Простейшая схема блока питания: Простой блок питания | Схема, описание работы, готовые модули.

Как сделать блок питания 12В своими руками

Блок питания постоянного напряжения 12 вольт состоит из трех основных частей:

• Понижающий трансформатор с обычного входного переменного напряжения 220 В. На его выходе будет такое же синусоидальное напряжение, только пониженное до примерно 16 вольт по холостому ходу – без нагрузки.
• Выпрямитель в виде диодного моста. Он «срезает» нижние полусинусоиды и кладет их вверх, то есть получается напряжение, меняющееся от 0 до тех же 16 вольт, но в положительной области.
• Электролитический конденсатор большой емкости, который сглаживает полусинусоиды напряжения, делая их приближающимися к прямой линии на уровне в 16 вольт. Это сглаживание тем лучше, чем больше емкость конденсатора.

Самое простое, что нужно для получения постоянного напряжения, способного питать приборы, рассчитанные на 12 вольт – лампочки, светодиодные ленты и другое низковольтное оборудование.

Понижающий трансформатор можно взять из старого блока питания компьютера или просто купить в магазине, чтобы не заморачиваться с обмотками и перемотками.

Однако чтобы выйти в конечном счете на искомые 12 вольт напряжения при работающей нагрузке, нужно взять трансформатор, понижающий вольт до 16.

Для моста можно взять четыре выпрямительных диода 1N4001, рассчитанных на нужный нам диапазон напряжений или аналогичные.

Конденсатор должен быть емкостью не менее 480 мкФ. Для хорошего качества выходного напряжения можно и больше, 1 000 мкФ или выше, но для питания осветительных приборов это совсем не обязательно. Диапазон рабочих напряжений конденсатора нужен, скажем, вольт до 25.

Компоновка прибора

Если мы хотим сделать приличный прибор, который не стыдно будет потом приделать в качестве постоянного блока питания, допустим, для цепочки светодиодов, нужно начать с трансформатора, платы для монтажа электронных компонентов и коробки, где все это будет закреплено и подключено. При выборе коробки важно учесть, что электрические схемы при работе разогреваются. Поэтому коробку хорошо найти подходящую по размерам и с отверстиями для вентиляции.

Можно купить в магазине или взять корпус от блока питания компьютера. Последний вариант может оказаться громоздким, но в нем как упрощение можно оставить уже имеющийся трансформатор, даже вместе с вентилятором охлаждения.

Корпус блока питанияКорпус блока питания

На трансформаторе нас интересует низковольтная обмотка. Если она дает понижение напряжения с 220 В до 16 В – это идеальный случай. Если нет, придется ее перемотать. После перемотки и проверки напряжения на выходе трансформатора его можно закрепить на монтажной плате. И сразу продумать, как монтажная плата будет крепиться внутри коробки. У нее для этого имеются посадочные отверстия.

Низковольтная обмоткаМонтажная плата

Дальнейшие действия по монтажу будут проходить на этой монтажной плате, значит, она должна быть достаточной по площади, длине и допускать возможную установку радиаторов на диоды, транзисторы или микросхему, которые должны еще поместиться в выбранную коробку.

Диодный мост

Диодный мост собираем на монтажной плате, должен получиться такой ромбик из четырех диодов. Причем левая и правая пары состоят одинаково из диодов, подключенных последовательно, а обе пары параллельны друг другу. Один конец каждого диода маркирован полоской – это обозначен плюс. Сначала паяем диоды в парах друг к другу. Последовательно – это значит плюс первого соединен с минусом второго. Свободные концы пары тоже получатся – плюс и минус. Параллельно соединить пары – значит спаять оба плюса пар и оба минуса. Вот теперь имеем выходные контакты моста – плюс и минус. Или их можно назвать полюсами – верхним и нижним.

Схема диодного моста

Остальные два полюса – левый и правый – используются как входные контакты, на них подается переменное напряжение с вторичной обмотки понижающего трансформатора. А на выходы моста диоды подадут пульсирующее знакопостоянное напряжение.

Если теперь подключить параллельно с выходом моста конденсатор, соблюдая полярность – к плюсу моста – плюс конденсатора, он напряжение начнет сглаживать, причем настолько хорошо, насколько велика у него емкость. 1 000 мкФ будет достаточно, и даже ставят 470 мкФ.

Внимание! Электролитический конденсатор – прибор небезопасный. При неверном подключении, при подаче на него напряжения вне рабочего диапазона или при большом перегреве он может взорваться. При этом разлетается по округе все его внутреннее содержимое – лохмотья корпуса, металлической фольги и брызги электролита. Что весьма опасно.

Ну вот и получился у нас самый простой (если не сказать, примитивный) блок питания для приборов напряжением 12 V DC, то есть постоянного тока.

Проблемы простого блока питания с нагрузкой

Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

На рисунке ниже представлено развитие предыдущей простой схемы включением на выходе микросхемы 12-вольтового стабилизатора LM7812.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

Это уже лучше, но максимальный ток в нагрузке такого блока стабилизированного питания по-прежнему не должен превышать 1 А.

Блок питания повышенной мощности

Более мощным блок питания можно сделать, добавив в схему несколько мощных каскадов на транзисторах Дарлингтона типа TIP2955. Один каскад даст прибавку нагрузочного тока в 5 А, шесть составных транзисторов, подключенных параллельно, обеспечат нагрузочный ток в 30 А.

Транзисторы Дарлингтона типа TIP2955

Схема, обладающая такой выходной мощностью, требует соответствующего охлаждения. Транзисторы должны быть обеспечены радиаторами. Возможно, понадобится и дополнительный вентилятор охлаждения. Кроме того, можно защититься еще плавкими предохранителями (на схеме не показано).

На рисунке показано подключение одного составного транзистора Дарлингтона, дающего возможность увеличения выходного тока до 5 ампер. Можно увеличивать и дальше, подключая новые каскады параллельно с указанным.

Подключение одного составного транзистора Дарлингтона

Внимание! Одним из главных бедствий в электрических цепях является внезапное короткое замыкание в нагрузке. При этом, как правило, возникает ток гигантской силы, который сжигает все на своем пути. В этом случае сложно придумать такой мощный блок питания, который способен это выдержать. Тогда применяют схемы защиты, начиная от плавких предохранителей и кончая сложными схемами с автоматическим отключением на интегральных микросхемах.

Блок питания с регулировкой напряжения и тока

Приветствую всех, особенно начинающих радиолюбителей, поскольку именно они очень часто сталкиваются с проблемой поиска источников питания для своих самоделок и поэтому в ходе этой статьи будет рассмотрен вариант постройки простейшего лабораторного блока питания с возможностью ограничения тока.
Наш блок питания может обеспечивать на выходе стабилизированное напряжения от ноля до пятнадцати вольт и ток до 1. 5 Ампер, эти параметры можно изменять и походу поясню, как это сделать.В проекте специально использованы наиболее доступные компоненты, чтобы ни у кого не возникло трудности с их поиском, а теперь давайте рассмотрим схему и поймём принцип её работы.

Схема состоит из трех основных частейСетевой понижающий трансформатор (красным обозначен), он обеспечивает нужные для наших целей выходные параметры, а также гальваническую развязку. В моем варианте был использован трансформатор от блока питания старого кассетного магнитофона, подойдет и любой другой, основные параметры блока питания будут зависеть в первую очередь от трансформатора, притом нужно учитывать один момент — максимальное выходное напряжение лабораторного 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 каждой из них составляет около 0,7 Ампер, обмотки подключены параллельно, то есть 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.

И наконец третий узел — это плата самого стабилизатора, давайте её рассмотрим поподробнее…

Уже постоянное напряжение поступает на плату стабилизатора, где стабилизируется до некоторого уровня. Режим стабилизации будет зависеть от стабилитрона, в нашем случае он на 15 Вольт, именно он задает максимальное выходное напряжение блока питания.
Беда в том, что ток у таких стабилитронов не велик, поэтому его нужно усилить с помощью простого каскада усиления по току, построенного на транзисторах VТ 1 и VТ 2, транзисторы подключены таким образом, чтобы обеспечить максимально большое усиление, то есть по сути это аналог составного транзистора.

Регулятор напряжения в лице переменного резистора R1, выполняет функцию простого делителя напряжения и может быть рассмотрен, как 2 последовательно соединенных резистора с отводом от места их соединения. Изменяя сопротивление каждого из них, мы можем регулировать напряжение. Это напряжение усиливается ранее указанным каскадом.

Второй переменный резистор позволит ограничивать выходной ток. Если такая функция не нужна, то схема будет выглядеть следующим образом.

Теперь подробнее о компонентах, большую их часть, а если точнее все компоненты можно найти в старой аппаратуре, например в телевизорах, усилителях, приемниках, магнитолах и прочей технике.

Также возможно использовать импортные аналоги, которые имеют одинаковое расположение выводов. В архиве сможете найти некоторые варианты замены транзисторов, как на советские, так и на импортные.

Можно использовать готовые мосты, которые можно найти в компьютерных блоках питания или же собрать мост из любых четырех аналогичных диодов с током от двух ампер.

Для увеличения выходного напряжения блока питания сначала нужно найти соответствующий трансформатор, затем заменить стабилитроны на более высоковольтные, скажем на 18 или 24 вольта, будет зависеть от нужного вам выходного напряжения.

Резистор ограничивает ток через стабилитрон, расчет производится исходя из напряжения выпрямителя. Рассчитываю так, чтобы ток через стабилитрон не превышал значение 20-25 миллиампер, в случае стабилитрона на пол ватта и 40-45 миллиампер в случае если стабилитрон одноваттный.

Если под рукой не оказалось нужного стабилитрона, то можно использовать несколько последовательно соединенных с меньшим напряжением, в итоге сумма их напряжения будет равняться конечному напряжению стабилизации.
Схема стабилизатора работает в линейном режиме, поэтому силовой транзистор VT 2 нуждается в радиаторе.

А теперь давайте проверим конструкцию в работе

 и как видим напряжения плавно регулируется от нуля до пятнадцати вольт

Теперь проверим функцию ограничения тока, обратите внимание без выходной нагрузки вращая регулятор тока, напряжение у нас не будет меняться, что свидетельствует о корректной работе функции ограничения.

Выходной ток также регулируется достаточно плавно, минимальная граница 180 миллиампер.

Максимальный выходной ток в моём случае, составляет около полутора ампер, этого вполне достаточно для средних нужд большинства радиолюбителей.Несмотря на простоту конструкции, при токах около одного Ампера, наблюдаем просадку выходного напряжения меньше 200 милливольт, это очень хороший показатель для стабилизаторов такого класса.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Блок питания может переносить короткие замыкания с продолжительностью не более 5 секунд, в этом режиме ток ограничивается в районе одного — семи Ампер.

Монтаж при желании можно сделать навесным,но более красиво смотрится конструкция на печатной плате, тем более, что я ее для вас нарисовал,а файл платы также можете скачать с общим архивом проекта.

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

По мне, это довольно годный вариант в качестве первого блока питания, так что смело собирайте.

Архив к статье: скачать…
Автор; АКА КАСЬЯН

Электрическая схема блока питания

На данный момент в современном мире одну из главенствующих позиций занимает производство электронной аппаратуры. Только одних мобильных телефонов и смартфонов (за период весна – лето) в 2013 году было продано более 435 миллионов. И это далеко не предел, утверждают производители.

Но, как известно, если автомобиль не едет без мотора, то и любое электронное устройство не может обойтись без блока питания. Известно огромное количество различных устройств, которые можно объединить одним словосочетанием – «Электрическая схема блока питания».

Самая простейшая электрическая схема блока питания состоит из источника тока (батарейки или аккумулятора) с выключателем. Во многих устройствах применяют блок питания, составленные из нескольких батарей или аккумуляторов (ноутбуки, пульты, магнитофоны, плееры, детские игрушки и так далее). Но это все простейшие блоки питания.

Как известно, батарейки быстро выходят из строя, а аккумуляторы имеют тенденцию – разряжаться. И поэтому более совершенная электрическая схема блока питания состоит из множества деталей (в основном полупроводниковых: диодов, транзисторов, микросхем), источником тока которых служит электрическая сеть.

Электрическая схема блока питания бывает трех видов:

• С повышением напряжения или тока.
• С понижением напряжения или тока.
• Сглаживающие фильтры, выпрямители или стабилизаторы входного напряжения или тока (без повышения или понижения напряжения).

Они в свою очередь подразделяются на блоки питания постоянного и переменного тока.

Электрическая схема блока питания постоянного тока

Самая простая электрическая схема блока питания постоянного тока (без повышения или понижения напряжения) состоит из одного диода (выпрямителя), вставленного в разрыв одного из проводов осветительной сети. Это, так называемый, однополупериодный выпрямитель. Но такая электрическая схема, применяется в основном, для зарядки аккумуляторов дома (из-за дешевизны). Так же однополупериодные выпрямители ставят в импульсных блоках питания после разделительного трансформатора.

Более совершенна электрическая схема с двуполупериодным выпрямителем (два диода соединенные встречно — параллельно), которая применяется и в зарядных блоках и в китайских черно-белых телевизорах.

Но и эта схема далека от идеала. На практике (в большинстве случаев) применяют мостовые схемы выпрямителей.

Более сложна электрическая схема блока питания с повышением или понижением напряжения. Различают два вида таких блоков питания:
1. трансформаторный — на входе этого блока питания стоит понижающий или повышающий трансформатор, далее идет выпрямитель, а затем стабилизатор или импульсный блок питания.
2. безтрансформаторный – на входе стоит фильтр, выпрямитель, а затем стабилизатор или импульсный блок питания.

Трансформаторы, в основном, бывают:

• Повышающими – когда количество витков первичной обмотки меньше количества витков последующих обмоток. Применяются в ламповой аппаратуре, в телевизорах и дисплеях с электронно-лучевой трубкой (ТВС, ТДКС)
• Понижающими – когда количество витков первичной обмотки больше количества витков последующих обмоток. Применяются почти везде.
• Трансформаторы с переменным коэффициентом трансформации (и с понижением и с повышением) Применяются в ламповой аппаратуре, в телевизорах и дисплеях с электронно-лучевой трубкой (ТВС, ТДКС)

Рассмотрим, как работает электрическая схема трансформаторного блока питания.

Напряжение сети (220 вольт), проходя через трансформатор, повышается или понижается. Следующий за ним выпрямитель, выделяет постоянную составляющую, которая фильтруется конденсаторами и поступает на стабилизатор или преобразователь напряжения, а затем далее на схему самого устройства.

Если стабилизатор только стабилизирует (оставляет на одном уровне) величину выходного напряжения, то преобразователь действует совсем иначе.

Преобразователь состоит из задающего генератора и ключей. Задающий генератор, генерируя сигнал, раскачивает ключи, и они начинают колебаться с частотой генератора, выпуская (в основном) синусоидальный сигнал переменного тока. Причем, если частота задающего генератора больше частоты входного сигнала, то преобразователь может выдавать повышенное напряжение. Так действуют блоки питания в аккумуляторах мобильных телефонов.

Электрическая схема безтрансформаторного блока питания.

Стоящий на входе сглаживающий фильтр предупреждает и сглаживает обратные импульсы с блока питания в осветительную сеть. Стоящий после него выпрямитель выделяет из переменной составляющей постоянное напряжение ток. Это напряжение поступает в преобразователь на высоковольтном транзисторе, с которого идет на импульсный трансформатор, где понижается. Пониженное импульсное напряжение поступает на однополупериодные выпрямители, затем на стабилизаторы (если они нужны) и далее на электрическую схему изделия.

Так работают все современные блоки питания компьютеров, телевизоров, дисплеев и другой аппаратуры

Простой блок питания 5 В 1 А

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

В данной статье я постараюсь пошагово расписать построение трансформаторного блока питания на 5 вольт специально для начинающих радиолюбителей. Вообще написать статью о БП меня побудили предыдущие публикации:

Простая мигалка на светодиодах
Простейшая мигалка на светодиоде
Программируемый переключатель гирлянд
Светодиодная гирлянда на микроконтроллере
Переключатель ёлочной гирлянды на ШИМ

Во всех перечисленных схемах требуется блок питания 5 В как основной или дополнительный источник. Наш БП 5 В будет трансформаторным, а не импульсным. По моему скромному мнению трансформаторный блок питания собрать и настроить легче, возможно по стоимости и габаритам импульсный предпочтительней, но если у вас завалялся старенький и к тому, же тороидальный «транс» на 7 – 10 В, то как говорится сам бог велел.

Структурная схема блока питания на 5 В:

Каждый блок пронумерован А1-А6. На принципиальной схеме каждый блок будет выделен, так сказать для наглядности. Рассмотрим, что представляет из себя каждый блок.

Сетевой фильтр (А1).

Предназначен для подавления высоковольтных и высокочастотных сетевых помех. С высоковольтными помехами успешно справляется варистор. А высокочастотными помехами займется RC фильтр.

Варистор – это полупроводниковый элемент, характеризующийся сопротивлением. Работает следующим образом: в рабочем режиме сопротивление варистора достаточно велико, напряжение не превышает пороговое значение варистора, и ток через него не течет. Как только напряжение достигает «порога» – сопротивление варистора понижается практически до нескольких десятков Ом и ток начинает протекать через него. Кратковременные высоковольтные импульсы гасятся варистором, а более длительное перенапряжение, как правило, выводит его из строя, иногда даже с громким хлопком.

В нашей схеме блока питания 5 В будем использовать RC фильтр, он уступает по эффективности LC фильтру, но зато дешевле и для нашего маломощного БП вполне подойдет.

Раньше никто не «заморачивался» сетевым фильтром, а теперь, какую бы вы бытовую технику не разобрали, обязательно увидите варистор, RC или LC фильтры тоже встречаются, но реже. Вызвано это массовым использованием импульсных блоков питания, которые передают в сеть такую «кашу» помех, что не всякий потребитель выдержит, поэтому производители электротехники пытаются хоть как-то обезопасить свою продукцию. Одним словом не рекомендую убирать из схемы блока питания сетевой фильтр.

Трансформатор (А2).

В нашем БП 5 В трансформатор играет ключевую роль, именно он понижает (преобразует) сетевое питание 220 В в низковольтное. Трансформатор должен быть силовым, рассчитан на сетевую частоту 50 Гц, с первичной обмоткой на 220 В и одной вторичной обмоткой на 7 – 10 В. Номинальная мощность трансформатора 4 – 8 Вт. Конструкция (тороидальный, броневой) в принципе особой роли не играет, какой найдете.

Еще такой момент, на трансформаторе указывают действующее значение напряжения (Uд), которое можно проверить, измерив вольтметром. А на выходе после фильтра (блок А4), по сути после диодного моста и сглаживающего конденсатора, мы получим амплитудное значение (Uа). Зависимость между амплитудным и действующим напряжениями такая:

Uа = 1,41xUд

Т.е. если в блоке питания вторичная обмотка трансформатора выдает 7 – 10 В, то на фильтре-конденсаторе (А4) мы приблизительно получим 10 – 14 В. Забегая наперед скажу, что для нас это не опасно, т.к. стабилизатор напряжения (А5) работает до 40 В на входе. Теоретически, да и практически, мы можем взять трансформатор с большим напряжением и на выходе стабилизатора получить необходимые 5 В. Куда денется разница? Правильно – в тепло! А нам это не надо, мы строим рациональный блок питания 5 В.

Выпрямитель (А3).

Превращает переменное напряжение на входе в постоянное на выходе. Будем использовать двухполупериодный выпрямитель – диодный мост.

Фильтр (А4).

Предназначен для сглаживания напряжения после выпрямителя. Используется обычный электролитический конденсатор достаточно большой емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсации. У конденсатора кроме емкости есть еще такой параметр как напряжение, будьте внимательны и берите конденсаторы с запасом. Мы условились, что в блоке питания на 5 В вторичная обмотка трансформатора (А2) будет на 7 – 10 В и с учетом повышения напряжения в 1,41 раз возьмем конденсатор не менее 25 В. В момент, когда конденсатор заряжается, протекающий через диодный мост ток увеличивается т.к. необходимо обеспечить и заряд и нагрузку. Обратное напряжение диода тоже велико – происходит суммирование входного и выходного напряжений. Поэтому диоды для выпрямителя нужно подбирать с запасом по параметрам.

Стабилизатор напряжения (А5).

Это микросхема, служит для стабилизации диапазона напряжений на входе в четко установленное значение на выходе. Логично, что входное напряжение должно быть больше выходного, как правило, не менее чем на 3 В. Максимальный порог обычно ограничен 30 – 40 В. Стабилизатор лучше брать в корпусе TO220 и установить на радиатор, по крайней мере, в нашем блоке питания на 5 В я рекомендую это сделать.

Индикатор (А6).

В повседневной жизни мы уже настолько привыкли, что любая техника нам весело подмигивает светодиодом, когда мы ее включаем, то я решил, что индикатор рабочего режима не помешает в БП 5 В. Он состоит из светодиода и токоограничивающего резистора. Светодиод красного или зеленого цвета свечения на напряжение 1,5 В или 3 В, только посчитайте правильно сопротивление резистора. Сопротивление токоограничивающего резистора рассчитывается по формуле:

R = (Uпит – Uсвет)/Iсвет, где

Uпит – напряжение источника питания;

Uсвет – прямое напряжение светодиода;

Iсвет – прямой ток светодиода.

Рекомендую воспользоваться отличным калькулятором для расчета токоограничивающего резистора.

Пора переходить от теории к практике. Вашему вниманию предлагается принципиальная схема блока питания 5 В:

Для наглядности на схеме БП выделены блоки согласно структурной схемы. Пройдемся по схеме.

Первым идет предохранитель FU1, не забывайте про него в своих конструкциях, это очень важный элемент. Нередко, жертвуя собой, он спасает всю схему. Предохранитель должен быть рассчитан на ток 0,15 А, можно взять и мощней, но до 0,5 А, это на тот крайний случай когда 0,15 А сгорает. Все зависит от качества трансформатора. Больше 0,5 А не ставьте ни в коем случае!

 

Выключатель SA1 любой подходящий, лучше конечно если у него будет две группы контактов как показано на схеме. Отлично подойдет на 250 В, 6 А. Ставить с подсветкой в блок питания не советую, у нас в качестве индикатора будет светодиод который стоит на выходе БП и в отличии от неонки в кнопке сигнализирует о работе всех предстоящих компонентов.

 

Далее по схеме блока питания 5 В идет варистор RU1. Можно любой, я поставил JVR-07N471K. Главное чтобы так называемое классификационное напряжение было 470 В, не меньше – будет греться, и не больше – будет пропускать перенапряжение.

 

Сопротивление резисторов R1 и R2 5 – 20 Ом, мощность до 2 Вт. Если при сборке блока питания эти резисторы у вас окажутся рядом – оденьте на них термоусадку или кембрик, таким образом, их нужно изолировать друг от друга, потому что собственная изоляция резисторов штука ненадежная. На предлагаемой ниже печатной плате эти резисторы разнесены, тем не менее, лишняя изоляция не повредит.

Конденсатор C1 неэлектролитический пленочный серии К73-17 номинальное напряжение 630 В, емкость 0,1 – 0,47 мкФ.

 

Про трансформатор Т1 для блока питания 5 В уже говорили, вкратце напомню – первичная обмотка 220 В, вторичная 7 – 10 В, мощность 4 – 8 Вт.

 

Диодный мост VD1 рекомендую брать готовый, конечно если есть желание можно спаять из диодов. При подключении смотрите маркировку на корпусе. Если все же решили собрать из диодов, напомню, что на корпусе диода полоской маркируется катод, как определить катод на схеме смотрите рисунок, красным отмечена буква «К» это он и есть. Что касается параметров, для нашего БП 5 В берем мост с запасом, я выбрал KBL01.

Фильтр блока питания, он же конденсатор электролитический C2 типа К50-35. Электролитические конденсаторы имеют полярность, на корпусе маркируется минус, в схеме указывается плюс, будьте внимательны, если перепутаете ба-бах обеспечен. Тоже произойдет, если напряжение питания превысит номинальное конденсатора. Емкость 2200 – 4700 мкФ, меньше нельзя из-за роста пульсаций, больше – нет смысла. Напряжение 25 В и выше. Не забывайте мы условились, что в собираемом БП вторичная обмотка на 10 В, не больше, учитывая повышение в 1,41 раз, получаем с запасом 25 В. Вообще, при подборе трансформатора умножайте примерно на 1,5 подаваемое на конденсатор напряжение (т.е. с учетом 1,41) – это будет запас на прочность.

Стабилизатор напряжения также важный компонент схемы блока питания на 5 В. Есть отечественные, есть импортные аналоги выбирать вам. Я остановился на L7805A, максимальное входное напряжение – 35 В, выходное – 5 В, выходной ток до 1 А, корпус TO220. Конденсатор C3 рекомендуется для предотвращения самовозбуждения стабилизаторов. Подойдет обычный керамический многослойный серии К10-17Б, емкость 0,1 – 4,7 мкФ.

Последний элемент блока питания 5 В – индикатор работы. Светодиод HL1 и токоограничивающий резистор R3. Светодиод АЛ307БМ, сопротивление резистора согласно расчетам 300 Ом, мощность 0,125 Вт. У светодиода, как и у диода, есть катод, и анод не перепутайте при подключении. Определить полярность поможет мультиметр в режиме омметра или в режиме проверки диодов, при правильном подключении светодиод загорится.

5 В блок питания собран на одностороннем фольгированном стеклотекстолите размерами 60х26 мм. Предохранитель FU1, выключатель SA1 и трансформатор Т1 располагаются отдельно. Светодиод HL1 по желанию, его можно вынести на корпус.

Печатная плата блока питания 5 В со стороны элементов выглядит так:

А со стороны выводов элементов выглядит следующим образом:

Предлагаю вам скачать печатную плату блока питания 5 В в формате .lay в конце этой статьи.

В наладке правильно собранный блок питания 5 В не нуждается.

Список файлов

bp_5v.lay

Печатная плата блока питания 5 В

• Загрузок: 1635
• Размер: 23 Kb

Как сделать блок питания, выбор схемы.

— Радиомастер инфо

Как известно, блок питания едва ли не самое распространенное электронное устройство. Простой блок питания сделать под силу даже начинающим. Но какую схему выбрать? Их столько, что многие теряются. В данной статье коротко рассказано об основных четырех типах схем и даны рекомендации их использования.

Перед тем, ка вы решили изготовить или подобрать готовый блок питания необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Какое напряжение должен выдавать блок питания? Это можно определить по характеристикам того устройства, которое будет подключаться к блоку питания.
2. Какой ток должен обеспечивать блок питания? Это так же указано на устройстве, которое будет подключено. Если указана потребляемая мощность, то ток можно определить, разделив мощность на напряжение.

Учитывая сказанное, перейдем к рассмотрению основных типов схем.

1. Бестрансформаторный блок питания с гасящим конденсатором.

Применяется при небольших токах, десятки миллиампер, редко сотни миллиампер. На практике используется для зарядки аккумуляторов небольших фонарей, питания светодиодов и т.д. Схема такого блока питания:

Величина емкости С1 при активной нагрузке определяется по формуле:

С1 – емкость, Ф

Iэфф – эффективное значение тока нагрузки, А

Uc — напряжение сети, В

Uн – напряжение на нагрузке, В

f -частота сети, 50 Гц

π — число 3,14

Если нагрузка не всегда подключена, или ее ток меняется, то схема должна содержать стабилитрон, который не позволит напряжению на конденсаторе С2 и нагрузке превысить допустимое значение:

Величина емкости С1 рассчитывается с учетом максимального тока стабилитрона и тока нагрузки.

В этой формуле: 3,5 — коэффициент, Iстmin — минимальный ток стабилитрона, Iнmax — ток нагрузки максимальный, Ucmin — напряжение сети минимальное, Uвых — напряжение выхода блока питания.

Тип емкости С1 К73-17 или подобные, рабочее напряжение не ниже 400 В. Можно С1 зашунтировать резистором несколько сотен кОм, для разряда конденсатора в выключенном состоянии.

Подробнее о расчетах таких схем рассказано в журнале Радио №5 за 1997 год (стр. 48-50).

Понятно, что при отключенной нагрузке блок питания будет потреблять мощность на работу стабилитрона, соизмеримую с мощностью нагрузки. КПД поэтому низкий. Это одна из причин использования таких схем только для малых токов. Работая с такими блоками питания важно помнить, что их детали имеют гальваническую связь с сетью и опасность поражения током велика.

2. Второй тип схем, трансформаторные блоки питания. Вот основная схема.

По такой схеме можно делать блоки питания практически на любые напряжения и токи. На практике они представлены от маломощных, например, блок питания антенного усилителя собранный в сетевой вилке, до сварочника, вес которого десятки килограмм.

Приблизительный расчет трансформатора можно посмотреть здесь, более подробный и точный здесь.

Если токи нагрузки большие, емкость фильтра С1 нужна большая, тысячи микрофарад. В этом случае после диодного моста нужно ставить сопротивление, несколько Ом, чтобы в момент включения, когда С1 разряжен, бросок зарядного тока не вывел из строя диодный мост.

Если токи несколько ампер, то на диодах будет рассеиваться большая мощность. Для ее снижения применяют диоды Шоттки, на них падает меньшее напряжение (до 0,5 В), в отличие от кремниевых диодов на которых при больших токах может падать больше 1 В.

Чтобы еще снизить потери, применяют двухполупериодный выпрямитель с двумя диодами и двумя обмотками. Вот его схема:

В данном случае вторичных обмотки две. Они соединены последовательно. Мотаются проводом в половину тоньше, чем для схемы с четырьмя диодами. Так, что количество меди то же самое. Потери ниже вдвое, так как диода два. Допустим на каждом падает 1 В, при токе 10 А, это мощность потерь 10 Вт на каждом диоде. Если диода два вместо четырех, в тепло идет не 40 Вт, а 20. Польза очевидна.

Вышеприведенные схемы имеют существенный недостаток. Напряжение на выходе меняется при изменении напряжения сети. Как известно, допустимые изменения напряжения сети ±5%, от 220 В это составит (209-231) В, предельные изменения ±10%, (198-242) В. В процентном отношении так же будет изменяться и выходное напряжение.

Для устранения этого недостатка применяют стабилизаторы, от простейших на стабилитроне, иногда с транзистором, до стабилизаторов на микросхемах.

Например:

Здесь 7812 (LM7812 или аналог) распространенная микросхема стабилизатор на 12 В. Основные правила применения таких микросхем:

— напряжение на входе от 14 В до 35 В, (при минимальном напряжении сети не менее 14 В при максимальном не более 35 В)

— максимальный ток, при длительной работе 1,5 А

— мощность, рассеиваемая без теплоотвода 1,5 Вт, с теплоотводом до 15 Вт (в некоторых справочниках пишут даже 9 Вт).

Главная ошибка, которую допускают при применении таких микросхем заключается в том, что в основном смотрят на ток и забывают про мощность. Например, от микросхемы хотят запитать нагрузку на напряжение 12 В потребляющую ток 1 А. Кажется, что это можно сделать без проблем, ведь максимальный ток этой микросхемы 1,5 А.

Но, допустим, в сети максимальное напряжение 242 В и на входе микросхемы 35 В. Эта микросхема компенсационного типа, т.е. все лишнее напряжение 35 – 12 = 23 В упадет на микросхеме. При этом мощность, которая будет рассеиваться на микросхеме будет равна 23В х 1А= 23Вт. А допустимая мощность, с радиатором, всего 15 Вт. Микросхема перегреется и сгорит. Для такого случая ее допустимый ток 15 Вт : 23 В = 0,65 А, и это с радиатором.

3. Импульсные стабилизаторы в трансформаторных блоках питания.

Эти стабилизаторы имеют значительно меньшие потери, чем выше рассмотренные. В них регулирующий элемент работает в ключевом режиме. У него два состояния полностью открыт или полностью закрыт. Падение напряжения на нем при этом минимально и рассеиваемая мощность также. Величина выходного напряжения пропорциональна длительности выходных импульсов.

Uвых = tоткр/T × Uвх

Где:

Uвых — напряжение на выходе стабилизатора

tоткр – время открытого состояния ключа

Т — период импульсов

Uвх – входное напряжение стабилизатора

Схема, поясняющая принцип работы:

Как видим, здесь присутствует индуктивность L, в которой накапливается энергия и импульсный диод VD. Именно с помощью этих двух элементов, ну и конечно конденсатора С, установленного за индуктивностью, импульсы после ключа VT превращаются в постоянное напряжение.

Пример такой схемы на транзисторах:

И на микросхеме:

4. Импульсные блоки питания.

Это самые эффективные и малогабаритные блоки. У них нет большого понижающего трансформатора, даже при больших токах и мощностях. Пример наиболее мощного импульсного блока питания — сварочный инвертор, который при сварочных токах 250 А весит всего несколько килограмм.

Принцип работы.

Напряжение сети 220 В поступает на диодный мост и затем на фильтр (конденсатор). Напряжение приобретает значение 310 В (при напряжении сети 220 В). Это напряжение питает выходной трансформаторный каскад и генератор. Вся схема работает на частотах до 100 кГц и даже выше. На таких частотах трансформаторы делают из феррита и их габариты в десятки раз меньше, чем у трансформаторов, работающих на частоте сети 50 Гц. Как правило, сама схема импульсного блока питания является стабилизатором и напряжение на выходе не зависит от изменения напряжения сети. Современные импульсные блоки питания, как правило работают при изменении напряжения сети от 110 В до 240 В.

Пример схемы импульсного блока питания, поясняющий принцип работы, на наиболее распространенной микросхеме UC3842.

Напряжение сети 220В через плату фильтра (ППФ) поступает на сетевой выпрямитель (СВ), конденсатор фильтра (Сф) и через обмотку трансформатора на ключ VT. Через сопротивление R3 уменьшенное напряжение поступает на вывод 7 для запуска микросхемы. После начала работы на вывод 7 дополнительно, через диод VD1, с обмотки трансформатора поступает питание в установившемся режиме.

Внутри микросхемы мы видим генератор (ГЕН), ШИМ (широтно-импульсный модулятор) для управления мощным ключом, выполненном на полевом транзисторе VT. На вывод 3 поступает сигнал обратной связи.

Практическая схема импульсного блока питания на микросхеме UC3842:

Пример изготовления схемы блока питания для ноутбука можно посмотреть здесь.

Есть микросхемы импульсных блоков питания, совмещенные с мощным выходным ключом. Но их принцип работы аналогичен рассмотренному.

Вывод.

Если нужны токи десятки миллиампер блок питания можно сделать по схеме первого типа.

Дешевый блок питания, габариты которого не так важны можно собрать по схеме второго типа. Компенсационные стабилизаторы целесообразно применять на токах до 1 А.

Так же недорогой блок питания, даже со стабилизатором выходного напряжения, на токи до 3 А можно собрать по схеме третьего типа.

Ну а если нужен малогабаритный блок питания, с защитой от перегрузок, на токи больше 3 А, с малым уровнем пульсаций, устойчивый к изменениям напряжения сети — конечно нужно собирать по схеме четвертого типа.

Материал статьи продублирован на видео:

 

Моделируем и паяем линейный блок питания

Любой, кто пытался сделать линейный блок питания, знает, что задача это несколько сложнее, чем преподносится в книжках. Схема-то простая. Но как понять, каковы должны быть номиналы компонентов в ней? Какой ток сможет выдавать БП при использовании заданных компонентов? Сегодня мы сделаем линейный блок питания на 5 В и в процессе попробуем ответить на эти вопросы.

Важно! Электричество — опасная штука. Знайте, что неосторожное обращение с ним может привести к вашей смерти. Не допускается повторять проект, если вы не знакомы с техникой безопасности при работе с 220 В.

Построение модели

Было решено построить модель будущего БП в LTspice. Вот что получилось:

Модель можно скачать здесь. Схема и принцип ее работы описаны во многих источниках, поэтому не будем задерживаться на этом моменте.

Небольшой трансформатор китайского производства под названием «EI-35*15 230V 50Hz 6V 3VA» у меня уже был. Измеренные сопротивление и индуктивность вторичной обмотки составили 3 Ом и 18.84 мГн соответственно, первичной — 1.4 кОм и 17.77 Гн. Эти значения и были использованы в модели. Коэффициент 0.995 взят с потолка. Он отражает потери на трансформаторе и должен быть чуть меньше единицы.

Емкость C1 была подобрана так, чтобы выходное напряжение при потреблении нагрузкой 200 мА держалось в пределах 5-6 В:

Минимальное и RMS значение напряжения:

На диодах D1-D4 при включении БП видим ток до 1. 3 А, и после заряда конденсатора C1 — до 0.65 А. Похоже, что можно использовать диоды 1N4001. Они способны выдерживать прямой ток до 1 А, а импульсный ток — аж до 30 А. Но БП планировалось нагружать выше расчетного лимита. Поэтому были использованы диоды 1N5408. Они рассчитаны на прямой ток 3 А и импульсный ток до 200 А.

Также из модели мы узнаем, что ток через R2 может достигать 1.2 А. Поскольку это сопротивление вторичной обмотки трансформатора, то в реальной схеме R2 не будет. Но на его месте будет стоять предохранитель. Значит, предохранитель должен быть где-то на 2 A.

Само собой разумеется, напряжением V(out) как на скриншоте мы ничего питать не можем. Я хотел использовать какой-нибудь линейный стабилизатор с низким падением напряжения (LDO). Но оказалось, что к подходящим для задачи LDO, доступным в локальных магазинах, не так-то просто найти модель для LTspice. Поэтому в модели пришлось обойтись без LDO.

Пайка и тестирование

Блок питания у меня получился таким:

Стенд сделан из оргстекла, склеенного прозрачным эпоксидным клеем. В качестве LDO был использован L4941BV. Он выдает напряжение 5 В и ток до 1 А. Согласно даташиту [PDF], при токе 200 мА падение напряжения составляет лишь 0.15 В. Сам же стабилизатор при этом потребляет около 10 мА. Ожидалось, что в итоге БП сможет выдавать 150-180 мА.

Полная схема (кликабельно):

Блок питания тестировался при помощи 5-ваттных резисторов. Их номиналы уменьшались, то есть, ток увеличивался, до тех пор, пока на осциллографе не появилась рябь (ripple) в 60 мВ:

Произошло это на нагрузке 23 Ом. Соответственно, ток составил 217 мА, а мощность — 1.085 Вт.

Для измерения потребляемой мощности и коэффициента мощности был использован ваттметр МЕГЕОН 71017:

Согласно прибору, на такой нагрузке БП потребляет 2.75 Вт. Эффективность составила:

>>> 1.085/2.75
0.39454545454545453

Мы можем посчитать активную мощность (active power) в LTspice, как среднее от произведения входного тока на входное напряжение. Эта величина уже учитывает коэффициент мощности вместе с любыми искажениями в кривой потребляемого тока. Выходная мощность нам известна, она составляет 5 В умножить на 200 мА, или 1 Вт. Но такие расчеты дают эффективность не более 32%.

Также при использовании директивы .four 50 I(V1) модель выводит коэффициент мощности в SPICE Error Log:

Total Harmonic Distortion: 13.259803% PF=0.441966

Однако прибор показывает PF равный 0.925. В общем, такая упрощенная модель не подходит для оценки эффективности и коэффициента мощности.

Заключение

Сегодня мы многое узнали о линейных блоках питания. А именно — как понять, какие диоды нужно использовать в диодном мосту, на какой ток должен быть предохранитель, какой емкости должен быть конденсатор, а также как измерить КПД блока питания.

«Наивная» модель может быть использована для подбора номиналов компонентов. Однако если вы хотите оценить эффективность или коэффициент мощности блока питания, то моделировать его нужно вместе с LDO. За более точную модель придется заплатить лишними ограничениями на выбор компонентов.

Был изготовлен линейный блок питания на 5 В и 200 мА. Его эффективность не высока. Однако ценят линейные блоки питания не за эффективность, а за простоту, надежность и отсутствие ВЧ-наводок.

Метки: Электроника.

Самодельный регулируемый блок питания от 0 до 14 Вольт

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. У каждого радиолюбителя, в его домашней лаборатории, обязательно должен быть регулируемый блок питания, позволяющий выдавать постоянное напряжение от 0 до 14 Вольт при токе нагрузки до 500mA. Причем такой блок питания должен обеспечивать защиту от короткого замыкания на выходе, чтобы не «сжечь» проверяемую или ремонтируемую конструкцию, и не выйти из строя самому.

Эта статья, в первую очередь, рассчитана на начинающих радиолюбителей, а идею написания этой статьи подсказал Кирилл Г. За что ему отдельное спасибо.

Предлагаю Вашему вниманию схему простого регулируемого блока питания, который был собран мной еще в 80-е годы (в то время, я учился в 8 классе), а схема была взята из приложения к журналу «Юный Техник» №10 за 1985 год. Схема немного отличается от оригинала изменением некоторых германиевых деталей на кремниевые.

Как видите, схема простая и не содержит дорогих деталей. Рассмотрим ее работу.

1. Принципиальная схема блока питания.

Включается блок питания в розетку при помощи двухполюсной вилки ХР1. При включении выключателя SA1 напряжение 220В подается на первичную обмотку (I) понижающего трансформатора Т1.

Трансформатор Т1 понижает сетевое напряжение до 14–17 Вольт. Это напряжение, снимаемое со вторичной обмотки (II) трансформатора, выпрямляется диодами VD1 — VD4, включенными по мостовой схеме, и сглаживается фильтрующим конденсатором С1. Если не будет конденсатора, то при питании приемника или усилителя в динамиках будет слышен фон переменного тока.

Диоды VD1 — VD4 и конденсатор С1 образуют выпрямитель, с выхода которого постоянное напряжение поступает на вход стабилизатора напряжения, состоящего из нескольких цепей:

1. R1, VD5, VT1;
2. R2, VD6, R3;
3. VT2, VT3, R4.

Резистор R2 и стабилитрон VD6 образуют параметрический стабилизатор и стабилизируют напряжение на переменном резисторе R3, который включен параллельно стабилитрону. С помощью этого резистора устанавливают напряжение на выходе блока питания.

На переменном резисторе R3 поддерживается постоянное напряжение, равное напряжению стабилизации Uст данного стабилитрона.

Когда движок переменного резистора находится в крайнем нижнем (по схеме) положении, транзистор VT2 закрыт, так как напряжение на его базе (относительно эмиттера) равно нулю, соответственно, и мощный транзистор VT3 тоже закрыт.

При закрытом транзисторе VT3 сопротивление его перехода коллектор-эмиттер достигает нескольких десятков мегаом, и практически все напряжение выпрямителя падает на этом переходе. Поэтому на выходе блока питания (зажимы ХТ1 и ХТ2) напряжения не будет.

Когда же транзистор VT3 открыт, и сопротивление перехода коллектор-эмиттер составляет всего несколько Ом, то практически все напряжение выпрямителя поступает на выход блока питания.

Так вот. По мере перемещения движка переменного резистора вверх, на базу транзистора VT2 будет поступать отпирающее отрицательное напряжение, и в его эмиттерной цепи (БЭ) потечет ток. Одновременно, напряжение с его нагрузочного резистора R4 подается непосредственно на базу мощного транзистора VT3, и на выходе блока питания появится напряжение.

Чем больше отрицательное отпирающее напряжение на базе транзистора VT2, тем больше открываются оба транзистора, тем большее напряжение на выходе блока питания.

Наибольшее напряжение на выходе блока питания будет почти равно напряжению стабилизации Uст стабилитрона VD6.

Резистор R5 имитирует нагрузку блока питания, когда к зажимам ХТ1 и ХТ2 ничего не подключено. Для контроля выходного напряжения предусмотрен вольтметр, составленный из миллиамперметра и добавочного резистора R6.

На транзисторе VT1, диоде VD5 и резисторе R1 собран узел защиты от короткого замыкания между гнездами ХТ1 и ХТ2. Резистор R1 и прямое сопротивление диода VD5 образуют делитель напряжения, к которому своей базой подключен транзистор VT1. В рабочем состоянии транзистор VT1 закрыт положительным (относительно эмиттера) напряжением смещения на его базе.

При коротком замыкании на выходе блока питания эмиттер транзистора VT1 окажется соединенным с анодом диода VD5, и на его базе (относительно эмиттера) появится отрицательное напряжение смещения (падение напряжения на диоде VD5). Транзистор VT1 откроется, и участком коллектор-эмиттер зашунтирует стабилитрон VD6. В результате этого транзисторы VT2 и VT3 окажутся закрытыми. Сопротивление участка коллектор-эмиттер регулирующего транзистора VT3 резко возрастет, напряжение на выходе блока питания упадет почти до нуля, и через цепь короткого замыкания потечет настолько малый ток, что он не причинит вреда деталям блока. Как только короткое замыкание будет устранено, транзистор VT1 закроется и напряжение на выходе блока восстановится.

2. Детали.

В блоке питания использованы самые распространенные детали. Понижающий трансформатор Т1 можно использовать любой, обеспечивающий на вторичной обмотке переменное напряжение 14 – 18 Вольт при токе нагрузки 0,4 – 0,6 Ампер.

В оригинале статьи используется готовый трансформатор от кадровой развертки Советских телевизоров — типа ТВК-110ЛМ.

Диоды VD1 – VD4 могут быть из серии 1N4001 – 1N4007. Также подойдут диоды, рассчитанные на обратное напряжение не менее 50 Вольт при токе нагрузки не менее 0,6 Ампер.
Диод VD5 желательно германиевый из серии Д226, Д7 — с любым буквенным индексом.

Электролитический конденсатор любого типа, на напряжение не менее 25 Вольт. Если не будет одного с емкостью 2200 микрофарад, то его можно составить из двух по 1000 микрофарад, или четырех по 500 микрофарад.

Постоянные резисторы используются отечественного МЛТ-0,5, или импортного производства мощностью 0,5 Ватт. Переменный резистор номиналом 5 – 10 кОм.

Транзисторы VT1 и VT2 германиевые — любые из серии МП39 – МП42 с любым буквенным индексом.

Транзистор VT3 – из серии КТ814, КТ816 с любым буквенным индексом. Этот мощный транзистор обязательно устанавливается на радиатор.

Радиатор можно использовать самодельный, сделанный из пластины алюминия толщиной 3 – 5см и размером около 60х60мм.

Стабилитрон VD6 будем подбирать, так как у них идет большой разброс по напряжению стабилизации Uст. Возможно, даже придется составить из двух. Но это уже при наладке.

Вот основные параметры стабилитронов серии Д814 А-Д:

Миллиамперметр используйте такой, какой у Вас есть. Можно использовать индикаторы от старых приемников и магнитофонов. Одним словом – ставьте что есть. А можно даже вообще обойтись без прибора.

На этом хочу закончить. А Вы, если заинтересовала схема, подбирайте детали.
В следующей части начнем рисовать и делать печатную плату с нуля, возможно, распаяем на ней детали.
Удачи!

Самая простая схема источника питания

Эта схема источника питания проста в изготовлении и недорого. А для этого требуется всего 5 компонентов.

За свою жизнь я построил много схем, но на самом деле это первый раз, когда я построил схему источника питания с нуля.

Последним проектом, который я хотел создать, был сетевой адаптер с USB-разъемом для зарядки моего iPhone. Но сначала я хотел начать с создания простой схемы, которая преобразует напряжение сети 220 В или 110 В в 5 В.

Поскольку я нахожусь в Австралии, когда пишу это, а напряжение здесь 220 В, я сделал это с расчетом на 220 В. Но вместо этого очень легко преобразовать его в 110 В, переключив одно соединение (или один компонент).

Осторожно: НЕ подключайте к электросети все, что вы делаете самостоятельно, если вы не на 100% уверены в том, что делаете. Неправильное действие может привести к серьезным повреждениям, даже к смерти. Используйте предоставленную здесь информацию на свой страх и риск.

Если вам нужна совершенно безопасная и чрезвычайно полезная схема источника питания, вам следует проверить это портативное зарядное устройство USB, которое я построил.Он даже включает в себя загружаемое пошаговое руководство о том, как его собрать самостоятельно.

Разработка источника питания

Я хочу построить схему источника питания на базе регулятора напряжения LM7805, потому что это легко найти и использовать. Этот компонент обеспечит стабильное выходное напряжение от 5 В до 1,5 А.

Я легко могу понять, как использовать LM7805, посмотрев на его техническое описание.

Из таблицы я нашел эту маленькую схему:

Выбор номиналов конденсаторов

На изображении выше показан регулятор напряжения с 0.Конденсатор 33 мкФ на входе и 0,1 мкФ на выходе. Трудно найти хороший источник информации об этих значениях конденсаторов, но, согласно этим вопросам и ответам, в этих значениях нет ничего волшебного.

В сети есть много мнений по поводу этих конденсаторов. Некоторые предлагают конденсаторы 0,1 мкФ, другие – конденсаторы 100 мкФ. Некоторые предлагают использовать одновременно 0,1 мкФ и 100 мкФ.

Значения, которые следует использовать, зависят от множества факторов. Например, какой длины будут провода.Но эта статья о том, как построить простую схему питания, так что не будем усложнять. Наверное, подойдет практически любая емкость конденсатора. Возможно, он будет работать даже без конденсаторов.

Чтобы сделать выходное напряжение «немного стабильным», я собираюсь использовать на выходе конденсатор 1 мкФ. Я пропущу входной конденсатор, потому что конденсатор все равно будет в этом положении – просто продолжайте читать.

Преобразование из 220 В

В таблице данных также указано, что для правильной работы требуется от 7 В до 25 В.Итак, мне нужно только добавить несколько компонентов, которые преобразуют 220 В (или 110 В) переменного тока в постоянное напряжение, которое остается между 7 и 25 В.

Это относительно просто. Я просто добавлю трансформатор, который преобразует напряжение, например, примерно до 12 В. Затем я подам это переменное напряжение в мостовой выпрямитель, чтобы его выпрямить.

И я использую большой конденсатор на выходе, чтобы постоянно поддерживать напряжение выше необходимых 7В. Это значение конденсатора не критично. Я видел много схем блоков питания, использующих 470 или 1000 мкФ, поэтому сейчас я попробую с 470 мкФ.

Схема блока питания

Итак, итоговая схема выглядит так:

Список деталей

Часть	Значение	Описание
Т1	220 В (или 110 В) до 12 В	Трансформатор
DB1		Выпрямитель с диодным мостом
C1	470 мкФ (20 В и выше)	Конденсатор
C2	1 мкФ (10 В и выше)	Конденсатор
U1	7805	Регулятор напряжения

Общая стоимость комплектующих около 12-15 долларов.Самый дорогой компонент – трансформатор (около 10 долларов).

Поиск компонентов для цепи

Когда я не уверен, как выбрать компоненты для схемы, я обычно иду в интернет-магазины электроники для любителей и смотрю на их варианты. В этих магазинах обычно есть компоненты, которые должны работать от стандартного блока питания без каких-либо особых требований.

В Австралии Jaycar – хороший вариант.

Быстрый поиск по слову «трансформер» на Jaycar дает мне несколько вариантов.Входное напряжение должно быть около 220 В, а выходное – около 12 В. После быстрого просмотра их вариантов и цен я остановился на этом:
https://www.jaycar.com.au/12-6v-ct-7va-500ma-centre-tapped-type-2853-transformer/p / MM2013

Трансформатор имеет центральный отвод на выходной стороне, который я могу игнорировать.

Это на 220В. Если вы живете в стране с напряжением 110 В, в магазинах вашей страны, вероятно, найдется подходящая версия. Щелкните здесь, чтобы просмотреть мой список интернет-магазинов.

Тогда мне нужен выпрямитель. Мы можем использовать 4 силовых диода (например, 1N4007) или мостовой выпрямитель (который состоит из четырех диодов, встроенных в один компонент). Самый дешевый вариант, который появляется при поиске мостового выпрямителя на Jaycar, – это:
https://www.jaycar.com.au/w04-1-5a-400v-bridge-rectifier/p/ZR1304

Законченная схема

Это простая схема для пайки на макетной плате. Вот прототип, который я построил:

Напоминание: не подключайте к электросети все, что вы построили самостоятельно, если вы не на 100% уверены в том, что делаете.Используйте предоставленную здесь информацию на свой страх и риск.

Вы его построили?

Вы построили эту схему? Какой у вас опыт? С чем-то вы боролись? Дайте мне знать в комментариях ниже, как все прошло.

100+ Принципиальная схема блока питания с печатной платой

Вы ищете много схем блока питания, верно?

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

Но иногда может понадобиться сэкономить время и почерпнуть идеи.

Кроме того, они просты в сборке и дешевы.

Сначала взгляните на:

3 источник питания для электронных устройств

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

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

Таким образом…

Они лучше всего подходят для работы с малым током.

Но для большой нагрузки.Что нам использовать?

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

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

Тип 2 # Солнечная энергия

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

Но…

Нам нравится использовать это солнечное зарядное устройство для аккумуляторной батареи.

Например…

Мой сын любит делать солнечный свет.

Тип 3 # Линия переменного тока

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

Их можно применять для различных выходных напряжений и токов.

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

Осторожно:

Мы должны использовать его осторожно. Безопасность прежде всего! Это много полезно, но может и убить!

Зачем нужен линейный блок питания?

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

• Линейный источник питания
• Импульсный источник питания

Как работает линейный источник питания?

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

Затем преобразовано в постоянное напряжение.

И далее, применительно к цепи регулятора системы.

Поддерживает напряжение и ток нагрузки.

Но…

Как работает импульсный источник питания

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

И…

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

Затем схема регулятора внутри производит нужное напряжение и ток.

Линейные импульсные блоки питания постоянного тока

В таблице ниже сравниваются различные параметры линейной и импульсной формы.

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

Мне нравится линейный источник питания.

Почему?

Это…

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

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

Изучение источников питания

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

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

8 Верхние схемы питания

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

1 # Первый источник переменного тока постоянного тока, LM317

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

Подробнее: LM317 Блок питания

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

Читайте также: См. Распиновку LM317 и способы ее использования

2 # Простой фиксированный стабилизатор постоянного тока

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

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

Например…

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

Читать далее »

3 # 78xx регулятор напряжения – круто!

Фиксированный стабилизатор 5 В, 6 В, 9 В, 10 В, 12 В, 1 А от IC 7805,7806,7809,7812

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

Например…

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

Также: Изучите распиновку цепи 7805 и многое другое

4 # Простой регулируемый регулятор 3A, LM350

LM350 Регулируемый регулятор напряжения

Иногда мне нужно использовать источник переменного напряжения 3A.

Но…

LM317 не может мне легко помочь.

В скором времени мы используем LM350 Источник переменного тока .

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

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

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

Это лучший выбор.

Он использует LM723 в качестве известной ИС регулятора.

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

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

Если вам необходимо использовать выходное напряжение более 30 В или отрегулируйте 0–50 В.

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

Также полная защита от перегрузки.

Читать дальше »

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

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

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

8 # 15V Двойное питание для предусилителя

Если вам нужно использовать много схем с OP-AMP.

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

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

Цепей много в категориях: Блоки питания.

Прочие цепи линейного питания

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

Низкое напряжение

Источники питания 5 В Цифровые источники питания

9 В

Низкое падение напряжения

Просто и идеи

Регулируемая схема источника питания

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

Менее 1A

2A Выходной ток

3A Выходной ток

Высокий ток (5A вверх)

Высокое напряжение (100V up)

Двухканальный регулятор и несколько напряжений

Бестрансформаторный

Источник постоянного тока

Режим переключения Цепи питания

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

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

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

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

Примеры схем

Регулятор режима переключения

Преобразователь постоянного тока в постоянный

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Базовая таблица источников питания переменного и постоянного тока

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Примечания:

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом.С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу. Хотя этот подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны собрать своих собственных «практических задач» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока.Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.

Еще одна причина для следования этому методу практики – научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента. Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы изучить некоторые «правила» построения схем, прежде чем они начнутся.Обсудите эти проблемы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, а не просто говорите им, что они должны и не должны делать. Я не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!

Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо простого математического анализа теоретических схем:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах.Если ваша цель – обучить физиков-теоретиков, обязательно придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планирует, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, если студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичных исследований , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электрики / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии просто хотели бы, чтобы их студенты применяли передовую математику в реальных экспериментах, не представляющих угрозы безопасности и стоящих меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и научите своих учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

1.Простая схема источника питания – EE223

Введение:

Первое, что нам нужно сделать, это создать цепь питания. Мы собираемся использовать батарею на 9 В для питания наших цепей. Этот эксперимент устанавливает базовую схему источника питания с простым светодиодным индикатором питания.

Видео

Дополнительные примечания:

Регулятор напряжения

Регулятор напряжения – довольно сложное, но простое в использовании устройство, которое принимает переменное входное напряжение и выдает постоянное напряжение на более низком уровне, чем входное напряжение. Например, в наших схемах мы будем использовать батарею на 9 В, а наш регулятор 5 В выбран для вывода постоянного напряжения 5 В. На рис. 1 показан регулятор напряжения LM7805, который мы будем использовать – техническое описание LM78XX прилагается к этому документу. Существуют также версии на 12 В (LM7812) и 15 В (LM7815), отсюда и обозначение LM78XX.

Как видно на рисунке 1 (и в прилагаемом техническом описании), контакт на левой стороне (слева) – это источник напряжения в (при 500 мА он будет принимать от прибл.От 8 В до 20 В), и будет выводить на правой стороне в диапазоне от 4,8 В до 5,2 В, так что максимально близко к 5 В, что требуется для наших схем. Средний контакт должен быть подключен к заземляющей шине. Алюминиевая пластина на задней стороне регулятора напряжения предназначена для отвода тепла. Отверстие позволяет нам прикрутить его к радиатору, что позволит нам выводить большие токи, до 1 А с установленным подходящим радиатором. Этот регулятор даст нам хорошее и чистое стабильное питание 5 В, идеально подходящее для управления микросхемами TTL, используемыми в этом модуле.

Рисунок 1. A LM7805 Регулятор напряжения

Если наша батарея разряжается, возможно, что наша батарея на 9 В не соответствует минимуму ~ 8 В, необходимому для управления регулятором напряжения LM7805. Если бы это произошло, мы могли бы рассмотреть возможность использования регулятора напряжения L ow- D rop o ut (LDO), которому может потребоваться всего 6 В для работы регулятора 5 В.

В комплект входит стабилизатор напряжения LDO – стабилизатор напряжения LDO Fairchild KA7805ETU 5V 1A (см. Техническое описание внизу этой страницы).

Конденсаторы развязки

Связь часто является нежелательной взаимосвязью между двумя частями схемы из-за разделения соединений источника питания. Это соотношение означает, что если одна часть схемы внезапно потребует большой ток, на другую часть схемы будет влиять шум. Небольшой конденсатор, известный как разделительный конденсатор, действует как накопитель энергии, который удаляет сигналы переменного тока (пульсации), которые могут присутствовать в нашем источнике постоянного тока.

Рисунок 2. Конденсатор 100 нФ – на поверхности будет написано 104

На рис. 2 показан керамический конденсатор емкостью 100 нФ (0,1 мкФ), который подходит для нашей схемы. Это значение можно использовать как общее практическое правило, но для коммерческих проектов вам придется выбирать это значение осторожно.

Нумерационный код конденсаторов достаточно прост. К сожалению, нумерация керамических конденсаторов может быть очень маленькой. Нумерация следующая:

1. Первая цифра – это 1-я цифра емкости конденсатора
2. Вторая цифра – вторая цифра емкости конденсатора
3. Третья цифра – это количество нулей, где емкость конденсатора находится в пФ (пикофарады)
4. Другие буквы можно игнорировать, но они обозначают допуск и номинальное напряжение конденсатора.

Так, например:

104 = 100000 пФ = 100 нФ

102 = 1000 пФ = 1 нФ

472 = 4700 пФ = 4,7 нФ

Мы используем батарею на 9 В, и наши схемы будут работать без разделительного конденсатора; однако рекомендуется иметь его там, если вы планируете управлять своей схемой от подключаемого сетевого трансформатора. В то время как ваш мультиметр будет показывать постоянное значение прибл. 5 В для нашего питания от подключаемого трансформатора через регулятор напряжения, это среднее значение для очень многих образцов.Если вы исследуете форму сигнала с помощью осциллографа, вы увидите значительный шум, который окажет странное влияние на микросхемы в цепях, которые мы должны исследовать.

Светоизлучающий диод (LED)

Светоизлучающий диод (LED) – это источник света на основе полупроводника, который традиционно использовался в качестве индикатора состояния во всех типах устройств. Сегодня мощные светодиоды используются в автомобильных фарах, фонарях для мониторов и даже вместо ламп накаливания для освещения общего назначения (например.г. домашнее освещение, светофоры и т. д.) из-за их чрезвычайно высокой эффективности. Мы собираемся использовать в наших схемах светодиоды с очень низким энергопотреблением, как правило, чтобы указывать, истинное или ложное состояние. В комплект входят светодиоды нескольких цветов, но все они имеют схожие электрические свойства.

Рисунок 3 (a) Обозначение светодиода и (b) Фактический светодиод с указанием полярности

Символ светодиода показан на рисунке 3 (a). Анод (+) обычно подключается к более положительному источнику, чем катод (-).На рис. 3 (б) показан светодиод, у которого одна ножка длиннее другой. Более длинная ветвь – это анод (+), а более короткая – катод (-). Пластиковая оболочка светодиода часто имеет плоский край, что указывает на отрицательную ветвь светодиода.

Наши светодиоды предъявляют определенные требования. Для них требуется максимальное напряжение 3 В и рабочий ток 20 мА. Светодиод не имеет значительного сопротивления, поэтому, если бы мы подключили светодиод к источнику питания 5 В, мы превысили требования к напряжению и току (это должно быть нормально в течение коротких периодов времени).Однако для этого нам понадобится резистор. Итак, если у нас напряжение питания 5 В, и мы хотим, чтобы на светодиоде было падение 3 В, мы хотели бы, чтобы на нашем последовательном резисторе падали 2 В. Мы также хотели бы ограничить ток до 20 мА, поэтому нам нужен резистор номиналом:

R = V / I (поскольку V = IR, закон Ома)

R = 2 В / 0,02 A = 100 Ом

Итак, наша схема для зажигания светодиода будет выглядеть, как показано на рисунке 4. Здесь мы размещаем наш резистор последовательно со светодиодом. Резистор пропускает через светодиод ток 20 мА и имеет падение напряжения 2 В, тем самым ограничивая напряжение на светодиоде до 3 В, что соответствует требованиям спецификации.

Рисунок 4 . Схема светодиодов, разработанная с учетом свойств наших светодиодов

.

Наконец, демонстрация использования транзистора.

В этой простой схеме мы хотим продемонстрировать использование транзистора. В этой схеме используется NPN-транзистор с высоким коэффициентом усиления, а вход затвора находится в воздухе. Пожалуйста, измените эту схему, пока не будете уверены в использовании транзистора.

Продвинутый:

Хотя это и не является явной частью этого эксперимента, вас также может заинтересовать, как мы могли бы подключить сетевой блок питания к нашей макетной плате, и дополнительные схемы, которые можно использовать для обеспечения качественного источника питания. :

Простой источник питания 5 В

Краткое описание схемотехники

• Краткое описание работы: дает хорошо регулируемый выход + 5В, допустимый выходной ток 100 мА
• Защита цепи: встроенная защита от перегрева отключает выход, когда регулятор IC становится слишком горячим
• Сложность схемы: очень просто и легко построить
• Характеристики цепи: очень стабильное выходное напряжение +5 В, надежная работа
• Доступность компонентов: Легко достать, используются только самые распространенные базовые компоненты
• Тестирование конструкции: на основе примера схемы из таблицы данных я успешно использовал эту схему как часть многих электронных проектов.
• Области применения: часть электронных устройств, небольшие лабораторные источники питания.
• Напряжение источника питания: Нерегулируемый источник питания постоянного тока 8-18 В
• Ток источника питания: Требуемый выходной ток + 5 мА
• Стоимость компонентов: несколько долларов на электронные компоненты + стоимость входного трансформатора

Описание схемы

Эта схема представляет собой небольшой источник питания +5 В, который полезен, когда экспериментирую с цифровой электроникой.Маленькая недорогая стенка трансформаторы с переменным выходным напряжением доступны из любых магазин электроники и супермаркет. Эти трансформаторы легко доступны, но обычно их напряжение регулируется очень плохо, что делает его не очень удобным для экспериментатора цифровых схем если не удастся каким-либо образом достичь лучшего регулирования. В Следующая схема является ответом на проблему.

Эта схема может выдавать + 5 В при токе около 150 мА, но может при хорошем В микросхему регулятора 7805 добавлено охлаждение. Схема закончилась перегрузка и тепловая защита.

Принципиальная схема блока питания.

Конденсаторы должны иметь достаточно высокое напряжение для безопасного обращения. входное напряжение подается в цепь. Схема очень проста в сборке для пример в кусок верёвки.

Распиновка микросхемы регулятора 7805.

• 1. Нерегулируемое напряжение в
• 2. Земля
• 3. Выход регулируемого напряжения

Список компонентов

 7805 регулятор IC
Электролитический конденсатор 100 мкФ, номинальное напряжение не менее 25 В
Электролитический конденсатор 10 мкФ, номинальное напряжение не менее 6 В
Керамический или полиэфирный конденсатор 100 нФ
 

Идеи модификации

Больше выходной ток

Если вам нужен выходной ток более 150 мА, вы можете обновить выходной ток до 1А делаем следующие модификации:

• Замените трансформатор, от которого вы подаете питание на схему, на модель, которая может выдавать на выходе столько тока, сколько вам нужно.
• Поставить на регулятор 7805 радиатор (такой большой, чтобы не перегревался из-за лишних потерь в регуляторе)

Другое выходное напряжение

Если вам нужны другие напряжения, кроме +5 В, вы можете изменить схему, заменив микросхемы 7805 с другим регулятором с другим выходным напряжением от Регулятор семейства микросхем 78xx.Последние цифры в коде чипа говорят выходное напряжение. Помните, что входное напряжение должно быть не менее 3 В. больше, чем выходное напряжение регулятора или иначе регулятор не хорошо работать.

---

Томи Энгдал <[email protected]>

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

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

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

Хорошо!

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

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

Конструкция блока питания 5В постоянного тока

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

Общая блок-схема этого проекта представлена ​​ниже. Все очень просто. Он состоит из следующих четырех основных подблоков.

• Трансформатор
• Схема выпрямителя
• Фильтр
• Регулятор

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

Итак, давайте попробуем разобраться в каждом разделе один за другим.

Входной трансформатор

Трансформатор – это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения, следуя закону передачи энергии.

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

Ну, в зависимости от вашей страны, переменный ток, поступающий в ваш дом, имеет уровень напряжения 220/120 В. Нам нужен входной трансформатор для понижения входящего переменного тока до требуемого нижнего уровня, то есть близкого к 5 В (переменный ток). Этот нижний уровень в дальнейшем используется другими блоками для получения необходимых 5 В постоянного тока.

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

Будьте осторожны, играя с этим устройством.

Поскольку вы используете сетевое напряжение, которое может быть слишком опасным. Никогда не прикасайтесь к клеммам голыми руками или плохими инструментами. Имейте хороший и достойный бесконтактный тестер напряжения и используйте его, чтобы всегда быть уверенным в том, какая линия находится под напряжением, идущим к трансформатору.

Выпрямительная схема

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

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

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

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

Фильтр

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

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

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

Самый лучший фильтр в нашем случае – конденсаторный. Вы, наверное, слышали, конденсатор – это устройство для накопления заряда. Но на самом деле его лучше всего использовать как фильтр. Это самый недорогой фильтр для нашей базовой конструкции блока питания 5 В.

Регулятор

Стабилизатор – это линейная интегральная схема, в которой используется стабилизированное постоянное выходное напряжение. Регулировка напряжения очень важна, потому что нам не нужно изменять выходное напряжение при изменении нагрузки.

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

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

Надеюсь, вы разработали некоторые базовые концепции проектирования источников питания. Давайте продолжим с реальной принципиальной схемой для нашей конкретной конструкции блока питания 5 В постоянного тока.

Принципиальная схема источника питания 5В постоянного тока

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

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

А теперь перейдем к собственному дизайну.

Пошаговый метод проектирования источника питания постоянного тока 5 В

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

Итак, приступим к делу.

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

Шаг 1: Выбор регулятора IC

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

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

Ниже приведены характеристики и схема контактов LM7805 из таблицы данных.

Спецификация 7805 также предписывает использовать конденсатор 0,1 мкФ на выходной стороне, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки. И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсаций, если фильтрация находится далеко от регулятора.

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

Шаг 2: Выбор трансформатора

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

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

Итак, математически:

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

Исходя из этого, для конструкции источника питания 5 В постоянного тока мы можем выбрать трансформатор с номинальным током 1 А и вторичным напряжением 9 В. Почему ток 1А? Поскольку IC регулятора имеет номинальный ток 1 А, это означает, что мы не можем пропускать ток, превышающий это значение.Выбор трансформатора с номинальным током выше этого потребует дополнительных денег. И нам это не нужно.

Шаг 3: Выбор диодов для моста

Как вы видите на принципиальной схеме, схема выпрямителя состоит из нескольких диодов, расположенных по схеме. Чтобы сделать выпрямитель, нам нужно подобрать для него подходящие диоды. При выборе диода для мостовой схемы. Имейте в виду выходной ток нагрузки и максимальное пиковое вторичное напряжение трансформатора i-e 9В в нашем случае.

Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который поставляется в корпусе IC. Но я не хочу, чтобы вы использовали его здесь, просто для обучения и экспериментов с отдельными диодами.

Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки (т.е. в данном случае 500 мА). И пиковое обратное напряжение (PIV) больше пикового вторичного напряжения трансформатора

Мы выбрали диод IN4001, потому что он имеет номинальный ток на 1 А больше, чем мы желаем, и пиковое обратное напряжение 50 В.Пиковое обратное напряжение – это напряжение, которое диод может выдерживать при обратном смещении.

Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

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

Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение. Итак, если вторичное напряжение составляет 13 В (пиковое значение для 9 В), то номинальное напряжение конденсатора должно быть не менее 50 В.

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

Где,

Io = ток нагрузки, т.е. 500 мА в нашей конструкции, Vo = выходное напряжение, т.е. в нашем случае 5 В, f = частота, например, 50 Гц

В нашем случае:

Частота 50 Гц, потому что в нашей стране переменный ток 220 @ 50 Гц.У вас может быть сеть переменного тока 120 В при 60 Гц. Если да, то укажите значения соответственно.

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

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

В данном случае R – это сопротивление нагрузки

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

Шаг 5: Обеспечение безопасности источника питания

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

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

Практическое правило при выборе номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20% больше тока нагрузки.

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

Больше удовольствия с электроникой

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

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

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

Заключение

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

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

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

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

Надеюсь, это была вам какая-то помощь.

Спасибо и удачной жизни.

---

Другие полезные сообщения

Как спроектировать простую схему источника питания

В этом посте мы попытаемся понять, как работает базовая схема источника питания и как проектировать регулируемые и нерегулируемые цепи питания.

НЕРЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Источник питания с одной шиной показан на диаграмме ниже. Он состоит из трех отдельных частей: силового трансформатора, двухполупериодного мостового выпрямителя и конденсатора фильтра.

В целях безопасности предохранитель должен быть установлен на пути провода под напряжением к трансформатору. Предлагаемые напряжения являются напряжениями переменного тока, измеренными в вольтах (среднеквадратичное значение). Это может быть аналогичное напряжение «постоянного нагрева», и оно сопоставимо с 0,707 В (размах).

Выходной сигнал трансформатора составляет 6 В RMS, и это также может быть уровень напряжения «под нагрузкой». Если трансформатор просто не нагружен, это напряжение может увеличиться примерно на 25%.

Изменение выходного напряжения под нагрузкой и без нагрузки называется «регулировкой» трансформатора.Трансформаторы имеют номинальную мощность, указанную в ВА. Трансформатор 10 ВА может выдавать 10 Вт мощности через вторичный выход.

Переменное напряжение через вторичную обмотку трансформатора полностью выпрямляется через диодный мост D1 – 4, после чего фильтруется конденсатором C1. Без какой-либо нагрузки на источник питания выходное (постоянное) напряжение, вероятно, будет примерно 11 В.

Однако, когда ему показывается резистивная нагрузка, напряжение падает и появляются пульсации напряжения, что является результатом разряда конденсатора нагрузкой.

Регулируемый блок питания

Два транзисторов и опорное напряжение позволяет производить стабилизированный источник питания.

Транзистор Q1 используется в качестве элемента управления мощностью, поэтому его необходимо установить на радиаторе. Q2 обеспечивает отрицательную обратную связь и, таким образом, позволяет сглаживать любые изменения на выходе, вызванные изменяющимися условиями нагрузки или вариантами в нерегулируемой направляющей.

Порядок работы схемы следующий. Ток проходит через Q2 и D5 и создает вокруг D5 напряжение 5 В1.База Q2 присоединена к выходу с помощью набора резисторов R2, 3, 4 и RV1.

Если выходное напряжение увеличивается, через Q2 проходит больше тока. Это приводит к падению напряжения на базе Q1, что часто снижает напряжение на выходе.

Следовательно, регулируется выходное напряжение.