РазноеПростой блок питания с регулировкой напряжения и тока: Блок питания с регулировкой напряжения и тока своими руками 10а

Простой блок питания с регулировкой напряжения и тока: Блок питания с регулировкой напряжения и тока своими руками 10а

Содержание

Простой блок питания с регулировкой напряжения и тока. — Радиомастер инфо

Довольно распространенная схема такого блока питания выполнена на двух транзисторах, силовом p-n-p КТ818 и усилителе КТ815. Схема для начинающих и они часто задают вопрос, можно ли выполнить эту схему на более распространенном силовом n-p-n транзисторе. Сделать можно, результаты даже лучше, чем на КТ818. О том, как это сделать рассказано в этой статье.

Для начала приведу, базовую, назовем ее так, схему простого блока питания на силовом p-n-p транзисторе КТ818.

Схема простого блока питания состоит из понижающего трансформатора Tr1, двухполупериодного выпрямителя на четырех диодах 1N4007, конденсатора фильтра С1, резистора R1, ограничивающего ток стабилитрона VD1, регулятора напряжения R4, усилителя на Т2, силового транзистора Т1, цепи регулировки тока R5 с ограничителем R2, диода развязки тока базы Т2 и резистора, повышающего стабильность работы схемы при разных токах нагрузки R3.

Максимальное выходное напряжение определяется напряжением вторичной обмотки трансформатора, рабочим напряжением стабилитрона VD1, допустимым напряжением транзисторов Т1 и Т2.

Максимальный ток нагрузки определяется мощностью трансформатора Tr1, соответственно диаметром провода вторичной обмотки, током диодов выпрямителя, максимальным током К-Э транзистора Т1, его коэффициентом усиления и как следствие, его током базы и параметрами транзистора Т2, который должен увеличить малый ток от стабилитрона до необходимого значения тока базы силового транзистора Т1, иначе Т1 полностью не откроется и на выходе не будет увеличения напряжения и тока при повороте соответствующих регуляторов (R4, R5).

Учитывая изложенный выше принцип работы схемы, был изготовлен вариант на силовом транзисторе n-p-n по следующей схеме.

В качестве транзисторов были опробованы несколько вариантов:

Т1 – КТ819, КТ805, КТ829, КТ8109, КТ8101

Т2 – КТ814, КТ816, КТ973

Сочетания транзисторов использовались разные. Наилучшие результаты получены на транзисторах Т1 КТ805БМ и Т2 КТ814В1.

Вот как выглядят детали, примененные в этой схеме:

Диапазон регулировки напряжения и тока самый широкий, падение напряжения на силовом транзисторе Т1 самое низкое и соответственно его нагрев меньше.

Что еще важно учитывать при изготовлении этой, и других подобных схем линейных стабилизаторов.

  1. Так как все лишнее напряжение падает на силовом транзисторе Т1, он греется. Больше всего он греется при больших тока и низких напряжениях на выходе. Например, при входном напряжении 16В, выходном 5В и токе 2А на транзисторе Т1 будет падать напряжение 11В. При токе 2А мощность, рассеиваемая на этом транзисторе будет равна 2А х 11В = 22Вт. При приблизительной оценке площади радиатора для Т1 получаем значение более 400 см кв. Это пластина 20х20 см или ребристый радиатор с такой же площадью охлаждения.

  1. Это понижает КПД устройства и делает его применение невыгодным при больших мощностях. Самый простой выход для повышения КПД, подобрать трансформатор с отводами на вторичной обмотке и поставить переключатель. В таком случае при нужном напряжении на выходе 5В на входе можно установить 7В. В этом случае, при том же токе 2А, на транзисторе Т1 будет рассеиваться мощность 4Вт. Это более чем в 4 раза меньше, чем в предыдущем случае.
  2. Схема простого блока питания не имеет эффективной защиты от короткого замыкания в нагрузке и при неблагоприятных ситуациях (большом токе и нагретом Т1) силовой транзистор Т1 может выйти из строя.
  3. Вывод. Данная схема удобна при использовании для токов в нагрузке до 1А. Наиболее рациональным в этом случае является изготовление металлического корпуса для блока питания и использования его в качестве радиатора для транзистора Т1. Главное достоинство – простота, отсутствие дефицитных деталей, а также плавная регулировка напряжения и тока делает схему привлекательной.

Материал статьи продублирован на видео:

 


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Как сделать лабораторный источник питания своими руками

Подборка рекомендаций и ссылок по сборке лабораторного источника питания (ЛБП) своими собственными руками из доступных комплектующих. Вариантов сделать для себя точный блок питания с регулировкой множество — начиная от простых и бюджетных, заканчивая серьезными устройствами с мощной стабилизацией, связью с компьютером и удаленным программированием. 

 

Программируемые и управляемые модули для ЛБП

Простой способ собрать для себя лабораторный источник питания — это взять управляемый модуль-преобразователь со стабилизацией питания. Одни из самых мощных на Алиэкспресс — это модули RD DPS5015 и DPS5020, с выходными токами 15 и 20 Ампер соответственно. Для удаленного управления выбирайте версии «С» — communication для работы через USB/Bluetooth/Wi-Fi. Модули RD DPH5005 имеют встроенный Buck Boost конвертер для повышения напряжения (можно питать 12/24 вольта и получить на выходе, 30-40-50В. Один из самых продвинутых программируемых преобразователей питания — это модель RD 6006 (подробный обзор). Предыдущий список модулей с интересными вариантами.

Компактные преобразователи питания

Не всегда нужны громоздкие источники и приборы, но достаточно бывает компактного преобразователя для подключения и быстрого теста самоделок. На выбор могу предложить несколько вариантов. Например, простой карманный источник питания, который работает от USB зарядки или павербанка — DP3A, с поддержкой быстрой зарядки QC3.0 и возможностью выставить нужный ток или напряжение со стабилизацией до 15W. Подробный обзор DP3A по ссылке. Чуть мощнее и в отдельном корпусе под блочный монтаж — преобразователь 32В/4А с встроенными защитами (OVP/OСР/ОРР) и стабилизацией тока и напряжения CC/CV, а также возможностью поднять выходное напряжение (Buck Boost). Еще один полезный для домашних самоделок источник — простой блок питания наподобие ноутбучного, но со встроенным показометром и регулировкой. Заявлена стабилизация напряжения мощность до 72W (максимум 3А на выходе). 

Стационарные источники питания все-в-одном

Для стационарной работы я бы рекомендовал иметь дома хотя бы один мощный источник типа KORAD. Цифры в названии подобных ЛБП обычно показывают максимальные режимы питания: 30/60 Вольт и 5/10 Ампер. То есть KORAD KA3005 — это 30В/5А, модели 6005 стабилизирует большее выходное напряжение, а типа 3010 — больший ток (до 10 А). Плюс подобных источников — встроенный сетевой преобразователь на 220В.

Модули сетевого питания для сборки ЛБП

Для питания управляемых модулей нужен сетевой преобразователь. Я бы не рекомендовал брать дешевые «народные» платы питания, а предложил бы посмотреть в сторону корпусных БП. В таких уже продумано охлаждение и монтаж, присутствует некоторая регулировка выхода. На выбор предлагаются источники с выходным напряжением на 5V, 12V, 24V, 36V, 48V, 60V и мощностью  до 400 Вт. Конечно, можно использовать и компьютерные источники питания АТХ (с выходом 12В и преобразователем типа DPH5005, или с переделкой для повышения выходного напряжения), и другие от старой аппаратуры.

Таким образом, можно на базе готовых модулей и источников тока создать свой удобный и точный блок лабораторного питания. За основу можно взять как старую технику, так и полностью готовые комплектующие с Алиэкспресс и радиомагазинов. Цены варьируются от $5 за простой преобразователь с экраном и стабилизацией, и до $100 за мощное устройство. Из полезных функций — наличие Buck Boost конвертера, который помогает повышать напряжение при недостатке входного, функция заряда аккумуляторов (с наличием встроенной защиты и счетчиков емкости), функция стабилизации тока, функции удаленного управления.

Каталог радиолюбительских схем

Источникии питания.

  • Сетевые

  • Лабораторные
    1. СДВОЕННЫЙ ДВУПОЛЯРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. Ю.Тимлия
    2. ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. С.Субботин
    3. МОЩНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ С ОУ
    4. МАЛОМОЩНЫЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. А. АРИСТОВ
    5. Лабораторный блок питания с триггерной защитой.
    6. Универсальный блок питания.
    7. Лабораторный блок питания 0…30 В.
    8. Лабораторный блок питания 1,3-30В 0-5A
    9. ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 0…20 В.
    10. Лабораторный блок питания 0…20 В
    11. Лабораторный БП на К143ЕНЗ К.СЕЛЮГИН
    12. Регулируемый источник питания (LM317) 2…30 В/5 А
    13. Стабилизатор напряжения на LM317 (КР142ЕН12).
    14. Стабилизатор с током нагрузки до 5А.
    15. Стабилизатор на К142ЕН5 — с регулируемым выходным напряжением.
    16. Комбинированный блок питания.
    17. КОМБИНИРОВАННЫИ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК на КП901
    18. Лабораторный источник питания на интегральных стабилизаторах напряжения. А.МУРАВЬЕВ
    19. БЛОК ПИТАНИЯ — 1…29 ВОЛЬТ. А.ГРИГОРЬЕВ
    20. Регулируемый биполярный блок питания с микроконтроллером. C.Якименко
    21. Лабораторный двухполярный блок питания.
    22. Мощный управляемый выпрямитель на тиристорах.И. СЕРЯКОВ, Ю. РУЧКИН
    23. Стабилизированный регулируемый блок питания с защитой от перегрузок. А.Н.Патрин
    24. ЛАБОРАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ. Л. МОРОХИН
    25. ЛАБОРАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ТОКА. А.МУЗЫКОВ
    26. Блок питания радиолюбительской лаборатории.
    27. Лабороторный блок питания с быстродействующей защитой. В.Кудинов
    Блоки питания
    1. Блок питания антенного усилителя. И.НЕЧАЕВ
    2. Сетевой адаптер для питания конвертера дециметровых волн. Е.Шустиков
    3. Блок питания аудиоплейера.
    4. Конденсаторно-стабилитронный выпрямитель.
    5. ЕЩЕ ОБ ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ С ГАСЯЩИМ КОНДЕНСАТОРОМ
    6. Стабилизированный адаптер из нестабилизированного.
    7. Сетевой блок питания электронно-механических часов с подсветкой циферблата.
    8. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. А. ПОГОРЕЛЬСКИЙ
    9. МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ 13,5В/20А
    10. Блок питания СИ-БИ радиостанции
    11. Мощный блок питания С.ЦВЕТАЕВ
    12. Блок бесперебойного питания для АОНа. В.Юхимец
    13. ПИТАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНОЙ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ СЕТИ. Вариант 1.
    14. ПИТАНИЕ НИЗКОВОЛЬТНОЙ РАДИОАППАРАТУРЫ ОТ СЕТИ. Вариант 2.>
    15. Блок питания с предрегулятором
    16. Маломощный двухполярный стабилизатор
    17. Блок питания с защитой от короткого замыкания
    18. СЕТЕВОЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ВЫСОКИМИ УДЕЛЬНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ А.МИРОНОВ
    19. ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ Н.СУХОВ
    20. Бок питания с регулировкой напряжения.(0,5А,16В)
    21. Двухполярный источник питания
    22. Блок питания. М.Файзуллин
    23. Блок питания 13,8В x 20А. by EW3CS
    24. Блок питания 13.8В, 20-25А. Sergio(IV3RLA)
    25. Блок питания 13.8В/20А A.Ашихмин
    26. Необычный выпрямитель M.Franke
    27. Простой блок питания 22А.
    28. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ VIPER-КОММУТИРУЕМЫЙ ИИП — ИЗ ЗАРЯДНОГО УСТРОЙСТВА С.КОСЕНКО
    Стабилизаторы напряжения постоянного тока
    1. Основы разработки радиолюбительских стабилизаторов напряжения. Е.Мерзликин
    2. О компесационных стабилизаторах. Е.Мерзликин
    3. Когда не хочется думать — на помощь приходит микросхема. (Ода КРЕН12). Е.Мерзликин
    4. ЛИНЕЙНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ.
    5. МОДУЛЬНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ. В. ЕФРЕМОВ, Ю. ШНАПЦЕВ
    6. РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С СИГНАЛИЗАЦИЕЙ ПЕРЕГРУЗКИ.
    7. Экономичный СТАБИЛИЗАТОР С СИСТЕМОЙ ЗАЩИТЫ. А. СТЕХИН
    8. Стабилизатор напряжения. П.Горецки
    9. Питание радиоаппаратуры от бортовой сети автомобиля.
    10. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С УПРАВЛЯЮЩИМ ДИФКАСКАДОМ.
    11. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ
    12. Применение микросхемного стабилизатора К157ХП2
    13. МИКРОСХЕМА К174УН4А -СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА. И.НЕЧАЕВ
    14. Два простых аналоговых стабилизатора. Е.Шустиков
    15. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ. Ю.ЗИРЮКИН
    16. Низковольтный стабилизатор. В.Беседин
    17. СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ НА ОУ. А.ШИТЯКОВ,М.МОРОЗОВ,Ю.КУЗНЕЦОВ
    Стабилизаторы напряжения переменного тока
    1. Стабилизатор напряжения переменного тока. Ю.ЖУРАВЛЕВ
    2. СТАБИЛИЗАТОР СЕТЕВОГО НАПРЯЖЕНИЯ С МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ. С.КОРЯКОВ
    Импульсные стабилизаторы и блоки питания
    1. ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ.
    2. Импульсным стабилизатор с ключевым МДП-транзистором со считыванием тока.
    3. Источники питания на основе высокочастотного импульсного преобразователя.
    4. Устройство бесперебойного питания на основе импульсного стабилизатора.
    5. Эффективный импульсный стабилизатор низкого уровня сложности.
    6. Сетевой импульсный….
    7. Импульсный преобразователь сетевого напряжения.
    8. УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЭКОНОМИЧНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
    9. Импульсный блок питания с регулятором напряжения 1….32 V мощностью 200 W.
    10. Простой ключевой стабилизатор напряжения. А.МИРОНОВ
    11. Усовершенствование импульсного стабилизатора напряжения. А.МИРОНОВ
    12. МОЩНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ. А.МИРОНОВ
    13. ПРОСТОИ ИМПУЛЬСНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР. С.ЗАСУХИН
    14. Сломался как-то УПС. А.Кон
    15. Миниатюрный импульсный блок питания.
    Электронные трансформаторы.
    1. Электронные трансформаторы. Применение электронного трансформатора. Б.Аладышкин
    2. Электронные трансформаторы. Как устроен электронный трансформатор? Б.Аладышкин
    3. Электронные трансформаторы. Как сделать блок питания из электронного трансформатора? Б.Аладышкин
    4. Электронные трансформаторы. Блок питания из электронного трансформатора Taschibra
    5. Электронный трансформатор для галогеновых ламп.
    6. Импульсный блок питания на основе электронного трансформатора. А.ШАРОНОВ
    7. Электронные трансформаторы.
    8. Блок питания на основе преобразователя напряжения для питания галогенных ламп. Н.ЯНГАЛИЕВ
    9. Как стабилизировать «электронный трансформатор». А.Е.Шуфотинский
    10. ИБП из электронного трансформатора.
    11. Трансформатор для галогенок: что можно из него сделать.
    12. Усовершенствованный экономичный блок питания. Д.БАРАБОШКИН
    13. ЭКОНОМИЧНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ. В.ЦИБУЛЬСКИЙ
    14. Простой БП с электронным трансформатором. К.В.Барановский
    15. Переделка электронного трансформатора.
    Высоковольтные блоки питания.
    1. Выпрямитель с регулируемым напряжением 40…380 В, 180 мА. В.Лабутин
    2. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ. Н.ТОДОСНЕНКО,С.БАЛИЦКИЙ
    3. СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С РЕГУЛИРУЕМЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ 3…360 В, 100мА. И.Демидасюк
    4. Высоковольтный источник питания.
    5. Высоковольтный генератор.

    от переполюсовки
  • Схема защиты от переполюсовки.
    от перенапряжения
    1. Индикатор перегрузки стабилизатора. А.СУЧИНСКИЙ
    2. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ. Н.Сыч
    3. Защита блока питания от КЗ. И.НЕЧАЕВ
    4. Защита аппаратуры от повышенного напряжения в сети.
    5. Ограничитель тока 5А 300 В для настройки и ремнота импульсных схем БП. А.САВЧЕНКО
    6. ЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО О.СИДОРОВИЧ
    7. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ОТ ПЕРЕГРУЗОК Л.МОРОХИН
    8. ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ И.АЛЕКСАНДРОВ
    9. Электронный предохранитель Всеволод
    10. Электронный предохранитель. А.Флавицкий
    11. УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. В.КАЛАШНИК
  • Преобразователи
    1. МОЩНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ
    2. Мощный блок питания С.ЦВЕТАЕВ
    3. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ПЕРЕНОСНЫХ РАДИОСТАНЦИЙ. С. РОНЖИН
    4. Преобразователь для электробритвы. С. и В.КАРЛАЩУК
    5. ИНВЕРТОР НАПРЯЖЕНИЯ В.Фролов
    6. Удвоитель постоянного напряжения.
    7. Преобразователь напряжения 5/2×10 В на МАХ242. И.НЕЧАЕВ
    8. Преобразователь напряжения для батарейной аппаратуры. О.Сай
    9. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ. О.Сай
    10. Ключевой преобразователь — стабилизатор с ШИ регулированием.
    11. Стабилизированный сетевой преобразователь напряжения. А.МЕРИНОВ
    12. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ.
    13. Мощный преобразователь для питания бытовых электроприборов.
    14. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. В.Соломыков
    15. Преобразователь 12/220 В. О.ЛОКСЕЕВ
    16. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОБРИТВЫ. А.МЕЖЛУМЯН
  • Зарядные и пусковые устройства

    1. Зарядка аккумуляторов.
  • Как здоровье аккумулятор?. М.Данилов
  • Приставка для измерения ёмкости зарядки. С.Н.Гуляев
    Пусковые устройства
    1. ЗАПУСК … ОТ РОЗЕТКИ
    2. Пусковое устройство.
    3. Устройство повышенной мощности для зарядки автомобильного аккумулятора. А.Беседин
    Автомобильные ЗУ — стабилизаторы напряжения
    1. Простое зарядное устройство.
    2. Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов К.СЕЛЮГИН
    3. ЗАРЯДНО-ПИТАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО. В.САЖИН
    4. Устройство зарядки аккумуляторов. В.КЛИМЕЦКИЙ,В.ЦВЁКЛИНСКИЙ
    5. ЗАРЯДНО УСТРОЙСТВО “РАССВЕТ-2” А.Костов
    6. Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора. Г.Киркач
    7. Устройство для зарядки автомобильных аккумуляторов. Б.ЛЪСКОВ
    8. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ — ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. В.ГРИЧКО
    9. Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора.
    10. Зарядное устройство для стартерных аккумуляторных батарей. Н.ТАЛАНОВ, В.ФОМИН
    11. Устройство для зарядки аккумуляторных батарей (с гасящим конденсатором).
    12. Выпрямители с электронным регулятором для зарядки аккумуляторов
    13. ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО В.Фомин
    14. Десульфатация автомобильных аккумуляторов. К. Вальравен
    15. Зарядное устройство с тринистором в цепи первичной обмотки трансформатора.
    16. Зарядное устройство с тринисторным регулятором тока.
    17. Импульсное зарядное устройство. В.СОРОКОУМОВ
    18. Простое тринисторное зарядное устройствоВ.ВОЕВОДА
    19. Зарядное устройство с эффективной защитойВ.Л.Соколовский
    20. Простое тринисторное зарядное устройство с эффективной защитойпо ЗУ В.Л.Соколовского и В.ВОЕВОДА
      Автоматические
    21. Зарядно-десульфатирующий автомат для атомобильных аккумуляторов. А.СОРОКИН
    22. БЛОК ПИТАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ЗАРЯДНЫМ УСТРОЙСТВОМ НА КОМПАРАТОРЕ
    23. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. Е.Сосновский, А.Черников
    24. АВТОМАТИЧЕСКОЕ РАЗРЯДНО-ЗАРЯДНОЕ С.АБРАМОВ
    25. ПЕРЕЗАРЯД АККУМУЛЯТОРА? ИСКЛЮЧАЕТСЯ! С.ХРИСТОФОРОВ
    26. ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО-АВТОМАТ. В.Сосницкий
    27. Автоматическое устройство для зарядки аккумуляторов. Г.Г.Сокол(UA6CL)
    28. Автоматическое зарядное устройство.
    29. Устройство для автоматической подзарядки аккумуляторов в системе аварийного питания. В.Г.Бастанов 300 советов
    30. Автоматическое зарядное устройство. Ш.ГИЗАТУЛЛИН
    31. Простое автоматическое зарядное устройство. Л. МАЦКО
    32. Зарядное устройство(импульсный автомат). С.Калюжный,С.Мищенко
    33. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. К.Казьмин
    Автомобильные ЗУ — стабилизаторы тока
    1. Десульфатирующее ЗУ.
    2. Восстановление пассивированных аккумуляторных батарей. В.Беседин
    3. Как устранить сульфатацию? А.ЛЕКОНЦЕВ
    4. Автозарядка.
    5. Восстановление и зарядка аккумулятора
    6. Автоматическое зарядное устройство для аккумулятора.
    7. Устройство для зарядки аккумуляторных батарей 7А, 16В (стабилизатор тока).
    8. Простое автоматическое зарядное устройство. Л.МАЦКО
    9. ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО-АВТОМАТ. С.ГУРЕЕВ
    10. Автоматическая тренировка аккумуляторов.
    11. Устройство для автоматической зарядки и разрядки автомобильных аккумуляторов.
    12. Зарядное устройство со стабилизатором тока.
    Слаботочные ЗУ — стабилизаторы напряжения
    1. Зарядное устройство для малогабаритных элементов В.Лабиков
    2. Простое зарядное устройство для аккумуляторов разной емкости А.ГУЛИН
    3. Схема зарядного устройства для GP300 Игорь(RA0FMF)
    4. ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО. М.БОГДАНОВ
    5. Зарядное устройство для аккумуляторной батареи 7Д-0,115 В.ПАУТКИН
    6. Зарядное устройство для аккумуляторов НКГЦ-0.45, Д-0.26 и др.
    7. Зарядное устройство Ni-Cd аккумуляторов
    Автоматические
    1. Автоматическое зарядное устройство для свинцово-кислотной аккумуляторной батареи С.ГОЛОВ
    2. Недорогое автоматическое зарядное устройство кислотных аккумуляторов И.Старченко
    3. Автоматическое зарядное устройство для аккумуляторной батареи 7Д-0,115 И.АЛЕКСАНДРОВ
    4. АВТОМАТИЧЕСКОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО.
    Слаботочные ЗУ — стабилизаторы тока
    1. Безтрансформаторное зарядное устройство Ю.Семенов
    2. Зарядное устройство для герметичных свинцовых (гелевых) аккумуляторов Радиокот
    3. Зарядное устройство для Ni-Cd и Ni-MH аккумуляторов
    4. Универсальное зарядное устройство А.Липухин
    5. ЗАРЯДКА СТАБИЛЬНЫМ ТОКОМ
    6. Аккумуляторное зарядное устройство – не только профессионалам.
    7. Простое зарядное устройство для аккумуляторов. Н.Большаков
    8. ПРОСТОЕ ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО В.КОСОЛАПОВ
    9. Зарядное устройство аккумуляторов от 1,2 до 15 В и от 0,1 до 1,0 А*ч. В.ДЫМОНТ, Ю.ПАШКОВСКИЙ
    10. Устройство для регенерации и зарядки малогабаритных элементов
    11. Универсальное зарядное устройство. А.Липухин
    12. Зарядное устройство для литий-ионных и никель-кадмиевых аккумуляторов.
    Автоматические
    1. «ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ» ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ Ni-Cd АККУМУЛЯТОРОВ.
    2. Автоматическое зарядное устройство с триггерным анализатором состояния Ni-Сd аккумуляторной батареи.
    3. Автоматическое зарядное устройство аккумуляторной батареи Н.Скриндевский
    4. Автоматическое зарядное устройство для Ni-Cd-аккумуляторов.
    5. Автоматическое зарядное устройство Ni-Сd аккумуляторов для радиостанций MOTOROLA. Ю.Осипенко(RV9WGW)
    6. Автоматическое зарядное устройство для Ni-Mh аккумуляторов Ю.Башкатов
    Специального назначения
    1. Устройство разрядки аккумулятора. Евгений Мерзликин
    2. РЕГУЛЯТОР ЗАРЯДА АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ с питанием от солнечных элементов.
    3. Прибор для проверки аккумуляторов. В.КУЗЬМИН
    4. Зарядное устройство для малогабаритных элементов. В.БОНДАРЕВ, А.РУКАВИШНИКОВ
    5. Устройство для автоматической подзарядки аккумуляторов в системе аварийного питания.
  • Обзор построения схем питания радираппаатуры

    1. Источники опороного напряжения.
    2. Стабилизаторы напряжения.
    3. Применение микросхемных стабилизаторов серии 142, К142, КР142. А.ЩЕРБИНА и др.
    4. Стабилизированные источники тока.
    5. Схемы электронной защиты.
  • Аккумуляторы и батарейки

  • Общие обзоры
    1. ЭКСПЛУАТАЦИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ Евгений Мерзликин
    2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПОТАШНО-УГОЛЬНО-СВИНЦОВОГО АККУМУЛЯТОРА. А.И.Оленин
    3. Как здоровье аккумулятор?. М.Данилов
    4. Зарядка аккумуляторов с помощью солнечных батарей И.Григоров(RK3ZK)
    5. Методы заряда металлгидридных аккумуляторов
    6. НОВЫЕ ВИДЫ АККУМУЛЯТОРОВ.
    7. Батарейки и аккумуляторы. В.С. Лаврус
    8. Режим зарядки аккумуляторов.
    9. АЛГОРИТМ БЫСТРОЙ ЗАРЯДКИ АККУМУЛЯТОРОВ. Б.ГРИГОРЬЕВ
    10. Схемы восстановления заряда у батареек
    Автомобильные
    1. Измеритель заряда автомобильных аккумуляторных батарей А.Евсеев
    2. Индикатор напряжения аккумулятора на микросхеме К1003ПП1.
    Не автомобильные
    1. Схемы восстановления заряда у батареек
    2. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ АККУМУЛЯТОРОВ. Б.Степанов
    3. КИСЛОТНО-СВИНЦОВЫЕ АККУМУЛЯТОРНЫЕ БАТАРЕИ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
    4. Никель-кадмиевые батареи. А.Торрес

    Дальше.


    ВНИМАНИЕ НАВИГАЦИЯ!

  • Вся информация разбита на тематические подкаталоги.
  • Каждый подкаталог имеет свою заглавную страницу.
  • Выбранная тема открывается в специальном окне данного подкаталога, которое после просмотра может быть закрыто.
    Не закрывайте заглавных страниц подкапталогов, а если это случилось перейдите на «СОДЕРЖАНИЕ» в верхнем или нижнем банерах.
  • Простой лабораторный блок питания 1…20В с плавной регулировкой защиты CAVR.ru

    Рассказать в:

    Для налаживания различных электронных устройств необходим источник питания, в котором предусмотрена регулировка не только выходного напряжения, но и порога срабатывания защиты от токовой перегрузки. Во многих простых устройствах аналогичного назначения защита лишь ограничивает максимальный ток нагрузки, причем возможность его регулирования отсутствует, или затруднена. Такая защита больше предназначена для самого блока питания, чем для его нагрузки. Для безопасной работы как источника, так и подключенного к нему устройства необходима возможность регулирования уровня срабатывания токовой защиты в широких пределах. При ее срабатывании нагрузка должна быть автоматически отключена. Предлагаемое устройство удовлетворяет всем перечисленным требованиям.

    Основные технические характеристики:

    Входное напряжение, В 26…29

    Выходное напряжение, В 1. ..20

    Ток срабатывания защиты, А 0.03…2

    Регулируемый стабилизатор напряжения собран на ОУ DA1.1. На его неинвертирующий вход (вывод 3) с движка переменного резистора R2 поступает образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает стабилитрон VD1, а на инвертирующий вход (вывод 2) — напряжение отрицательной обратной связи (ООС) с эмиттера транзистора VT2 через делитель напряжения R11,R7. ООС поддерживает равенство напряжений на входах ОУ, компенсируя влияние дестабилизирующих факторов. Перемещая движок переменного резистора R2, можно регулировать выходное напряжение. Узел защиты от перегрузки по току собран на ОУ DA1.2, который включен как компаратор, сравнивающий напряжения на инвертирующем и неинвертирующем входах. На неинвертирующий вход через резистор R14 поступает напряжение с датчика тока нагрузки — резистора R13, на инвертирующий — образцовое напряжение, стабильность которого обеспечивает диод VD2, выполняющий функцию стабистора с напряжением стабилизации около 0,6 В. Пока падение напряжения, создаваемое током нагрузки на резисторе R13, меньше образцового, напряжение на выходе (вывод 7) ОУ DA1.2 близко к нулю. Если ток нагрузки превысит допустимый, напряжение на выходе ОУ DA1.2 увеличится почти до напряжения питания. Через резистор R9 потечет ток, который включит светодиод HL1 и откроет транзистор VT1. Диод VD3 открывается и через резистор R8 замыкает цепь положительной обратной связи (ПОС). Открытый транзистор VT1 подключает параллельно стабилитрону VD1 резистор малого сопротивления R12, в результате чего выходное напряжение уменьшится практически до нуля, поскольку регулирующий транзистор VT2 закроется и отключит нагрузку. Несмотря на то что напряжение на датчике тока нагрузки упадет до нуля, благодаря действию ПОС нагрузка останется отключенной, что показывает светящийся индикатор HL1. Повторно включить нагрузку можно кратковременным отключением питания или нажатием на кнопку SB1. Диод VD4 защищает эмиттерный переход транзистора VT2 от обратного напряжения с конденсатора С5 при отключении нагрузки, а также обеспечивает разрядку этого конденсатора через резистор R10 и выход ОУ DA1.1. Транзистор КТ315А (VT1) можно заменить на КТ315Б—КТ315Е Транзистор VT2 — любой из серий КТ827. КТ829. Стабилитрон (VD1) может быть любым с напряжением стабилизации 7…8 В при токе 3…8 мА. Диоды КД521В (VD2—VD4) могут быть другими из этой серии или КД522Б. Конденсаторы СЗ, С4 — любые пленочные или керамические. Оксидные конденсаторы: С1 — К50-18 или аналогичный импортный, остальные — из серии К50-35. Номинальное напряжение конденсаторов не должно быть меньше указанного на схеме. Постоянные резисторы — МЛТ, переменные — СПЗ-9а. Резистор R13 можно составить из трех параллельно соединенных МЛТ-1 сопротивлением по 1 Ом. Кнопка (SB1) — П2К без фиксации или аналогичная. Налаживание устройства начинают с измерения напряжения питания на выводах конденсатора С1, которое, с учетом пульсаций, должно находиться в пределах, указанных на схеме. После этого перемещают движок переменного резистора R2 в верхнее по схеме положение и, измеряя максимальное выходное напряжение, устанавливают его равным 20 В, подбирая резистор R11. Затем подключают к выходу эквивалент нагрузки с максимальным и минимальным регулироваемым током. Измеряют минимальный и максимальный ток срабатывания защиты. Чтобы снизить минимальный уровень срабатывания защиты, необходимо уменьшить сопротивление резистора R6. Для увеличения максимального уровня срабатывания защиты нужно уменьшить сопротивление резистора R13 — датчика тока нагрузки.

    Радио №9 2005г стр. 37


    Раздел: [Конструкции простой сложности]
    Сохрани статью в:
    Оставь свой комментарий или вопрос:

    Learning Регулируемый источник питания и его конструкция [Простое объяснение]

    Привет. Надеюсь, вы хорошо проводите время. В этом посте я делюсь своими знаниями о регулируемом источнике питания.

    Регулируемый — это общий термин, используемый для обозначения любого типа источника питания, который имеет стабильное выходное напряжение или ток независимо от входа или нагрузки. Это может быть линейный источник питания, регулируемый источник питания или регулируемый источник питания.

    Единственное условие: он должен иметь выходное напряжение или ток независимо от входа (напряжения) или выходной нагрузки (сопротивления или тока).

    Если вы искали просто, чтобы узнать, что такое регулируемый источник питания, я уже дал вам ответ. Но если вы хотите изучить его полностью, вы можете следить за моим обучением вместе со мной.

    Будет весело.

    Почему регулируемый источник питания?

    В основном блоки питания рассчитаны на определенную нагрузку и среду. Но иногда основное напряжение питания, нагрузка и температура окружающей среды продолжают изменяться, изменяя параметры компонентов и, следовательно, изменяя выходное напряжение.Изменения выходного напряжения нежелательны.

    Позвольте мне объяснить, почему изменение выходного напряжения нежелательно. Устройства имеют минимальное и максимальное входное напряжение и пороговые значения тока. И вы должны соблюдать эти пороговые значения, иначе вы можете повредить устройство.

    Если выходное напряжение вашего источника питания изменится, есть вероятность, что оно превысит эти пороговые значения. Вот почему нам нужно постоянное выходное напряжение. И это достигается за счет регулируемого источника питания.

    Стабилизированным источником питания может быть любой источник питания, поскольку я сказал, что он должен обладать постоянным выходным напряжением.Линейный источник питания, регулируемый источник питания или регулируемый источник питания могут быть регулируемым источником питания. Он может иметь любое значение напряжения, например 5 В, 10 В, 12 В и многие другие.

    Важно помнить, что стабилизированный источник питания не всегда рассчитан только на постоянное выходное напряжение, он может быть рассчитан на постоянный выходной ток.

    Так вы сможете понять, в чем разница между регулируемыми и нерегулируемыми источниками питания. Позвольте мне похвалить его за ваши примечания:

    Нерегулируемый источник питания не имеет выходного напряжения или выходного тока независимо от входного основного напряжения или нагрузки.

    Генеральное устройство регулируемого источника питания

    Если вы попросите меня разработать регулируемый блок питания. Сразу спрошу, это регулируемый линейный источник питания с фиксированным напряжением, или регулируемый источник питания, или переменный источник питания?

    В общем, изучение было бы идеальным решением для этого, поскольку основной принцип работы всех регулируемых источников питания одинаков.

    Общая блок-схема

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

    Общая блок-схема этого проекта представлена ​​ниже. Все очень просто. Вам нужно понимать, какой блок что делает.

    Сначала мы спроектируем каждую секцию, а затем соберем каждую из них, чтобы наш источник питания постоянного тока был готов для наших проектов.

    Входной трансформатор

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

    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, какие провода находятся под напряжением, идущие к трансформатору.

    Схема выпрямителя

    Если вы думаете, что трансформатор просто снизил напряжение до желаемого регулируемого постоянного напряжения.

    Извините, вы ошибаетесь, как когда-то я.

    Пониженное напряжение все еще равно переменному току. Чтобы преобразовать его в постоянный ток, нужна хорошая выпрямительная схема.

    Схема выпрямителя преобразует переменное напряжение в постоянное. В основном, существует два типа выпрямительной схемы; полуволна и полная волна.

    Однако нас интересует полный выпрямитель, так как он более энергоэффективен, чем полупрямой.

    Сглаживающий конденсатор / фильтр

    В практической электронике нет ничего идеального. Схема выпрямителя преобразует входящую сеть в постоянный ток, но, к сожалению, не может сделать ее чистым постоянным током.

    Выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет рябь. Задача фильтра — отфильтровывать эти колебания и обеспечивать совместимость напряжения для регулирования.

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

    Лучшим фильтром в нашем случае является 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 изменение выходного напряжения при изменении нагрузки. Всегда требуется нагрузка, не зависящая от выходного напряжения.

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

    Надеюсь, вы разработали базовую концепцию конструкции регулируемого источника питания.

    давайте продолжим с реальной принципиальной схемой для нашего конкретного источника питания с регулируемым напряжением 5 В, чтобы вы могли получить очень четкое представление о конструкции.

    Я буду использовать программу NI Multisim, надеюсь, вы знакомы с ней. Если вы с ним не знакомы, нет проблем.Это не обязательно. Вы можете использовать любое программное обеспечение. Основная цель — изучить программное обеспечение для проектирования, а не для моделирования.

    Конструкция регулируемого источника питания (с фиксированным напряжением)

    Следующие этапы проектирования охватывают проектирование регулируемого источника питания с фиксированным выходным напряжением или регулируемого / регулируемого источника питания. С помощью этих шагов вы можете спроектировать регулируемый источник питания.

    Я использую конкретный пример 5V, потому что я думаю, что таким образом было бы лучше всего понять весь процесс проектирования.

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

    Ниже представлена ​​принципиальная схема указанного проекта. Вы получаете основное питание, напряжение и частота могут зависеть от вашей страны; предохранитель для защиты цепи; трансформатор, выпрямитель, конденсаторный фильтр, светодиодный индикатор и стабилизатор IC.

    Блок-схема реализована в NI Multisim, хорошей программе моделирования для студентов и начинающих электронщиков.Я рекомендую потратить немного времени на то, чтобы поиграть с ним. Поскольку, на мой взгляд, вы должны хорошо разбираться в программном обеспечении для моделирования, чтобы получать удовольствие от изучения базовой электроники.

    Пошаговый метод проектирования источника питания постоянного тока 5 В

    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 5 В, мы выберем ИС линейного регулятора LM7805.

    Далее нам нужно знать номинальные значения напряжения, тока и мощности выбранной ИС регулятора.

    Это делается с помощью паспорта регулятора IC. Ниже приведены номинальные значения и схема контактов для LM7805.

    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 пульсации, если фильтрация находится далеко от регулятора.

    Шаг 2: Выбор трансформатора

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

    Но между регулятором и трансформатором тоже стоит выпрямитель на диодном мосту.На выпрямителе имеется собственное падение напряжения, то есть 1,4 В. Нам также необходимо компенсировать это значение.

    Математически:

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

    Исходя из этого, для конструкции блока питания 5 В постоянного тока мы можем выбрать трансформатор с номинальным током 1 А и вторичным напряжением 9 В или 12 В.

    Шаг 3: Выбор диодов для моста

    Видите ли, выпрямитель сделан из диодов, расположенных по некоторой схеме.Для изготовления выпрямителя необходимо 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, входящий в комплект IC.

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

    Выбранный диод должен иметь номинальный ток больше, чем ток нагрузки.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.

    Шаг 4: Выбор сглаживающего конденсатора и расчеты

    При выборе подходящего конденсаторного фильтра необходимо помнить о его напряжении, номинальной мощности и емкости. Т

    Номинальное напряжение рассчитывается исходя из вторичного напряжения трансформатора.Практическое правило: номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше, чем вторичное напряжение.

    Итак, если вторичное напряжение составляет 17 В (пиковое значение), 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 i-e 500 мА в нашей конструкции, Vo = выходное напряжение i-e в нашем случае 5 В, f = частота

    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. Затем, используя формулу конденсатора, практический стандарт, близкий к этому значению, i-e 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.

    Другая важная формула из книги «Электронные устройства Томаса Л. Флойда» приведена ниже. Это также можно использовать для расчета емкости конденсатора.

    В данном случае R — сопротивление нагрузки. А Rf — это коэффициент пульсации, который для хорошей конструкции должен быть менее 10%. На этом мы заканчиваем проектирование блока питания на 5 В.

    Сделайте блок питания безопасным

    Каждая конструкция должна иметь защитные приспособления для защиты от возгорания. Точно так же в нашем простом источнике питания должен быть предохранитель на входе. Входной предохранитель защитит наш источник питания в случае перегрузки. Например, наша желаемая нагрузка может выдержать 500 мА.

    Если в случае, если наша нагрузка начнет работать неправильно, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит наши поставки. Практическое правило при выборе номинала предохранителя: он должен быть как минимум на 20% больше, чем ток нагрузки.

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

    Комплект блока питания 5 В (DIY)

    Итак, мы получили базовые знания о том, как устроен простой блок питания на 5 В.

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

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

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

    Для начала рекомендую комплект блока питания Elenco (Amazon Link). Он доступен по цене, высокого качества и хорошо документирован, чтобы направлять вас на каждом этапе. Поверьте, вы многому научитесь.Вы узнаете, как паять, собирать и изготавливать конечный продукт, который вы всегда видите в разных магазинах.

    Регулируемый источник питания (с регулируемым / регулируемым выходом)

    В большинстве случаев нам не требуется фиксированное напряжение. Иногда нам нужен регулируемый источник питания.

    Например, чтобы проверить токи коллектора транзистора при различных базовых напряжениях, нам понадобится регулируемый источник питания. И это переменное напряжение необходимо регулировать.

    Процедура проектирования такая же, как я объяснил выше, с небольшими изменениями в регуляторах мощности.

    На этот раз нам потребуется переменный резистор, чтобы, изменяя его сопротивление, мы получали разные напряжения. Ниже приведена схема регулируемого источника питания или регулируемого источника питания:

    До светодиодной части схема такая же, как и для стабилизированного источника питания 5 В при 500 мА. Схема усложняется после светодиодной части, не так ли? Не бойтесь.Все очень просто. Переменный резистор предназначен для изменения выходного напряжения.

    Диоды используются для защиты схемы от обратного тока. Теперь давайте посмотрим на следующем видео, как изменение резистора изменяет выходное напряжение.

    Преимущества регулируемого источника питания

    Источник питания с регулируемым выходом имеет много преимуществ. Следующее имеет ключевое значение.

    • низкий уровень шума
    • по выгодной цене
    • простота
    • надежность

    Регулируемый блок питания очень прост в конструкции, вы могли почувствовать это в этом посте.Простой дизайн делает его очень экономичным. Эти блоки питания имеют невысокую стоимость и очень надежны.

    Они относительно бесшумны. ИС линейных регуляторов, которые используются на выходе, имеют низкие пульсации выходного напряжения, что делает их наиболее подходящими для приложений, где важна чувствительность к шуму.

    Заключение

    Проектный блок питания подойдет для поддержки других ваших небольших проектов или принесет вам хорошие оценки / деньги, если вас назначат на аналогичный проект.Я не знаю почему, но я уверен, что если вы выполните те же простые шаги со мной, вы получите свой первый разработанный блок питания.

    Пожалуйста, не указывайте это только на 500 мА. Это может быть ваш источник питания 5 В постоянного тока с допустимым током до 500 мА.

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

    На этом конструирование регулируемого источника питания подошло к концу. Надеюсь, вам понравилось.

    Спасибо и удачной жизни.


    Другие полезные сообщения:

    Электропитание — Цепи регулирования напряжения — Ток, внешний, регулятор и выход

    Блоки питания

    с регулируемым напряжением имеют схему, контролирующую их выходное напряжение. Если это напряжение изменяется из-за изменений внешнего тока или из-за сдвигов напряжения в линии питания, схема регулятора выполняет почти мгновенную компенсационную настройку.

    При разработке источников питания с регулируемым напряжением используются два общих подхода. В менее распространенной схеме шунтирующий стабилизатор соединяется параллельно с выходными клеммами источника питания и поддерживает постоянное напряжение за счет потери тока, который не требует внешняя цепь, называемая нагрузкой. Ток, подаваемый нерегулируемой частью источника питания, всегда постоянен. Шунтирующий регулятор почти не отводит ток, когда внешняя нагрузка требует сильного тока.Если внешняя нагрузка уменьшается, ток шунтирующего регулятора увеличивается. Недостаток шунтирующего регулирования заключается в том, что оно рассеивает всю мощность, на которую рассчитан источник, независимо от того, требуется ли энергия для внешней цепи.

    Более распространенная конструкция последовательного регулятора напряжения зависит от переменного сопротивления, создаваемого транзистором , включенным последовательно с током внешней цепи. Падение напряжения на транзисторе регулируется автоматически для поддержания постоянного выходного напряжения.Выходное напряжение источника питания непрерывно измеряется по сравнению с точным эталоном, а характеристики транзистора регулируются автоматически для поддержания постоянного выходного сигнала.

    Источник питания с адекватным регулированием напряжения часто улучшает характеристики электронного устройства, которое он питает, настолько, что регулирование напряжения является очень распространенной особенностью всех конструкций, кроме самых простых. Обычно используются корпусные интегральные схемы, простые трехконтактные устройства, которые содержат последовательный транзистор и большую часть вспомогательных схем регулятора.Эти «готовые» микросхемы позволили очень легко включить в источник питания возможность регулирования напряжения.


    Регулируемые блоки питания

    Блок регулятора / стабилизатора

    Последствия плохого регулирования

    Эффект плохого регулирования (или стабилизации) источника питания можно увидеть на рис. 1.3.1, на котором показаны графики выходного напряжения (V DC ) для увеличения тока нагрузки (I) в различных версиях базового источника питания.

    Обратите внимание, что выходное напряжение для двухполупериодных схем (красный и желтый) значительно выше, чем для полуволновых (зеленый и фиолетовый). Также обратите внимание на небольшое снижение напряжения при добавлении LC-фильтра из-за падения напряжения на катушке индуктивности. В каждом случае в базовой конструкции выходное напряжение падает почти линейно по мере увеличения тока, потребляемого от источника питания. В дополнение к этому эффекту дополнительный разряд накопительного конденсатора также вызывает увеличение амплитуды пульсаций.

    Рис. 1.3.1 Сравнение кривых регулирования

    Регулятор (стабилизатор)

    Регулятор или стабилизатор?

    Строго говоря, компенсация колебаний входного напряжения сети (линии) называется РЕГУЛИРОВАНИЕМ, а компенсация колебаний тока нагрузки — СТАБИЛИЗАЦИЕЙ. На практике вы обнаружите, что эти термины используются довольно свободно для описания компенсации обоих эффектов. Фактически большинство стабилизированных или регулируемых источников питания компенсируют колебания как на входе, так и на выходе и поэтому являются (по крайней мере, до некоторой степени) стабилизированными и регулируемыми источниками питания.

    Как и в большинстве современных случаев, термин «регулятор» будет использоваться здесь для описания как регулирования, так и стабилизации.

    Эти проблемы можно в значительной степени преодолеть, включив на выходе источника питания каскад регулятора. Эффект от этой схемы можно увидеть на рис. 1.3.1. как черная линия на графике, где для любого тока примерно до 200 мА выходное напряжение (хотя и ниже абсолютного максимума, обеспечиваемого базовым источником питания) остается постоянным.

    Регулятор противодействует влиянию переменного тока нагрузки, автоматически компенсируя снижение выходного напряжения по мере увеличения тока.

    В регулируемых источниках питания также часто бывает, что выходное напряжение автоматически и внезапно снижается до нуля в качестве меры безопасности, если потребляемый ток превышает установленный предел. Это называется ограничением тока.

    Регулирование требует дополнительных схем на выходе простого источника питания. Используемые схемы сильно различаются как по стоимости, так и по сложности. Используются две основные формы регулирования:

    1. Шунтирующий регулятор.

    2. Регулятор серии.

    Эти два подхода сравниваются на рис.1.3.2 и Рис. 1.3.3

    Шунтирующий регулятор

    Рис. 1.3.2 Шунтирующий регулятор

    В шунтирующем регуляторе (рис. 1.3.2) цепь включена параллельно нагрузке. Назначение регулятора — обеспечить постоянное стабильное напряжение на нагрузке; это достигается за счет обеспечения постоянного протекания тока через цепь регулятора. Если ток нагрузки увеличивается, тогда схема регулятора уменьшает свой ток, так что общий ток питания I T (состоящий из тока нагрузки I L плюс ток регулятора I S ) остается на том же значении. .Аналогично, если ток нагрузки уменьшается, тогда ток регулятора увеличивается, чтобы поддерживать постоянный общий ток I T . Если общий ток питания останется прежним, то изменится и напряжение питания.

    Регулятор серии

    Рис. 1.3.2 Регулятор серии

    В последовательном регуляторе (рис. 1.3.3) регулирующее устройство включено последовательно с нагрузкой. На регуляторе всегда будет падение напряжения. Это падение будет вычтено из напряжения питания, чтобы получить напряжение V L на нагрузке, которое представляет собой напряжение питания V T за вычетом падения напряжения регулятора V S .Следовательно:

    V L = V T — V S

    Регуляторы серии

    обычно управляются выборкой напряжения нагрузки с использованием системы отрицательной обратной связи. Если напряжение нагрузки имеет тенденцию падать, меньшая обратная связь заставляет управляющее устройство уменьшать свое сопротивление, позволяя большему току течь в нагрузку, таким образом увеличивая напряжение нагрузки до исходного значения. Увеличение напряжения нагрузки будет иметь обратный эффект. Как и шунтирующее регулирование, действие последовательного регулятора также компенсирует колебания напряжения питания.

    Источники питания | Electronics Club

    Блоки питания | Клуб электроники

    Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор | Двойные расходные материалы

    Следующая страница: Преобразователи

    См. Также: AC / DC | Диоды | Конденсаторы

    Типы источников питания

    Есть много типов источников питания. Большинство из них предназначены для преобразования сети переменного тока высокого напряжения. к подходящему низковольтному источнику питания для электронных схем и других устройств.Источник питания можно разбить на серию блоков, каждый из которых выполняет определенную функцию.

    Например, регулируемое питание 5 В:

    • Трансформатор — понижает напряжение сети переменного тока высокого напряжения до переменного тока низкого напряжения.
    • Выпрямитель — преобразует переменный ток в постоянный, но выходной постоянный ток меняется.
    • Smoothing (Сглаживание) — сглаживает постоянный ток от сильно варьирующегося до небольшой ряби.
    • Регулятор
    • — устраняет пульсации, устанавливая на выходе постоянного тока фиксированное напряжение.

    Блоки питания, изготовленные из этих блоков, описаны ниже со схемой и графиком их выхода:

    Только трансформатор

    Низковольтный выход переменного тока подходит для ламп, нагревателей и специальных двигателей переменного тока. не подходит для электронных схем, если они не включают выпрямитель и сглаживающий конденсатор.

    См .: Трансформатор


    Трансформатор + Выпрямитель

    Регулируемый выход постоянного тока подходит для ламп, обогревателей и стандартных двигателей. не подходит для электронных схем, если они не содержат сглаживающий конденсатор.

    См .: Трансформатор | Выпрямитель


    Трансформатор + выпрямитель + сглаживание

    Выходной сигнал smooth DC имеет небольшую пульсацию.Он подходит для большинства электронных схем.

    См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание


    Трансформатор + выпрямитель + сглаживающий + регулятор

    Регулируемый выход постоянного тока очень плавный, без пульсаций. Подходит для всех электронных схем.

    См .: Трансформатор | Выпрямитель | Сглаживание | Регулятор



    Трансформатор

    Трансформаторы преобразуют электричество переменного тока из одного напряжения в другое с небольшими потерями мощности.Трансформаторы работают только с переменным током, и это одна из причин, почему в сети используется переменный ток.

    Повышающие трансформаторы повышают напряжение, понижающие трансформаторы понижают напряжение. В большинстве источников питания используется понижающий трансформатор для снижения опасно высокого напряжения в сети. напряжение (230 В в Великобритании) на более безопасное низкое напряжение.

    Трансформаторы расходуют очень мало энергии, поэтому выходная мощность (почти) равна входной мощности. Обратите внимание, что при понижении напряжения ток увеличивается.

    Входная катушка называется первичной обмоткой , а выходная катушка — вторичной .Между двумя катушками нет электрического соединения, вместо этого они связаны переменное магнитное поле, создаваемое в сердечнике из мягкого железа трансформатора. Две линии в середине символа схемы представляют сердечник.

    Rapid Electronics: трансформаторы

    Обозначение схемы трансформатора

    Передаточное число

    Отношение числа витков на каждой катушке, называемое соотношением витков , определяет соотношение напряжений. Понижающий трансформатор имеет большое количество витков на первичной (входной) катушке, которая подключена к питающей сети высокого напряжения. и небольшое количество витков на его вторичной (выходной) катушке, чтобы обеспечить низкое выходное напряжение.

    Передаточное число витков = Vp = Np
    VS Ns
    выходная мощность = мощность в

    Vp = первичное (входное) напряжение
    Np = количество витков на первичной катушке
    Ip = первичный (входной) ток

    Vs = вторичное (выходное) напряжение
    Ns = количество витков вторичной катушки
    Is = вторичный (выходной) ток


    Выпрямитель

    Есть несколько способов подключения диодов, чтобы выпрямитель преобразовывал переменный ток в постоянный.Мостовой выпрямитель является наиболее важным, и он производит двухполупериодный переменный DC. Двухполупериодный выпрямитель также можно сделать всего из двух диодов, если используется трансформатор с центральным отводом, но сейчас этот метод редко используется, потому что диоды стали дешевле. Можно использовать одиночный диод как выпрямитель, но он использует только положительные (+) части волны переменного тока для создания полуволны переменного постоянного тока.

    Мостовой выпрямитель

    Мостовой выпрямитель может быть выполнен с использованием четырех отдельных диодов, но он также доступен в пакеты, содержащие четыре необходимых диода.Он называется двухполупериодным выпрямителем. потому что он использует всю волну переменного тока (как положительную, так и отрицательную части). Чередующиеся пары диодов проводят, это переключает соединения, поэтому переменные направления переменного тока преобразуются в одно направление постоянного тока.

    1,4 В используется в мостовом выпрямителе, потому что на каждом диоде 0,7 В при проводящем соединении, и всегда есть два диоды проводящие, как показано на схеме.

    Мостовые выпрямители

    рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать, и максимальное обратное напряжение, которое они могут выдержать.Их номинальное напряжение должно быть не менее трех раз больше среднеквадратичного напряжения источника питания. поэтому выпрямитель может выдерживать пиковые напряжения. Пожалуйста, смотрите страницу Диоды для получения более подробной информации, включая изображения мостовых выпрямителей.

    Rapid Electronics: мостовые выпрямители

    Мостовой выпрямитель

    Выход: двухполупериодный переменный постоянный ток
    (с использованием всей волны переменного тока)

    Выпрямитель одинарный диод

    Один диод можно использовать в качестве выпрямителя, но он дает полуволны переменного постоянного тока, который имеет промежутки когда переменный ток отрицательный.Трудно сгладить это достаточно хорошо, чтобы питать электронные схемы, если они не требуется очень небольшой ток, поэтому сглаживающий конденсатор существенно не разряжается во время промежутков. Пожалуйста, обратитесь к странице Диоды для некоторых примеров выпрямительных диодов.

    Rapid Electronics: Выпрямительные диоды

    Выпрямитель одинарный диод

    Выход: полуволна переменного тока
    (с использованием только половины переменного тока)


    Сглаживание

    Сглаживание выполняется электролитическим конденсатором большой емкости. подключен к источнику постоянного тока, чтобы действовать как резервуар, подающий ток на выход, когда изменяющееся напряжение постоянного тока от выпрямитель падает.На диаграмме показаны несглаженный изменяющийся постоянный ток (пунктирная линия) и сглаженный постоянный ток (сплошная линия). Конденсатор быстро заряжается около пика переменного постоянного тока, а затем разряжается, подавая ток на выход.

    Обратите внимание, что сглаживание значительно увеличивает среднее напряжение постоянного тока почти до пикового значения. (1,4 × значение RMS). Например, выпрямляется переменный ток 6 В RMS. до полной волны постоянного тока около 4,6 В RMS (1,4 В теряется в мостовом выпрямителе), со сглаживанием этого увеличивается почти до пикового значения, что дает 1.4 × 4,6 = 6,4 В постоянного тока.

    Неидеальное сглаживание из-за небольшого падения напряжения на конденсаторе при его разряде, давая небольшую пульсацию напряжения . Для многих цепей пульсация составляет 10% от напряжения питания. напряжение является удовлетворительным, и приведенное ниже уравнение дает необходимое значение для сглаживающего конденсатора. Конденсатор большего размера даст меньше пульсаций. При сглаживании полуволны постоянного тока емкость конденсатора должна быть увеличена вдвое.

    Rapid Electronics: электролитические конденсаторы

    Сглаживающий конденсатор, C, для пульсации 10%:

    С = 5 × Io
    VS × f

    где:
    C = сглаживающая емкость в фарадах (Ф)
    Io = выходной ток в амперах (A)
    Vs = напряжение питания в вольтах (V), это пиковое значение несглаженного постоянного тока.
    f = частота сети переменного тока в герцах (Гц), в Великобритании это 50 Гц



    Регулятор

    ИС регулятора напряжения доступны с фиксированными (обычно 5, 12 и 15 В) или переменное выходное напряжение.Они также рассчитаны на максимальный ток, который они могут пропускать. Доступны регуляторы отрицательного напряжения, в основном для использования в двойных источниках питания. Большинство регуляторов включают в себя автоматическую защиту от чрезмерного тока («защита от перегрузки»). и перегрев («тепловая защита»).

    Многие микросхемы фиксированного стабилизатора напряжения имеют 3 вывода и выглядят как силовые транзисторы, например, регулятор 7805 + 5V 1A, показанный справа. В них есть отверстие для крепления при необходимости радиатор.

    Rapid Electronics: регулятор 7805

    Фотография регулятора напряжения © Рапид Электроникс

    Стабилитрон

    Для слаботочных источников питания можно сделать простой регулятор напряжения с резистором. и стабилитрон, подключенный в обратном направлении , как показано на схеме.Стабилитроны имеют номинальное напряжение пробоя и Vz . Максимальная мощность Pz (обычно 400 мВт или 1,3 Вт).

    Резистор ограничивает ток (как светодиодный резистор). Ток через резистор постоянный, поэтому при отсутствии выходного тока весь ток течет через стабилитрон, и его номинальная мощность Pz должна быть достаточно большой, чтобы выдержать это.

    Дополнительную информацию о стабилитронах см. На странице «Диоды».

    Rapid Electronics: стабилитроны

    стабилитрон
    a = анод, k = катод

    Выбор стабилитрона и резистора

    Это шаги для выбора стабилитрона и резистора:

    1. Напряжение стабилитрона Vz — необходимое выходное напряжение
    2. Входное напряжение Vs должно быть на несколько вольт больше, чем Vz
      (это необходимо для небольших колебаний Vs из-за пульсации)
    3. Максимальный ток Imax — это требуемый выходной ток плюс 10%
    4. У стабилитрона мощность Pz определяется максимальным током: Pz> Vz × Imax
    5. Сопротивление резистора : R = (Vs — Vz) / Imax
    6. Номинальная мощность резистора : P> (Vs — Vz) × Imax

    В этом примере показано, как использовать эти шаги для выбора стабилитрона и резистора с подходящими значениями и номинальной мощностью.

    Например

    Если требуемое выходное напряжение 5 В, а выходной ток 60 мА:

    1. Vz = 4,7 В (ближайшее доступное значение)
    2. Vs = 8V (на несколько вольт больше, чем Vz)
    3. Imax = 66 мА (ток плюс 10%)
    4. Pz> 4,7 В × 66 мА = 310 мВт, выберите Pz = 400 мВт
    5. R = (8 В — 4,7 В) / 66 мА = 0,05 кОм = 50,
      выберите R = 47
    6. Номинальная мощность резистора P> (8 В — 4.7 В) × 66 мА = 218 мВт, выберите P = 0,5 Вт

    Двойные расходные материалы

    Для некоторых электронных схем требуется источник питания с положительным и отрицательным выходами, а также нулевое напряжение (0 В). Это называется «двойным источником питания», потому что это похоже на два обычных источника питания, соединенных вместе, как показано на схеме.

    Двойные источники питания имеют три выхода, например, источник питания ± 9 В имеет выходы + 9 В, 0 В и -9 В.

    Rapid Electronics: блоки питания


    Следующая страница: Преобразователи | Исследование


    Политика конфиденциальности и файлы cookie

    Этот сайт не собирает личную информацию.Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

    electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

    Регулируемая поставка »Электроника

    Источники питания с линейной стабилизацией могут обеспечивать чрезвычайно низкий уровень выходного шума и хорошую стабилизацию, но за счет размера и эффективности..


    Схемы линейного источника питания Праймер и руководство Включает:
    Линейный источник питания Шунтирующий регулятор Регулятор серии Ограничитель тока Регуляторы серий 7805, 7812 и 78 **

    См. Также: Обзор электроники блока питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания


    Линейные источники питания широко используются из-за преимуществ, которые они предлагают с точки зрения общей производительности, а также благодаря этой технологии, которая хорошо зарекомендовала себя, поскольку была доступна уже много лет.

    Хотя линейные источники питания могут быть не такими эффективными, как импульсные источники питания, они обеспечивают лучшую производительность и поэтому используются во многих приложениях, где шум имеет большое значение.

    Одна из основных областей, где почти всегда используются линейные источники питания, — это аудиовизуальные приложения, усилители Hi-Fi и тому подобное. Здесь шум и всплески переключения от импульсных источников питания могут вызвать проблемы — при этом говорится, что SMPS постоянно улучшают производительность, но линейные источники, как правило, используются большую часть времени.

    Типовой регулируемый линейный источник питания для лабораторного использования

    Основы линейного источника питания

    Источники питания с линейной стабилизацией получили свое название от того факта, что в них используются линейные, т. Е. Не коммутационные методы, для регулирования выходного напряжения источника питания. Термин линейный источник питания означает, что источник питания регулируется для обеспечения правильного напряжения на выходе.

    Измеряется напряжение, и этот сигнал подается обратно, обычно в какой-либо дифференциальный усилитель, где он сравнивается с опорным напряжением, и результирующий сигнал используется для обеспечения того, чтобы на выходе оставалось требуемое напряжение.

    Иногда измерение напряжения может осуществляться на выходных клеммах, а в некоторых случаях — непосредственно на нагрузке. Дистанционное измерение используется там, где могут быть омические потери между источником питания и нагрузкой. Часто такая возможность есть у лабораторных стендов.

    Различные линейные источники питания будут иметь разные схемы и включать разные схемные блоки, если требуются дополнительные возможности, но они всегда будут включать в себя базовые блоки, а также некоторые дополнительные дополнительные.

    Входной трансформатор питания

    Поскольку многие регулируемые источники питания получают питание от сети переменного тока, для линейных источников питания часто используется понижающий или иногда повышающий трансформатор. Это также служит для изоляции источника питания от сетевого входа в целях безопасности.

    Трансформатор обычно представляет собой относительно большой электронный компонент, особенно если он используется в линейно регулируемом источнике питания большей мощности. Трансформатор может значительно увеличить вес источника питания, а также может быть довольно дорогим, особенно для более мощных.

    В зависимости от используемого выпрямителя трансформатор может быть с одной вторичной обмоткой или с центральным ответвлением. Также могут присутствовать дополнительные обмотки, если требуются дополнительные напряжения.

    Для старинных радиоприемников и другой старинной электронной электроники многократные вторичные обмотки были обычным явлением. Обычно основная вторичная обмотка имела центральный отвод, чтобы обеспечить двухполупериодное выпрямление с помощью двойного диодного клапана или трубчатого выпрямителя, а дополнительные вторичные обмотки требовались для вентильных или трубчатых нагревателей — часто 5 вольт для выпрямителя, а затем 6.3в для самих клапанов / трубок.

    Выпрямитель

    Поскольку вход от источника переменного тока является переменным, его необходимо преобразовать в формат постоянного тока. Доступны различные формы выпрямительной схемы.

    Самая простая форма выпрямителя, которую можно использовать в источнике питания, — это одиночный диод, обеспечивающий полуволновое выпрямление. Этот подход обычно не используется, потому что сложнее удовлетворительно сгладить вывод.

    Обычно используется двухполупериодное выпрямление с использованием обеих половин цикла.Это обеспечивает более легкое сглаживание формы волны.

    Есть два основных подхода к обеспечению полуволнового выпрямления. Один из них — использовать трансформатор с отводом от центра и два диода. Другой — использовать одну обмотку на трансформаторе источника питания и использовать мостовой выпрямитель с четырьмя диодами. Поскольку диоды очень дешевы, а стоимость трансформатора с центральным ответвлением выше, наиболее распространенным подходом в наши дни является использование мостового выпрямителя.

    Примечание по схемам диодного выпрямителя:

    Диодные выпрямительные схемы используются во многих областях, от источников питания до радиочастотной демодуляции.В схемах диодного выпрямителя используется способность диода пропускать ток только в одном направлении. Есть несколько разновидностей от полуволнового до двухполупериодного, мостовые выпрямители, пиковые детекторы и многое другое.

    Подробнее о Диодные выпрямительные схемы

    Даже для регуляторов с питанием от постоянного тока на входе может быть установлен выпрямитель для защиты от обратного подключения источника питания.

    Электропитание сглаживающее

    После выпрямления из сигнала переменного тока необходимо сглаживать постоянный ток, чтобы удалить изменяющийся уровень напряжения.Для этого используются большие емкостные конденсаторы.

    Сглаживающее действие накопительного конденсатора

    В сглаживающем элементе схемы используется большой конденсатор. Он заряжается по мере того, как сигнал, поступающий от выпрямителя, достигает своего пика. По мере того, как напряжение выпрямленной формы волны падает, как только напряжение становится ниже напряжения конденсатора, конденсатор начинает подавать заряд, поддерживая напряжение до тех пор, пока не появится следующий нарастающий сигнал от выпрямителя.

    Сглаживание не идеальное, и всегда будет некоторая остаточная пульсация, но это позволяет устранить огромные колебания напряжения.


    Линейные регуляторы питания

    Большинство источников питания в наши дни обеспечивают регулируемую мощность. С современной электроникой довольно просто и не слишком дорого включить линейный стабилизатор напряжения. Это обеспечивает постоянное выходное напряжение независимо от нагрузки — в указанных пределах.

    Поскольку многие электронные компоненты, электронные устройства и т. Д. Требуют аккуратно обслуживаемых источников питания, регулируемый источник питания является необходимостью.

    Существует два основных типа линейных источников питания:

    • Шунтирующий регулятор: Шунтирующий регулятор менее широко используется в качестве основного элемента в линейном регуляторе напряжения.Для этой формы линейного источника питания переменный элемент размещается поперек нагрузки. Сопротивление истока установлено последовательно со входом, а шунтирующий стабилизатор регулируется, чтобы гарантировать, что напряжение на нагрузке остается постоянным.

      Источник питания рассчитан на заданный ток, и с приложенной нагрузкой шунтирующий стабилизатор поглощает любой ток, не требуемый нагрузкой, так что выходное напряжение сохраняется.


    • Регулятор серии : Это наиболее широко используемый формат линейного регулятора напряжения.Как следует из названия, в цепь помещается последовательный элемент, и его сопротивление изменяется с помощью управляющей электроники, чтобы гарантировать, что правильное выходное напряжение генерируется для потребляемого тока. Блок-схема регулятора напряжения серии

      В этой блок-схеме, опорное напряжение используется для привода серии прохода элемента, который может представлять собой биполярный транзистор или полевой транзистор. Ссылка может быть просто напряжение берется из источника опорного напряжения, например, электронный компонент, такой как стабилитрон.

      Более обычный подход состоит в том, чтобы выбрать выходное напряжение и подать его в дифференциальный усилитель для сравнения выходного сигнала с эталоном, а затем использовать его для управления схемой элемента конечного прохода.


    Оба этих типа линейных регуляторов используются в источниках питания, и хотя последовательный стабилизатор более широко используется, в некоторых случаях также используется шунтирующий регулятор.

    Преимущества / недостатки линейного источника питания

    Использование любой технологии часто представляет собой тщательный баланс нескольких преимуществ и недостатков.Это справедливо для линейных источников питания, которые имеют ряд явных преимуществ, но также имеют свои недостатки.

    Преимущества линейного блока питания

    • Установленная технология: Линейные источники питания широко используются в течение многих лет, а их технология хорошо отработана и изучена.
    • Низкий уровень шума: Использование линейной технологии без какого-либо переключающего элемента означает, что шум сведен к минимуму, и теперь обнаруживаются раздражающие всплески, обнаруживаемые в импульсных источниках питания.

    Линейный БП Недостатки

    • КПД: Принимая во внимание тот факт, что линейный источник питания использует линейную технологию, он не особенно эффективен. Эффективность около 50% не является чем-то необычным, а при некоторых условиях может предлагать гораздо более низкие уровни.
    • Рассеивание тепла: Использование последовательного или параллельного (менее распространенного) регулирующего элемента означает, что рассеивается значительное количество тепла, и его необходимо удалить.
    • Размер: Использование линейной технологии означает, что размер линейного источника питания, как правило, больше, чем у других форм источника питания.

    Несмотря на недостатки, технология источников питания с линейной регулировкой все еще широко используется, хотя она более широко используется там, где требуется низкий уровень шума и хорошее регулирование. Типичное применение — усилители звука, в которых линейный источник питания может обеспечить оптимальные характеристики для питания всех каскадов усилителя.

    Другие схемы и схемотехника:
    Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
    Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

    Примечания по проектированию источника питания

    — MCI Transformer Corporation

    Базовое руководство по применению источника питания

    Используются четыре основных типа блоков питания:

    • Нерегулируемый линейный
    • Регулируемый линейный
    • Феррорезонансный
    • Режим переключения

    Различия между четырьмя типами включают постоянное выходное напряжение, экономическую эффективность, размер, вес и пульсации.В этом руководстве объясняется каждый тип источника питания, описывается принцип работы и выделяются преимущества и недостатки каждого из них.

    1. Нерегулируемый линейный источник питания

    Нерегулируемые источники питания содержат четыре основных компонента: трансформатор, выпрямитель, конденсатор фильтра и резистор утечки.

    Блок питания этого типа из-за своей простоты является наименее дорогостоящим и наиболее надежным для требований низкого энергопотребления. Недостатком является непостоянство выходного напряжения.Оно будет варьироваться в зависимости от входного напряжения и тока нагрузки, и пульсации не подходят для электронных приложений. Пульсации можно уменьшить, заменив конденсатор фильтра на фильтр IC (индуктор-конденсатор), но затраты на это изменение сделают использование регулируемого линейного источника питания более экономичным выбором.

    2. Регулируемый линейный источник питания

    Регулируемый линейный источник питания идентичен нерегулируемому линейному источнику питания, за исключением того, что вместо спускного резистора используется трехконтактный стабилизатор.

    Регулируемый линейный источник питания решает все проблемы нерегулируемого источника питания, но не так эффективен, потому что трехконтактный регулятор будет рассеивать избыточную мощность в виде тепла, которое должно быть учтено в конструкции источника питания. Выходное напряжение имеет незначительные пульсации, очень маленькую регулировку нагрузки и высокую надежность, что делает его идеальным выбором для использования в электронных устройствах с низким энергопотреблением.

    3. Источники питания феррорезонансные

    Феррорезонансный источник питания очень похож на нерегулируемый источник питания, за исключением характеристик феррорезонансного трансформатора.

    Феррорезонансный трансформатор будет обеспечивать постоянное выходное напряжение в широком диапазоне входного напряжения трансформатора. Проблемы с использованием феррорезонансного источника питания заключаются в том, что он очень чувствителен к незначительным изменениям частоты сети и не может быть переключен с 50 Гц на 60 Гц, и что трансформаторы рассеивают больше тепла, чем обычные трансформаторы. Эти источники питания тяжелее и будут иметь более слышимый шум от резонанса трансформатора, чем регулируемые линейные источники питания.

    4. Импульсные источники питания

    Импульсный источник питания имеет выпрямитель, конденсатор фильтра, последовательный транзистор, регулятор, трансформатор, но он более сложен, чем другие источники питания, которые мы обсуждали. Схема ниже представляет собой простую блок-схему и не отображает все компоненты источника питания.

    Переменное напряжение выпрямляется до нерегулируемого постоянного напряжения с помощью последовательного транзистора и регулятора. Этот постоянный ток прерывается до постоянного высокочастотного напряжения, что позволяет значительно уменьшить размер трансформатора и позволяет использовать источник питания гораздо меньшего размера.Недостатки этого типа источника питания состоят в том, что все трансформаторы должны изготавливаться по индивидуальному заказу, а сложность источника питания не подходит для низкопроизводительных или экономичных применений с низким энергопотреблением.


    Выпрямительные цепи для регулируемых линейных источников питания

    Исходя из нашего предыдущего описания, регулируемый линейный источник питания является наиболее экономичной конструкцией с низким энергопотреблением, низким уровнем пульсаций и низким уровнем регулирования, который подходит для электронных приложений.В этом разделе мы объясним четыре основных используемых схемы выпрямления:

        • Полуволна
        • Полноволновая центральная насадка
        • Полноволновой мост
        • Двойной дополнительный

    1. Полуволновые схемы

    Поскольку конденсаторный входной фильтр потребляет ток из схемы выпрямления только короткими импульсами, частота импульсов вдвое меньше, чем у двухполупериодной схемы, поэтому пиковый ток этих импульсов настолько велик, что эту схему не рекомендуется использовать для Мощность постоянного тока более 1/2 Вт.

    2. Полноволновые схемы с центральным ответвлением

    Двухполупериодный выпрямитель одновременно использует только половину обмотки трансформатора. Номинальный вторичный ток трансформатора должен в 1,2 раза превышать постоянный ток источника питания. Напряжение вторичной обмотки трансформатора должно быть примерно в 0,8 раза больше напряжения постоянного тока нерегулируемого источника питания на каждую сторону центрального ответвления, или трансформатор должно быть в 1,6 раза больше напряжения постоянного тока с центральным ответвлением.

    3.Полноволновой мост

    Двухполупериодная мостовая схема выпрямления является наиболее экономичной, поскольку для нее требуется трансформатор с более низким номиналом в ВА, чем двухполупериодный выпрямитель. В двухполупериодном мосте вся вторичная обмотка трансформатора используется в каждом полупериоде, в отличие от двухполупериодного центрального отвода, который использует только половину вторичной обмотки в каждом полупериоде. Номинальный вторичный ток трансформатора должен в 1,8 раза превышать постоянный ток источника питания. Вторичное напряжение трансформатора должно быть примерно.В 8 раз больше постоянного напряжения нерегулируемого источника питания.

    4. Двойной дополнительный выпрямитель

    Двойной дополнительный выпрямитель используется для подачи положительного и отрицательного выходного постоянного тока с одинаковым напряжением. В большинстве случаев отрицательный ток значительно меньше, чем требуемый положительный ток, поэтому отношение напряжения и тока переменного тока к напряжению и току постоянного тока должно быть таким же, как и для двухполупериодного центрального отвода, описанного ранее.


    Как выбрать трансформатор

    Регулируемый линейный источник питания используется для обеспечения постоянного выходного напряжения при различных нагрузках, а также для изменения входного напряжения. Все наши расчеты для определения правильного трансформатора предполагают, что входное напряжение может варьироваться от 95 до 130 В, и не изменяет выходную мощность нашего источника питания.

    Формула, используемая для определения напряжения переменного тока, требуемого от трансформатора, выглядит следующим образом:

        • В = Выходное напряжение
        • Vreg = Падение напряжения регулятора = 3v
        • Vrec = Падение напряжения на диодах = 1.25 В
        • Врип = пульсация напряжения = 10% от постоянного тока
        • Vном = 115 В
        • Vlowline = 95 В
        • .9 = КПД выпрямителя

    Мы суммировали все расчеты для трех основных схем выпрямления в таблице ниже:

    Схема выпрямления RMS НАПРЯЖЕНИЕ (ВОЛЬТ) RMS ТОК (AMPS)
    Полноволновый центральный метчик В переменного тока C.Т. = 2,092 x Vdc ​​+ 8,08 IAC = IDC x 1,2
    Полноволновой мост В переменного тока = 1,046 x В постоянного тока +4,04 IAC = IDC x 1,8
    Двойной дополнительный В переменного тока CT = 2,092 X В постоянного тока = 8,08 IAC = IDC x 1,8

    Существуют регуляторы с малыми потерями, которые имеют падение 0,5 В вместо 3 В, но в настоящее время они не рассматриваются из-за доступности.

    ПРИМЕРЫ:

    Пример # 1:

    Регулируемый линейный источник питания необходим для 5 В постоянного тока на 1 АЦП с первичной обмоткой 115 В или 230 В, и вы не знаете, должен ли он быть двухполупериодным с центральным ответвлением или двухполупериодным мостом.

    Полноволновый центральный ответвитель
    Vac C.T. = 2,092 x Vdc ​​+ 8,08 Iac = Idc x 1,2
    В перем. Т. Т. = 2,092 x 5 + 8,08 Iac + 1 x 1,2
    Vac C.T. = 18,54 C.T. Iac = 1,2
    VA = 18,54 x 1,2 = 22,5

    Возможные варианты трансформаторов:
    4-02-6020 Крепление для ПК UL
    4-05-4020 Низкопрофильный
    4-07-6020 Крепление на шасси UL
    4-42-3020 Крепление для ПК VDE
    4-44-6020 Крепление для ПК VDE
    4-47-3020 Крепление на шасси VDE
    4-49-4020 Крепление на шасси VDE

    Полноволновой мост
    Vac = 1.046 x Vdc ​​+ 5,23 Iac = Idc x 1,8
    В переменного тока = 1,046 x В постоянного тока + 5,23 Iac = 1 x 1,8
    В переменного тока = 10,46 Iac = 1,8
    VA = 10,46x 1,8 = 18,83

    Возможные варианты трансформатора:
    4-02-6010 Крепление для ПК UL
    4-05-4010 Низкопрофильный
    4-07-6010 Крепление на шасси UL
    4-42-3010 Крепление для ПК VDE
    4-47-6010 Крепление для ПК VDE
    4-47-3010 Крепление на шасси VDE
    4-49-4010 Крепление на шасси VDE

    Пример № 2:

    Регулируемый линейный источник питания необходим для 12 В постоянного тока при 250 мА постоянного тока с одним первичным напряжением 115 В, а двухполупериодный мост — это схемы выпрямления, которые вы будете использовать.

    Полноволновой мост
    Vac = 1,046 x Vdc ​​+ 4,04 Iac = Idc x 1,8
    В переменного тока = 1,046 x 12 + 4,04 Iac = 0,25 x 1,8
    Vac = 16,59 Iac = .45
    VA = 16,59 x 0,45 = 7,47

    Возможные варианты трансформатора:
    4-01-5020 Крепление для ПК UL
    4-03-4020 Крепление для ПК UL
    4-05-3020 UL низкопрофильный кронштейн для ПК
    4-06-5020 Крепление на шасси UL
    4-41-2020 Крепление для ПК VDE
    4-44-5020 Крепление для ПК VDE
    4-46-2020 Крепление на шасси VDE

    При использовании источников питания убедитесь, что выбранный регулятор имеет теплоотвод, достаточный для рассеивания мощности при высокой полной нагрузке линии.

    Пример № 3:

    Регулируемый линейный источник питания необходим для напряжения ± 15 В постоянного тока при 50 мА с первичной обмоткой 115 В.

    Двойной дополнительный:
    Vac CT = 2,092 x Vdc ​​x 8,08 Iac = Idc x 1,8
    В перем. Тока CT = 2,092 x 15 + 8,08 Iac = 0,050 x 1,8
    В перем. Тока CT = 39,46 Iac = 0,090
    ВА = 39.46 x 0,090 = 3,55

    Возможные варианты трансформатора:
    4-01-4036 Крепление для ПК UL
    4-03-3040 Крепление для ПК UL
    4-05-2040 UL низкопрофильный кронштейн для ПК
    4-06-4036 Крепление на шасси UL
    4-44-4036 Крепление для ПК VDE

    Давайте теперь посмотрим, как регулятор будет рассеивать тепло в худших условиях при высокой линии (= 130 В) и полной нагрузке.Регулятор отводит избыточную мощность в виде тепла. Регулятор имеет только максимальное количество мощности, которое он может рассеять, прежде чем внутренняя тепловая защита отключит его. Если источник питания 5 В постоянного тока, 1 А может работать при 95 В RMS, регулятор должен будет рассеивать 5,95 Вт при полной нагрузке на линии высокого напряжения (см. Расчет ниже).

    Обычное рассеиваемое тепло:

    Общие сведения об источниках питания переменного / постоянного тока | Статья

    .

    СТАТЬЯ ОБРАЗОВАНИЯ


    Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик — рассылается раз в месяц

    Мы ценим вашу конфиденциальность

    Что такое блок питания?

    Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, такого как сеть, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.

    Назначение источника питания — обеспечить нагрузку надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — на широкий диапазон нагрузок, иногда одновременно, и все это без изменения входного напряжения или других подключенных устройств, влияющих на выход.

    Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например, в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

    Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выход. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выходная мощность зависит от любых изменений на входе.

    Все источники питания объединяет то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и доставляют в нагрузку на выходе.

    Питание на входе и выходе может быть переменным (AC) или постоянным (DC) током:

    • Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении.Обычно он поступает от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного тока в постоянный. Постоянный ток — предпочтительный тип питания для электронных устройств.
    • Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток — это метод, используемый для подачи электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия

    Следовательно, если переменный ток — это тип питания, подаваемого в ваш дом, а постоянный ток — это тип питания, который вам нужен для зарядки телефона, вам понадобится источник питания переменного / постоянного тока, чтобы преобразовать напряжение переменного тока, поступающее от электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

    Общие сведения о переменном токе (AC)

    Первым шагом в разработке любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

    Типичная форма волны переменного тока — синусоидальная (см. Рисунок 1) .`

    Рисунок 1: Форма сигнала переменного тока и основные параметры

    Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

    • Пиковое напряжение / ток: максимальное значение амплитуды волны
    • Частота: количество циклов, которые волна завершает в секунду.Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
    • Среднее напряжение / ток: Среднее значение всех точек напряжения в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, потому что положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
    • Среднеквадратичное напряжение / ток: определяется как квадратный корень из среднего значения за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока его значение можно рассчитать с помощью Уравнение (1) :
    • $$ V_ {PEAK} \ over \ sqrt 2 $$
    • Его также можно определить как эквивалентную мощность постоянного тока, необходимую для достижения такого же теплового эффекта.Несмотря на сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти эффективное значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда обозначают как V AC .
    • Фаза: Угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоидальной волны делится на 360 °, начиная с 0 °, с пиками на 90 ° (положительный пик) и 270 ° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, на 180 ° и 360 °. Если две волны изображены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же время, когда другая достигает своего отрицательного пика, тогда первая волна будет под углом 90 °, а вторая волна будет под углом 270 °; это означает, что разность фаз составляет 180 °.Считается, что эти волны находятся в противофазе, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны находятся в фазе.

    Переменный ток (AC) — это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов конечным пользователям. Он используется для транспортировки электроэнергии, потому что в процессе транспортировки электричество необходимо преобразовывать несколько раз.

    Электрические генераторы вырабатывают напряжение около 40 000 В или 40 кВ.Затем это напряжение повышается до любого значения от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при транспортировке электрического тока на большие расстояния. Когда он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 или 240 В, в зависимости от местоположения.

    Все эти изменения напряжения будут либо сложными, либо очень неэффективными по сравнению с постоянным током (DC), потому что линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

    Линейный и импульсный источник питания переменного / постоянного тока

    Линейный источник питания переменного / постоянного тока

    Линейный источник питания переменного / постоянного тока имеет простую конструкцию.

    При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и превращается в напряжение постоянного тока (DC), которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества формы волны (Рисунок 2) .

    Рисунок 2: Блок-схема линейного источника переменного / постоянного тока

    Традиционная конструкция линейного источника питания переменного / постоянного тока развивалась с годами, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

    Огромным ограничением линейного источника питания переменного / постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

    На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки ко вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает практически невозможной миниатюризацию этих источников питания.

    Еще одним ограничением линейных источников питания переменного / постоянного тока является регулировка напряжения большой мощности.

    В линейном блоке питания переменного / постоянного тока используются линейные регуляторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают лишнюю энергию в виде тепла.Для малой мощности особых проблем не представляет. Однако для высокой мощности тепло, которое должен рассеивать регулятор для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико и потребует добавления очень больших радиаторов.

    Импульсный источник питания переменного / постоянного тока

    Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного / постоянного тока, включая размер трансформатора и регулировку напряжения.

    Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковой технологии, особенно благодаря созданию мощных полевых МОП-транзисторов, которые могут очень быстро и эффективно включаться и выключаться даже при больших напряжениях и токах.

    Импульсный источник питания переменного / постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи мощности, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

    Блоки питания

    AC / DC, в которых используются импульсные преобразователи мощности, называются импульсными блоками питания. Импульсные источники питания переменного / постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования переменного тока в постоянный.

    В импульсных источниках питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе.Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в серию высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через другой выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать до достижения выхода (см. Рисунок 3) .

    При работе на высоких частотах катушка индуктивности трансформатора может передавать больше мощности, не достигая насыщения, что означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше.Следовательно, трансформатор, используемый для переключения источников питания переменного / постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может составлять часть размера трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного / постоянного тока.

    Рисунок 3: Блок-схема импульсного источника питания переменного / постоянного тока

    Как и следовало ожидать, этот новый метод проектирования имеет некоторые недостатки.

    Импульсные преобразователи переменного тока в постоянный ток могут создавать в системе значительный уровень шума, который необходимо устранить, чтобы исключить его на выходе.Это создает потребность в более сложных схемах управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию. Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому они не оказывают существенного влияния на размер блока питания.

    Меньшие трансформаторы и повышенная эффективность регуляторов напряжения в импульсных источниках питания переменного / постоянного тока — вот причина, по которой теперь мы можем преобразовывать напряжение переменного тока 220 В ¬RMS в напряжение 5 В постоянного тока с помощью преобразователя питания, который может поместиться у вас на ладони.

    Таблица 1 суммирует различия между линейными и импульсными источниками питания переменного / постоянного тока.

    Транзисторы Нерегулируемые источники питания
    Линейный источник питания переменного / постоянного тока Импульсный источник питания переменного / постоянного тока
    Размер и вес Необходимы большие трансформаторы, что значительно увеличивает размер и вес Более высокие частоты позволяют при необходимости использовать трансформаторы гораздо меньшего размера.
    КПД Если не регулировать, потери в трансформаторе являются единственной существенной причиной потери эффективности.В случае регулирования приложения с большой мощностью будут иметь решающее влияние на эффективность. обладают небольшими коммутационными потерями, поскольку они ведут себя как малые сопротивления. Это обеспечивает эффективных мощных приложений .
    Шум могут иметь значительный шум, вызванный пульсациями напряжения, но регулируемые линейные источники питания постоянного тока переменного тока могут иметь чрезвычайно низкий уровень шума. Вот почему они используются в медицинских приложениях. Когда транзисторы переключаются очень быстро, они создают шум в цепи. Однако это можно либо отфильтровать, либо частоту переключения можно сделать чрезвычайно высокой, выше предела человеческого слуха, для аудиоприложений
    Сложность Линейный источник питания переменного / постоянного тока, как правило, имеет меньше компонентов и более простые схемы, чем импульсный источник питания переменного / постоянного тока. Дополнительный шум, создаваемый трансформаторами, вынуждает добавлять большие сложные фильтры, а также схемы управления и регулирования для преобразователей.

    Таблица 1: Линейные и импульсные источники питания

    Сравнение однофазных и трехфазных источников питания

    Источник питания переменного тока может быть однофазным или трехфазным:

    • Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, каждая из которых несет переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разностью фаз 120 °, или одной трети цикл (см. рисунок 4) .Эти системы являются наиболее эффективными при передаче большого количества энергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
    • Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределять нагрузку между линиями. В этом случае ток течет от линии питания через нагрузку, а затем обратно через нейтральный провод. Это тип источника питания, который можно найти в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий.Однофазные системы не могут передавать столько энергии нагрузкам и более подвержены сбоям питания, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

    Рисунок 4: Форма кривой переменного тока трехфазного источника питания

    Существует две конфигурации для передачи энергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольника $ (\ Delta) $ и конфигурация звезды (Y), также называемые конфигурациями треугольника и звезды, соответственно.

    Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. Рисунок 5) .

    Соединения

    треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения типа Y могут подавать два разных напряжения: фазное напряжение, которое является однофазным напряжением, подаваемым в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Соотношение между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в конфигурации Y заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раз больше, чем амплитуда фазы.

    Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна обеспечивать питанием как трехфазные, так и однофазные системы, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль.Таким образом, и дома, и промышленное оборудование могут быть снабжены одной и той же линией электропередачи. Поэтому конфигурация Y наиболее часто используется для распределения мощности, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

    Рисунок 5: Трехфазные конфигурации Y и треугольника

    Напряжение, при котором электросеть поставляет однофазную электроэнергию своим пользователям, имеет различные значения в зависимости от географического положения.Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения источника питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

    В таблице 2 сравниваются напряжения в сетях в разных регионах мира.

    Действующее значение (AC) Напряжение Пиковое напряжение Частота Регион
    230 В 310V 50 Гц Европа, Африка, Азия, Австралия, Новая Зеландия и Южная Америка
    120 В 170V 60 Гц Северная Америка
    100 В 141V 50 Гц / 60 Гц Япония *

    * Япония имеет две частоты в своей национальной сети из-за истоков ее электрификации в конце 19 века.В западном городе Осака поставщики электроэнергии купили генераторы 60 Гц в Соединенных Штатах, а в Токио, который находится на востоке Японии, они купили немецкие генераторы 50 Гц. Обе стороны отказались изменить свою частоту, и по сей день Япония все еще имеет две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

    Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспортировки, но также для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядки больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное приложение мощности в трехфазных системах может передавать гораздо больше энергии нагрузке и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. Рисунок 6) .

    Рисунок 6: Передача энергии в однофазных (слева) и трехфазных (справа) системах

    Например, при зарядке электромобиля (EV) количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет, насколько быстро он заряжается.

    Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним силовым преобразователем переменного / постоянного тока автомобиля (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

    Ограничение варьируется от страны к стране, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность из переменного в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

    Сводка

    Источники питания переменного / постоянного тока есть повсюду. Основная задача источника питания переменного / постоянного тока — преобразовывать переменный ток (AC) в стабильное постоянное напряжение (DC), которое затем может использоваться для питания различных электрических устройств.

    Переменный ток используется для транспортировки электроэнергии по всей электрической сети от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечивать мощность, достаточную для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечивать гораздо больше мощности более стабильным образом, поэтому они часто используются для питания промышленных приложений.

    Разработка эффективных источников питания переменного / постоянного тока — непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных источников питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

    Способы проектирования источников питания переменного / постоянного тока со временем изменились. Линейные источники питания переменного / постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и ​​регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, потому что в них используются импульсные регуляторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и ​​преобразуют электроэнергию намного эффективнее, чем предыдущие разработки, что позволило создавать мощные блоки питания переменного / постоянного тока размером с ладонь.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *