранения короткого замыкания напряжение автоматически восстанавливается до заданного переменным резистором Р1 предела. Во время 10 минутных испытаний в режиме короткого замыкания ни одна деталь блока питания не пострадала.

Радиодетали для сборки регулируемого блока питания на LM317

  • Стабилизатор напряжения LM317
  • Диодный мост GBJ2501, 2502, 2504, 2506, 2508, 2510 и другие аналогичные рассчитанные на ток не менее 10А
  • Конденсатор С1 4700mf 50V
  • Резисторы R1, R2 200 Ом, R3 10K все резисторы мощностью 0.25 Вт
  • Переменный резистор Р1 5К
  • Транзистор MJE13007, MJE13009, КТ805, КТ808, КТ819 и другие структуры n-p-n

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать регулируемый блок питания своими руками

cxema.org - Простейший лабораторный блок питания для начинающего

Простейший лабораторный блок питания для начинающего

Приветствую всех зрителей , особенно начинающих радиолюбителей, поскольку именно они очень часто сталкиваются с проблемой поиска источников питания для самодельных конструкций и поэтому в этом ролике будет рассмотрен вариант постройки простейшего лабораторного блока питания с возможностью ограничения тока.

Наш блок питания может обеспечивать на выходе стабилизированное напряжение от 0 до 15 вольт и ток до полутора Ампер.

Естественно наиболее простым решением является использование специализированных микросхем на подобии LM317, которая обеспечивает хорошую стабилизацию, стоит дешево и может отдавать в нагрузку ток до полторы ампер, но я этого не сделал, зная что многие радиолюбители могут не иметь возможности приобретения специализированных микросхем по тем или иным причинам, поэтому рассмотрим самый простой стабилизированный блок питания построенный всего на двух транзисторах.

4098270891.png

В проекте специально использованы наиболее доступные радиокомпоненты, чтобы ни у кого не возникли трудности с их поиском.

А теперь давайте рассмотрим схему и поймем как она работает. Состоит она из трех основных частей:

Сетевой понижающий трансформатор для обеспечения нужного нам напряжения а также для гальванической развязки с сетью. В своем варианте я использовал трансформатор от блока питания кассетного магнитофона, подойдет любой другой, основные параметры блока будут зависеть в первую очередь от трансформатора, притом нужно учитывать один момент - максимальное выходное напряжение блока питания будет на несколько вольт меньше, чем напряжение на выпрямителе.

Трансформатор подбирается с нужным током, в моем случае имеются две обмотки по 20 Вольт, ток с каждой из них составляет около 0,7 Ампер, обмотки подключены параллельно, т.е общий ток около полутора ампер.

Вторая часть из себя представляет выпрямитель для выпрямления переменного напряжения в постоянку и конденсатор для сглаживания напряжения после выпрямителя и фильтрации помех.

Третий узел это плата самого стабилизатора, рассмотрим ее поподробней. А работает схема следующим образом.

4098270891.png

Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора, на вторичной обмотке уже получаем пониженное напряжение, максимальный ток будет зависеть от габаритных размеров трансформатора и от диаметра провода вторичной обмотки.

Далее переменное напряжение со вторичной обмотки трансформатора поступает на двухполупериодный выпрямитель диодного типа, построенный на 4-х одинаковых диодах.

После выпрямителя установлен электролитический конденсатор для сглаживания напряжения до "идеальной постоянки". Уже постоянное напряжение поступает на схему стабилизатора где стабилизируется до некоторого уровня, напряжение стабилизации будет завесить от стабилитрона, в нашем случае он на 15 Вольт, который задает максимальное напряжение на выходе.

Но беда в том, что ток такого простого стабилизатора невелик, по нему протекает около 15 -20 мА, вот поэтому его нужно усилить с помощью простого каскада усиления по току построенный на транзисторе VT1 и VT2 , транзисторы подключены таким образом для того , чтобы обеспечить максимально большое усиление, т.е. по сути это аналог составного транзистора.

Регулятор напряжения в лице переменного резистора R1 выполняет функцию простого делителя напряжения и может быть рассмотрен как два последовательно соединенных резистора с отводом от места их соединения, изменяя сопротивление каждого, мы можем регулировать напряжение, это напряжение усиливается ранее указанным каскадом. Второй переменный резистор позволит ограничивать выходной ток.

Большую их часть, а если быть точнее то все компоненты можно найти в старой аппаратуре, например в советских телевизорах, усилителях, приемниках, магнитолах и в прочей технике, также возможно использование импортных аналогов, которые имеют одинаковое расположение выводов.

Диодный мост - можно использовать готовые мосты, которые можно найти в компьютерных блоках питания или же собрать мост из любых 4-х аналогичных диодов с током от 2-х ампер, список некоторых таких диодов тоже найдешь в архиве проекта, ссылка на архив как всегда в описании.

Для увеличения выходного напряжения блока питания нужно во первых найти соответствующий трансформатор а также заменить стабилитрон на более высоковольтный , скажем на или 18 или 24 Вольта, Резистор ограничивает ток через стабилитрон, расчет производится исходя из напряжения с выпрямителя, резистор рассчитывают так, чтобы ток через стабилитрон не превышало значение в 25-30мА в случае стабилитронов пол ватта и 40-45 мА в случае если использован одноваттный стабилитрон.

Если нет нужного стабилитрона, то можно последовательно соединить два или несколько, для получения нужного напряжения стабилизации.

Схема стабилизатора работает в линейном режиме, поэтому силовой транзистор VT22 нуждается в радиаторе.

Теперь проверим конструкцию в работе. Как видим напряжение плавно регулируется от нуля до 15 Вольт

Теперь проверим ограничение тока. Без нагрузки вращая регулятор тока, напряжение у нас почти не меняется, что свидетельствует о корректной работе функции ограничения. Ток регулируется плавно от 180мА.

Максимальный выходной ток, в моем случае составляет около 1,5 Ампер, этого вполне достаточно для средних нужд большинства радиолюбителей.

Не смотря на простоту конструкции при выходных токах токах около 1А , наблюдаем просадку выходного напряжения меньше 0,2 вольт, это очень хороший показатель для стабилизаторов такого класса.

Блок питания может переносить короткого замыкания с продолжительностью не более 5 секунд, в этом режиме ток ограничивается в районе 1,7А.

Монтаж можно сделать и навесным, но более красиво смотрится конструкция на печатной плате, тем более, что я для вас ее нарисовал.

В качестве индикаторов советую использовать стрелочные приборы, чтобы не путаться с подключением, хотя можно и цифровые.

Корпусом может служить кожух от компьютерного блока питания, либо любой другой удобный вариант, хоть фанерные доски.

По мне, довольно годный вариант в качестве первого лабораторного блока питания, смело собирайте.

Скачать плату

Проектирование цепей электропитания - от простейших до самых сложных

В посте рассказывается, как спроектировать и построить хорошую схему электропитания на рабочем месте, начиная с базовой конструкции и заканчивая достаточно сложным источником питания с расширенными функциями.

Проектирование источника питания рабочего места необходимо

Независимо от того, является ли это электронным новичком или опытным инженером, всем требуется этот незаменимый элемент оборудования, называемый источником питания.

Это связано с тем, что ни одна электроника не может работать без питания, а точнее с помощью источника постоянного тока низкого напряжения, а блок питания - это устройство, специально предназначенное для этой цели.

Если это оборудование так важно, для всех на местах становится необходимым изучить все мелочи этого важного члена электронного семейства.

Давайте начнем и узнаем, как спроектировать схему питания, в первую очередь простую, вероятно, для новичков, которые считают эту информацию чрезвычайно полезной.
Базовая схема источника питания в основном потребует трех основных компонентов для обеспечения ожидаемых результатов.
трансформатор, диод и конденсатор.Трансформатор - это устройство, которое имеет два набора обмоток, одна первичная, а другая вторичная.

Сеть 220 В или 120 В подается на первичную обмотку, которая передается на вторичную обмотку для создания там более низкого индуцированного напряжения.

Низкое пониженное напряжение, имеющееся на вторичной обмотке трансформатора, используется для использования по назначению в электронных цепях, однако, прежде чем использовать это вторичное напряжение, его необходимо сначала выпрямить, то есть напряжение должно быть преобразовано в постоянный ток. первый.

Например, если вторичная обмотка трансформатора рассчитана на 12 вольт, то полученные 12 вольт от вторичной обмотки трансформатора будут 12-вольтовым переменным током через соответствующие провода.

Электронная схема никогда не может работать с переменным током, и поэтому это напряжение должно быть преобразовано в постоянный ток.

Диод - это одно устройство, которое эффективно преобразует переменный ток в постоянный. Существуют три конфигурации, с помощью которых можно конфигурировать базовые конструкции источников питания.

с использованием одного диода:

Наиболее простой и грубый вариант конструкции блока питания - это тот, который использует один диод и конденсатор.Поскольку один диод выпрямляет только один полупериод сигнала переменного тока, для этого типа конфигурации требуется большой выходной фильтрующий конденсатор для компенсации вышеуказанного ограничения.

Фильтрующий конденсатор следит за тем, чтобы после выпрямления в падающих или убывающих участках результирующей структуры постоянного тока, где напряжение имеет тенденцию к падению, эти участки заполнялись и заполнялись накопленной энергией внутри конденсатора.

Вышеуказанный акт компенсации, выполняемый накопленной энергией конденсаторов, помогает поддерживать чистый и свободный от пульсаций выход постоянного тока, который не был бы возможен только одними диодами.

Для конструкции с одним диодным источником питания вторичная обмотка трансформатора должна иметь только одну обмотку с двумя концами.

Однако вышеупомянутая конфигурация не может считаться эффективной конструкцией источника питания из-за ее грубого выпрямления на полуволнах и ограниченных возможностей преобразования выходной мощности.

Использование двух диодов:

Использование пары диодов для питания требует трансформатора с вторичной обмоткой с отводом в центре. Диаграмма показывает, как диоды подключены к трансформатору.

Хотя два диода работают в тандеме и охватывают обе половины сигнала переменного тока и производят двухполупериодное выпрямление, используемый метод неэффективен, поскольку в любой момент используется только одна половина обмотки трансформатора. Это приводит к плохому насыщению сердечника и ненужному нагреву трансформатора, что делает этот тип конфигурации источника питания менее эффективным и обычной конструкцией.

Использование четырех диодов:

Это наилучшая и общепринятая форма конфигурации источника питания, что касается процесса выпрямления.

Умное использование четырех диодов делает все очень просто, только одна вторичная обмотка - это все, что требуется, насыщение сердечника идеально оптимизировано, что приводит к эффективному преобразованию переменного тока в постоянный.

На рисунке показано, как двухполупериодный выпрямленный источник питания выполнен с использованием четырех диодов и конденсатора фильтра с относительно низким значением.

Этот тип конфигурации диодов обычно известен как мостовая сеть, вы можете узнать, как построить мостовой выпрямитель.

Все вышеперечисленные конструкции источников питания обеспечивают выходы с обычным регулированием и поэтому не могут считаться идеальными, они не могут обеспечить идеальные выходы постоянного тока и, следовательно, нежелательны для многих сложных электронных схем. Кроме того, эти конфигурации не включают функции управления переменным напряжением и током.

Однако вышеперечисленные функции могут быть просто интегрированы в вышеупомянутые конструкции, а не с последней двухполупериодной конфигурацией источника питания за счет введения одной ИС и нескольких других пассивных компонентов.

Использование IC 317 или LM338:

IC LM 317 - это универсальное устройство, которое обычно используется с источниками питания для получения хорошо регулируемых и переменных выходов напряжения / тока. Несколько примеров схем электропитания, использующих эту ИС

Поскольку вышеуказанная ИС может поддерживать максимум 1,5 А, для больших токовых выходов можно использовать другое подобное устройство, но с более высокими номинальными характеристиками. Микросхема LM 338 работает точно так же, как и LM 317, но способна выдерживать ток до 5 А.Простой дизайн показан ниже.

Для получения фиксированных уровней напряжения могут использоваться микросхемы серии 78XX с вышеописанными цепями электропитания. Микросхемы 78XX подробно описаны для вашего использования.

В настоящее время бестрансформаторные источники питания SMPS становятся фаворитами среди пользователей благодаря их высокой эффективности и мощным характеристикам при удивительно компактных размерах.
Хотя создание цепи электропитания SMPS в домашних условиях, безусловно, не для новичков в этой области, инженеры и энтузиасты, обладающие обширными знаниями в этой области, могут заняться созданием таких схем в домашних условиях.

Вы также можете узнать о аккуратном дизайне небольшого переключателя питания.

Существует несколько других видов блоков питания, которые могут быть созданы даже любителями электроники и не требуют трансформаторов. Несмотря на то, что эти типы цепей электропитания очень дешевы и просты в сборке, они не могут выдерживать большой ток и обычно ограничены 200 мА или около того.

Конструкция бестрансформаторного источника питания

Две концепции вышеупомянутого трансформаторного бестипового типа цепей питания обсуждаются в следующей паре постов:

с использованием высоковольтных конденсаторов,

с использованием микросхем Hi-End и полевого транзистора

Обратная связь От одного из посвященных читателей этого блога

Уважаемый Swagatam Majumdar,

Я хочу сделать блок питания для микроконтроллера и его зависимых компонентов...

Я хочу получить стабильный + 5В и + 3,3В от блока питания, я не уверен в возрасте усилителя, но я думаю, что всего 5А должно быть достаточно, также будет 5В мышь и 5В Клавиатура и 3 микросхемы SN74HC595 тоже и 2 x 512 Кбайт SRAM ... Так что я действительно не знаю возраст усилителя, к которому нужно стремиться ....

Я полагаю, 5Ампер достаточно? использовать и какие диоды использовать? Я выбрал трансформатор после чтения где-то в сети, что мостовой выпрямитель вызывает падение напряжения на 1.4 В в целом, и в своем блоге выше вы утверждаете, что выпрямитель на мосту вызовет повышение напряжения? ...

ТАК Я не уверен (в любом случае я не уверен, что новичок в электронике) ..... ПЕРВЫЙ трансформатор, который я выбрал был этот Пожалуйста, посоветуйте мне, какой из них ЛУЧШИЙ для моих нужд и какие ДИОДЫ тоже использовать .... Я хотел бы использовать БП для платы, очень похожей на эту ....

Пожалуйста, помогите и направьте меня лучший способ сделать подходящий блок питания от сети 220/240 В, который дает мне СТАБИЛЬНОСТЬ 5 В и 3,3 В для использования с моим дизайном.Заранее спасибо.

Как получить постоянные 5 В и 3 В от цепи электропитания

Здравствуйте, вы можете добиться этого просто с помощью микросхемы 7805 для получения 5 В и добавив пару диодов 1N4007 к этим 5 В для получения примерно 3,3 В.

5 ампер выглядит слишком высоким, и я не думаю, что вам понадобится такой большой ток, если вы не используете этот источник питания со ступенью внешнего драйвера, несущей более высокие нагрузки, такие как светодиод высокой мощности или двигатель и т. Д.

Итак, я Я уверен, что ваши требования могут быть легко выполнены с помощью вышеупомянутых процедур.

для питания MCU через описанную выше процедуру, вы можете использовать 0-9 В или 0-12 В trafo с током 1 А, диоды могут быть 1N4007 x 4nos. Как и в случае с trafo, выходной сигнал будет увеличен в 1,21 раза.

Обязательно используйте крышку 2200 мкФ / 25 В после перемычки для фильтрации.

Надеюсь, эта информация поможет вам и ответит на ваши вопросы.

На следующем рисунке показано, как получить 5 В и 3.3 В постоянная от данной цепи питания.

Получение переменного напряжения 9 В от микросхемы 7805

Обычно микросхема 7805 рассматривается как устройство с фиксированным напряжением 5 В. Тем не менее, с помощью базового обходного пути, ИС может быть преобразована в схему переменного регулятора напряжения от 5 до 9 В, как показано выше. Здесь мы можем видеть, что предустановка на 500 Ом добавлена ​​с центральным выводом заземления микросхемы, что позволяет микросхеме создавать повышенное выходное значение до 9 В с током 850 мА. Предварительная установка может быть настроена для получения выходов в диапазоне от 5 В до 9 В.

Создание фиксированной цепи регулятора 12 В

На приведенной выше диаграмме мы видим, как обычная ИС регулятора 7805 может использоваться для создания фиксированного 5 В регулируемого выхода.

В случае, если вы хотите получить фиксированный стабилизированный источник питания 12 В, можно использовать ту же конфигурацию для получения требуемых результатов, как показано ниже:

12 В, стабилизированный источник питания 5 В

Теперь предположим, что у вас есть схемные приложения, которые нуждались в Двойное питание в диапазоне 12 В фиксированной и 5 В фиксированной регулируемых источников.

Для таких применений рассмотренную выше конструкцию можно просто изменить, используя интегральную схему 7812, а затем интегральную схему 7805 для получения требуемой выходной мощности регулируемого источника питания 12 В и 5 В, как указано ниже:

.

Понимание источников питания и простых цепей

Понимание источников питания и простых цепей

Ключевые условия

  • Электропитание
  • Электрическая схема
  • Выключатель
  • Замкнутая цепь
  • Разомкнутая цепь

Цели

  • Распознавание функции и представление простого источника питания
  • Анализ простой электрической цепи
  • Определение функции переключателей в цепи

Электронные устройства работают, прикладывая напряжения, которые создают электрические токи через различные компоненты.Эти токи могут выполнять ряд функций: например, они излучают тепло в электрическом диапазоне (печи), они создают свет в лампочке и переносят информацию от точки к точке в процессоре. Итак, как нам получить напряжение, чтобы мы могли выполнять эти функции? Ответ - то, что мы можем широко назвать источниками питания .

Обратите внимание: не пытайтесь копировать диаграммы в этой статье. Это может привести к поражению электрическим током, травме или смерти.Эти примеры предоставлены только для теоретического обсуждения, а не для реального / физического использования.

Источники питания

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

Независимо от источника, источник питания преобразует некоторую форму накопленной или иным образом доступной энергии в электрическую энергию. (Согласно фундаментальному принципу физики, энергия не создается и не разрушается - она ​​может только изменять формы.) Но как выглядит источник питания при обсуждении напряжения и тока? Ниже приведен пример простого источника питания с положительной клеммой и отрицательной клеммой. Положительный терминал имеет чистый положительный заряд, а отрицательный терминал имеет чистый отрицательный заряд. Мы назовем отрицательный терминал заземлением.

Из-за избыточного положительного заряда на положительной клемме и избыточного отрицательного заряда на отрицательной клемме положительный заряд будет отталкиваться от положительной клеммы и притягиваться к отрицательной клемме.

Для наглядности рассмотрим батарею 1,5 В - это разность потенциалов между двумя клеммами батареи на кулон заряда. Мы все равно будем называть отрицательную клемму заземлением, потому что положительный заряд будет «падать» от положительной клеммы к отрицательной клемме, как показано выше. На диаграмме ниже мы просто предполагаем, что батарея окружена воздухом, который является изолятором (он не проводит заряд).

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

В этот момент вы можете быть немного озадачены тем, почему мы показываем поток положительного заряда.Напомним, что проводники допускают свободный поток слабо связанных электронов - таким образом, мы ожидаем, что случится так, что отрицательный заряд будет течь от отрицательного конца (где он находится в избытке) к положительному концу (чтобы сбалансировать положительный заряд там ). Это действительно то, что происходит, но по исторической случайности положительный заряд был связан с протонами, а не электронами (заряд электронов можно было бы с полным основанием назвать положительным). Как оказалось, данный поток положительного заряда в одном направлении эквивалентен тому же потоку отрицательного заряда в противоположном направлении.

Но чтобы привести наше исследование в соответствие с условностями физики, мы обычно будем говорить о положительном токе, то есть положительном заряде, протекающем от более высокого напряжения (положительный вывод) к более низкому напряжению (заземление). Между прочим, вы не должны таким образом подключать к батарее только провод или другой хороший проводник - он очень быстро разряжает батарею.

A Простая электрическая схема

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

Обратите внимание, что электроны могут течь только из одной точки в материале (или комбинации материалов) в другую, если существует непрерывный путь через проводящий материал (проводник) между точками. В приведенной выше простой схеме такой путь существует между клеммами батареи.Но что, если мы введем разрыв в провод? Тогда, конечно, ток не будет течь. Если мы можем «разорвать» и «разорвать» цепь по желанию, тогда мы сможем включать и выключать поток заряда: другими словами, мы ввели в цепь переключатель . Обратите внимание, что когда переключатель замкнут (подключен провод), конфигурация называется замкнутой цепью . Когда переключатель разомкнут, он называется разомкнутой цепью.

Наконец, давайте заменим нашу громоздкую батарею на более условный символ для источника питания - тот, который вы обычно будете видеть на реальных схемах электрических цепей.

Обратите внимание, что положительный вывод находится на стороне с более длинной горизонтальной планкой; отрицательный терминал находится на стороне с более короткой полосой. Оба обозначены выше, но эти ярлыки, как правило, не показаны. Таким образом, наша простая схема переключения выглядит следующим образом.

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

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

Решение: Мы узнали, что условно мы интерпретируем ток как поток положительного заряда от положительной (положительно заряженной) клеммы к отрицательной (отрицательно заряженной) клемме.Аккумулятор в простой схеме выше ориентирован так, что положительный вывод находится слева. Таким образом, ток будет течь в направлении 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 применять те же принципы, которые мы уже использовали.Помните, что ток течет только при наличии проводящего пути от более высокого напряжения (положительная клемма источника питания) к более низкому напряжению (или заземление - отрицательная клемма). В этом случае обратите внимание, что переключатели, выделенные ниже, оба разомкнуты, что не дает току достичь отрицательной клеммы. Таким образом, в этой цепи ток не течет.

,

Основные компоненты блока питания

Источник питания - это электронная схема, которая преобразует напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока. В основном он состоит из следующих элементов: цепи трансформатора, выпрямителя, фильтра и регулятора. Блоки питания (БП) используются в компьютерах, любительских радиопередатчиках и приемниках и во всем другом электронном оборудовании, которое использует напряжение постоянного тока в качестве входа. Источник бесперебойного питания является обязательным для компьютеров, которые время от времени хранят изменчивые данные.Это предотвращает повреждение данных из-за сбоя питания и низкого напряжения.

Трансформатор

Трансформатор представляет собой статическое устройство, которое передает электрическую энергию от первичной обмотки к вторичной обмотке, не влияя на частоту. Он используется для повышения или понижения уровня переменного напряжения и изолирует остальную часть электронной системы от источника переменного тока.

Первичная обмотка трансформатора подключена к источнику переменного напряжения, который вырабатывает переменный ток, а вторичная - к нагрузке.Первичная и вторичная обмотки физически не связаны друг с другом, но из-за электромагнитной индукции, следуя закону Фарадея, во вторичной обмотке имеется наведенное напряжение. Существуют три основные функции трансформаторов, а именно: повышение напряжения, понижение напряжения и обеспечение изоляции между первичной и вторичной цепями.

Выпрямитель

Выпрямитель - это устройство, используемое для преобразования мощности переменного тока в пульсирующий постоянный ток. Основным выпрямителем является диод.Этот диод является однонаправленным устройством, которое работает как выпрямитель в прямом направлении. Три основные выпрямительные схемы, использующие диоды, представляют собой полуволновой, двухполупериодный центральный отвод и двухполупериодный мостовой тип.

Фильтр

Фильтр источника питания используется для предотвращения появления пульсаций на выходе. Он предназначен для преобразования пульсирующего постоянного тока из цепей выпрямителя в соответствующий плавный уровень постоянного тока. Два основных типа фильтров электропитания - это емкостный фильтр (C-фильтр) и RC-фильтр.C-фильтр является самым простым и экономичным из доступных фильтров. С другой стороны, RC-фильтр используется для уменьшения количества пульсаций напряжения на конденсаторном фильтре. Его основная функция - пропускать большую часть компонента постоянного тока, одновременно ослабляя компонент переменного тока сигнала.

Коэффициент пульсации и пульсации

Ripple - это нежелательная переменная составляющая сигнала после выпрямления. Это нежелательно, поскольку может разрушить или повредить груз. Это главная причина, по которой фильтры устанавливаются в блок питания - для предотвращения сильных пульсаций.Работа фильтра состоит в том, чтобы сгладить сигнал и подавить переменный компонент или изменения. Коэффициент пульсации - это отношение среднеквадратичного значения напряжения пульсаций к значению компонента постоянного тока при выходном напряжении. Иногда это выражается в процентах или в размахе. Коэффициент пульсации определяет эффективность фильтра, используемого в цепи.

Регуляторы напряжения

Регулятор напряжения предназначен для обеспечения очень стабильного или хорошо регулируемого выхода постоянного тока. Всегда идеально иметь стабильное выходное напряжение, чтобы нагрузка работала правильно.Выходной уровень поддерживается независимо от изменения входного напряжения. Обычно используемые транзисторные регуляторы напряжения представляют собой последовательный регулятор напряжения и шунтирующий регулятор напряжения.

Регулятор напряжения серии

Последовательный элемент контролирует количество нерегулируемого входного напряжения, которое поступает на выход в качестве регулируемого выхода. Регулируемое выходное напряжение измеряется схемой, которая обеспечивает обратную связь со схемой компаратора, и сравнивается с опорным напряжением.

Шунтирующий регулятор напряжения

Шунтирующий регулятор напряжения обеспечивает регулирование путем шунтирования тока от нагрузки для регулирования выходного напряжения.

Регуляторы напряжения микросхемы

Блок интегральных микросхем регулятора содержит схему - эталонный источник, компаратор, усилитель, устройство управления и устройство защиты от перегрузки - внутри одной микросхемы. Существуют также регулируемые регуляторы напряжения, которые позволяют пользователю устанавливать желаемый выходной уровень.Другие регуляторы IC имеют фиксированные выходные значения. Говорят, что регуляторы IC превосходят транзисторные регуляторы напряжения, когда речь идет о линейности выходного напряжения.

,Простые импульсные источники питания

- PocketMagic

Импульсный источник питания - это электронный источник питания, который эффективно преобразовывает электроэнергию. Они работают, подавая постоянное напряжение (сначала выпрямленное от переменного тока, где необходимо), к ферритовому высокочастотному трансформатору через управляемый генератор. Выходной выпрямитель преобразует высокочастотный выход переменного тока в постоянный. Механизм обратной связи (обычно осуществляется через оптопару, регулирует выход). При таком подходе переменный коэффициент заполнения колебаний и параметров трансформатора может использоваться для управления выходным напряжением и током.
smps_block_diagram

Создать простой коммутируемый источник питания легко! Схемы ниже были разработаны Дэниелом. Вся заслуга ему. Я не проверял эти расходные материалы, но, глядя на схемы, они кажутся правильными. Мало что может пойти не так с простыми конструкциями, для более сложных вы должны перепроверить. Вы можете найти больше его проектов на его веб-странице. Не пугайтесь его грязных тестовых досок, у него действительно есть очень интересные идеи!

1.Простейший SMPS . Подробности здесь:
smps_block_diagram
Это маломощный источник питания, использующий оптопару для регулирования выхода. Легко и прямо.

2. Одиночный биполярный транзистор SMPS . Подробности здесь.
smps_block_diagram
Используется высоковольтный транзистор в простом генераторе Armstrong с катушкой обратной связи. Выход регулируется с помощью оптопары.
А вот второй вариант, в котором используется улучшенное выпрямление:
smps_block_diagram
Наконец, еще один вариант, в котором используется еще меньше деталей, без оптопары:
smps_block_diagram

3.Мосфет управляемый 90W SMPS . Подробности здесь.
smps_block_diagram
Сюда также входит базовая защита от короткого замыкания.

4. UC3842 SMPS . Подробности здесь.
smps_block_diagram
Отличный, но простой пример использования специальной микросхемы UC3842 SMPS. Он не использует оптопару, поэтому регулирование не является идеальным. Вместо этого он использует катушку обратной связи.
Вот лучший вариант с использованием оптопары:
smps_block_diagram

5. IR2153 SMPS . Подробности здесь.
smps_block_diagram
Это более мощный источник питания, поскольку он использует полумост для привода ферритового трансформатора.К сожалению, это не регулируется ограничениями IR2153 (без обратной связи), но все же отличная схема.
Другой вариант доступен здесь.
smps_block_diagram
Вот очень высокий ток питания:
smps_block_diagram
Отлично подходит для некоторых экзотических применений, эта схема использует несколько мощных параллельных драйверов IR2153 через полюсы тотема. Командная часть схемы нуждается в достаточном токе, чтобы можно было открыть врата всех мосфитов. Я не рекомендую этот подход.

6. UC3844 SMPS с оптопарой .Подробности здесь.
smps_block_diagram
Улучшенный SMPS, поскольку он использует как выделенную ИС, так и правильный механизм обратной связи с оптопарой.

7. Мощный SMPS для сварки . Подробности здесь.
smps_block_diagram
Даниэль неправильно назвал этот «инвертор». Это все еще источник высокого и низкого напряжения, с плохим регулированием напряжения, но способный на большой ток.
Вот еще один вариант, который поставляется с переменным контролем напряжения и лучшей регулировкой!
smps_block_diagram

Приведенные выше схемы явно построены в режиме DIY.Отличное начало, чтобы узнать о дизайне SMPS.

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *