РазноеБлок питания с регулируемым напряжением: Регулируемые блоки питания 200 В максимальное напряжение на выходе — огромный выбор по лучшим ценам

Блок питания с регулируемым напряжением: Регулируемые блоки питания 200 В максимальное напряжение на выходе — огромный выбор по лучшим ценам

Содержание

Блоки питания 1-фазные AC/DC регулируемые программируемые

НазначениеБлок питания 1-фазный регулируемый для монтажа на DIN-рейку
Мощность, Вт1000
Вход: переменное напряжение, В185…265 VAC
Вход: макс. ток, А9
Точность установки выхода, %2,5
Стабильность выхода, %0,5
Время реакции на изменение тока, мс1
Защита от перенапряжения, %140
Защита от короткого замыканияДа
Защита от холостого ходаДа
Пульсации на выходе, %1
Управляющий внешний сигналнапряжение 0.
..10 В (стандарт)
Безаварийный перерыв питания, мс25
КПД, %90
Рабочая температура, °C-20…+70
ОхлаждениеБез вентилятора
КорпусАлюминий
Размеры, мм200х130х118
Вес, кг3,3
ОсобенностиРегулирование выходного напряжения внешним аналоговым сигналом
ПреимуществоДистанционное управление, контроль температуры, плавный пуск, малое тепловыделение
Опционально (на заказ)Управляющий внешний сигнал: ток 0/4…20 мА
Опционально (на заказ)
Интерфейс IEEE

Как сделать блок питания регулируемым 3-25 В

Данная инструкция поможет вам переделать источник питания в регулируемый 3-25 В. Если у вас имеется блок питания от ноутбука на 19 В или блок от светодиодной гирлянды на 12 В, то все подобные источники можно превратить в регулируемые, и устанавливать на выходе любое напряжение легким вращением переменного резистора.

Понадобится

  • Два конденсатора 470 мкФ 25 В.
  • Переменный резистор 10 кОм.
  • Резистор 2,2 кОм.

Переделка блока питания с фиксируемым напряжением в источник с регулируемым напряжением

Перед нами предстает вся плата импульсного источника питания.

Все что левее синего трансформатора мы трогать не будем. Это высоковольтная часть и она нас не интересует. Справа, из нескольких элементов состоит низковольтная часть, вот ее то и будем дорабатывать.

Схемы и теория доработки

Блок имеет стабилизацию посредством обратной связи через оптрон. Этим оптроном управляет микросхема-стабилизатор TL431. Она имеет 3 вывода и внешне похожа на транзистор.

Схема управления выглядит так: (Если у вас нет микросхемы TL431 в блоке, то возможно стабилизация достигается применением стабилитрона. Как доработать такой блок читайте тут — https://sdelaysam-svoimirukami.ru/7039-kak-povysit-naprjazhenie-bloka-pitanija-s-5-do-12-volt.html)

Один резистор в цепи оптрона ограничивающий, другие два делители на выходе микросхемы. Сзади платы эти резисторы отчетливо видны.

То есть, если менять коэффициент деления на входе микросхемы, то соответственно будет и меняться выходное напряжение на выходе блока питания.

Чтобы это сделать необходимо заменить один резистор, а вместо другого подключить переменный. Примерно вот так:

Выпаиваем резисторы делителя.

Обязательно нужно заменить выходные конденсаторы на другие с более высоким рабочим напряжением.

Также выпаиваем их.

Запаиваем новые.

Припаиваем резистор 2,2 кОм, согласно схемы доработки.

Берем переменный резистор, припаиваем к нему провода.

Припаиваем провода к плате вместо чип резистора.

Теперь, очень осторожно, включаем блок в сеть и проверяем работу. К выходу подключим мультиметр.

Если все работает исправно, то собираем корпус. Так как в корпусе нет дополнительного места, вынесем резистор за пределы, приклеив его с боку на клей.

Проверяем под нагрузкой. Источник хорошо регулируется и выдает напряжение в промежутке 3,4-21,5 В.

Все работает исправно.

Пару слов о технике безопасности

  • Перед разборкой блока, если вы его только отключили от сети, обязательно подождите пару минут, пока все внутренние емкости разрядятся.
  • Напряжение на выходе, при максимальном положении переменного резистора, не должно превышать 25 В, так как выходные конденсаторы могут выйти из строя. Чтобы уменьшить регулируемое напряжение, увеличьте сопротивление резистора 2,2 кОм.

Смотрите видео

Блоки питания 5, 9, 12, 15, 24, 36, 48, 60 Вольт для приборов автоматики в Ростове

Блоки питания 5, 9, 12, 15, 24, 36, 48, 60 Вольт для приборов автоматики

Компания «Донские измерительные системы» предлагает надежные блоки питания для приборов автоматики и контрольно измерительных приборов по ценам производителей в Ростове-на-Дону.

Основное предназначение блоков питания — преображение электрической энергии, поступающей из сети переменного тока, в энергию, подходящую для питания узлов разного оборудования.

В ассортименте нашего магазина представлены:

  • блоки питания с напряжением на выходе 5 Вольт;
  • блоки питания с напряжением на выходе 9 Вольт;
  • блоки питания с напряжением на выходе 12 Вольт;
  • блоки питания с напряжением на выходе 15 Вольт;
  • блоки питания с напряжением на выходе 24 Вольт;
  • блоки питания с напряжением на выходе 36 Вольт;
  • блоки питания с напряжением на выходе 48 Вольт;
  • блоки питания с напряжением на выходе 60 Вольт.

Блоки питания Овен

Блоки питания ОВЕН используются для питания стабилизированным напряжением датчиков, контроллеров, панелей оператора и других приборов, а также исполнительных механизмов. Функционал приборов позволяет преобразовать широкий диапазон переменного или постоянного напряжения в стабилизированное постоянное напряжение, а также обеспечить защиту от перенапряжений и импульсных помех на входе, короткого замыкания и перегрева.

В ассортименте ОВЕН – одноканальные и многоканальные блоки питания мощностью от 2 до 120 Вт. По сфере применения блоки питания ОВЕН подразделяются на несколько серий:

  • Блоки питания для промышленной автоматики БП15, БП30, БП60.
  • Блоки питания для датчиков БП02, БП04, БП07, БП14.
  • Блоки питания для ПЛК, БП60К-24, (разработка).
  • Блоки питания для тяжелых условий эксплуатации БП30-С, БП60-С, БП120-С.
  • Источник бесперебойного питания ИБП60.

Блок питания БП02Б-Д1 24 Вольта

Описание:
Блок питания БП02 предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом (датчиков температуры с нормирующим преобразователем, датчиков давления, влажности и т.д.)
Блок питания БП02 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д1.

Блок питания БП04Б-Д2 с выходом 24 или 36 Вольт

Описание:
Блок питания БП04 предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В или 36 В двух однотипных датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом (датчиков давления, влажности и т. д.)
Блок питания БП04 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д2

Блок питания БП07Б-Д3 с выходом 24В или 36В

Описание:
Двухканальный блок питания БП07 предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В или 36 В датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом.
Блок питания БП07 выпускается в корпусе для крепления на DIN-рейку типа Д3.

Блок питания БП14-Д4 с выходом 24 и 36 Вольт

Описание:
Многоканальный блок питания БП14 (БП 14) предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В или 36 В датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом.
Блок питания БП14 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д4.

Блок питания БП30Б-Д3-24С 24 Вольт

Описание:
Блок питания БП30Б-Д3-24С предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В DC широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т.п.) в условиях низких (до -40 ºС) и высоких (до +70 ºС) температур.
Применяется для построения систем электропитания различной сложности, в том числе распределенных. Блок питания БП30Б-Д3 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д3.

Блок питания БП15Б-Д2 с выходом 5В, 9В, 12В, 15В, 24В, 36В, 48В, 60В.

Описание:
Блок питания БП15 предназначен для питания стабилизированным напряжением постоянного тока широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т. п.)
Блоки питания серии БП15Б позволяют организовать питание напряжением: 5В, 9В, 12В, 15В, 24В, 36В, 48В, 60В.

Блок питания БП30Б-Д3 с выходами 5, 9, 12, 15, 24, 36, 48, 60 В

Описание:
Одноканальный блок питания ОВЕН БП30Б-Д3. Блок питания БП30 предназначен для питания стабилизированным напряжением постоянного тока различных широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т.п.). Применяется для построения систем электропитания различной сложности, в том числе распределенных. Блок питания БП30Б-Д3 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д3.

Блок питания БП60Б-Д4 с выходами 5, 9, 12, 15, 24, 36, 48, 60 В

Описание:
Блок питания БП60 предназначен для питания стабилизированным напряжением постоянного тока различных широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т.п.). Применяется для построения систем электропитания различной сложности, в том числе распределенных. Блок питания БП60Б-Д4 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д4.

Блоки питания Рэлсиб

Блок питания БП 2-2 с выходом 24 Вольта

Описание:
2 канала; амплитуда пульсаций выходного напряжения 100 мВ; потребляемый ток на холостом ходу 15 мА; частота входного переменного напряжения 50 Гц; номинальный ток 25 мА; порог индикации перегрузки по току 32 мА. Крепление на DIN-рейку.

Блок питания БП 2-4 с выходом 24 Вольта

Описание:
4 канала; амплитуда пульсаций выходного напряжения 100 мВ; потребляемый ток на холостом ходу 30,5 мА; частота входного переменного напряжения 50 Гц; номинальный ток 25 мА; порог индикации перегрузки по току 32 мА. Крепление на DIN-рейку.

Блок питания БП-30 с выходом 5, 9, 12, 24 Вольт

Описание:
Блоки питания серии БП 30 имеют могут иметь на выходе напряжением 5, 9, 12 и 24 В постоянного тока.
Блоки питания БП30 выпускаются с регулируемым выходным напряжением (с помощью джампера на передней панели).
Блоки питания имеют корпус, с креплением на DIN-рейку

Блок питания БП15 (БП-15) на 5В, 9В, 12В, 24В

Описание:
Блоки питания серии БП 15 имеют возможность выбора выходного напряжения: 5В, 9В, 12В, 24В.
Блоки питания БП15 выпускаются с регулируемым выходным напряжением (с помощью джампера на передней панели).
Блоки питания имеют корпус, с креплением на DIN-рейку.
Блоки питания БП15 имеют выгодное соотношение параметров цена и качество.

БПГ 12, герметичный блок питания на 24 Вольта

Описание:
Блок питания импульсный герметичный БПГ 12 предназначен для питания стабилизированным напряжением постоянного тока 24 В различных радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т. п.)
Блок выпускается в герметичном настенном корпусе.

БП120Б-Д9-24С 24 Вольта. От -40 до +70 С

Описание:
Одноканальный блок питания ОВЕН БП120Б-Д9-24С для тяжелых условий эксплуатации. Предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В постоянного тока широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т.п.) в условиях низких (до -40 ºС) и высоких (до +70 ºС) температур.

БП15Б-Д2-5 блок (источник) питания 5 Вольт

Описание:
Блок питания БП15Б-Д2-5 предназначен для питания стабилизированным напряжением постоянного тока широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т. п.) Блоки питания серии БП15Б-Д2-5 позволяют организовать питание напряжением 5 Вольт. Применяется для построения систем электропитания различной сложности, в том числе распределенных. Блок питания БП15Б-Д2-5 выпускается в корпусе с креплением на DIN-рейку типа Д2.

БП60Б-Д4-24С Выход 24 Вольта.

от -40 до +70 С

Описание:
Одноканальный блок питания ОВЕН БП60Б-Д4-24С для тяжелых условий эксплуатации. Предназначен для питания стабилизированным напряжением 24 В постоянного тока широкого спектра радиоэлектронных устройств (релейной автоматики, контроллеров, датчиков и т.п.) в условиях низких (до -40 ºС) и высоких (до +70 ºС) температур.

Купить блоки питания по выгодной цене в Ростове

Купить по низкой цене блоки питания в Ростове-на-Дону, Ростовской области, в Краснодаре и Краснодарском Крае, Ставрополе и Ставропольском Крае, Волгограде и Волгоградской области, в городах: Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала и других городах Юга России можно в нашей компании. Все покупатели могут получить бонусы и подарки!

Доставка блоков питания в города Юга России

Мы доставим блоки питания в города: Ростов, Таганрог, Новочеркасск, Азов, Шахты, Волгодонск, Сальск, Краснодар, Тихорецк, Тимашевск, Сочи, Новороссийск, Анапа, Туапсе, Геленджик, Ейск, Майкоп, Минеральные Воды, Кисловодск, Пятигорск, Железноводск, Армавир, Волгоград, Элиста, Астрахань, Ставрополь, Невинномысск, Черкесск, Нальчик, Владикавказ, Грозный, Махачкала.

Регулируемый двухполярный источник питания

О том, что такое двухполярное питание – написаны целые трактаты, от 2 абзацев до статьи длинной в 40 листов, поэтому мы не будем расписывать здесь эти подробности, отметим лишь самые важные моменты. Данный тип питания чаще всего применяется измерительной технике и различной аналоговой аппаратуре, особенно в аудио и видео – причина этого довольно проста: многие сигналы, которые надо измерять и обрабатывать имеют не только положительное значение, но и отрицательное, в соответствии с порождающим их неэлектрическим физическим явлением. Ярким примером такого явления являются звуковые волны, которые раскачивают мембрану динамического микрофона, порождая в катушке ток, направление которого показывает положение этой самой мембраны относительно точки покоя. Следовательно, схема обработки такого сигнала должна нормально работать при любом знаке напряжения на входе. Таких схем реализовано огромное множество, но многим из них требуется двухполярное питание.

Опять же, существует огромное количество всевозможных схем для получения двухполярного питания — от примитивных, до весьма нестандартных, использующих совершенно неочевидные схемотехнические решения. Рассматривать преимущества абстрактных схем и решений, вних примененных, можно бесконечно долго, а наилучшего варианта попросту не существует, т.к. в каждом конкретном случае существуют определенные требования (в том числе и наличие необходимых компонентов на текущий момент времени), которые и определяют конечный вариант сборки устройства.

Выбор схемы двухполярного источника питания

С учетом вышеизложенного, соберем небольшой регулируемый стабилизированный двухполярный источник питания для использования в лабораторных условиях при наладке маломощных усилителей низкой частоты, измерительных схем, содержащих в себе операционные усилители, и других устройств, по тем или иным причинам требующих двухполярного питания. Добавим, что данный источник должен иметь низкий уровень собственных шумов и как можно более низкую пульсацию выходного напряжения. Дополнительно требуется, чтобы он был достаточно надежным и мог пережить подключение к нему некорректно собранного устройства. Также хотелось бы сделать его в виде универсального модуля, который можно было бы использовать для быстрого макетирования новых конструкций или временно установить его в устройство, для которого еще не изготовлен окончательный вариант блока питания. Определив ТЗ можно перейти к подбору схемы будущего устройства.

Все схемы преобразователей однополярного питания в двухполярное, наподобие приведенных на Рис. 1, мы не рассматриваем, т.к. их применение возможно только со строго определенной нагрузкой. Так, например, в случае возникновения короткого замыкания в цепи, подключенной к одному из плеч – возникнет непредсказуемый перекос напряжений или токов, который в свою очередь может привести к выходу из строя и источника, и исследуемой схемы.

Рис. 1 — Неподходящие схемы преобразователей

Отличнейшая схема преобразования однополярного питания в двухполярное, но, увы, без регулировки выходного напряжения приведена в журнале «Радиоаматор» № 6 за 1999 год:

Рис.

2 — Схема преобразования однополярного питания в двухполярное без регулировки выходного напряжения

В экстренных случаях можно смело рекомендовать ее к повторению, но для нашей задачи она не подходит.

Сразу же отбросим идею простого импульсного источника, т.к. при использовании простейших схем, которые содержат минимальный набор компонентов – источник получается очень шумным, т.е. на выходе у него присутствует довольно много шумов и разного рада помех, от которых не так-то просто избавиться.

Рис. 3 — Схема из книги «500 схем для радиолюбителей. Источники питания», автор А.П. Семьян

При этом для питания УНЧ на микросхеме TDA – это отличный вариант, а вот для микрофонного усилителя с большим коэффициентом усиления – уже не очень. К тому же, все равно придется делать отдельные узлы стабилизации и защиты от короткого замыкания. Хотя, если бы нам требовался источник мощностью от 150 Вт и более – построение импульсного блока питания с регулировкой, хорошей фильтрацией и встроенной защитой стало бы превосходным, да к тому же, экономически выгодным решением.

Самым простым и надежным решением для нашей задачи будет использование трансформатора мощностью около 30 Вт с двумя обмотками или обмоткой с отводом от средней точки. Данные трансформаторы широко распространены на рынке, их легко найти в отжившей свой век аппаратуре, а в крайнем случае всегда можно домотать дополнительную обмотку на имеющийся в данный момент в наличии.

Рис. 4 — Трансформаторы

Так как нам нужен стабилизированный источник, то соответственно после трансформатора и диодного моста нам нужен некий регулируемый блок стабилизации напряжения с защитой от короткого замыкания (хотя защиту от замыкания можно добавить и после).

Следующим шагом бракуем все варианты стабилизаторов, собранные на дискретных элементах и состоящие из огромного числа деталей, как слишком сложные для поставленной задачи. К тому же, в подавляющем большинстве случаев они требуют тщательной настройки с подбором некоторых элементов.

Рис. 5 — Стабилизатор, собранный на дискретных элементах

Наиболее простым решением в нашем случае будет использование регулируемых линейных стабилизаторов, таких как LM317. Сразу же хочется предостеречь от в корне неверной идеи использования двух положительных стабилизаторов, включенных как показано ниже. Данная схема, хотя и может работать – функционирует некорректно и нестабильно!

Рис. 6 — Схема с использованием двух положительных стабилизаторов

Соответственно, придется использовать «комплементарный» регулируемый стабилизатор LM337. Плюсом обоих стабилизаторов является встроенная защита от перегрева и короткого замыкания на выходе, а также простая схема включения и отсутствие необходимости в настройке. Подсмотреть типовую схему включения данных стабилизаторов можно в даташите от производителя:

Рис. 7 — Типовая схема включения стабилизаторов LM317-LM337

Немного доработав ее, получим итоговый вариант модуля регулируемого двухполярного источника питания, собирать который мы будем по следующей схеме:

Рис. 8 — Схема модуля регулируемого двухполярного источника питания

Схема кажется сложной из-за того, что мы отметили на ней все рекомендуемые детали обвязки, а именно шунтирующие конденсаторы и диоды, служащие для разряда емкостей. Дабы убедиться в необходимости установки большинства из них – можно снова обратиться к даташиту:

Рис. 9 — Схема обвязки из datasheet

Мы добавили еще несколько элементов, чтобы еще больше защитить наш стабилизатор и максимально сгладить все пульсации и выбросы напряжения на выходе.

Для упрощения изготовления, а именно — уменьшения количества операций, необходимых для сборки применим технологию поверхностного монтажа, т.е. все детали в нашей конструкции будут SMD. Еще одним важным моментом будет тот факт, что в нашем модуле не будет сетевого трансформатора, его мы сделаем подключаемым. Причина кроется в том, что при большой разнице между питающим и выходным напряжениями, и работе с максимальным током, разницу между подводимой и отдаваемой в нагрузку мощностями необходимо рассеивать на регулирующих элементах нашей схемы, а конкретно – на интегральных регуляторах. Максимальная рассеиваемая мощность для таких стабилизаторов и так невелика, а при использовании SMD-корпусов становится еще меньше, и в результате максимальный ток подобного стабилизатора, работающего с разницей между входным и выходным напряжениями в 20 В, легко может опуститься до 100 mA, а этого для наших задач уже недостаточно. Решить эту проблему можно уменьшив разницу между этими напряжениями, например, подключив трансформатор с напряжениями вторичных обмоток наиболее близкими к тому, которое требуется в данный момент.

Подбор компонентов

Одним из сложных моментов реализации нашей идеи внезапно оказался подбор интегральных стабилизаторов в нужном корпусе. Несмотря на то, что мне было достоверно известно об их существовании во всех возможных SMD-корпусах, просмотр даташитов различных производителей не позволял найти точной маркировки, а поиск по параметрам у нескольких глобальных поставщиков показывал лишь отдельные варианты, и чаще всего различных производителей. В итоге, искомая комбинация в корпусах SOT-223, к тому же из одной серии, обнаружилась на сайте Texas Instruments: LM337IMP и LM317EM:

Рис. 10 — Интегральные стабилизаторы LM337IMP и LM317EM

Стоит отметить, что различных пар, состоящих из разнополярных стабилизаторов напряжения можно подобрать великое множество, однако производителем рекомендована пара из стабилизаторов одной серии. Оба стабилизатора обеспечивают максимальный ток до 1 A при разнице между входным и выходным напряжением до 15 В включительно, однако номинальным током, при котором стабилизатор гарантированно не уходит в защиту по перегреву можно считать 0,5-0,8 А. Тока в 500 mA в тех приложениях, для которых мы строим данный стабилизатор более чем достаточно, поэтому будем считать задачу по подбору стабилизаторов выполненной.

Перейдем к остальным компонентам.

Рис. 11 — Компоненты для сборки регулятора

Диодный мост – любой, с номинальным током 1-2 А. на напряжение не менее 50 В, мы использовали DB155S.

Электролитические конденсаторы в данной схеме применимы практически любые, с небольшим запасом по напряжению. Подбор осуществляется исходя из следующих соображений: так как размах питающего напряжения, которое нам требуется не превышает 15 В, а рекомендуемый максимум для стабилизаторов составляет 20 В – конденсаторы на 25 В имеют запас минимум в 25%. Все электролитические конденсаторы необходимо зашунтировать пленочными или керамическими с номиналами согласно схемы, на напряжение не менее 25 В. Мы использовали типоразмер 0805 и тип диэлектрика X7R (можно применить NP0, а Z5U или Y5V – не рекомендуются из-за плохих ТКС и ТКЕ, хотя в отсутствие альтернативы – подойдут и такие).

Резисторы постоянного номинала – любые, в делителе напряжения, отвечающем за напряжение стабилизации лучше применить более точные, с допуском в 1%. Типоразмер всех резисторов -1206, исключительно для удобства монтажа, однако можно смело применять 0805. Подстроечный резистор номиналом в 100 Ом – многооборотный, для точной регулировки (используется 3224W-1-101E). Резистор, применяющийся для регулировки выходного напряжения — номиналом в 5 КОм, любой имеющийся, мы взяли 3314G-1-502E под отвертку, но можно применить и переменный резистор для монтажа на корпус, соединив его с платой стабилизатора проводами. Диоды желательно применять быстродействующие, на ток не мене 1 А и напряжение от 50 В, например HS1D.

Светодиодный индикатор включения рассчитан по следующему принципу: ток через стабилитрон при самом большом напряжении на входе не должен превысить 40 mA, при подаче на вход напряжения до 30 В, номинал токоограничивающего резистора будет равен 750 Ом, для надежности лучше применить 820 Ом. Подавать на стабилизаторы напряжение меньше чем 8 В на плечо бессмысленно (т.к. во внутренней структуре микросхемы присутствуют стабилитроны на 6,3 В), таким образом при напряжении в 16 В ток через стабилитрон будет составлять 20 mA, а через подключенный параллельно ему светодиод – порядка 8 mA, чего будет достаточно для свечения SMD-светодиода. Стабилитрон любой, на напряжение стабилизации 3,3 В (применен DL4728A), и соответственно токоограничивающий резистор для светодиода в 150 Ом для обеспечения его продолжительной работы при максимальном токе через стабилитрон.

Изготовление устройства

Рисуем печатную плату нашего устройства, особое внимание обращая на контактные площадки для крупных SMD-конденсаторов. С ними может возникнуть следующее затруднение – базово они предназначены для пайки в печи, т.е. припаять их снизу, особенно маломощным паяльником довольно сложно, однако выводы конденсатора доступны сбоку и можно прочно припаять его при условии, что толщина подходящих к нему дорожек будет достаточной для обеспечения механической прочности соединения. Также, немаловажным является тот факт, что положительный и отрицательный стабилизаторы имеют разную цоколевку, т.е. просто отзеркалить одну половину печатной платы при разводке не получится.

Рисунок печатной платы переносим на предварительно подготовленный кусок фольгированного стеклотекстолита, и отправляем его травиться в раствор персульфата аммония (или другого подобного реагента на ваш выбор).

Рис. 12 — Плата с перенесенным рисунком и процесс травления

После того как плата была вытравлена, удаляем защитное покрытие и наносим на дорожки флюс, лудим их для защиты меди от окисления, после чего начинаем припаивать компоненты, начиная с наименьшего по высоте. Особых проблем возникнуть не должно, а к возможным трудностям с SMD-электролитами мы подготовились заранее.

Рис. 13 — Плата после травилки + наносим флюс + лужение

После того как все компоненты припаяны, а плата омыта от флюса необходимо подстроечным резистором в 100 Ом отрегулировать напряжение на отрицательном плече, чтобы оно совпало с напряжением на положительном плече.

Рис. 14 — Готовая плата

Рис. 15 — Регулировка напряжения на отрицательном плече

Испытания собранного устройства

Подключим к нашему стабилизатору трансформатор и попробуем нагрузить оба его плеча, и каждое из плеч независимо друг от друга, попутно контролируя токи и напряжение на выходах.

Рис. 16 — Первое измерение

После нескольких попыток произвести измерения на максимальном токе, стало понятно, что малюсенький трансформатор не в состоянии обеспечить ток в 1,5 А, и напряжение на нем проседает больше чем на 0,5 В, поэтому схема была переключена на лабораторный источник питания, обеспечивающий ток до 5 А.

Рис. 17, 18, 19 — Дополнительные измерения

Все работает в штатном режиме. Данный регулируемый двухполярный источник питания, собранный из качественных компонентов, благодаря своей простоте и универсальности, займет достойное место в домашней лаборатории или небольшой ремонтной мастерской.

Измерения и пуско-наладочные работы проводились на базе испытательной лаборатории АО «КППС», за что им отдельное спасибо!

Регулируемый блок питания в России

Россия

Абакан, Александров, Альметьевск, Анапа, Ангарск, Арзамас, Армавир, Архангельск, Астрахань, Ачинск, Балаково, Балашиха, Барнаул, Батайск, Белгород, Бердск, Березники, Бийск, Благовещенск, Борисоглебск, Братск, Брянск, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Волжский, Вологда, Воронеж, Воскресенск, Воткинск, Выборг, Выкса, Вязьма, Гатчина, Глазов, Горно-Алтайск, Грозный, Губкин, Дзержинск, Димитровград, Долгопрудный, Домодедово, Дубна, Евпатория, Екатеринбург, Ессентуки, Железногорск, Железнодорожный, Жуковский, Златоуст, Иваново, Ижевск, Иркутск, Ишим, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Каменск-Уральский, Каменск-Шахтинский, Камышин, Канск, Кашира, Кемерово, Керчь, Кинешма, Киров, Кисловодск, Ковров, Коломна, Комсомольск-на-Амуре, Копейск, Королёв, Кострома, Красногорск, Краснодар, Красноярск, Крым, Кстово, Кузнецк, Курган, Курск, Липецк, Люберцы, Магадан, Магнитогорск, Майкоп, Махачкала, Миасс, Минеральные Воды, Михнево, Мичуринск, Москва, Мурманск, Муром, Мытищи, Набережные Челны, Нальчик, Находка, Невинномысск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Нижневартовск, Нижнекамск, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новомосковск, Новороссийск, Новосибирск, Новочеркасск, Ногинск, Обнинск, Одинцово, Ожерелье, Озеры, Октябрьский, Омск, Орёл, Оренбург, Орехово-Зуево, Орск, Пенза, Первоуральск, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Подольск, Прокопьевск, Псков, Пушкино, Пятигорск, Ржев, Россия, Россошь, Ростов-на-Дону, Рубцовск, Рыбинск, Рязань, Салават, Салехард, Самара, Санкт-Петербург, Саранск, Сарапул, Саратов, Саров, Севастополь, Северодвинск, Сергиев Посад, Серпухов, Симферополь, Смоленск, Сочи, Ставрополь, Старый Оскол, Стерлитамак, Ступино, Сургут, Сызрань, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тихвин, Тобольск, Тольятти, Томск, Туапсе, Тула, Тюмень, Улан-Удэ, Ульяновск, Уссурийск, Уфа, Ухта, Феодосия, Хабаровск, Ханты-Мансийск, Хасавюрт, Химки, Чебоксары, Челябинск, Череповец, Черкесск, Чита, Шахты, Щёлково, Электросталь, Элиста, Энгельс, Южно-Сахалинск, Якутск, Ялта, Ярославль

Регулируемый блок питания с защитой от перегрузки

При настройке всевозможных радиоэлектронных устройств зачастую бывает, необходим блок питания, в котором реализована функция плавной регулировки, как выходного напряжения, так и значения тока по перегрузке.

Защита блока питания от перегрузки

В большинстве простых блоков, реализована защита блока питания от перегрузки только по превышению максимального тока нагрузки. Подобная электронная защита, главным образом, предназначается для самого блока питания, а не для подключенной к нему нагрузки.

Для надежного функционирования, как блока питания, так и подсоединенного к нему электронного устройства, желательно иметь возможность изменения порога срабатывания защиты по току в больших пределах, причем при срабатывании защиты подключенная нагрузка должна быть обесточена.

Приведенная в данной статье схема является еще одним вариантом лабораторного блока питания, позволяющая производить плавную регулировку всех перечисленных выше параметров.

Описание работы регулируемого блока питания

На операционном усилителе LM358 (DA1.1) построен регулируемый стабилизатор напряжения. С вывода потенциометра R2 на его прямой вход (вывод 3) идет опорное напряжение, величина которого устанавливается стабилитроном VD1, а на инверсный вход (вывод 2) поступает потенциал ООС с эмиттера транзистора VT1 через резисторный делитель напряжения R10 и R7.

 

Отрицательно обратная связь создает баланс напряжений на обоих входах ОУ LM358, возмещая воздействие дестабилизирующих причин. Путем вращения ручки потенциометра R2 осуществляется изменение выходного напряжения блока питания.

Блок защиты от перегрузки по току построен на втором операционном усилителе DA1.2, входящем в состав микросхемы LM358 , который используется в данной схеме в качестве компаратора. На его прямой вход через сопротивление R14 идет напряжение с датчика тока нагрузки (сопротивление R13), а на инверсный вход поступает опорное напряжение, постоянство которого обеспечивает диод VD2.

До тех пор пока падение напряжения, формируемое током нагрузки на сопротивлении R13, ниже опорного, потенциал на выходе 7 операционного усилителя DA1.2 практически равен нулю. В том случае, если ток нагрузки превзойдет допустимый, потенциал на выходе DA1.2 возрастет до напряжения питания. В результате этого через сопротивление R9 пойдет ток, который откроет транзистор VT2 и зажжет светодиод HL1. Диод VD3 начинает пропускать ток и сквозь сопротивление R11 шунтирует электрическую цепь ПОС. Транзистор VT2 подсоединяет сопротивление R12 параллельно стабилитрону VD1, и как следствие этого напряжение на выходе блока питания снижается фактически до нуля из-за закрытия транзистора VT1.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Заново подключить нагрузку возможно непродолжительным выключением сетевого питания или путем нажатия на кнопку SA1. Для защиты транзистора VT1 от обратного напряжения, идущего с емкости С5, которое возникает при отсоединении нагрузки от блока питания, в схему добавлен диод VD4.

Детали блока питания

Транзистор VT2 возможно поменять на КТ315Б — КТ315Е. Транзистор VT1 можно заменить на произвольный из серий КТ827, КТ829. Диоды VD2 — VD4 возможно применить КД522Б. Сопротивление R13 возможно собрать из трех впараллель соединенных резисторов МЛТ-1 сопротивлением по 1 Ом каждый. Стабилитрон VD1 любой с напряжением стабилизации 7…8 вольт и током от 3 до 8 мА. Емкости СЗ, С4 произвольные пленочные или керамические. Электролитические конденсаторы: С1 — К50-18 или аналогичный зарубежный, другие — марки К50-35. Кнопка SA1 без фиксации.

Источник: Радио, 9/2006

Мощный блок питания с регулируемым напряжением от 5 до 14 вольт 15 ампер на КТ819 | РадиоДом

Купить мужские и женские унты с бесплатной доставкой по России
Источник выдает регулируемое постоянное напряжение от 5 до 14 вольт, при токе до 15 ампер. Предназначен для питания как и в лабораторных так и в домашних условиях для разработки собственных самодельных устройств, наладки преобразователей напряжения, магнитофоны, радиоприемники, мощные автомобильные УЗМЧ, и просто незаменимая вещь для начинания радиолюбительским делом.
  Трансформатор вполне можно применить отечественный от телевизоров ТС-180, Удаляем все заводские вторичные обмотки кроме сетевой, а поверх мотаем на каждый каркас по 57 витков медным проводом диаметром не тоньше 1,2 мм, тем самым получим нужное нам напряжение 17-19 вольт.
Стабилизатор напряжения собран на отечественной микросхеме КР142ЕН5А, рассчитанная на 5 вольт. Резистором R2 изменяется в диапазоне 0…9 вольт, и тем самым регулируем напряжение на выходе D1 в диапазоне 5…14 вольт.
Блок питания укомплектован в небольшой корпус размерами 28x16x21 см. Задней частью служит алюминиевый ребристый теплоотвод для VT1 и VT2. Для надёжности при длительной работе на полную мощность то общая площадь теплоотвода должна быть более 380 кв.см. Микросхема D1 установлена на листовом медном теплоотводе.
Технические данные устройства:
Вход — 220 вольт
Выход — регулируемое от 5 до 14 вольт
Максимальный ток в нагрузке — не более 15 ампер
КПД — 85 %
Радиокомпоненты устройства отечественные и возможно замена на аналогичные зарубежные:
D1 — КР142ЕН5А — зарубежный аналог LM7805
T1 — ТС-180
VD1 — Д243 — на схеме опечатка (написано КД243)
VD2 — Д243
VD3 — Д243
VD4 — Д243
VD5 — стабилитрон КС210Б — зарубежный аналог — 1N1985A
C1 — 4000 мкФ х 25 вольт…можно и больше если позволяют габариты корпуса
C2 — 4000 мкФ х 25 вольт
C3 — 1000 мкФ х 15 вольт
VT1 — КТ819Б — кремниевый транзистор
VT2 — КТ819Б
R1 — 300 Ом — 0,5 Вт — постоянный резистор
R2 — 2 кОм — переменный резистор.

Что такое регулируемый источник питания?

Регулируемый источник питания — это электронное устройство, которое может обеспечивать стабильное питание переменного или постоянного тока для нагрузки, включая регулируемый источник питания переменного тока и источник постоянного тока.

Каталог

 

Ⅰ История развития

В 1955 году американский ученый Г.Х. Ройер впервые успешно разработал транзисторный преобразователь постоянного тока, который использует насыщение магнитного сердечника для автоколебаний. Различные формы преобразователей постоянного тока, использующие эту технологию, продолжают появляться, таким образом заменяя ранее принятое коммутационное оборудование вращающихся и механических вибраторов с коротким сроком службы, низкой надежностью и низкой эффективностью преобразования.Поскольку силовой транзистор в преобразователе транзистор-постоянный ток работает в двухпозиционном состоянии, изготовленный из него регулируемый блок питания имеет большое количество выходных групп, переменную полярность, высокий КПД, малые габариты и малый вес, поэтому он получил широкое распространение. используется в аэрокосмической и военной электронной технике. Поскольку микроэлектронная техника и технология в то время были очень отсталыми, невозможно было сделать транзисторы с высоким сопротивлением по напряжению, высокой скоростью переключения и большой мощностью. Поэтому преобразователь постоянного тока этого периода мог использовать только вход низкого напряжения, а скорость преобразования была не слишком высокой.

Начиная с 1960-х годов в связи с бурным развитием технологий микроэлектроники появились транзисторы с высоким обратным напряжением. С этого момента преобразователь постоянного тока может быть напрямую подключен к сети после выпрямления и фильтрации, а трансформатор промышленной частоты больше не требуется понижать, что значительно расширило область его применения. На этой основе родился импульсный блок питания без понижающего трансформатора промышленной частоты. Без трансформатора промышленной частоты объем и вес импульсного источника питания значительно уменьшены, а импульсный источник питания действительно эффективен, мал и легок.

После 1970-х годов также постоянно разрабатывались и производились высокочастотные силовые транзисторы с высоким обратным напряжением, высокочастотные конденсаторы, переключающие диоды и железные сердечники переключающих трансформаторов. Таким образом, импульсный регулируемый источник питания широко используется в электронных компьютерах, средствах связи, аэрокосмической отрасли, цветном телевидении и т. д.

Ⅱ Необходимость использования регулируемого источника питания

С быстрым развитием общества количество электрооборудования увеличивается с каждым днем. Днем.Однако старение и отставание в развитии объектов передачи и распределения электроэнергии, а также плохая конструкция и недостаточное электроснабжение привели к слишком низким или высоким напряжениям. Для электрооборудования, особенно высокотехнологичного и прецизионного оборудования со строгими требованиями к напряжению, существует страхование больших рисков. Нестабильное напряжение может привести к смертельному исходу или неисправности оборудования, повлиять на производство, вызвать задержки в доставке и нестабильное качество. В то же время он ускоряет старение оборудования, влияет на срок службы и даже прожигает детали.

Ⅲ Основная функция

Регулируемый источник питания

Стабильное напряжение: при кратковременных колебаниях напряжения сети или нагрузки регулируемый источник питания компенсирует амплитуду напряжения со скоростью отклика 10–30 мс, чтобы стабилизировать его в пределах ± 2%.

Многофункциональная комплексная защита: В дополнение к самой базовой функции стабилизации напряжения регулируемый источник питания также должен иметь защиту от перенапряжения (более +10% выходного напряжения), защиту от пониженного напряжения (ниже -10% от выходного напряжения). выходное напряжение), защита от обрыва фазы, защита от короткого замыкания и защита от перегрузки.

Подавление всплесков: в электросети иногда возникают резкие импульсы с высокой амплитудой и узкой шириной импульса, которые могут вывести из строя электронные компоненты с более низким выдерживаемым напряжением. Антипомпажные компоненты регулируемого источника питания могут эффективно подавлять такие всплески.

Защита от молнии: регулируемые источники питания обладают способностью защиты от молнии.

Ⅳ Принцип работы

Мощность переменного тока промышленной частоты становится стабильной мощностью постоянного тока после понижения, выпрямления и фильтрации трансформатора.Остальная часть рисунка — это управляющая часть для регулирования и стабилизации напряжения. После того, как источник питания подключен к нагрузке, выходное напряжение получается через схему дискретизации, и выходное напряжение сравнивается с опорным напряжением. Если выходное напряжение меньше опорного напряжения, значение ошибки усиливается усилительной схемой и поступает на вход регулятора. Выходное напряжение регулируется регулятором до тех пор, пока оно не станет равным опорному значению; если выходное напряжение больше опорного напряжения, оно проходит через регулятор. Уменьшите выходное напряжение.

 

Принципиальная схема регулируемого источника питания

Схема регулятора напряжения состоит из цепи источника питания, схемы контроля напряжения и схемы защиты от перенапряжения, как показано на рисунке. Силовая цепь состоит из обмоток W4 и W5 трансформатора регулирования напряжения Т, выпрямительных диодов VD1-VD4 и фильтрующих конденсаторов С1 и С2. Схема контроля напряжения состоит из резистора R-R7, потенциометра RPl, Rm, стабилитрона VS, конденсатора C3, C4 и интегральной схемы операционного усилителя IC (Nl-N3).Схема защиты от перенапряжения состоит из N3, транзистора V3, резистора Rl2 и реле К внутри ИС. Схема автоматического регулирования напряжения состоит из резисторов R8-Rll, транзисторов Vl, V2, двигателя постоянного тока М, скользящих контактов и Т обмоток Wl-W3. После подключения выходного зажима стабилизатора переменного напряжения к сети на обмотках W4 и W5 Т.

генерируются наведенные напряжения. рабочее напряжение ±12 В для IC и Vl, V2 и т. д.Напряжение +12 В имеет и другие эффекты. После деления напряжения Rl-R3 и стабилизации напряжения VS они соответственно обеспечивают опорное напряжение для инвертирующих входных клемм Nl-N3; обеспечить рабочее питание для К и В3 схемы защиты от перенапряжения; после того, как R4, RP2 и R6 разделены, подайте напряжение обнаружения на неинвертирующие входные клеммы N1 и N2; после деления на R7, RP1 и R5 обеспечить напряжение обнаружения для неинвертирующего входного вывода N3.

Nl-N3 сравнивает обнаруженное напряжение положительной фазы на выходе с большим концом с опорным напряжением на выходе с обратной фазой и использует сгенерированное напряжение ошибки для управления схемой автоматического регулятора напряжения.

При нормальном сетевом напряжении напряжения на выходных клеммах N1 и N2 равны OV, V1 и V2 находятся в состоянии отключения, а двигатель M не работает.

Когда сетевое напряжение низкое, Nl и N2 выводят низкий уровень, включая V2, выключая Vl и вращая M против часовой стрелки, приводя в движение скользящий контакт через скользящий настенный рычаг и контактируя с соответствующим отводом напряжения T (Обмотка W1 T, W2 имеет в общей сложности 21 отвод напряжения, а диапазон регулировки напряжения каждой шестерни составляет 5 В), а выходное напряжение увеличивается за счет обмотки W2 T.Когда выходное напряжение переменного тока возрастает до 220 В, V2 заканчивается, и M останавливается. Когда напряжение сети высокое, оба N1 и N2 выдают высокие уровни, включая V1, выключая V2 и поворачивая M по часовой стрелке. Скользящий рычаг приводит в движение скользящий контакт и контактирует с соответствующим отводом напряжения обмотки T.W1 для уменьшения выходного напряжения. Когда выходное напряжение переменного тока падает до 220 В, заканчивается Vl и M останавливается. Когда напряжение сети выше 260 В, N3 выдает низкий уровень, потому что напряжение на неинвертирующем входе выше, чем напряжение на инвертирующем входе, так что V3 отключается, K освобождается и нормально закрыт. Контакт включает выходную цепь переменного напряжения.При сетевом напряжении 160-260В N3 выдает высокий уровень, т.к. напряжение положительной входной клеммы ниже, чем напряжение обратной входной клеммы, так что V3 включен, K замкнут, а его нормально замкнутый контакт отключен, чтобы гарантировать, что нагрузка (электроприборы) не будет повреждена перенапряжением.

Ⅴ Характеристики

1. Преимущество

1) Низкое энергопотребление и высокая эффективность. В схеме импульсного регулируемого источника питания при возбуждении сигнала возбуждения транзистор V работает попеременно в состояниях включения-выключения и выключения-включения, скорость преобразования очень высокая, а частота обычно составляет около 50 кГц.В некоторых технологически развитых странах она может составлять несколько сотен или почти 1000 кГц. Это делает потребляемую мощность переключающего транзистора V очень малой, а эффективность источника питания можно значительно повысить, и его эффективность может достигать 80%.

2) Небольшой размер и легкий вес. Нет громоздкого промышленного преобразователя частоты. После того, как мощность, рассеиваемая на трубке регулятора V, значительно снижается, более крупный радиатор не используется. По этим двум причинам импульсный источник питания имеет небольшие размеры и малый вес.

3) Широкий диапазон регулирования напряжения. Выходное напряжение импульсного регулируемого источника питания регулируется коэффициентом заполнения сигнала возбуждения, а изменение напряжения входного сигнала может быть компенсировано частотной модуляцией или широтной модуляцией. Таким образом, его все еще можно использовать, когда напряжение сети промышленной частоты сильно меняется. Таким образом, диапазон регулирования напряжения импульсного источника питания очень широк, а эффект регулирования напряжения очень хорош. Кроме того, существует два метода изменения коэффициента заполнения: широтно-импульсная модуляция и частотная модуляция.Таким образом, импульсный регулируемый источник питания не только имеет преимущество в широком диапазоне стабилизации напряжения, но также имеет множество способов достижения стабилизации напряжения. Разработчик может гибко выбирать различные типы импульсных стабилизированных источников питания в соответствии с требованиями реальных приложений.

4) Значительно улучшена эффективность фильтрации, поэтому емкость и объем фильтрующего конденсатора значительно уменьшены. Рабочая частота импульсного регулируемого источника питания в основном составляет 50 кГц, что в 1000 раз больше, чем у линейного регулируемого источника питания, что увеличивает эффективность фильтрации после выпрямления почти в 1000 раз.КПД увеличен в 500 раз за счет добавления емкостной фильтрации после однополупериодного выпрямления. При тех же пульсациях выходного напряжения, когда используется импульсный регулируемый источник питания, емкость фильтрующего конденсатора составляет всего 1/500-1/1000 емкости фильтрующего конденсатора в линейном регулируемом источнике питания.

5) Гибкие схемы. Например, существуют самовозбуждающиеся и отдельно возбуждаемые, широкомодулированные и частотно-модулированные, однотактные и двухтактные типы и т. д. Разработчики могут использовать преимущества различных типов схем для разработки переключателей, которые могут соответствовать различным приложениям. Источник питания.

2. Недостаток

Недостаток импульсного регулируемого источника питания заключается в более серьезных помехах при переключении. В импульсном регулируемом источнике питания переключающий транзистор V регулировки мощности работает в состоянии переключения, и генерируемые им переменное напряжение и ток проходят через другие компоненты в цепи, создавая пиковые помехи и резонансные помехи. Если эти помехи не принять определенных мер по подавлению, устранению, они серьезно повлияют на нормальную работу всей машины.Кроме того, поскольку генератор импульсного регулируемого источника питания не изолирован от трансформатора промышленной частоты, эти помехи будут связаны с сетью промышленной частоты, вызывая серьезные помехи для других электронных инструментов, оборудования и бытовых приборов поблизости.

Регулируемые блоки питания

  • Изучив этот раздел, вы должны уметь:
  • Понимание работы последовательных регуляторов напряжения.
  • • Простой серийный регулятор.
  • • Обратная связь и усиление ошибок.
  • • Защита от перегрузки по току (ограничение тока).
  • • Защита от перенапряжения.

 

Регуляторы напряжения простой серии

Рис. 2.2.1 Регулятор простой серии

На рис. 2.2.1 R S и D Z образуют простой ШУНТ-регулятор, как описано в модуле питания 2.1. Однако в этой схеме они используются для обеспечения стабильного опорного напряжения V Z на базе Tr1. Напряжение эмиттера Tr1 обычно примерно на 0,7 В меньше, чем напряжение базы, и поэтому V OUT будет иметь более низкое напряжение, чем напряжение базы.

В ВЫХ = В Z — В БЭ

Если выходное напряжение V OUT упадет из-за повышенного потребления тока нагрузкой, это приведет к увеличению V BE и, как следствие, увеличению тока через транзистор (от коллектора к эмиттеру).Это обеспечит дополнительный ток, необходимый для нагрузки, и таким образом отрегулирует выходное напряжение V OUT .

Если V OUT имеет тенденцию к увеличению из-за снижения потребления тока нагрузкой, то это приведет к уменьшению V BE по мере роста напряжения эмиттера, а базовое напряжение останется стабильным из-за D Z . Это уменьшение V BE приведет к отключению транзистора, уменьшению протекающего тока и снова регулированию выходного напряжения V OUT .

Этот регулирующий эффект возникает из-за того, что базовый потенциал Tr1 поддерживается постоянным с помощью D Z , так что любое изменение напряжения эмиттера, вызванное изменением протекающего тока, вызывает изменение V BE , изменяя проводимость транзистора Tr1, что обычно это силовой транзистор.Это действие противодействует изменению тока нагрузки. Однако с этой простой схемой регулировка не идеальна, и изменения выходной мощности происходят по следующим причинам.

Рис. 2.2.2 Рабочая область стабилитрона

1. Любое увеличение тока нагрузки (I L ) вызывает небольшое увеличение тока базы на отношение I L /hfe. Это, в свою очередь, вызывает увеличение V BE , и поскольку выходное напряжение V OUT = V Z — V BE , любое увеличение V BE имеет тенденцию к снижению выходного напряжения.Величина этого падения составляет около 0,25 В при изменении выходного тока с 10 мА до 1 А.

2. Поскольку ток базы увеличивается с нагрузкой, ток через стабилитрон D Z будет уменьшаться по мере увеличения тока, потребляемого базой Tr1. Поскольку характеристика диода имеет наклон в рабочей области, как показано на рис. 2.2.2, большое изменение тока стабилитрона (ΔI) вызовет очень небольшое изменение напряжения стабилитрона (δV). Это в свою очередь немного повлияет на V BE и на выходное напряжение.

3. По указанным выше причинам 1 и 2 любое изменение нагрузки приведет к менее чем идеальному регулированию, поэтому любое изменение на выходе немного изменит нагрузку на входную цепь. Поскольку вход обычно берется из нестабилизированного источника, на входное напряжение будут легко влиять небольшие изменения тока нагрузки. воздействуя на входное напряжение, может оказывать заметное влияние на выходное напряжение, несколько снижая эффективность регулирования.

Каждый из вышеперечисленных эффектов невелик, но в совокупности они дают общий эффект, который заметен, когда источник питания работает в сложных условиях. Тем не менее, эта недорогая схема достаточно эффективна для многих приложений и более эффективна, чем шунтовой стабилизатор. Кроме того, при использовании подходящего силового транзистора последовательный стабилизатор можно использовать для более высоких токов нагрузки, чем шунтирующая конструкция.

Рис. 2.2.3 Регулятор серии с усилителем обратной связи и ошибки

Обратная связь и усиление ошибок.

Для усовершенствования простого последовательного регулятора к базовой последовательной схеме можно добавить цепь обратной связи и усилитель ошибки.

На рис. 2.2.3 показана блок-схема схемы последовательного регулятора с усилением ошибки. В этой системе опорное напряжение V Z сравнивается с напряжением обратной связи V F , которое является частью фактического выходного напряжения. Разница между двумя входами создает напряжение ошибки, которое используется для изменения проводимости управляющего элемента, корректируя любую ошибку выходного напряжения.

Принципиальная схема.

Принципиальная схема этой системы показана на рис. 2.2.4. Tr1 является последовательным управляющим элементом. Обычно это силовой транзистор, установленный на солидном радиаторе, чтобы справиться с необходимой рассеиваемой мощностью.

Стабильное опорное напряжение обеспечивается резисторами R4 и D1 из нестабилизированного входного напряжения. Tr2 является усилителем ошибки, и его коэффициент усиления определяется значением его нагрузочного резистора R3. Tr2 сравнивает часть выходного напряжения V F , возвращаемого делителем выходного потенциала R1/R2, со стабильным опорным напряжением V Z на стабилитроне D Z .

Рис. 2.2.4 Принципиальная схема для рис. 2.2.3

Выходное напряжение В OUT на рис. 2.2.4 может быть выражено как:

V OUT = (V Z + V BE2 ) + (V OUT — V F )

Где:

В Z напряжение на D Z

В BE2 — напряжение базы/эмиттера Tr2

.

В F — напряжение обратной связи, полученное от ползунка VR1

Следовательно:

(V Z + V BE2 ) — напряжение на резисторе R2 и нижней части VRI

.

и

(V OUT − V F ) — напряжение на R1 и верхней части VRI

.

Если напряжение обратной связи V F изменить путем регулировки потенциометра VR1, разница между V F и V Z изменится.Это приведет к изменению управляющего напряжения ошибки Tr1 и изменению выходного напряжения V OUT . Таким образом, VR1 обеспечивает переменное выходное напряжение, которое после установки остается стабильным при этом значении.

Регулирующее действие схемы определяется напряжением на переходе база/эмиттер Tr2, то есть разницей между V F и V Z .

Если V OUT имеет тенденцию к увеличению, то V F — V Z также увеличивается.Это увеличивает ток коллектора Tr2 и, таким образом, увеличивает p.d. через R3, уменьшая базовое напряжение и, следовательно, напряжение базы/эмиттера Tr1, уменьшая проводимость Tr1, тем самым уменьшая ток, проходящий через нагрузку.

Таким образом, выходное напряжение V OUT уменьшается до тех пор, пока не будет достигнут баланс, поскольку часть обратной связи (V F ) V OUT также уменьшается. Общий эффект заключается в том, что выход поддерживается на уровне, который зависит от пропорции обратной связи, установленной переменным резистором (частью R1/R2).

Если выходное напряжение имеет тенденцию к снижению, то и V F . Напряжение база/эмиттер Tr2 снижается из-за стабильного V Z на эмиттере. Tr2 проводит меньше, и ток через R3 падает, уменьшая p.d. через него. Базовое напряжение Tr1 возрастает и увеличивает проводимость управляющего транзистора. Это увеличивает выходной ток и V OUT до тех пор, пока V F снова не будет на правильном уровне.

Цепи защиты

Защита от перегрузки по току (ограничение тока)

Рис.2.2.5 Регулятор серии с защитой от перегрузки по току

На рис. 2.2.5 показано, как можно защитить последовательный стабилизатор от чрезмерного тока, потребляемого нагрузкой. Это предотвратит повреждение источника питания в случае слишком большого тока, потребляемого с выхода, или даже полного короткого замыкания на выходных клеммах.

Добавлены два компонента: Tr3 и R5. Резистор R5 имеет очень низкое значение (обычно менее 1 Ом).

Когда ток нагрузки превышает заданное значение, становится достаточным небольшое напряжение, развиваемое на резисторе R5 (около 0.7v), чтобы включить Tr3. Поскольку Tr3 подключен к переходу база/эмиттер основного управляющего транзистора Tr1, включение Tr3 уменьшит напряжение базы/эмиттера Tr1 на величину, зависящую от величины избыточного тока. Выходной ток не может превысить заданную величину, даже если на выходных клеммах произойдет полное короткое замыкание. В этом случае напряжение базы/эмиттера Tr1 будет снижено практически до нуля вольт, что предотвратит проводимость Tr1. В этих условиях выходное напряжение будет падать до нуля до тех пор, пока сохраняется состояние избыточного тока, но источник питания не будет поврежден.

Рис. 2.2.6 Регулятор серии с защитой от перегрузки по току и перенапряжению

Защита от перенапряжения.

При использовании регулируемых источников питания входное постоянное напряжение регулятора часто значительно превышает требуемое выходное напряжение. Поэтому в случае неисправности блока питания регулируемое выходное напряжение может внезапно возрасти до уровня, который может повредить другие компоненты. По этой причине обычно в стабилизированных источниках питания имеется защита от перенапряжения.Схему, показанную на рис. 2.2.6, иногда называют схемой «лома», потому что при ее срабатывании происходит полное короткое замыкание между выходными и выходными клеммами, эффект аналогичен падению металлического ломика на плюсовую и общую выходные клеммы!

Работа цепи лома.

На рис. 2.2.6 стабилитрон D Z 2 имеет напряжение пробоя чуть меньше максимально допустимого значения для V OUT . Остальная часть V OUT разрабатывается для R6, VR2 и R7.

VR2 представляет собой потенциометр, так что напряжение может быть взято из сети резисторов для правильного смещения диода D1. Катод этого диода удерживается на уровне 0 В с помощью R8, а VR2 отрегулирован так, что D1 просто не проводит, то есть его анодное напряжение примерно на 0,5 В выше, чем его катодное напряжение.

Теперь, если V OUT увеличится, напряжение на R6, VR2 и R7 повысится на ту же величину, а напряжение на D Z 2 останется прежним. Следовательно, произойдет значительное повышение напряжения на ползунке R7, что приведет к тому, что D1 будет проводить, подавая импульс тока на затвор тиристора Th2, заставляя его «загораться» и сильно проводить до тех пор, пока V OUT не упадет практически до 0в.R9 включен для ограничения результирующего тока, протекающего через тиристор, до безопасного уровня.

Большой ток, протекающий при срабатывании Th2, теперь приводит к срабатыванию схемы ограничения тока, как описано ранее. Это безопасно отключит питание до тех пор, пока перегрузка по току, вызванная Th2, не исчезнет, ​​что, конечно же, произойдет, как только V OUT достигнет 0 В, но если перенапряжение все еще будет присутствовать, когда Th2 выключится, а V OUT возрастет. снова схема будет перезапущена, в результате чего напряжение на нагрузке будет постоянно меняться между своим нормальным значением и нулем; безобидный, но явный признак проблемы с перенапряжением.

 

Как блок питания регулирует выходное напряжение и ток?

Оперативные руководства

Резюме

Как блок питания регулирует выходное напряжение и ток?

Описание

CV и CC являются основными режимами работы большинства источников питания. Но что именно происходит внутри блока питания, что наделяет его возможностью регулировать выходное напряжение или ток в зависимости от нагрузки? Если вы когда-нибудь задумывались об этом, больше не удивляйтесь!

Большинство всех блоков питания регулируют либо свое выходное напряжение, либо выходной ток на постоянном уровне, в зависимости от сопротивления нагрузки относительно настроек выходного напряжения и тока источника питания.Это можно резюмировать следующим образом:

·        Если R load > (V out / I out), то источник питания находится в режиме CV

·        Если R load < (V out / I out), то источник питания находится в режиме CC

Для достижения этой цели почти все источники питания имеют отдельные контуры управления с обратной связью по напряжению и току для ограничения выходного напряжения или тока в зависимости от нагрузки. Чтобы проиллюстрировать это, на рис. 1 показана принципиальная схема базового 5-вольтового, 1-амперного источника питания с последовательной стабилизацией, работающего в режиме CV.

 

Рис. 1: Базовая схема источника питания постоянного тока, работа при постоянном напряжении (CV)


 

Контуры/усилители управления CV и CC имеют опорное входное значение. В этом случае опорные значения равны 1 вольту. Чтобы регулировать выходное напряжение, усилитель ошибки CV сравнивает свое опорное значение 1 вольт с резистивным делителем, который делит выходное напряжение в 5 раз, ограничивая выходное напряжение до 5 вольт. Точно так же усилитель ошибки CC сравнивает свое опорное значение 1 В с шунтирующим резистором 1 Ом, расположенным на пути выходного тока, ограничивая выходной ток до 1 ампера.Для рисунка 1 сопротивление нагрузки равно 10 Ом.

Поскольку это сопротивление нагрузки больше, чем (V вых / I вых) = 5 Ом, источник питания работает в режиме CV. Усилитель ошибки CV берет на себя управление последовательным транзистором, отводя избыточный базовый ток от последовательного транзистора через диодную схему «ИЛИ». Усилитель CV работает в замкнутом контуре, поддерживая напряжение ошибки на уровне нуля вольт. Для сравнения, поскольку фактический выходной ток составляет всего 0,5 ампера, усилитель CC пытается усилить ток, но не может, потому что усилитель CV контролирует выходной сигнал.

Усилитель CC работает без обратной связи. Его выход достигает своего положительного предела, в то время как напряжение ошибки составляет -0,5 вольта. Диаграмма ВАХ на выходе для этого режима постоянного напряжения показана на рис. 2.

 

 

Теперь предположим, что мы увеличиваем нагрузку, уменьшая выходное сопротивление нагрузки с 10 Ом до 3 Ом. На рис. 3 показана принципиальная схема нашего базового регулируемого источника питания с выходным напряжением 5 вольт и выходом 1 ампер, переработанного для работы в режиме CC с нагрузочным резистором 3 Ом.


 

Рис. 3: Базовая схема источника питания постоянного тока, работа при постоянном токе (CC)


 

Поскольку сопротивление нагрузки меньше, чем (V вых. / I вых.) = 5 Ом, блок питания переключается в режим CC. Усилитель ошибки CC берет на себя управление, когда падение напряжения на токовом шунтирующем резисторе увеличивается до опорного значения 1 В, что соответствует выходному току 1 А, отбирая избыточный базовый ток от последовательного проходного транзистора через диодную цепь «ИЛИ».

Усилитель CC теперь работает в замкнутом контуре, регулируя выходной ток, чтобы поддерживать входное напряжение ошибки на нуле. Для сравнения, поскольку фактическое выходное напряжение теперь составляет всего 3 вольта, усилитель CV пытается увеличить выходное напряжение, но не может, потому что усилитель CC контролирует выход. Усилитель CV работает без обратной связи. Его выход теперь достигает своего положительного предела, в то время как напряжение ошибки составляет -0,4 вольта.

Диаграмма выходной ВАХ для этой операции с постоянным током показана на рис. 4.



 

Рис. 4: ВАХ источника питания, работа CC

 

Как мы видели, большинство источников питания имеют отдельные контуры управления током и напряжением для регулирования их выходов либо в режиме постоянного напряжения (CV), либо в режиме постоянного тока (CC). Тот или иной берет на себя управление, в зависимости от того, насколько сопротивление нагрузки связано с тем, каковы настройки выходного напряжения и тока источника питания. Таким образом, и нагрузка, и источник питания защищены за счет ограничения напряжения и тока, подаваемых источником питания на нагрузку.

Понимая эту теорию, лежащую в основе работы CV и CC источника питания, также легче понять основную причину того, почему различные характеристики источника питания являются такими, какие они есть, а также увидеть, как другие возможности источника питания могут быть созданы путем надстройки. этого фонда.

Оставайтесь с нами!

 

 

См. также


Базовые сведения о постоянном напряжении CV и постоянном токе, часть 1
Основные сведения о постоянном напряжении CV и постоянном токе, часть 2
Руководство по выбору продуктов питания  
Источники питания постоянного тока

Конструкция источника питания постоянного тока

Регулировка напряжения

Для многих целей будет достаточно правильно спроектированного простого выпрямленного и сглаженного питания.Однако многие приложения требуют более точного управления выходом. На следующих страницах исследуется конструкция источников питания со все более требовательной регулировкой выходного напряжения.

Все основаны на уже рассмотренном простом питании. Базовая конструкция представляет собой «последовательный регулятор», и она одинакова для всех моих конструкций, как показано на этой блок-схеме.

(см. ниже альтернативу менее эффективной шунтовой регулировке)

Выход регулируемого источника обеспечивает питание для опорного напряжения.Выходной сигнал сравнивается с выходным напряжением Vout+.

Если Vout>Vref, на последовательный регулятор подается сигнал для уменьшения Vout. Если Vout Регулируемые источники питания серии

всегда требуют более высокого напряжения на входе регулятора, которое затем снижается для получения требуемой выходной мощности. Это называется «выпасть». Из-за этого последовательный регулятор потребляет мощность, равную (Vint — Vout ) * Iout, поэтому регулятор должен быть спроектирован так, чтобы справляться с выделяемым теплом.

Регулирование нагрузки нерегулируемой подачи

Помните, что в нашем нерегулируемом источнике напряжение падает, а пульсации растут по мере увеличения нагрузки. Ваш проект должен обеспечивать наличие «запаса прочности» избыточного напряжения, чтобы учесть это.

Vint (макс. нагрузка) — пульсация Vpk (макс. нагрузка) — Vdrop out > Vout

Производительность регулятора серии

Любой источник питания может быть описан с точки зрения эквивалентной схемы Thevenin.

Voc – напряжение холостого хода; Vout выходное напряжение при подаче тока на нагрузку; и Rint Thevenin Equivalent Resistance — выходное сопротивление нашего источника питания.

Помните о регулировании нагрузки Reg = (Voc — Vном) / Vном

Voc = Vном + Iном * Rint

Reg = (Vном + Iном * Rинт — Vном) / Vном = Iном * Rинт / Vном

Итак, для хорошего регулирования нам нужно, чтобы Rint был как можно ниже.

Шунтовая регулировка

Иногда последовательное регулирование не подходит (например, при чрезвычайно высоких нагрузках сопротивления), и в этом случае можно использовать шунтирующий регулятор.Хотя он менее эффективен, чем последовательный регулятор, он, тем не менее, проще. Эта форма очень распространена для цепей опорного напряжения.

При отсутствии нагрузки в цепи протекает ток

I = Вин — Vвых / R

при подключении нагрузки ток через шунтирующий регулятор (показан здесь как стабилитрон) падает. По мере увеличения тока нагрузки ток через стабилизатор падает. Регулирование сохраняется до тех пор, пока ток через регулятор не упадет до нуля, после чего упадет выходное напряжение Vвых.

Шунтовые регуляторы работают очень хорошо, если нагрузка мала, постоянна и хорошо себя ведет.

Еще примеры шунтирующих реуляторов

Высоковольтный источник питания на основе полупроводников


Для тех, кто экспериментирует и строит на электронных лампах, необходим регулируемый, регулируемый, настольный источник питания высокого напряжения. Описано множество схем таких устройств, в которых сами используются лампы. Приятно быть последовательным, но мы можем сэкономить немного места на столе и несколько ватт, используя полупроводники в таком устройстве.Этот пример построен на основе LR8N3: стабилизатора высокого напряжения с тремя выводами. Он включает в себя выход 6,3 В переменного тока для нитей накала трубки и цифровой измеритель. На рис. 1 показано питание.

РИСУНОК 1. Регулируемый, регулируемый источник питания высокого напряжения на полупроводниковой основе.


Регулятор

Как и знакомый LM317, LR8N3 представляет собой регулируемый положительный трехполюсный регулятор. Большая разница в том, что LR8 является регулятором высокого напряжения: его вход может достигать 450 В.Его выходное напряжение устанавливается делителем напряжения на его выходе, как и в регуляторах более низкого напряжения; его максимальный выход на 12 В меньше, чем его вход.

Его максимальный ток составляет 20 мА, поэтому для любого существенного источника питания требуется проходной транзистор; здесь, TIP50. LR8 доступен в упаковке TO-92 и обычно стоит около шестидесяти центов в небольших количествах. На рис. 2 показана схема регулятора.

РИСУНОК 2. Схема регулятора высокого напряжения с использованием трехполюсного стабилизатора LR8N3.


Блок питания

Блок питания построен на базе аварийного трансформатора, типичного для силовых трансформаторов для ламповых цепей. Он имеет вторичную обмотку высокого напряжения с центральным отводом — 480 В при 55 мА — и две вторичные обмотки низкого напряжения: 5 В при 2 А для нити накала выпрямителя, такого как 5Y3; и 6,3В при 2А для других ламп.

Два диода образуют двухполупериодный выпрямитель высокого напряжения. Их выход поступает на дроссельно-входной фильтр, который подает результирующий постоянный ток в схему регулируемого регулятора.Дроссель фильтра был найден в моем мусорном ящике вместе с трансформатором, чей выход 6,3 В доступен напрямую.

Измерение

Пара цифровых ЖК-измерителей сообщает о выходном напряжении источника питания и потребляемом от него токе. Доступно множество подобных счетчиков; это номер Jameco 108388.

Основная схема измерителя измеряет 0-200 мВ, но могут быть установлены резисторы для формирования делителей напряжения для измерения других диапазонов. Здесь один счетчик настроен на индикацию 0-500 В. Он читается с точностью до вольта; десятичная точка не установлена.

Ток измеряется падением напряжения на резисторе 1 Ом; E = IR, поэтому 0-200 мА через этот резистор дает падение напряжения 0-200 мВ. Второй счетчик не имеет вспомогательного делителя напряжения, а его третья десятичная точка установлена ​​как XXX.X.

Измерителям требуется 9 В постоянного тока независимо от измеряемой цепи. Это напряжение создается удвоителем напряжения с обмотки трансформатора 5 В. (Относительно 2 А, которые может обеспечить обмотка 5 В, ток, потребляемый счетчиками, не имеет значения.Это помогает охлаждать трансформатор.) Два переключателя контролируют общую мощность блока и выход высокого напряжения. У каждого есть соответствующий индикатор. На рис. 3 показана схема всего блока питания.

РИСУНОК 3. Схема всего полупроводникового блока питания.


Реализация

Компоненты в списке деталей могут показаться немного расплывчатыми, потому что почти все они взяты из моей кучи деталей. Трансформатор имел четкую маркировку, а дроссель фильтра — нет.У меня было большинство мелких деталей, и я заказал только счетчики и регулятор высокого напряжения. Различные замены, конечно, возможны.

Большая часть схемы блока питания занимает две небольшие платы, хотя больше всего места занимают трансформатор и дроссель. На одной плате находятся фильтрующий конденсатор и регулятор, за исключением потенциометра регулировки напряжения. Вторая плата содержит питание 9 В для счетчиков. Они смонтированы на задней панели корпуса блока вместе с линейным разъемом и тремя четырехконтактными разъемами Jones для выходов питания: регулируемого высокого напряжения и 6.3 В переменного тока.

Проходной транзистор регулятора крепится изолятором к задней панели, выполняющей роль радиатора. На рис. 4 показана задняя панель с двумя установленными платами и другими деталями.

РИСУНОК 4. Задняя панель блока питания с двумя печатными платами и разъемами.


На передней панели находятся два цифровых индикатора, два переключателя и индикатора, а также потенциометр, устанавливающий высокое напряжение. Пространство между двумя панелями в основном занято силовым трансформатором и дросселем.Провода этого трансформатора выходят снизу, поэтому он установлен на прочных 1/2-дюймовых стойках.

Небольшая клеммная колодка рядом с задней панелью удерживает два диода однополупериодного выпрямителя и подключается к трансформатору и дросселю. Длинные стойки соединяют переднюю и заднюю панели, чтобы сделать корпус жестким. На рис. 5 показана внутренняя часть собранного блока.

РИСУНОК 5. Внутренняя часть собранного блока питания.


Между счетчиками и элементами управления на передней панели и платами и розетками на задней панели проходит множество проводов.В лучшем случае можно было бы разместить трансформатор и дроссель в задней части корпуса, а схему расположить над трансформатором или перед ним.

Высокое напряжение готового источника питания может варьироваться от примерно 65 В до примерно 260 В. На рис. 6 показан тестируемый блок питания; Блок справа представляет собой ламповую регулируемую нагрузку высокого напряжения.

РИСУНОК 6. Испытуемый источник с регулируемой нагрузкой.


Наблюдения

Хотя этот источник питания может обеспечить только ограниченный ток, по-прежнему важно подключить проходной транзистор к подходящему радиатору.Предположим, что входное напряжение регулятора составляет 250 В, его выход установлен на 90 В, а потребляемый ток составляет 50 мА. Затем транзистор должен рассеивать (250 – 90) x 0,05 = 8,0 Вт.

С другой стороны, резистор 1 Ом, через который протекает выходной ток, может быть небольшим. При 50 мА падение напряжения на этом резисторе составляет всего 0,05 В, поэтому мощность, рассеиваемая резистором, составляет всего 0,05 x 0,05 = 0,0025 Вт.

Заключение

Как всегда, возможны варианты. Более надежный трансформатор позволил бы увеличить выходной ток.Для измерения могут использоваться светодиодные или аналоговые счетчики. Части могли быть расположены по-разному, возможно, на одной доске. В любом случае такой блок питания занимает мало места на столе и поддерживает широкий спектр экспериментов с ламповыми схемами. НВ


Список деталей

1 – 100K, резистор 2Вт
1 – 100K, резистор 1/4Вт
1 – 2.2K, резистор 1/4Вт
1 – 1 Ом, резистор 1/4Вт
1 – 500К Линейный потенциометр
1 – 60 мкВ, электролитический Конденсатор
1 — 20 мкФ, 400 В электролитический конденсатор
2 — 22 мкФ, 50В электролитических конденсатора
1 — 1 мкФ, 50 В конденсатор
5 — 1N4007 Выпрямители
1 — регулятор LR8N3
1 — 78L09 Регулятор
1 — Tip50 NPN транзистор
1 — Тумблер SPST
1 — Тумблер DPST
2 — Индикаторы 117 В
2 — Цифровые счетчики: 0-200 мВ
1 — Силовой трансформатор
1 — Дроссель фильтра
1 — Трехпроводные линейные разъемы
3 — Четырехконтактный разъем Jones Соединители
1 — Ручка

Печатные платы, оборудование и разъемы.


Как спроектировать регулируемый источник питания

Производительность каждой электронной системы или электронной схемы зависит от источника питания, питающего схему или систему. Он обеспечивает необходимый ток в цепи. Любые помехи в этом источнике питания могут вызвать проблемы в работе или работе схемы. Если есть какие-либо отклонения в этом уровне питания, схема может работать неправильно. От этого зависит точность и точность работы схемы.В некоторых схемах вся калибровка выполняется на этом уровне напряжения. Таким образом, все эти калибровки становятся ложными, если есть колебания уровня подачи.

Два типа блоков питания

1)      Нерегулируемый блок питания

2)      Регулируемый блок питания

Нерегулируемый источник питания используется в некоторых цепях, где нет значительных изменений требуемого тока нагрузки. Ток нагрузки остается фиксированным или отклонение очень меньше.Потому что в такой поставке

1)      Выходное напряжение уменьшается по мере увеличения тока нагрузки

2)      Пульсации выходного напряжения увеличиваются при увеличении тока нагрузки

Таким образом, этот тип питания нельзя использовать там, где часто наблюдаются заметные изменения тока нагрузки. Но хотя многие схемы работают на нерегулируемом питании, потому что для этого требуется очень мало компонентов, а конструкция также очень проста. Также допустимы некоторые колебания уровня питания из-за изменения тока нагрузки.Регулируемый источник питания требуется в цифровых схемах, в которых компоненты не могут выдержать даже 1% изменения уровня питания, такие как микроконтроллер, микропроцессор и т. д.

Итак, здесь я описываю шаги по проектированию регулируемого источника питания, в том числе какие компоненты следует выбрать, чтобы иметь требуемое регулируемое выходное напряжение с требуемым током. Процедура требует расчетов, основанных на некоторых уравнениях проектирования, некоторых предположениях и приближениях, которые мы должны принять во время проектирования.

Рассмотрим следующее уведомление

E действующее значение      :           действующее значение напряжения переменного тока (вторичное напряжение трансформатора)

E m        :           максимальное значение напряжения переменного тока

В dcNL    :           Напряжение постоянного тока без нагрузки

В dcFL     :           Напряжение постоянного тока при полной нагрузке

R o         :           внутреннее сопротивление

 I L          :           выходной ток при полной нагрузке

В Lmin    :          минимальное выходное напряжение от нерегулируемого источника питания

В среднеквадратичное значение      :           среднеквадратичное значение пульсации

мкВ o      :           пиковое напряжение пульсаций 

Следующие уравнения-соотношения используются при проектировании источника питания

В dcNL = E м = E среднеквадратичное значение / 1.41

В dcFL = В dcNL – R o  I L

?V =   I / (200°С)

мкВ = 3,5 В среднеквадратичное значение

В Lмин = В dcFL – – o / 2

Итак, приступим к разработке

AIM:  стабилизированный блок питания для 5 В при 1 А

Процедура:

Мы должны спроектировать 2 отдельные секции

      1) Подзаконный акт

      2) Нерегулируемая секция

Проект регулируемой секции –

Шаг 1: выберите микросхему регулятора напряжения

Поскольку мы разрабатываем регулируемый источник питания, нам нужна микросхема регулятора напряжения.Доступно так много микросхем стабилизаторов напряжения. Они широко классифицируются по различным категориям на основе

1)      Полярность: положительная, отрицательная или двойная

2)      Фиксированный выход или переменный выход

3)      Требуемый выходной ток от 0,1 А до 5 А

Здесь нам нужно фиксированное и положительное питание с силой тока 1 А. Поэтому мы должны выбрать микросхему стабилизатора напряжения LM7805.

Этап 2: вход-выход емкостной фильтр

Входной конденсатор необходим для подавления или сведения к минимуму любых пульсаций или изменений входного сигнала, подаваемого на микросхему регулятора.Его типичное значение составляет 0,33 мкФ, как указано в техническом описании. Этим можно пренебречь, если микросхема регулятора подключена очень близко к фильтрующему конденсатору выпрямителя. Это требуется только при наличии расстояния между выходом выпрямителя и входом регулятора.

Выходной конденсатор необходим для подавления любых всплесков или скачков фиксированного выходного напряжения, которые могут возникнуть из-за переходных изменений входного переменного тока. Его типичное значение составляет 0,1 мкФ, как указано в техническом описании.

На этом конструкция регулируемой секции завершена.

Проект нерегулируемой секции –

Питает регулируемую секцию. Свой выпрямитель + фильтр. Самое необходимое — вход, подаваемый этой секцией на регулируемую секцию, должен быть не менее чем на 3 В выше требуемого выходного напряжения. Это известно как « запас по высоте » для микросхемы регулятора. Это дает нам

В Lmin  = В op  + запас по высоте

=          5 + 3

=          8 В

Для этого раздела мы должны выбрать трансформатор, диод и конденсатор.

Шаг 3: выбор конденсатора

Предположим, что конденсатор представляет собой электролитический конденсатор емкостью 1000 мкФ. Нам нужно узнать его рабочее напряжение постоянного тока WLDC, но это зависит от V dcNL as

WLDC = V dcNL + 20%   V dcNL

Итак, найдя V dcNL , мы можем вычислить его.

Из этого значения конденсатора мы можем найти ?V или как

?V =   I / (200°С)

Таким образом, для I L = 1 A и C   = 1000 мкФ

         ?V = 1 / 200×1000×10 -6

                 = 5 В

Из ?V или и V Lmin , V dcFL можно рассчитать как

                V dcFL  =   V Lmin  +   ?V o / 2

                                                                  = 8 + 5/2

                                                         = 10.5 В

V dcFL связан с V dcNL как

                V dcNL =  V dcFL  + R o  I L

R значение между 6? до 10?. Предположим, что R или равно 8?

                  V dcNL  = 10,5 + 8×1

                                                          = 18,5 В

Теперь вычислите требуемый WLDC

WLDC = V dcNL + 20%   V dcNL

                                                             = 18.5 + 3,7

                                                             = 22,2 В

Мы всегда должны стремиться к более высокому значению, чем это. Итак, выбираем конденсатор с WLDC 25 В. Итак, наш конденсатор

.

C = 1000 мкФ при 25 В

Шаг 4: выбор диода

Выбор диода означает определение текущей емкости и PIV диода.

1.      Нагрузка по току I C > I это означает, что Ic может составлять 1 А или более

2.PIV = V dcNL + 20% V dcNL = 22,2. снова переходим к более высокому значению, которое составляет 25 В

Наконец, необходимые диоды с

 

D = 1 А при 25 В

Этим критериям удовлетворяют все диоды серий 1N4004, 1N4007, 1N4009.

Шаг 5: выбор трансформатора

Среднеквадратичное значение выходной мощности трансформатора определяется как

.

                  E среднеквадратичное значение   =   E м  / 1.41

Бут Е м = В dcNL.,   Со

                                                E rms   = V dcNL  / 1.41

                                                         = 18,5 / 1,41

                                                         = 13,12 В переменного тока

Таким образом, мы можем выбрать либо

  1. 1)      Трансформатор центрального отвода 9– 0–9 или 7,5–0–7.5 вторичное напряжение
  2. 2)      Трансформатор Без центрального ответвления вторичное напряжение 0–15 или 0–18

Номинальный ток вторичной обмотки трансформатора должен быть не менее 1,8 I L . Это означает, что номинальный ток может составлять 2 А.

Наконец выберите трансформатор с

T = 230/15 В перем. тока при 2 А

Схема окончательного проекта показана на вкладке принципиальной схемы.

 

]]>

 

]]>

Принципиальные схемы



Рубрики: Схема, Электронные проекты
С тегами: регулируемый источник питания
 

Подстройка выходного напряжения источника питания

В даташитах на источники питания постоянного тока могут быть указаны характеристики, касающиеся возможности подстройки выходного напряжения.При этом часто возникают вопросы, связанные с тем, почему необходимо регулировать выходное напряжение, как внешняя цепь регулирует напряжение и почему ограничен диапазон регулировки напряжения? В этом блоге мы обсудим некоторые основы проектирования источников питания и свяжем их с операциями подстройки выходного напряжения и техническими характеристиками.

Что такое обрезка и как она используется?

Уменьшение выходного напряжения источника питания просто означает регулировку напряжения на небольшую величину. По соглашению термин подстройка используется для приложений, в которых источник питания имеет заданное номинальное выходное напряжение, и пользователь может изменить выходное напряжение примерно на десять процентов или менее.Чаще всего пользователи могут регулировать выходное напряжение источника питания, добавляя внешние компоненты, регулируя потенциометр, установленный на печатной плате, или применяя аналоговый или цифровой сигнал.

Источники питания

с возможностью регулировки выходного напряжения обычно используются по двум причинам:

  1. Производительность — Применения, в которых незначительное изменение выходного напряжения может повысить производительность продукта
  2. Нестандартные напряжения — Требуется нестандартное выходное напряжение, и изменение выходного напряжения стандартного источника питания является наиболее эффективным способом получения требуемого выходного напряжения

Одним из примеров повышения производительности путем подстройки является падение напряжения на силовых проводниках в приложении.В этом случае выходное напряжение на клеммах источника питания можно увеличить, чтобы компенсировать падение напряжения на проводниках. Применение подстройки выходного напряжения в этом приложении позволит напряжению на нагрузке оставаться на желаемом уровне даже при падении напряжения в проводниках подачи питания.

Рисунок 1: Выходное напряжение источника питания уравновешивается таким образом, чтобы
напряжение источника питания = требуемое напряжение нагрузки + полное падение напряжения на импедансе проводника

Некоторые источники питания доступны с выходным напряжением, указанным в виде диапазона, а не регулируется в соотношении до 1:100.Эти типы источников питания часто обозначаются как переменные, регулируемые или лабораторные источники питания. Способ управления выходным напряжением в этих источниках питания обычно представляет собой аналоговый или цифровой сигнал, а также ручку или клавиатуру, установленную на панели. Этот класс блоков питания часто используется, когда пользователь хочет иметь один блок питания, который можно использовать во многих различных приложениях, и они не рассматриваются в этом сообщении в блоге.

Методы обрезки

В регулируемом источнике питания масштабированное значение выходного напряжения приводится в соответствие с эталонным напряжением с помощью контура обратной связи.Выходное напряжение источника питания можно изменить, изменив коэффициент масштабирования напряжения обратной связи, подав подстроечный сигнал в узел обратной связи или изменив опорное напряжение. Наиболее распространенными способами подстройки выходного напряжения источников питания являются подача тока (источник напряжения с высоким выходным сопротивлением) в узел обратной связи или изменение значения элемента сопротивления в цепи обратной связи. Ниже приведены способы реализации подстройки выходного напряжения в источниках питания.

Прикладное внешнее сопротивление

Группа разработчиков источника питания предоставляет контакт для внутреннего узла обратной связи. Источник напряжения с высоким выходным импедансом может быть создан пользователем путем размещения сети резисторов с высоким импедансом между выходным напряжением источника питания и землей. Узел этой внешней сети резисторов затем подключается к выводу внутреннего узла обратной связи и, таким образом, подает соответствующий ток для регулировки выходного напряжения источника питания.

Потенциометр

Группа разработчиков источника питания размещает потенциометр на печатной плате в цепи обратной связи.«Потенциометр» предоставляется пользователю для регулировки выходного напряжения источника питания.

Приложенное внешнее напряжение

Группа разработчиков источника питания предоставляет контакт, подключенный к внутренней схеме формирования сигнала, которая управляет внутренним узлом обратной связи. Пользователь подает подстроечное напряжение на внешний контакт, а схема формирования сигнала подает требуемый ток в узел обратной связи для подстройки выходного напряжения.

Цифровой интерфейс

Группа разработчиков источников питания предоставляет пользователю цифровой интерфейс для подстройки выходного напряжения.Внутренний ЦАП и формирователь сигнала преобразуют цифровой код подстройки в соответствующее аналоговое напряжение или ток для подстройки выходного напряжения.

Рисунок 2: Блок-схема топологии источника питания

Ограничения обрезки

Существует много возможных причин, по которым диапазон подстройки выходного напряжения может быть ограничен. Некоторые распространенные причины ограничений диапазона подстройки включают ограничения выходной мощности, стабильность контура обратной связи и ограничения рабочего цикла. Корректировка выходного напряжения также может повлиять на ограничение тока на выходе источника питания, в зависимости от топологии конструкции источника питания.Изменения выходного напряжения и выходного тока могут повлиять на требуемые номинальные характеристики входного конденсатора большой емкости, переключателя на первичной стороне, изолирующих магнитных элементов, полупроводников вторичного выпрямления и компонентов выходного фильтра. Стоимость, размер и сложность этих компонентов в конструкции источника питания могут возрасти, если увеличить диапазон подстройки выходного сигнала.

Рисунок 3: Элементы преобразователя, на которые может повлиять изменение выходного напряжения или тока

Как упоминалось ранее, источники питания имеют внутреннюю петлю обратной связи.Изменение выходного напряжения источника питания может повлиять на стабильность цепи питания. Нестабильный контур источника питания может колебаться или замыкаться, а слишком стабильный контур может иметь большое время отклика и, таким образом, обеспечивать плохую стабилизацию выходного напряжения при наличии переходных процессов нагрузки. Почти во всех современных конструкциях источников питания используется коммутационная топология для снижения стоимости и размера, а также повышения производительности. Во многих архитектурах импульсных источников питания изменение выходного напряжения влияет на рабочий цикл импульса переключения.Как минимальные, так и максимальные пределы рабочего цикла сигнала переключения могут быть обнаружены, если выходное напряжение слишком сильно подстроено.

Заключение

Выходное напряжение источника питания можно отрегулировать, чтобы обеспечить преимущества во многих приложениях. В большинстве приложений правильная подстройка выходного напряжения источника питания не является проблемой. Тем не менее, если есть проблемы или вопросы, команда технической поддержки CUI готова помочь нашим клиентам.

Категории: Основы , Выбор продукта

Вам также может понравиться


Есть комментарии по этому посту или темам, которые вы хотели бы видеть в будущем?
Отправьте нам электронное письмо по адресу [email protected]ком

.
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.