РазноеСхема блок питания с регулировкой напряжения и тока своими руками: Блок питания своими руками

Схема блок питания с регулировкой напряжения и тока своими руками: Блок питания своими руками

Содержание

Подвесной лабораторный блок питания своими руками

Как сделать подвесной лабораторный блок питаниясвоими руками.


Давно хотелось собрать компактный лабораторный блок питания, далее ЛБП. Я уже собирал ЛБП, но он получился тяжеловатый. Он включал в себя трансформатор и диодный мост на отечественных диодах. Теперь же я решил собрать на модулях. Они легкие, компактные и довольно мощные.

Материалы

  • понижающий модуль;
  • регулировочный модуль;
  • корпус;
  • индикатор напряжения и тока;
  • сетевой тумблер;
  • регулировочные резисторы;
  • клеммы;
  • инструменты.

Описание материалов

Понижающий модуль из Китая. Выходное напряжение составляет 24 вольта, то 4 ампера. Модуль компактный, что в моем случае в самый раз.

;

Регулировочный модуль из Китая. Вроде как за 300 Ватт. Но у меня ограничено 4 Амперами понижающего модуля, то есть до 100 Ватт.

Корпус от старого модема или роутера. Корпус крепкий и плоский, но мои комплектующие влезут.

Индикатор выходных напряжения и тока тоже китайский. Вольты отображаются красным. Амперы синим. 

 

Тумблер от старой техники. Модель Т3. Вроде на 2.5 Ампера.

Вместо установленных подстроечных резисторов, я поставлю регулировочные резисторы. Нашел в закромах две ручки, жаль что не было синей, было бы под цвет индикатора тока.

Выходные клеммы от старого прибора. Соответственно разного цвета.

Сборка

В корпусе проделываю отверстия под индикатор и клеммы. Да, верх ногами.

Корпус будет подвешен на полку. Такое расположение очень удобно, не занимает место на столе.

 ;

Прикидываю расположение модулей в корпусе. Лишний пластик удаляю. Креплю модули.

Соединяю проводами понижающий и регулировочный модули. Подстроечные резисторы удаляю, выношу на проводах регулировочные.

Сбоку расположена ниша, в нее установлю сетевой тумблер. Распаиваю тумблер и подсоединяю сетевой шнур. Нужно было сделать сетевой шнур съемным. Но не нашел разъем.

Для плавной регулировки напряжения, параллельно регулировочному резистору, установил постоянны резистор 27 кОм. Так же установил выходные клеммы.

Для питания индикатора собрал схему на TL431. Решил не питать от выходных 24 вольт. Рассчитать стабилизатор можно в он-лайн калькуляторе.

Соединил все компоненты проводами. Стабилизатор питания индикатора прикрепил термоклеем.

Провода с разъемами служат для подключения индикатора. Можно собирать корпус. Индикатор устанавливаю в последнюю очередь.

Корпус скручен. Индикатор установлен. Нагружаю автомобильной лампой. Ток чуть более 4 Ампер. Такой ток не стоит долго применять. Возможно перегреется понижающий модуль.

Теперь можно крепить наш блок питания к полке.

Такой вот лабораторный блок питания получился. Хотя не регулируется от нуля, примерно 1.2 вольта. Для домашнего использования в самый раз.

Текст данной статьи был взят с сайта freeseller. ru Переходите по ссылке, чтобы убедиться в этом. Также там вы найдёте для себя много полезной информации

Видео по сборке

Схемы блоков питания с регулировкой по току и напряжению на кр142ен

Главная » Разное » Схемы блоков питания с регулировкой по току и напряжению на кр142ен

Сборка блока питания с регулировкой тока/напряжения своими руками

Вот очередная версия лабораторного блока питания с напряжением от 0 до 30 В и регулировкой потребляемого тока 0-2 А, что всегда бывает полезно, когда используется БП для настройки самодельных схем или когда они неизвестные приборы запускаются в первый раз.

Схема ИП с регулировкой тока и напряжения

Сама схема питания — это популярный комплект из таких элементов:

  1. Сам регулируемый стабилизатор, в котором заменен T1 — BC337 на BD139, T2 — BD243 на BD911
  2. D1-D4 — диоды 1N4001 заменены на RL-207
  3. C1 — 1000 мкФ / 40 В заменен на 4700 мкФ / 50 В
  4. D6, D7 — 1N4148 на 1N4001

У используемого трансформатора есть напряжения: 25 В, 2 А и 12 В, которое полезно для управления вентилятором, охлаждающим радиатор и силовые диоды на панели. Для этого была создана небольшая плата с мостовым выпрямителем, фильтрующими конденсаторами и стабилизатором LM7812 (с радиатором).

Внутри корпуса лабораторного источника питания размещены трансформатор, плата самого регулируемого блока питания, платы стабилизаторов — 12 В и 24 В, радиатор с охлаждающим вентилятором (запускается при 50 С).

На передней части корпуса установлены выключатель, три светодиода, информирующих о состоянии блока питания (сеть 220 В, включение вентилятора и защита — ограничение тока или короткое замыкание), синие и красные LED дисплеи с наклеенной на них затемняющей пленкой. Рядом с дисплеями расположены регулирующие потенциометры, а справа выводы питания. На задней части корпуса имеется разъем для сети, предохранитель и охлаждающий вентилятор 60×60 мм.

Полезное:  Устройство плавного пуска трансформатора

Что касается индикаторных дисплеев, они показывают:

  • синий — текущее напряжение в вольтах V
  • красный — текущий ток в амперах A

Источник питания получился реально удобный и надёжный. Вся сборка заняла несколько дней. Что касается охлаждения, оно включается только при высокой нагрузке и то на короткое время, примерно на пару минут.

С этим БП удобно работать даже при слабом освещении, так как яркости индикаторов хватает с головой. Если хотите повысить ток до 3-4 ампера, выбирайте трансформатор по-мощнее и транзисторы регулятора, с хорошим запасам по току. Ещё пару неплохих схем источников питания смотрите по ссылкам:

6- 4,50 Загрузка…

НАЖМИТЕ ТУТ И ОТКРОЙТЕ КОММЕНТАРИИ

Регулируемый блок питания 0…16В 5А.

Регулируемый блок питания 0…16В 5А , + фикс 5 В, + фикс 12,6 В.

Предлагаем вашему вниманию универсальный блок питания, который имеет на выходе два постоянных стабилизированных напряжения 5 и 12,6 вольт, а также регулируемый выход, позволяющий изменять выходное напряжение в пределах от 0 до 16 вольт. Последний выдерживает ток нагрузки порядка 5 ампер. Токи стабилизаторов DA1 и DA2 соответствуют техническим характеристикам этих элементов. Приведенная ниже схема публиковалась в 2011 году в одном из выпусков журнала “Радиомир”.

Блок питания обладает следующими характеристиками:

● Сетевое напряжение …………………………………………………………….……………. 180-230 В;● Мощность, потребляемая от сети …………………………………………………..….…….…120 Вт;● Выходное напряжение первого канала …………………….…………..… 5 В при токе до 2 ампер;● Выходное напряжение второго канала ……………………………….12,6 В при токе до 1,5 ампер;● Выходное напряжение регулируемого канала ……………………… 0 – 16 В при токе до 5 ампер.

Принципиальная схема изображена на рисунке ниже.

Рассмотрим схему этого стабилизатора.Сетевое напряжение 220 вольт поступает на входной фильтр от помех, собранный на T1 и двух конденсаторах С1 и С2 (был взят готовый от БП компьютера), далее на понижающий трансформатор Т2. Выпрямитель реализован на диодной сборке КВР206, правда остается не понятно, эта сборка диодов расчитана на Uобрат=600В, но ток она способна пропустить всего 2 ампера.

Технические характеристики смотри на картинке ниже.

Вместо нее наверно лучше было бы поставить, например, KBU6G, (RS604) мост 6А, 400В. Параметры этой диодной сборки такие:

— Максимальное постоянное обратное напряжение, В ………………………..………….400;- Максимальный прямой(выпрямленный за полупериод) ток, А …………………………..6;- Максимальное импульсное обратное напряжение, В ……………………..…………….480;- Максимальный допустимый прямой импульсный ток, А ……………..…..…………….250;- Максимальный обратный ток, мкА ……………………………………………………………10;- Максимальное прямое напряжение, В ………………………………………………………. 1.

Или, например, 8GBU06 (GBU8J), Диодный мост, 8А 600В.

При неимении подобных диодных сборок, выпрямительный мост можно собрать из отдельных диодов, способных выдерживать большие токи. Например, можно использовать Д231, Д213, Д246, или подобные.

Пятивольтовый канал собран на микросхеме 7805 (КР142ЕН5А). Это стабилизатор фиксированного напряжения. Вот его параметры:

— Тип ……………………………..…… .…….….… нерегулируемый- Выходное напряжение, В……….……….……..………………. 5- Ток нагрузки, А………………………….………………………… 2- Тип корпуса ……………………………….……………….. TO220- Максимальное входное напряжение, В ……………………..15- Нестабильность по напряжению, % ……………………….. 0.05- Нeстабильность по току, % …………………………………..1.33- Температурный диапазон, C………………….……….….-10…70

Двенадцативольтовый канал реализован на стабилизаторе фиксированного напряжения 7812 (КР142ЕН8Б).

Технические характеристики 7812 (КР142ЕН8Б):- Тип ……………………………………………………… нерегулируемый- Выходное напряжение, В……………………………………………..12- Ток нагрузки, А …………………………………………………………1,5- Тип корпуса………………………………………………………….TO220- Максимальное входное напряжение, В…………………………..35- Нестабильность по напряжению, %…………

……………………0.05- Нeстабильность по току, %…………………………………………0,67- Температурный диапазон, C…………………………………..-10…70

Импортным аналогом КР142ЕН8Б является микросхема A7812C.

Обратите внимание, выходное напряжение этого канала на 0,6 вольта сделано больше, чем напряжение, которое выдает микросхема (за счет диода VD2), т.е. на ее выходе получается 12,6 вольт. Это сделано для того, чтобы была возможность при необходимости подзарядить 12 вольтовый аккумулятор.

Схема, защищающая стабилизатор от перегрузки и КЗ выполнена на микросхеме DA3 (TL431). Она представляет собой трехвыводной регулируемый прецизионный параллельный стабилизатор с высокой температурной стабильностью. Выпускается фирмами MOTOROLA и TEXAS INSTRUMENTS. Изготавливается в корпусах как для обычного, так и поверхностного монтажа (смотри рисунок ниже).

Параметры TL431: для увеличения таблицы кликните на изображении.

Аналоги TL431 : 142ЕН19 , HA17431A , AS2431A1D , IR9431N , LM431BCM , TL431ACD , AS2431A1LP , KA431ACZ , LM431BCZ , KA431AD , LM431BIM , SPX431LS , AS2431B1LP , HA17431VP и другие.

На транзисторе VT1 (КТ829А) собран собственно сам регулятор 0 – 16 вольт. Параметры транзистора смотри ниже.

Импортными аналогами КТ829А являются: 2SD686 , 2SD691 , 2SD692 , BD263A , BD265А , BD267A , BD335 , BD647 , BD681 , BDW23C , BDX53C.При увеличении напряжения на резисторе R8 при перегрузках или коротком замыкании на выходе регулируемого канала, произойдет открытие DA3, которая в свою очередь зашунтирует базу VT1 и ограничит выходной ток стабилизатора. Необходимый ток ограничения можно выставить сопротивлением R7. Автор статьи утверждает, что вместо микросхемы DA3 возможно поставить любой транзистор не большой мощности с обратной проводимостью. Резистор R8 намотан нихромом 1мм на 2 ваттный резистор типа МЛТ.Зеленый светодиод HL2 индицирует наличие напряжения на выходе. HL1 горит при подключенном блоке питания к сети 220 вольт.

Печатная плата устройства изображена на следующем рисунке.

В качестве амперметра применена головка на 100 мкА (например, можно поставить М2003), которая подключена к шунту RS1. Шунт можно изготовить путем намотки 10 витков медного провода диаметром 0,8мм на оправку диаметром 8мм. Чтобы подогнать показания измерительной головки , последовательно ей подключают подстроечный резистор (можно многооборотный), и с помощью него подгоняют показания относительно эталонного амперметра, включенного последовательно с нагрузкой. В качестве эталонного амперметра можно использовать цифровой мультиметр, включенный в режим измерения больших токов.Электролит С3 (смотри схему), ставьте вольт на 35, меньше утечки, меньше греться будет.Трансформатор выбирайте ватт на 150 – 200, например, перемотанный ТС-180 (200) от старых телевизоров, или типа ТПП-292 (293, 294, 303). На вторичной обмотке должно быт порядка 18 – 24 вольт, и чтобы она могла выдерживать ток порядка 5 – 6 ампер.Микросхемы стабилизаторов можно закрепить к металлическому корпусу блока питания через слюду. VT1 ставится на радиатор. При подстройке резистора R7, его оставляют в таком положении, когда при плавном вращении ручки потенциометра R3 напряжение на нагрузке перестает расти.

В особых регулировках блок питания не нуждается.

Блок питания с регулировкой тока и напряжения своими руками

Схема регулируемого блока питания
   Предлагаю вашему вниманию простую схему регулируемого блока питания, которая обеспечивает регулировку выходного тока и напряжения в диапазоне напряжений от 0  до 24 вольт и с током до 5 ампер. Схема бюджетная и простая, её под силу собрать своими руками даже начинающему радиолюбителю.    Трансформатор берётся любой подходящей мощности, с выходным напряжением 24 вольт и током 5 ампер. Диоды желательно установить на радиаторы. резистором R3 регулируется выходное напряжение, а резистором R8 ток ограничения. При коротком замыкании или достижения тока ограничения загорается красный светодиод VD6. Транзистор Т4 так же устанавливаем на теплоотвод. Фактически не убиваемый блок питания, при желании можно снабдить для удобства индикаторами напряжения и ток. Можно как обычные стрелочные отечественного производства, так и китайские цифровые из алиэкспресс. Выходной ток можно и увеличить, поставив трансформатор соответствующей мощности и заменив диоды выпрямительного моста на более мощные. В таком случае уже придётся ставить кулер на радиатор транзистора Т4. Ну, и как обычно, перед включением после сборки блока питания проверить монтаж на ошибки.

Лабораторный блок питания 0 — 39 В — 7,5 А на микросхеме КР142ЕН22А

Лабораторный блок питания 0 — 39 В — 7,5 А на микросхеме КР142ЕН22А
Схема лабораторного источника питания на микросхеме КР142ЕН22А. Это регулируемый стабилизатор с малым падением напряжения, позволяющий получить в нагрузке ток до 7,5 ампер.   Максимально рассеиваемую мощность на выходе стабилизатора Рmax можно рассчитать по формуле: Рmax = (Uвх — Uвых) Iвых , где Uвх — входное напряжение, подаваемое на микросхему DA3, Uвых — выходное напряжение на нагрузке, Iвых — выходной ток микросхемы. Например, входное напряжение, подаваемое на микросхему, Uвх=39 вольт, выходное напряжение на нагрузке Uвых=30 вольт, ток на нагрузке Iвых=5 ампер, тогда максимальная рассеиваемая микросхемой мощность на нагрузке составляет 45 Ватт.
Печатная плата БП и расположение элементов показаны на картинке:   Размеры печатной платы 112×75 мм. Диоды VD1-VD4 представляют собой зарубежную диодную сборку RS602, рассчитанную на ток до 6 ампер. В схеме защиты БП использовано реле РЭС10 (паспорт РС4524302). В устройстве применен силовой трансформатор марки ОСМ-0,1УЗ мощностью 100 Ватт. Магнитопровод ШЛ25/40-25. Первичная обмотка содержит 734 витка провода ПЭВ 0,6 мм, обмотка II — 90 витков провода ПЭВ 1,6 мм, обмотка III — 46 витков провода ПЭВ 0,4 мм с отводом от середины.  Диодную сборку RS602 можно заменить диодами, рассчитанными на ток не менее 10 ампер, например, КД203А, В, Д или КД210 А-Г. В качестве транзистора VT1 можно применить транзистор КТ361Г. Радиокомпоненты устройства и отечественные и зарубежные:  
DA1 — L7805 R7 — 2,2 кОм — переменный
DA2 — 79L05 R8 — 91 Ом
DA3 — КР142ЕН22А C1 — 10000 мкФ х 50 вольт
VD1-VD4 — RS602 C2 — 470 мкФ х 25 вольт
VD5 — VD8 — КЦ407А C3 — 470 мкФ х 25 вольт
VD9 — КД522Б C4 — 22 мкФ х 16 вольт
VD10 — КД522Б C5 — 22 мкФ х 16 вольт
VD11 — КС113А C6 — 0,1 мкФ
R1 — 12 кОм C7 — 1000 мкФ х 50 вольт
R2 — 0,1 Ом VT1 — КТ203А
R3 — 510 Ом VS1 — КУ103Е
R4 — 1 кОм K1 — РЭС10 (паспорт РС4524302)
R5 — 5,1 кОм FU1 — предохранитель на 5 ампер
R6 — 1 кОм — переменный HL1 — АЛ307Б
Установка и обслуживание натяжных потолков МосПрофМастер 

Блок питания с регулировкой напряжения и тока

Выпрямитель вса 10а схема переключения перемычек

Выпрямитель нагружен на аккумуляторную батарею Б и нагрузку.

Он состоит из мостового выпрямителя на диодах VD1-VD4 и тиристора, включенного в цепи постоянного тока.

Вса 10а схема

Классическая схема зарядного устройства для автомобильного аккумулятора состоит из понижающего трансформатора, выпрямителя и регулятора тока зарядки.

Вса 10а схема

Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик — порог входа очень низкий. Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений.

который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Вса 10а схема

Легендарный селеновый выпрямитель.

И от водогрея остался УЗО)) В ящике ампер-вольтметр. Правдп привирает на 0,1-0,2V — но не критично Толстый синий на НАГРУЗКУ на «—» Если модератор сочтет, что пост не несет смысла. Прошу удалить )))

Зарядное устройство вса 10а схема

В данной статье я привожу две схемы выпрямителя ВСА-5К так как ни одна из приведенных не является полной. Так на первой отсутствует шунтирующий резистор Rш1 – 75ШСМ3-20-05 на котором происходит падение напряжения для работы амперметра.

На другой схеме присутствует стабилитрон, но не показан автотрансформатор. В общем схемы дополняют друг друга.

Мой выпрямитель ВСА 5К выпуска 1982 года по крайней мере не подходит ни к одной. Зима. Мороз. Двигатель запускается тяжело.

Вса 10а схема

Однако и здесь имеются однополярные зажимы, полярность которых всегда одинакова, а изменение ее во времени происходит синхронно на всех зажимах. Такие однополярные зажимы или выводы принадлежат одной и той же фазе общего источника питания (генератор или параллельно работающие генераторы), а нахождение их называется фазировкой.

Определение однополярных выводов в цепях постоянного тока производится с помощью вольтметра постоянного тока, который подключается на проверяемые зажимы. Несколько дополнений и исправлений.

Прежде всего, статистика длительного использования нескольких устройств показала, что резистор R1 все же лучше заменить перемычкой — очень уж сильно он греется.

В некоторых блоках питания с этой обмотки можно снять достаточно большой ток (7-20Ампер), в нашем случае блок питания на 350 ватт, 12-Вольтовая обмотка дает 12-14Ампер, что более, чем достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.

Выпрямитель вса 10а схема переключения перемычек

Разнообразие типов аккумуляторных батарей, отличающихся емкостью, напряжением, режимами заряда и областью применения, привело к необходимости создания различных устройств, предназначенных для приведения этих батарей в заряженное состояние. Знаю, что многие, с приходом холодов, заряжают свои аккумуляторы селеновым выпрямителем ВСА-10А.

Я являюсь одним из владельцев подобного аппарата. Однако проблема с перемычками была извечным вопросом.

Что, для чего, куда? И вот на днях, в очередной раз разгребая гараж, я нашёл чудо!

Техническое описание и инструкцию по эксплуатации выпрямителя ВСА-10А.

Выпрямитель вса 10а электрическая схема

В демонстрационной версии эти данные не представлены.

Вса 10а схема

а вообще купи новый, я себе взял автоматическое зарядное устройство маленькое лёгкое заряжает акб превосходно, цена вопроса 800р.

Методические указания (стр. 18 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

цепи. …………………53— 12, 53—12, 73—71, 73—71, 53—12

73—32 73—51 51—12 32—12 73—71

Выпрямленное напря­жение, В,

на кон­тактах 52— 72 ………. 16±0.8 201,0 40±2,0 442,2 60±3,0

Примечание. При напряжении питания 110В в первичной цепи БПШ перемычки 11—13,31—33, при 220 В — 33— 11.

Напряжение постоянного тока выпрямителей, установленных на силовых панелях, измерить вольтметрами, расположенными на пане­лях. Выпрямитель, который служит для заряда контрольной батареи, состоящей из 12 аккумуляторов, должен обеспечивать напряжение ба­тареи 25,2—27,6 В. При ручной регулировке выпрямитель должен обеспечивать заряд батареи до 32,4 В. Напряжение выпрямителей, установленных на силовых панелях и служащих для питания электродвигателей стрелочных электроприво­дов, измерить при переводе стрелок. Это напряжение должно быть от 230 до 245 В.

Выпрямленное напряжение резервных выпрямителей 24 и 220 В измеряют также при работе выпрямителя на нагрузку. Проверку действия резервных выпрямителей выполняют включением в работу со стороны переменного и выпрямительного токов, устанавливаемых на щитовой установке пакетными выключателями, которыми можно вза­имно резервировать выпрямители и ставить их на параллельную ра­боту.

Убедившись в наличии напряжения переменного тока на резерв­ных выпрямителях 24 и 220 В, в свободное от движения поездов время по согласованию с дежурным по железнодорожной станции переклю­чить питание устройств с основного источника на резервный. После переключения проверить работу устройств СЦБ. По окончании про­верки восстановить питание устройств от основного источника.

В случае несоответствия выпрямленного напряжения установлен­ным нормам необходимо проверить прямое падение напряжения на каждом выпрямительном элементе. При значительных отклонениях напряжения от нормы на одном или нескольких элементах их следует заменить. Один раз в два месяца электромеханик доеден убеждаться, что авто­матический регулятор тока РТА (РТА1) находится в режиме постоян­ного подзаряда, и проверять напряжение на батарее, которое для бата­реи, состоящей из 10 аккумуляторов, должно быть (15,2 ± 0,05) В, а для батареи, состоящей из 11 аккумуляторов, — (16,7 ± 0,06) В.

Для измерения напряжения батареи к клеммам 3—4 РТА подклю­чают вольтметр постоянного тока. Затем выключают переменный ток на входе РТА, заряд батареи прекращается. При снижении напряже­ния батареи до напряжения включения форсированного заряда вклю­чают переменный ток и проверяют работу зарядного устройства в режиме форсированного заряда. Работа зарядного устройства фикси­руется свечением светодиода, расположенного на верхней плате РТА рядом с регулируемым резистором.

Читайте также: Как рассчитать передаточное число шкивов ременной передачи

По мере восстановления емкости батареи напряжение увеличивается, а ток заряда уменьшается. При достижении напряжением батареи напряжения выключения форсированного заряда светодиод должен полностью погаснуть.

Регуляторы тока РТА должны иметь следующие параметры (табл.4).

Напряжение. В. при числе аккумуляторов

Выключение ФЗ1 и включение ПЗ2

Режим постоянного подзаряда (для РТА1)

1ФЗ — режим заряда батареи максимальным током выпрямителя.

2ПЗ — режим постоянного подзаряда.

1.2 Измерение прямого тока

Прямой ток выпрямителей силовых панелей измерить приборами, установленными на них. У выпрямителей, работающих для непрерывного подзаряда аккуму­ляторной батареи, проверить максимальный ток заряда. Для этого в свободное от движения поездов время отключить напряжение перемен­ного тока выпрямителя и через 2 — 3 мин аккумуляторным пробником АП проверить аккумуляторную батарею. Убедившись в ее исправности и нормальном действии устройств при выключенном переменном токе, включить амперметр в цепь постоянного тока между монтажным про­водом и выводом выпрямителя (одноименным полюсом к выводу вы­прямителя). Затем включить переменный ток и по амперметру опреде­лить прямой зарядный ток выпрямителя. Зафиксировав зарядный ток, выдвинуть шунт или установить перемычку на максимальную ступень. После окончания работ установить первоначальный зарядный ток, восстановить схему и проверить действие устройств.

Для измерения прямого тока выпрямителей, работающих в им­пульсном режиме заряда батареи, перейти в режим ручной регулиров­ки и проверить возможность получения допустимого зарядного тока. Допустимые зарядные токи для выпрямителей ВАК и ВСА приве­дены в табл. 2 и 3. Максимальный выпрямленный ток зарядно-буферного устройства ЗБУ-12/10 при номинальном напряжении питания составляет 10 А. При уменьшении напряжения питания ЗБУ на 10 % максимальный длительно потребляемый ток нагрузки выпрямите­ля не должен превышать 7,5 А, а при снижении напряжения на 20 % — 5 А. Максимальный ток выпрямителя ЗБФ-24/30 — 30 А, ЗБВ-220/3 — 3 А, ЗБВ-12/20 — 20 А, ВСП-12/10 — 10 А.

1.3 Измерение напряжения на аккумуляторах

В соответствии с технологической картой №75 измерение напряжения на аккумуляторах производят на станциях – 1 раз в четыре недели для систем с автоматической регулировкой напряжения или 1 раз в две недели для систем без автоматической регулировки напряжения.

Напряжение измерять при выключенном переменном токе аккуму­ляторным пробником с нагрузкой 12 А. При буферном режиме напря­жение каждого аккумулятора батареи должно быть 2,1—2,3 В. При выключенном переменном токе напряжение заряженного аккумулято­ра, измеренное с нагрузкой, не должно быть ниже 2,0 В.

О результатах измерений напряжения на каждом аккумуляторе ак­кумуляторных батарей и плотности электролита записать в карточку формы ШУ-63 или аккумуляторный журнал формы ШУ-66.

Один раз в два месяца электромеханик доеден убеждаться, что авто­матический регулятор тока РТА (РТА1) находится в режиме постоян­ного подзаряда, и проверять напряжение на батарее, которое для бата­реи, состоящей из 10 аккумуляторов, должно быть (15,2 ± 0,05) В, а для батареи, состоящей из 11 аккумуляторов, — (16,7 ± 0,06) В.

Для измерения напряжения батареи к клеммам 3—4 РТА подклю­чают вольтметр постоянного тока. Затем выключают переменный ток на входе РТА, заряд батареи прекращается. При снижении напряже­ния батареи до напряжения включения форсированного заряда вклю­чают переменный ток и проверяют работу зарядного устройства в режиме форсированного заряда.

Работа зарядного устройства фикси­руется свечением светодиода, расположенного на верхней плате РТА рядом с регулируемым резистором.

Батарея аккумуляторная 5 KPL70P (5НКЛБ-70м) представляет

собой блок из пяти щелочных аккумуляторов KPL70P (НКЛБ-70м).

Две последовательно соединенные батареи используются взамен батареи, состоящей из шести АБН-72. При необходимости замены семи кислотных аккумуляторов к двум батареям 5KPL70P (5НКЛБ-70) добавляют один аккумулятор KPL70P (НКЛБ-70м). Номинальное напряжение батарей должно быть 6,0 В, а аккумулятора — 1,2 В.

При эксплуатации аккумуляторной батареи в течение 5,5 лет в режиме постоянного подзаряда допускается снижение емкости до 15% номинальной. Номинальная емкость батареи составляет 70 Ач.

Аккумуляторы Щелочного типа не выходят из строя при глубоком разряде (напряжении ниже минимального). Минимальное напряжение аккумулятора при разряде не должно быть менее 1,08 В.

О результатах измерений напряжения и плотности электролита записать в карточку формы ШУ-63 или аккумуляторный журнал формы ШУ-66.

2 Проведение работы

2.1 Ознакомиться с пунктами 2 и 3. технологической карты № 71 и пунктами 2.4 и 3.3 технологической карты № 75

2.2 Разработать алгоритм измерения напряжения на различных типах выпрямителей и зарядно-буферных устройств.

2.3 Разработать алгоритм измерения тока на различных типах выпрямителей и зарядно-буферных устройств.

2.4 Разработать алгоритм измерения напряжения на кислотных и щелочных аккумуляторах.

3 Оформление отчета

Составьте отчет о проделанной работе, оформленного в соответствии с ГОСТом.

1) название работы,

3) алгоритмы выполнения работ,

4) вывод о проделанной работе.

Литература и технические средства обучения

1. Устройства СЦБ. Технология обслуживания. –М.: Транспорт. 19с., стр. 355-359.

2. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту устройств сигнализации, централизации и блокировки. ЦШ-720. М.: Трансиздат, 2000.

3. Типовая инструкция по охране труда для электромеханика и электромонтера сигнализации, централизации, блокировки и связи. ТОИ Р-32-ЦШ-796-00. М.: Трансиздат, 2001.

Практическая работа №39

по дисциплине Организация обслуживания, монтаж и наладка систем автоматики и телемеханики

«Проверка правильности сигнализации светофоров и изменения любого

из разрешающих показаний на запрещающее»

Цель работы: закрепить и систематизировать знания по технологии проверки правильности сигнализации светофоров и изменения любого из разрешающих показаний на запрещающее.

Читайте также: Звери на дороге в Украине построят мосты для животных Вокруг Света

Приборы и инструменты: носимые радиостанции или другие средства связи, необходимая техническая документация, шунт ШУ-01м сопротивлением (0,06±0,003) Ом для испытания рельсовых цепей, гаечные торцовые ключи с изолирующими рукоятками 10×140; 11×140 мм, ключ от светофорной головки, сигнальный жилет, блокнот, карандаш.

Порядок работы:

1. Ознакомление со списком предстоящих работ

2. Проведение работы.

3. Оформление отчета.

1 Теоретические сведения

1.1 Проверка правильности сигнализации светофора

Данную проверку выполняют с согласия дежурного по станции (ДСП) в свободное от движения поездов время. Проверке подлежат все входные, выходные и маршрутные светофоры станции. Для сокраще­ния затрат времени на проверку и качественного проведения проверки старшему электромеханику рекомендуется принять участие в ней.

Электромеханик (старший электромеханик), руководствуясь действующей Инструкцией по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации и технической документацией (таблицей взаимозависимостей положения стрелок и сигнальных показаний светофоров, схематическим планом станции, перечнем маршрутов) определяет сигнальные показания каждого проверяемого светофора. Затем старший электромеханик (электромеханик), находясь в помещении дежурного по станции, устанавливает связь, используя носимые радиостанции или другие средства связи с электромехаником (электромонтером), находящимся у проверяемого светофора.

Дежурный по железнодорожной станции по просьбе старшего электромеханика (электромеханика) включает разрешающие огни, предусмотренные технической документацией (проектом), проверяемого светофора (входного, выходного, маршрутного).

О сигнальных показаниях светофора электромеханик (электромонтер) докладывает старшему электромеханику (электромеханику), который сличает (проверяет) их с показаниями, указанными в технической документации для каждого маршрута, а также контролирует правильность индикации повторителя светофора на пульте табло (аппарате управления).

Правильность сигнализации выходных светофоров и светофоров, находящихся перед ними, проверяют вслед движущемуся поезду. На малодеятельных участках, оборудованных устройствами автоблокировки, при проверке правильности сигнализации выходных светофоров занятость блок-участков удаления допускается осуществлять, накладывая на рельсы шунт ШУ-01м сопротивлением 0,06 Ом для испытания рельсовых цепей или отключая обмотку путевого реле в соответствии с требованиями Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве работ по техническому обслуживанию и ремонту устройств СЦБ.

По окончании проверки шунт с рельсовой цепи снимают или включают путевое реле, о чем ставят в известность дежурного по станции.

На участках, оборудованных устройствами полуавтоматической блокировки, правильность сигнализации светофоров определяют методом наблюдения при проследовании поездов. Эту проверку совмещают с проверкой зависимостей устройств полуавтоматической блокировки, проводимой один раз в три года, когда действие полуавтоматической блокировки прекращается для выполнения работ.

Правильность сигнализации маршрутных указателей проверяют одновременно с проверкой правильности сигнализации светофора. Светофор с маршрутным указателем проверяют так же, как и светофор без маршрутного указателя. Дежурный по станции по просьбе старшего электромеханика (электромеханика) включает на светофоре с маршрутным указателем разрешающие огни поочередно по каждо­му направлению движения. При этом электромеханик (электромонтер) проверяет видимость маршрутного указателя, которая должна быть не менее 100 м.

Следует проверить переключение (изменение показаний) светофоров с зеленого огня на желтый при перегорании лампы зеленого огня. Перегорание ламп имитируют их изъятием и затем устанавливают на место после проверки.

На участках железных дорог, оборудованных автоблокировкой с трехзначной сигнализацией на светофоре (входном, маршрутном, выходном или проходном), ограждающем на главном пути блок-участок длиной менее требуемого тормозного пути, на котором установлен световой указатель в виде двух вертикальных стрел, и на предупредительном к нему светофоре, на котором установлен такой же указатель в виде одной стрелы, следует проверить правильность сигнализации этих световых указателей.

При проверке правильности переключения горения ламп светофоров с основной нити на резервную (неизменность сигнализации) следует проверить видимость огней светофора при питании ламп по схеме с резервной нитью.

Пригласительный сигнал (один лунно-белый мигающий огонь) светофора сдует проверять согласно п. 3 Технологической карты № 8 настоящей Технологии.

При проверке правильности сигнализации светофоров на станциях необходимо обращать внимание на правильность места расположения огней их видимость, а также чистоту поверхности линз и стекла маршрутного указателя.

Сигнализация светофоров (входных, выходных и маршрутных) и световых маршрутных указателей должна соответствовать Инструкции по сигнализации на железных дорогах Российской Федерации и технической документации (таблице взаимозависимости положения стрелок и сигнальных показаний светофоров, схематическому плану станции, перечню маршрутов).

Недостатки, выявленные при проверке, должны быть устранены.

1.2 Проверка переключения показаний светофора с разрешающего на запрещающее

На участках железных дорог (станциях) с интенсивным движением поездов, а также на участках железных дорог, оборудованных устройствами полуавтоматической блокировки, проверку правильности изменения любого из разрешающих показаний светофора на запрещающее выполняют, наблюдая за сменой огней при вступлении головы поезда за светофор.

На участках железных дорог с большими интервалами движения поездов такую проверку выполняют, накладывая на рельсовую цепь шунт ШУ-01м при горении на светофоре разрешающего огня. Проверку переключения показаний светофора с разрешающего на запрещающее с наложением на рельсовую цепь шунта ШУ-01м выполняют в свободное от движения поездов время с согласия дежурного по станции и оформлением соответствующей предварительной записи в Журнале осмотра путей, стрелочных переводов, устройств СЦБ, связи и контактной сети (форма ДУ-46), далее Журнале осмотра. Затем электромеханик (электромонтер) с помощью носимых радиостанция или других средств связи устанавливает связь с дежурным по станции. Последний по просьбе электромеханика (электромонтера) включает на проверяемом светофоре разрешающий огонь, а при необходимости информирует электромеханика о движении поездов. После этого электромеханик дает команду электромонтеру о наложении (шунтировании) на первую за светофором рельсовую цепь шунта ШУ-01м и наблюдает за изменением показаний светофора. После переключения показания светофора с разрешающего на запрещающее шунт с рельсовой цепи снимают и докладывают ДСП об окончании проверки этого светофора.

Читайте также: Договор купли-продажи автомобиля между физическими лицами 2020

Следует проверить также включение на светофоре запрещающего показания при изъятии ламп разрешающих огней. При проверке обращают внимание на то, чтобы переключение с разрешающего показания светофора на запрещающее происходило без проблесков других сигнальных огней.

Недостатки, выявленные при проверке, устраняют.

1.3 Оформление результатов проверки

Результаты проверки переключения показаний светофора с разрешающего на запрещающее наложением шунта ШУ-01м на рельсовую цепь оформляют в Журнале осмотра. Результаты проверки правильности сигнализации светофора, светового маршрутного указателя, а также переключение любого из разрешающих показаний светофора на запрещающее в результате наблюдения заносят в таблицу специальной формы, которую утверждает начальник дистанции сигнализации и связи.

Заполненные таблицы должны храниться в дистанции сигнализации и связи в специальной папке «Проверка зависимостей». Форма представлена в таблице 1.

УТВЕРЖДАЮ: ШЧ Форма

Проверка

на ст. ____________________, ж. д. правильности сигнализации светофоров

и изменения любого из разрешающих показаний на запрещающее.

Проверка правильности сигнализации и видимости маршрутных световых указателей. Периодичность, проверки 1 раз в год или

до 1 раза в 5 лет по Указанию ЦШЦ-37/99 от 27.12.91

Наименование светофора, маршрутного светофорного указателя

Правильность сигнализации светофоров

Правильность изменения любого разрешающего показания на запрещающее

Правильность сигнализации и видимость маршрутного светофорного указателя

Выпрямитель вса 10а схема переключения перемычек

Выпрямители, применяемые в устройствах автоматики и телемеханики

Выпрямители типов ВАК-11А, ВАК-13А, ВАК-16А используют автономно или для буферной работы с аккумуляторной батареей напряжением 12 В. Выпрямители типа ВАК-14А служат для непрерывного подзаряда аккумулятора напряжением 22 В. В выпрямителе типа ВАК с индексом Б применяют кремниевые диоды, которые при ступенчатой регулировке присоединяют к соответствующей секции трансформатора Т (рис. 235).

Выпрямитель вса 10а схема переключения перемычек

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины.

в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей. Амбициозная цель компании MediaTek — сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы.

ЗЫ. Маленький бонус для «счастливых» обладателей неисправных, но ремонтопригодных УТФР-М: номиналы элементов схемы. Обозначения даны те же, что и в паспорте.

прилагающемся к термореле. C1 и С3: 1 мкФ*50 керамика, С2: 100 мкФ*50 электролит, С4: 0,68 мкФ*400 пленочный, С5: неизвестно (вычисляем сами, ссылки в статье даны), R1: 26к, R2+R14: 17к, R3: СП4-1А 100к переменный, R4: 26к, R5 и R6: 100к, R7: 2,2к, R8: 250к, R9: 10к, R10: 1к, R11: 50 — 1Вт, R12: 500к — 1Вт, R13: 150 — 2Вт, VD1, VD2 и VD3: zener 12В — 1 Вт, VD4: неизвестно (любой диод с обратным напряжением не менее 24 вольт), VD5: неизвестно (некий однокристальный выпрямитель с шестью dip выводами), K1: BS-115C 24VDC, FU1: фактически отсутствует на плате, за то имеется варистор TVR10431, включенный параллельно клеммам 3 и 4.

Зарядные устройства — Аккумуляторные батареи

Разнообразие типов аккумуляторных батарей, отличающихся емкостью, напряжением, режимами заряда и областью применения, привело к необходимости создания различных устройств, предназначенных для приведения этих батарей в заряженное состояние.

К числу таких устройств относятся зарядные, подзарядные, буферные, зарядно-разрядные, зарядно-подзарядные, зарядно-буферные и подобные им устройства. В настоящее время внедрено большое количество разнообразных универсальных и специализированных зарядных устройств, отличающихся назначением, схемным и конструктивным решением основных функциональных узлов.

Знаю, что многие, с приходом холодов, заряжают свои аккумуляторы селеновым выпрямителем ВСА-10А.

Я являюсь одним из владельцев подобного аппарата. Однако проблема с перемычками была извечным вопросом. Что, для чего, куда? И вот на днях, в очередной раз разгребая гараж, я нашёл чудо!

Техническое описание и инструкцию по эксплуатации выпрямителя ВСА-10А.

Поскольку интернет беден подобной информацией, естественно, сразу отсканировал все страницы.

Комплектные устройства проверки защит — Аппаратура для проверки релейной защиты

6 Комплектные устройства проверки защит Основным средством повышения производительности труда при проверках релейной защиты является применение комплектных испытательных устройств.

В комплектных испытательных устройствах, которые бывают переносными или передвижными, заранее смонтирована испытательная. схема вместе с регулировочными устройствами: реостатами, автотрансформаторами, а иногда и измерительными приборами.

Мощное импульсное зарядное устройство для автомобильного аккумулятора

Такой блок питания был создан после того, как сгорел мой лабораторный БП, который прослужил всего пару месяцев. Было решено из подручных средств собрать мощный сетевой ИБП, который при желании можно было использовать в качестве зарядного устройства для автомобильных аккумуляторов.

За основу была взята схема полумостового инвертора на драйвере IR2153. По идее, такой инвертор можно собрать из подручного хлама, почти все основные компоненты можно снять из компьютерного блока питания.

Переделка компьютерного БП LC-200C в зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов

Для зарядки батареи своего автомобиля купил зарядное устройство Defort DBC-6D.

Его хватило на пару зарядок. Сдал по гарантии. Хотел купить что-то иное, но на все, что хотелось бы купить, в Сети отрицательные отзывы, в основном, что зарядные устройства быстро выходят из строя. Наткнулся на хорошую статью Зарядное устройство на основе блока питания ATX.

где описана переделка FSP ATX-300PAF. На моем домашнем складе нашел исправный блок питания LC-200C и занялся переделкой его в зарядное устройство.

Как собрать линейный источник питания

Линейный блок питания — это блок питания (БП), который не содержит коммутационных или цифровых компонентов. Он обладает некоторыми выдающимися характеристиками по сравнению с импульсными блоками питания, такими как очень низкий уровень шума и пульсаций, устойчивость к сетевым помехам, простота, надежность, простота конструкции и ремонта. Они также могут генерировать очень высокие напряжения (тысячи вольт) и очень низкие напряжения (менее 1 В). Они могут легко генерировать несколько выходных напряжений.С другой стороны, они большие по размеру и тяжелые, и нуждаются в большем теплоотводе. Линейные источники питания существуют уже несколько десятилетий, задолго до появления полупроводников.

Блоки питания

Linear могут быть фиксированными, например, в качестве источника питания 5 В, который может понадобиться для логической схемы, или нескольких фиксированных источников питания, необходимых для ПК (+5, +12 или -12 В). На настольном блоке питания лабораторного типа вы хотели бы использовать переменный блок питания. В дополнение к одиночным источникам питания вы также можете получить двойные источники питания, скажем, для схем операционных усилителей ± 15 В, и даже двойные источники слежения, которые синхронизированы по напряжению друг с другом в источниках питания, где дрейф не является незначительным.

Некоторые примеры:

  • Логические и микропроцессорные схемы +5 В
  • Светодиодное освещение +12 В, общая электроника
  • ±15 В схемы операционных усилителей
  • Источник питания для стендовых испытаний 0-30 В
  • Зарядное устройство +14,5 В

В этой статье мы рассмотрим отдельные компоненты блока питания, затем с нуля спроектируйте небольшой источник питания 12 В и регулируемый двойной источник питания 1–30 В.

Разборка линейного блока питания

  • Секция ввода питания содержит соединения с сетью, обычно выключатель, предохранитель и своего рода контрольную лампу. Используйте хорошее заземление и изолируйте все сетевые части внутренней проводки с помощью изоляции для защиты от случайного прикосновения.
  • Трансформатор выбирается в соответствии с требуемым выходным напряжением и эффективно изолирует все остальные цепи от сети. Трансформатор может иметь несколько ответвлений на первичной обмотке, чтобы обеспечить различные входные напряжения сети, и несколько ответвлений на вторичной обмотке, соответствующие требуемому выходному напряжению. Кроме того, между первичным и вторичным ответвлениями имеется экран из медной фольги, помогающий уменьшить емкостную связь с высокочастотным сетевым шумом.
  • Выпрямитель может быть простым однорядным диодом (не подходит), двухполупериодным мостом с отводом от средней точки или двухполупериодным мостом. Необходимо указать используемые диоды (выпрямители). Они дешевы и малы, и используют более здоровенные, чем предполагалось. По моему опыту ремонта многих неисправных блоков питания, проблемы обычно вызваны выходом из строя диода либо из-за слишком большого тока, либо из-за скачков напряжения в сети. Учитывая это, выберите диод с высоким PIV (пиковое обратное напряжение). Когда вы монтируете диоды, держите выводы на длинной стороне, так как именно здесь рассеивается большая часть их тепла.В высоковольтных источниках питания обычно используются небольшие конденсаторы, включенные параллельно диодам, чтобы помочь им быстрее восстановиться.
  • Конденсатор является очень трудолюбивым компонентом и должен заряжаться до пика вторичного напряжения (Vsec * 1,414), а затем быстро разряжаться на нагрузку. Конденсаторы из алюминиевой фольги представляют собой рулон туалетной бумаги и алюминия, наполненный маслом, и они имеют репутацию высыхающих и, следовательно, теряющих емкость. Если возможно, разместите их подальше от любых источников тепла в вашем макете.Танталовые конденсаторы имеют гораздо более низкое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), поэтому лучше справляются с пульсациями. Вы можете использовать их в схеме регулятора. При разводке старайтесь свести все земли к одной точке. Конденсатор — хорошая точка для использования. На рисунке ниже показан резистор, который отлично подходит для продувки этого колпачка, когда блок питания выключен. Регулятор также должен иметь небольшой выходной ток, когда он не находится под нагрузкой; 1к хватило бы.

На рисунке ниже зеленая кривая — это то, как выглядела бы кривая без конденсатора, а кривая красного цвета — это «дозаправка» конденсатора в каждом полупериоде, а затем разряд из-за тока нагрузки.Результирующая форма волны представляет собой пульсации напряжения.

  • Регулятор бывает разных типов: последовательный, шунтирующий, простой и сложный. О регуляторах будет отдельная статья, но в этом руководстве мы сосредоточимся на разработке двух простых регуляторов на основе ИС с фиксированным регулятором 7812 и регулируемым регулятором LM317.

Проектирование линейного источника питания

Проектирование блока питания похоже на чтение на иврите: вы начинаете с конца и возвращаетесь к началу. Ключевой спецификацией является напряжение, которое мы хотим получить на выходе, и то, какой ток мы можем извлечь из него, не снижая напряжения. Для этого проекта давайте нацелимся на 12 В при 1 А и 3 В на регуляторе. Любой регулятор будет иметь определенную необходимую разницу между входным и выходным напряжениями для правильной работы. Если не указано, предположим, что это минимум 3 В. Некоторые из регуляторов, которые мы здесь используем, будут только 2В.

Если на выходе нужно 12В, то на конденсаторе нужно 12+3=15В.Теперь, когда этот конденсатор заряжается и разряжается, должна присутствовать составляющая переменного тока, и это напряжение пульсаций (V пульсации ). Чем больше ток, потребляемый конденсатором, тем сильнее пульсации, и это также необходимо указать. При выборе 10%, т.е. 1,2 Вpp, максимальное значение рассчитывается следующим образом:

, где f — это 50 или 60 в зависимости от частоты вашей сети. Следовательно, нам нужно:

Это возвращает нас к диодам. Поскольку диоды обеспечивают не только ток нагрузки, но и ток заряда конденсатора, они будут потреблять больший ток.

В двухполупериодном мосту ток равен 1,8*I , нагрузка . В центре с отводом это 1.2 * I нагрузка . Учитывая это, мы должны использовать диоды не менее 2А.

Теперь мы возвращаемся к вторичной обмотке трансформатора и ее удельному напряжению. В любой надежной системе мы должны учитывать допуски. Если мы будем следовать только минимальным конструктивным требованиям, входной сигнал регулятора может упасть ниже нуля, что в значительной степени повлияет на сеть. В коммерческих проектах обычно указывается ±10%, поэтому, если наше питание составляет 230 В, это означает, что оно может упасть до 207 В.

Таким образом, необходимое напряжение на вторичной обмотке следующее:

, где 0,92 — КПД трансформатора, а 0,707 — 1/√2

V reg — падение напряжения регулятора, V rect — падение напряжения на 2 диодах и составляет 2*0,7 для цепи центрального отвода и 4*0,7 для полного моста. V пульсация была указана как 10% от 12 В или 1,2 В, поэтому

В с = 15,03 В

Это означает, что стандартного трансформатора на 15 В должно быть достаточно.Иногда вы не можете найти подходящий трансформатор и вам нужно выбрать другой с более высоким напряжением. Обратной стороной этого является то, что регулятор будет иметь более высокое напряжение на нем, и, как следствие, больше энергии будет рассеиваться в его радиаторе.

Последнее, что нужно сейчас указать, это мощность трансформатора в ВА. Это простая и распространенная ошибка думать, что ВА будет V сек *I нагрузка , т.е. 15*1 = 15ВА. Но мы не должны забывать, что трансформатор также заряжает конденсатор, поэтому в зависимости от конфигурации 1.2 или 1,8*I нагрузить означает большую разницу, т.е. 1,8*1*15 = 27ВА.

На этом схема завершена. Но как быть с предохранителем? Это целая наука сама по себе, но для этого простого блока питания я бы оценил его в 2 раза больше первичного входного тока. Таким образом, в этом случае VA равно 27, а напряжение сети Vin равно 230 В, а I = 2 * 27/230 = 250 мА.

Теперь мы можем добавить в регулятор последние несколько компонентов:

Для C1 мы разработали его на 4200 мкФ. Но поскольку регулятор удалит большую часть пульсаций, она может быть меньше или вдвое меньше, чем 2200 мкФ.Назначение С2 и С3 — обеспечить стабильность и помехозащищенность регулятора. National Linear обычно делает C2 10 мкФ и C1 1 мкФ. В идеале это должны быть танталовые типы, но если вы вынуждены использовать алюминий, вам следует удвоить значение.

D3 часто игнорируется, но он важен. Если на входе регулятора произойдет короткое замыкание, любая накопленная емкость в нагрузке Vcc, включая C3, разрядится на заднюю часть регулятора и, возможно, уничтожит его. Но D3 обходит это.

Теперь давайте заменим фиксированный регулятор на регулируемый, основанный на популярном и простом в использовании LM317, и добавим дополнительную отрицательную версию, LM337, чтобы сформировать двойной регулируемый блок питания. Обратите внимание, что мы использовали трансформатор с отводом от средней точки, а также мостовой выпрямитель. Следующие примечания в равной степени относятся к отрицательной половине блока питания. Осталось спроектировать R6 и R7.

Если вы сделаете R6 = 220, то для любого напряжения между V max и V min , R7 = (176*V out ) – 220. Таким образом, если вы хотите 9 В, R7 будет 176*9 – 220 = 1к4. Вы можете использовать двойной потенциометр от 5 до 10k (линейный), чтобы настроить обе стороны одновременно. Трансформатор со вторичной обмоткой 25/0/25 подойдет.С8 и С9 дают помехоустойчивость и могут быть 10мкФ. C10 и C11 — 1 мкФ, C4 и C7 — 1000 мкФ. Минимальное выходное напряжение составляет около 1,25 В.

Некоторые примеры небольших линейных блоков питания DIY

Надеюсь, что эта статья ответила на все ваши вопросы о линейных источниках питания, но оставьте комментарий ниже, если вам нужны дополнительные пояснения!


Изучение регулируемого источника питания и его конструкции [Простое объяснение]

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

Регулируемый — это общий термин, используемый для обозначения любого типа источника питания со стабильным выходным напряжением или током, не зависящим от входа или нагрузки. Это может быть линейный источник питания, регулируемый источник питания или регулируемый источник питания.

Единственным условием является то, что выходное напряжение или ток не должны зависеть от входной (напряжения) или выходной нагрузки (сопротивления или тока).

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

Будет весело.

Зачем нужен 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.

Поясню, почему изменения выходного напряжения нежелательны.Устройства имеют минимальные и максимальные пороги входного напряжения и тока. И вы должны следовать этим пороговым значениям, иначе вы можете повредить устройство.

Если выходное напряжение вашего блока питания изменяется, есть вероятность, что оно может превысить эти пороговые значения. Вот почему нам нужно постоянное выходное напряжение. И достигается это за счет регулируемого блока питания.

Стабилизированным блоком питания может быть любой блок питания, так как я сказал, что качество, которым он должен обладать, это постоянное выходное напряжение. Линейный источник питания, или регулируемый источник питания, или регулируемый источник питания может быть регулируемым источником питания.Он может иметь любое значение напряжения, например 5 В, 10 В, 12 В и многие другие.

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

Таким образом, вы можете получить представление о фактической разнице между регулируемыми и нерегулируемыми блоками питания. Позвольте мне еще раз похвалить его за ваши примечания:

Нерегулируемый источник питания не имеет выходного напряжения или выходного тока, не зависящих от входного сетевого напряжения или нагрузки.

Общая конструкция регулируемого источника питания

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

Изучение, в общем, было бы идеальным решением для этого, так как основной принцип работы всех регулируемых блоков питания одинаков.

Общая блок-схема

Разработка любой схемы начинается с хорошо составленной общей блок-схемы.Это помогает нам спроектировать участки схемы по отдельности, а затем, в конце, соединить их вместе, чтобы получить полную схему, готовую к использованию.

Ниже представлена ​​общая блок-схема этого проекта. Это очень просто. Вам нужно понять, какой блок что делает.

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

Входной трансформатор

Трансформатор — это устройство, которое может повышать или понижать уровни напряжения, следуя закону преобразования 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 основное напряжение питания, которое может быть слишком опасным. Никогда не прикасайтесь ни к одной из клемм голыми руками или плохими инструментами.

Имейте хороший и приличный бесконтактный тестер напряжения и используйте его, чтобы всегда быть уверенным в том, какая линия является проводом под напряжением, подходящим к трансформатору.

Цепь выпрямителя

Если вы думаете, что трансформатор только что понизил напряжение до желаемого регулируемого напряжения постоянного тока.

Прости, ты ошибаешься, как когда-то ошибался я.

Пониженное напряжение все еще переменного тока. Чтобы преобразовать его в постоянный, вам нужна хорошая схема выпрямителя.

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

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

Сглаживающий конденсатор/фильтр

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

Выпрямленный постоянный ток не очень чистый и имеет пульсации. Работа фильтра состоит в том, чтобы отфильтровать эти пульсации и сделать напряжение совместимым для регулирования.

Эмпирическое правило заключается в том, что напряжение постоянного тока должно иметь пульсации менее 10 процентов, чтобы обеспечить идеальную регулировку.

Лучшим фильтром в нашем случае является конденсатор.Возможно, вы слышали, что конденсатор — это устройство для накопления заряда.

Но на самом деле лучше всего использовать его как фильтр. Это самый недорогой фильтр для нашего базового блока питания 5 В.

Регулятор

Регулятор — это линейная интегральная схема, используемая для обеспечения регулируемого постоянного выходного напряжения.

Регулировка напряжения очень важна, потому что нам не нужно изменение выходного напряжения при изменении нагрузки. Всегда требуется нагрузка, независимая от выходного напряжения.

ИС регулятора не только делает выходное напряжение независимым от меняющихся нагрузок, но и от изменений сетевого напряжения.

Надеюсь, вы разработали базовую концепцию конструкции регулируемого источника питания.

давайте пойдем дальше с фактической принципиальной схемой для нашего конкретного регулируемого источника питания 5 В, чтобы у вас было очень четкое представление о проектировании.

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

Конструкция регулируемого источника питания (с фиксированным напряжением)

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

Я приведу конкретный пример 5 В, потому что думаю, что таким образом было бы лучше понять весь процесс проектирования.

Вот, думаете, я бы начал объяснение с трансформатора, но это не так. Трансформатор подбирается не сразу.

Ниже приведена 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 микросхема регулятора.

Блок-схема реализована в NI Multisim, хорошей программе моделирования для студентов и новичков в области электроники.Я призываю провел некоторое время, играя с ним. Как, на мой взгляд, вы должны хорошо знать программное обеспечение для моделирования, чтобы делать забавные вещи при изучении базовой электроники.

Пошаговый метод проектирования источника питания 5 В постоянного тока

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

Шаг 1: Выбор микросхемы регулятора

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

Следующее, что нам нужно знать, это напряжение, ток и номинальные мощности выбранной микросхемы регулятора.

Это делается с помощью таблицы данных регулятора IC. Ниже приведены номиналы, схема выводов для LM7805.

В техническом описании 7805 также предписывается использовать конденсатор 0,1 мкФ на выходе, чтобы избежать переходных изменений напряжения из-за изменений нагрузки.

И 0,1 мкФ на входе регулятора, чтобы избежать пульсаций, если фильтр находится далеко от регулятора.

Шаг 2. Выбор трансформатора

Правильный выбор трансформатора означает большую экономию денег. Мы узнали, что минимальное входное напряжение выбранной нами микросхемы регулятора составляет 7 В. Итак, нам нужен трансформатор, чтобы понизить основной переменный ток хотя бы до этого значения.

Но между регулятором и трансформатором есть еще и диодный мост-выпрямитель.Выпрямитель имеет собственное падение напряжения на нем, т.е. 1,4В. Нам также необходимо компенсировать это значение.

Математически:

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

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

 Шаг 3. Выбор диодов для моста

Видите ли, выпрямитель состоит из диодов, расположенных по определенной схеме.Чтобы сделать выпрямитель, нам нужно подобрать для него соответствующие диоды. При выборе диода для мостовой схемы.

Учитывайте выходной ток нагрузки и максимальное пиковое вторичное напряжение трансформатора, т. е. 9 В в нашем случае. Вместо отдельных диодов вы также можете использовать один отдельный мост, который входит в комплект ИС.

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, чем пиковое вторичное напряжение трансформатора.

Мы выбрали диод IN4001, потому что его номинальный ток на 1 А больше, чем хотелось бы, 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.Эмпирическое правило заключается в том, что номинальное напряжение конденсатора должно быть как минимум на 20% больше вторичного напряжения.

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 следующую формулу:

Где,

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

В нашем случае:

Частота 50 Гц, потому что в нашей стране сеть переменного тока 220 при 50 Гц.У вас может быть сеть переменного тока 120 В @ 60 Гц. Если да, то поставьте соответствующие значения. Затем, используя формулу конденсатора, практический стандарт, близкий к этому значению, то есть 3.1847E-4, составляет 470 мкФ.

Еще одна 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 пульсаций, который для хорошей конструкции должен быть меньше 10%. И на этом мы как раз заканчиваем разработку блока питания 5В.

Сделайте блок питания безопасным

Каждая конструкция должна иметь предохранительное устройство для защиты от возгорания. Точно так же наш простой источник питания должен иметь один, то есть входной предохранитель. Входной предохранитель защитит наше питание в случае перегрузки. Например, наша желаемая нагрузка может выдерживать 500 мА.

Если в случае, если наша загрузка начнет промахиваться, есть вероятность заусенцев компонентов. Предохранитель защитит наш запас. Эмпирическое правило выбора номинала предохранителя заключается в том, что он должен быть как минимум на 20% больше, чем ток нагрузки.

Простой блок питания, который мы разработали, способен выдавать ток силой 1 А, для чего в некоторых случаях его можно использовать. Если вы решите использовать его для таких случаев, то не забудьте прикрепить к микросхеме регулятора теплоотвод.

Комплект источника питания 5 В (сделай сам)

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

Для меня, если вы любитель электроники или новичок, изучающий основы электроники, я бы порекомендовал вам разработать собственный лабораторный источник питания.Это было бы очень хорошим решением.

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

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

Для начала рекомендую комплект питания Elenco (Amazon Link). Он доступен по цене, имеет высокое качество и хорошо документирован, чтобы помочь вам на каждом шагу. Поверьте, вы многому научитесь.Вы научитесь паять, собирать и делать конечный продукт, который вы всегда видите в разных магазинах.

Конструкция регулируемого источника питания (с регулируемой/переменной мощностью)

Большую часть времени нам не нужно фиксированное напряжение. Иногда нам нужен переменный источник питания.

Например, для проверки коллекторных токов транзисторов при различных базовых напряжениях нужен регулируемый источник питания. И это переменное напряжение должно регулироваться.

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

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 регулируемого источника питания на 5 В при 500 мА. Схема усложняется после светодиодной части, не так ли? Не бояться. Это очень просто. Переменный резистор предназначен для изменения выходного напряжения.

Диоды используются для защиты цепи от обратного тока.Теперь давайте посмотрим в следующем видео, как изменение резистора меняет выходное напряжение.

Преимущества регулируемого источника питания

Блок питания с регулируемой мощностью имеет много преимуществ. Следующие имеют ключевое значение.

  • низкий уровень шума
  • недорогой
  • простота
  • надежность

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

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

Заключение

Дизайнерский источник питания подойдет для питания других ваших небольших проектов или принесет вам хорошие оценки/деньги, если вы назначены на аналогичный проект. Я не знаю почему, но я уверен, что если вы выполните те же самые простые шаги вместе со мной, у вас будет свой первый разработанный блок питания.

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

Просто для дополнительных знаний, для выхода положительного напряжения используйте LM78XX. XX указывает на значение выходного напряжения, а 78 указывает на положительный выход. Для выхода отрицательного напряжения используйте LM79XX, 79 указывает отрицательное напряжение, а XX указывает значение выхода.

На этом разработка регулируемого источника питания подошла к концу. Надеюсь, вам понравилось.

Спасибо и удачной жизни.


Другие полезные посты:

Zone.com — электронные комплекты, электронные проекты, электронные схемы, электроника «сделай сам»


Circuit-Zone.com — электронные проекты



Опубликовано вторник, 1 февраля 2022 г.   •   Категория: FM-радио / приемники

Это, пожалуй, один из самых простых и маленьких FM-приемников для приема местных FM-станций. Простой дизайн делает его идеальным для карманного FM-приемника.Аудиовыход приемника усиливается микросхемой усилителя LM386, которая может управлять небольшим динамиком или наушниками. Схема питается от трех элементов питания типа ААА или АА. Секция FM-приемника использует два радиочастотных транзистора для преобразования частотно-модулированных сигналов в аудио. Катушка L1 и переменный конденсатор образуют контур настроенного резервуара, который используется для настройки на любые доступные FM-станции.

Опубликовано в четверг, 20 января 2022 г.   •   Категория: FM-передатчики

Это сборка известного FM-передатчика Veronica.Передатчик был построен на двух отдельных платах. Первая плата (на фото выше) — это сам передатчик Veronica с выходной мощностью 600 мВт при питании от напряжения 12 В или 1 Вт при питании от напряжения 16 В. Вторая плата представляет собой ВЧ-усилитель мощности, в котором используется транзистор 2SC1971 для усиления выходного сигнала Veronica примерно до 7 Вт. Хотя передатчик может питаться от напряжения 9-16 В, рекомендуется, чтобы и передатчик, и усилитель питались от напряжения 12 В, поскольку 600 мВт является верхним пределом для управления транзистором 2SC1971.

Простой стереофонический FM-передатчик, использующий микроконтроллер AVR Опубликовано вторник, 4 января 2022 г.   •   Категория: FM-передатчики

Я был очарован идеей сделать простой стереокодировщик для создания стерео FM-передатчика. Не то чтобы стерео много значило для меня вдали от компьютера. Я использую передатчик FM-радиовещания для передачи выходного сигнала моих компьютеров на FM-радио на кухне, в спальне, на подъездной дорожке и в саду. В этих условиях я считаю, что моно достаточно, будь то музыка или радиопрограммы из Интернета, поскольку я все равно в основном занят чем-то другим.Когда я стою на четвереньках в саду, по локоть сажаю куст, музыка действительно не кажется более сладкой, когда она звучит в стерео. Но это не помешало мне увлечься идеей создания стереокодера. Стерео всегда казалось большим количеством схем и беспокойства из-за небольшой выгоды, которую оно давало. То есть до нескольких недель назад.

Опубликовано Пятница, 24 декабря 2021 г.   •   Категория: FM-радио / приемники

Высокочувствительный приемник TEA5711 позволяет принимать удаленные станции на расстоянии более 150 миль (240 км).Хорошая селективность достигается с помощью керамических фильтров с узкой полосой пропускания. Автоматический контроль частоты AFC захватывает станции для приема без дрейфа. Стереоразделение, которое зависит от мощности сигнала, очень заметно на сильных сигналах. А в высококачественных наушниках звук насыщенный, с глубокими базами и высокими высокими частотами, что позволяет часами наслаждаться стереомузыкой.

Простой FM-передатчик своими руками Опубликовано Пятница, 1 октября 2021 г.   •   Категория: FM-передатчики

Вы когда-нибудь задумывались, как так получилось, что вы можете просто настроиться на свой любимый канал FM-радио.Более того, когда-нибудь возникало желание создать собственную FM-станцию ​​на определенной частоте? Ну, если ответ да на любой из этих вопросов, то вы находитесь в правильном месте!. Мы собираемся заняться изготовлением небольшого FM-передатчика для хобби с действительно простым руководством по компонентам и компонентами, которые легко доступны с полки.

Усилитель мощности 50 Вт с LM3886 Опубликовано 31 августа 2021 г.   •   Категория: Усилители

Это моя вторая встреча с LM3886.Я был доволен звуком, который этот чип выдал в первый раз, поэтому я решил сделать еще один усилитель с ним. Схема основана на схеме в даташите на микросхему с небольшими изменениями. Я удалил конденсатор временной задержки, подключенный к выводу MUTE, потому что лучше использовать отдельную схему защиты от постоянного тока, которая имеет аналогичную функциональность. Выходную индуктивность L1 я сделал, намотав 15 витков эмалированного провода на резистор R7. Диаметр проволоки должен быть не менее 0,4 мм. Все было завернуто в термоусадку.Я использовал неполяризованный конденсатор 47 мкФ/63 В для C2. Это может быть обычный электролитический конденсатор, но лучше использовать неполяризованный или биполярный.

BLF147 Усилитель УКВ мощностью 150 Вт Опубликовано 29 июня 2021 г.   •   Категория: FM-передатчики

Одной из самых последних разработок здесь является усилитель передатчика УКВ мощностью 150 Вт с силовым транзистором BLF147. Результаты очень впечатляющие: более 150 Вт во всем диапазоне при входной мощности 10 Вт и питании 24 В постоянного тока. Более 200 Вт достигается при 28 В постоянного тока и более 250 Вт при горячем смещении 4-5 А в режиме покоя.Печатная плата представляет собой тефлоновую стеклянную плату с печатными линиями передачи и фарфоровыми колпачками. Внешний фильтр гармоник не требуется, так как фильтрация встроена в согласующую схему.

Полностью регулируемый блок питания Опубликовано 26 мая 2021 г.   •   Категория: Блоки питания

В этой схеме используется стабилизатор LM317, выбранный из-за его встроенной защиты от перегрузки по току и перегрева. Его выходной ток увеличен до 5А транзистором MJ2955. Выходное напряжение регулируется потенциометром VR1.Регулируемое ограничение тока от 60 мА до 5 А обеспечивается операционным усилителем TL071 IC, который используется в качестве компаратора, который контролирует напряжение на токоизмерительных резисторах 0,1 Ом.

Стерео FM-передатчик с BA1404 IC Опубликовано в понедельник, 12 апреля 2021 г.   •   Категория: FM-передатчики

Существует множество применений FM-передатчика, особенно если он может транслировать в стереорежиме. Вы можете транслировать стереосигналы с вашего проигрывателя компакт-дисков или любого другого источника на FM-тюнер или радио.Этот FM-передатчик использует одну микросхему BA1404 и несколько других компонентов. Он вещает в диапазоне FM 88–108 МГц, поэтому его может принимать любой стандартный FM-тюнер или портативное радио. Передатчик работает от источника питания 5 В и может управлять дипольной антенной для увеличения дальности действия.
Высокопроизводительный стереофонический аудиоусилитель
с использованием LM3886 Опубликовано 22 февраля 2021 г.   •   Категория: Усилители

LM3886 — это высокопроизводительный аудиоусилитель мощности, способный обеспечить непрерывную среднюю мощность 68 Вт на 4? нагрузки и 38W в 8? с 0.1% THD+N в диапазоне 20 Гц–20 кГц. Производительность LM3886, использующая его схему защиты SPiKe от мгновенной мгновенной температуры, ставит его в класс выше дискретных и гибридных усилителей, обеспечивая по своей сути динамически защищенную безопасную рабочую зону. Защита SPiKe означает, что эти части полностью защищены на выходе от перенапряжения, пониженного напряжения, перегрузок, в том числе коротких замыканий на источники питания, теплового разгона и мгновенных пиков температуры. LM3886 поддерживает отличное отношение сигнал/шум, превышающее 92 дБ.Он демонстрирует чрезвычайно низкие значения THD+N 0,03% при номинальной выходной мощности при номинальной нагрузке в звуковом спектре и обеспечивает превосходную линейность с типичным рейтингом IMD 0,004%.

Circuit-Zone.com © 2007-2022. Все права защищены.


Регулируемые блоки питания Очень важная часть любого аудиопроекта. Статья Грея Роллинза

Лето 2010

Регулируемые блоки питания
Очень важная часть любого аудиопроекта.
Статья Грея Роллинза

Уровень сложности

 

  P цвет расходные материалы — нелюбимые пасынки искусства электроники «сделай сам». Хотя аудиофилы вполне с удовольствием модифицируют существующие блоки питания обычно путем добавления емкости идея создания мощности поставка с нуля — не самое веселое представление большинства людей. Признайся, никто занимается аудиоэлектроникой для создания блоков питания.Они фантазируют о построении схемы усиления; блок питания представляет собой неприятная обязанность, мало чем отличающаяся от необходимости есть овощи, прежде чем добраться до есть десерт. Тем не менее, источники питания имеют решающее значение и плохо выполненный, можно испортить работу в остальном прекрасной схемы.

 

Итак, с чего начать?
Наиболее очевидным параметром является напряжение. Если источник питания не обеспечивает нужное напряжение, цепь не будет работать должным образом и даже может полностью выйти из строя, если напряжение превышает рейтинг компонентов.Второе, что нужно иметь в виду, это текущие требования к цепи. Если цепь голодает ток, будут всевозможные временные проблемы, которые будут убедить вас, что ваша схема одержима злыми демонами. Звуки достаточно просто. Если все, что вам нужно сделать, это обеспечить достаточный ток в определенное напряжение, то, конечно, это не может быть слишком сложно.

Может быть, а может и нет. Как всегда, дьявол внутри подробности. Напряжение, которое вело себя идеально, когда вы были на скамейке тестирование схемы, может провиснуть, если все в вашем блоке запускают свой воздух кондиционирование в жаркий день.Ваши якобы безобидные линии электропередач могут принести во всех видах радиочастотного хэша, диммерах света и других подобных вещи могут сбрасывать гудящий постоянный ток в ваш якобы чистый переменный ток.

Существуют целые книги, посвященные проектированию источников питания, и вы можете провести недели, погрузившись во всевозможные тайные вещи, которые не обязательно имеют отношение к звуковой схеме. К сожалению, книги которые покрывают конструкцию источника питания аудио, почти не существуют. Как правило лучшее, что вы можете найти, это главу в конце книги по усилителей, и в этой главе рассматриваются только основные конденсаторные фильтры. питания, как те, которые вы видите в усилителях мощности.Давайте использовать это как отправную точку, а затем улучшайте производительность шаг за шагом.

Я предполагаю, что вы знакомы с основы. Переменный ток подается на трансформатор, который ступенчато напряжение вниз (или вверх, в случае лампового редуктора) до чего-то большего в соответствии с потребностями схемы усиления. Это напряжение затем подается на диодный мост, который выпрямляет переменный ток, превращая его в импульсы постоянного тока.Затем импульсный постоянный ток подается на конденсатор, который сглаживает импульсы, оставляя теоретически чистый постоянный ток, который вы можете используйте для запуска вашей схемы. На схеме №1 показан блок питания этого Сортировать.

Нажмите здесь скачать схемы.

К сожалению для самодельного энтузиаста электроники, даже эта базовая топология приводит к вопросам, на которые трудно ответить. Насколько большим должен быть трансформатор? Какие диоды использовать? На сколько хватает емкости? И множество других мелочей которые возникают, когда вы действительно готовы начать покупать запчасти.

Начните с просмотра схемы, которую вы собираетесь построить. обратите внимание на требования к напряжению на шине. В качестве примера воспользуемся Проект Difference Engine, опубликованный в прошлом году. Эта схема указана рельсы + 20Vdc. Предположим, что в блоке питания установлен емкостной фильтр. переменный ток, требуемый от трансформатора, будет 0,7 * 20 В постоянного тока = 14 В переменного тока. Для тех, кто хочет быть разборчивым, 0,7 на самом деле 0,707 (обратное квадратного корня из 2), но в реальном мире 0.007 завален другие переменные, так что 0,7 вполне подойдет. Одна из переменных должна быть учитывается падение напряжения на диодах, которое находится на порядка 0,6В. Добавьте это, и вы будете искать двойной 14,6 В. вторичный трансформатор. Не своди себя с ума, пытаясь найти трансформатор с дробными напряжениями на вторичных обмотках просто круглый скинь 15В и радуйся. Обратите внимание, что на практике многие трансформаторы на самом деле обеспечивают немного более высокое напряжение, чем указывают спецификации.Они делают это намеренно. Когда есть трансформатор под нагрузкой напряжение имеет тенденцию немного проседать, поэтому перенапряжение компенсирует эти потери на вторичном рынке.

Какой ток должен выдерживать трансформатор? доставлять? Круглым числом разностная машина рисует что-то на порядка 100мА на канал. Я бы посоветовал купить трансформатор. оценивается как минимум в два раза, а лучше в три раза. Больше не будет больно, и любопытным фактом, бесконечно раздражающим педантичных людей, является что слишком большой трансформатор может привести к лучшему звуку.Почему? Поскольку вторичная обмотка с более высоким током намотана проводом большего сечения, что, в свою очередь, уменьшает сопротивление вторичной обмотки постоянному току, что снижает сопротивление к земле на небольшое количество, что делает источник питания лучший источник напряжения. Это одна из тех вещей, которых нет в учебники, потому что это неприменимо, если вы разрабатываете что-то вроде микроволновая печь. Цены на трансформаторы быстро растут, поэтому, возможно, они того не стоят. дополнительные расходы для вас.Это просто уловка, чтобы держать в задней части вашего разум.

После трансформатора идет диодный мост. В теории можно обойтись и одним диодом, но для аудио это собирается сделать вещи излишне сложными, поэтому мы предположим использование мост. Диодные мосты доступны в отдельных корпусах, но они различаются широко по характеристикам, и было бы утомительно пытаться охватить все перестановки здесь. Это не должно мешать вам использовать его, если вы хочу; это просто для того, чтобы это не превратилось в книгу.Если вы построите моста с использованием дискретных частей, по умолчанию используется серия 1N400x. диоды, где x — цифра от 1 до 7, обозначающая, какое напряжение диод выдерживает. Учитывая, что нет значительных затрат разница между 1N4001 и 1N4007, разориться и пойти с 1N4007, рассчитанный на 1000 PIV. PIV означает пиковое обратное напряжение. мера того, сколько напряжения деталь может удерживать, когда напряжение пытается течь «назад».«Очевидно, что для относительно невысокого схема напряжения как у разностной машины, 1000 вольт это перебор, но если штрафа нет, то почему? Все диоды 1N400x рассчитаны на 1A, что аккуратно обходит любые вопросы о текущей емкости для Действительно, разностная машина почти для всех схем предусилителей. Тебе следует хотите изучить часть с более высокой производительностью, я бы предложил изучить диоды быстрого/мягкого восстановления. Диоды включаются и выключаются в зависимости от того, они проводят или нет, а быстрые/мягкие диоды переключаются больше изящнее, чем обычный вид.Как и следовало ожидать, они также стоит дороже, но рост цен не так уж и плох.

Следующий пункт повестки дня — емкость. Это еще одна область, где звуковые схемы и ответы учебника расходятся. если ты почитайте об источниках питания, вы быстро найдете формулы, которые говорят вам какую емкость использовать в зависимости от пульсаций источника питания вы готовы терпеть. Но блок питания — это нечто большее, чем просто отфильтровывая импульсы постоянного тока, поступающие от диодов.Аудио сигнал обычно в конечном итоге накладывается на напряжение на шине, и это нужно куда-то идти, чтобы он не модулировал рельс и не вызывал проблем в активная схема. Куда ему нужно идти, так это на землю, и его путь через конденсаторы блока питания. Чем больше конденсатор, тем ниже импеданс, который видит аудиосигнал, и тем легче он находит путь К земле, приземляться. Педанты также регулярно упускают из виду, что более емкость означает более низкую точку спада, а это означает, что более низкая частоты шунтированы на землю.Таким образом, в то время как тысяча микрофарад Емкость может удовлетворить ваши требования к пульсации в соответствии с формул, использование большего количества будет звучать лучше. Имея это в виду, давайте бросим 4700 мкФ, может 10000 мкФ. Если чем больше, тем лучше, почему бы не поставить Фарада в схема? К сожалению, с диоды. При нормальной работе они включаются, проводят в течение время, а затем снова выключите. При прочих равных условиях чем короче период времени, который они проводят, тем больший ток должен течь в течение этого времени, и чем ближе они подходят к своему течению и теплу рейтинги рассеивания.Большое количество емкости сокращает количество время, которое диод проводит, поэтому существуют практические ограничения на то, сколько емкость, которую вы можете включить в цепь. Всем этим можно управлять, т. конечно, но вы доходите до точки, когда вы идете на компромиссы, которые вы не планировал делать.

На схемах № 2 и 3 показаны фильтры PI (они называется так, потому что фильтр чем-то похож на греческую букву PI) добавлен к первоначальному блоку питания.Это простой способ улучшить производительность простого емкостного фильтра, но он по-прежнему не решает колебания сетевого напряжения, и он очень быстро становится громоздким. Еще хуже, катушки индуктивности, особенно такие, которые могут выдерживать ток более нескольких мА. современные, редкие и дорогие.

Активное регулирование позволяет обойти некоторые ограничения конструкции пассивного источника питания. За доллар или два вы можете имеют активное регулирование, которое легко сравняется с производительностью многих больший пассивный источник питания и блокировка напряжения на шине до известного значения кроме того, пассивные источники питания не могут этого сделать.

Проще всего купить регулятор стружки типа ЛМ317/ЛМ339. Они недороги, просты в использовании и требуют минимум внешние части. На схеме номер 4 показан универсальный чип-регулятор. схема для сравнения со схемами пассивного фильтра. Предполагать, тем не менее, вы бы предпочли свернуть свой собственный. Или, возможно, у вас есть напряжение или текущее требование, которое выходит за рамки того, что вы можете получить от чипа.

Регулятор может быть таким же простым, как источник опорного напряжения и пропускное устройство.На схеме № 5 показаны пропускные устройства MOSFET. со ссылкой на стабилитроны для установки напряжения. Стабилитроны обладают стабильное падение напряжения, идеально подходящее для наших целей. Вы также можете использовать сложите их последовательно, и напряжения отдельных диодов складываются красиво линейно. В этом примере я использовал последовательно два стабилитрона. смещено резистором. Если, например, вы должны были последовательно подключить два 12В Зенеры, вы получите напряжение на шине порядка 20 В идеально. для разностной машины.Да, 12В + 12В = 24В, что на первый взгляд кажется высоким, но Vgs проходного устройства MOSFET (~ 3-4 В) упадет до этого вернуться к чему-то очень близкому к 20V. Если вы хотели заменить биполярные пропускные устройства для полевых МОП-транзисторов, вы бы стреляли для справки напряжение около 21 В или около того, избыток компенсируется напряжением Vbe (около 0,6 В), снова давая вам 20 В по рельсам.

На схеме №6 показана модификация №5. В этом случае опорный стабилитрон (на этот раз показан только один диод, но не стесняйтесь использовать два или более, если хотите) смещен током JFET источник.Источник тока — отличный способ обеспечить амортизатор. который предотвращает изменения входного напряжения от изменения смещения ток через стабилитрон. Не стесняйтесь экспериментировать с этими цепями. Просмотрите свой ящик для мусора и свободно замените. Если у вас нет JFET, вместо этого создайте биполярный источник тока. если ты у вас нет под рукой IRF610, используйте Zetex MOSFET или биполярный проход устройство. Требований к пропускному устройству всего три:

1) Он должен принимать напряжение, поступающее от конденсатор фильтра.Используйте деталь, рассчитанную как минимум на 50 % больше, чем Напряжение на шине постоянного тока, поступающее от восходящего потока.

2) Он должен быть в состоянии передать любую разумную сумму тока, который может потребоваться цепи. Я бы предложил использовать часть рассчитанный как минимум на вдвое больший ожидаемый ток.

3) Умножьте напряжение и ток, чтобы получить рассеивание мощности. Используйте деталь, рассчитанную как минимум на вдвое большую фигура.

 

Хотя, возможно, вам удастся уйти с кейсом ТО-92. мимо приборов для малогабаритных схем вы обнаружите, что корпуса ТО-220 обеспечивают более широкий запас прочности.Я регулярно запускаю устройства ТО-220 до 0,5 Вт. рассеивание без радиатора. Если вы собираетесь запускать их намного горячее чем это, используйте радиатор.

Следующим шагом является предоставление регулятору мозг, в виде дифференциальной схемы. Как только регулятор Схема достаточно умна, чтобы сравнить напряжение, которое она выдает, с опорного напряжения и генерируют корректирующий сигнал, он открывается целые миры возможностей.

Схема номер 7 представляет собой полностью конкретизированный дискретный стабилизатор напряжения, который я построил для выходного каскада усилителя мощности.я сделал две небольшие модификации для текущего использования: я уменьшил пропускные устройства до IRF610/IRF9610, и теперь они питаются от той же шины, что и сам регулятор. В сборке использовалась схема IRFP140/IRFP9140. МОП-транзисторы и они регулируются отдельными шинами. Существует множество способов, которыми эта схема может быть изменена, чтобы соответствовать доступным частям, и я предложу некоторые возможности, как мы идем вперед.

Начиная слева, D1 (D2 в отрицательном напряжении регулятор) является функцией безопасности.Сбрасывает остаточное напряжение на С1 (С2) когда цепь отключается. C1 (C2) действует как функция медленного пуска и также помогает успокоить диод Зенера. Имейте в виду, что диоды Зенера имеют довольно низкий импеданс, поэтому, если вы собираетесь использовать колпачок для уменьшения шума, он довольно большой.

Q1 (Q2) — источник тока, очень похожий на тот, что в Схема №6. Его выход задается R1 (R4) и должен быть выбран согласно индивидуальному JFET. Вместо этого вы можете использовать горшок, чтобы упростить вещи.Это позволило бы точно настроить источник тока в местонахождение . R2 (R3) предназначен для уменьшения рассеивания тепла в JFET. Стабилитроны — это детали на 9,1 В. Нет причин, почему ты не мог используйте другое напряжение, если хотите.

Q7 (Q8) — еще один источник тока, используемый для смещения дифференциальная схема. Ток смещения задается резистором R7 (R8). Q3 и Q11 (Q4 и Q12) составляют сам дифференциал мозга, который сравнивает опорное напряжение и выходное напряжение.Если выходное напряжение слишком высокий, дифференциал дает указание проходному устройству понизить Напряжение. Если он слишком низкий, он поднимает его. Q5 и Q9 (Q6 и Q10) составляют текущее зеркало. Текущее зеркало увеличивает усиление дифференциальный, что делает его более чувствительным к изменениям напряжения. То дифференциалы и текущие зеркала — отличные места для замены деталей. Хорошими кандидатами были бы малошумящие транзисторы BC550/BC560.

Q13 (Q14) — пропускное устройство.В цепи я разработан для этого, он используется с радиатором. R13 и R14 вместе с V1 (R15, R16 и V2) устанавливают напряжение, видимое дифференциалом. Этот позволяет немного изменить фактическое выходное напряжение. Постоянные резисторы здесь можно было бы использовать. Это простое соотношение выходного напряжения, выбранное так что дифференциал видит напряжение, эквивалентное стабилитрону ссылка, когда выход имеет правильное значение. Другой вариант использовать стабилитрон, который дает точное напряжение на шине, которое вы хотите.Это бы позволяют полностью пропустить цепочку резисторов, питая выход напряжение прямо в дифференциал.

много возможны более сложные схемы и множество вариаций вы можете построить только с элементами, представленными здесь. Возможно, некоторые в другой раз я рассмотрю альтернативы, такие как умножители емкости и нынешние регуляторы, но именно так об этом пишут книги люди начинают и продолжают хотеть добавить «еще одну вещь» и прежде чем вы это узнаете, на полке есть двенадцатифунтовый том, который никто когда-либо читает, просто потому, что это слишком громоздко.Если повезет, я предложил достаточно идей, чтобы ваши творческие соки текли, не будучи подавляющий. Блоки питания могут быть такими же хорошими почти столь же интересны, как и схемы, для питания которых они предназначены. Это просто вопрос наличия некоторых идей для работы.

 

Список схем блока питания постоянного тока

В Стабилизированный блок питания с индикацией короткого замыкания

Вот эффективный 4-каскадный стабилизированный блок питания для тестирования электронных схем.Он обеспечивает хорошо регулируемый и стабилизированный выходной сигнал, что очень важно для большинства электронных схем, чтобы дать правильные результаты. Схема обеспечивает аудиовизуальную индикацию в случае короткого замыкания в тестируемой печатной плате, поэтому подача питания на «тестируемую» схему может быть немедленно отключена, чтобы спасти ценные компоненты от повреждения…. [подробнее]

3-30В 3А Регулируемый источник питания постоянного тока

Этот источник питания предназначен для использования в качестве вспомогательного или постоянного источника питания для всех распространенных цепей на основе стабилизированного постоянного напряжения от 3 до 30 В при условии, что потребление не превышает 3 А.Конечно, этот блок питания можно использовать и для других целей. Заменив триммер на потенциометр, его можно использовать даже как регулируемый блок питания. Необходимо использовать качественный радиатор…. [подробнее]

Схема блока питания постоянного тока 9 вольт 2 ампера

Об этой схеме мало что можно сказать. Всю работу выполняет регулятор. 7809 может обеспечить непрерывный выходной ток до 2 ампер, сохраняя при этом низкий уровень шума и очень хорошо регулируемое питание.Схема будет работать без дополнительных компонентов, но для защиты от переполюсовки на входе предусмотрен диод 1N5400 (D1), дополнительное сглаживание обеспечивает C1. Выходной каскад включает C2 для дополнительной фильтрации, если для питания логической схемы также желательно использовать конденсатор емкостью 100 нФ (C3) для устранения любых высокочастотных шумов переключения…. [подробнее]

Регулируемый регулируемый источник питания 1,3–22 В

Хотите регулируемое напряжение, которое можно настроить в соответствии с вашими требованиями? Этот регулируемый источник питания имеет небольшой размер, прост в сборке и может быть адаптирован для получения полностью регулируемого напряжения в диапазоне от 1.от 3В до 22В при токах до 1А…. [подробнее]

Регулируемый предел тока для двойного источника питания

Эта схема ограничения тока, показанная в этом примере как часть небольшого настольного источника питания, в принципе может использоваться в сочетании с любым источником тока с двумя шинами. Часть схемы слева от схемы ограничивает ток на входе двойного регулятора напряжения (с IC4 по IC7), чтобы он был надежно защищен от перегрузки.Показанная схема выдает выходные сигналы ±15 В и ±5 В. Регуляторы напряжения на выходах (7815/7805 и 7915/7905) в комментариях не нуждаются; но сама схема ограничения тока, построенная на LM317 и LM337, не совсем очевидна…. [подробнее]

Счетверенный блок питания для гибридного усилителя

Этот блок питания был разработан для использования с «простым гибридным усилителем», опубликованным в другом месте этого выпуска. Разумеется, он подходит и для других приложений.Мы использовали каскадный генератор для 170 В, импульсный источник питания для 16 В, последовательный регулятор для 12 В и отдельный трансформатор для питания накала 6,3 В. Для стабилизатора мы выбрали LT1074CT (IC1), а это значит, что схема может быть построена из относительно стандартных компонентов и будет иметь высокий КПД. Потери мощности с этим устройством меньше по сравнению с линейным регулятором напряжения…. [подробнее]

Цепь стабилизированного регулируемого источника питания

Эта схема источника питания очень проста и удобна в сборке, ее можно собрать на печатной плате общего назначения, найти материалы для нее очень просто и недорого.Выходное напряжение стабилизировано и регулируется в диапазоне от 0В до +15В постоянного тока, при максимальном обеспечиваемом токе 1А. Регулировка осуществляется с помощью Р1. Q1 это классический силовой транзистор и его нужно ставить на холодное ребро (радиатор), при длительной работе в области наибольшего тока сильно греется. Тип трансформатора является стандартным на рынке…. [подробнее]

Бестрансформаторный источник питания 5 Вольт

Все большее количество приборов потребляет очень небольшой ток от источника питания.Если вам нужно спроектировать устройство с питанием от сети, вы, как правило, можете выбирать между линейным и импульсным источником питания. Однако что, если общая потребляемая мощность устройства очень мала? Трансформаторные источники питания громоздки, а коммутаторы обычно делаются для обеспечения большей выходной мощности, со значительным увеличением сложности, проблемами, связанными с компоновкой печатной платы, и, как следствие, снижением надежности…. [подробнее]

Переменный источник питания постоянного тока

Эта схема не является абсолютной новинкой, но она проста, надежна, «прочна» и защищена от короткого замыкания, имеет регулируемое напряжение до 24 В и регулируемое ограничение тока до 2 А.Вы можете адаптировать его к своим требованиям, как описано в примечаниях ниже…. [подробнее]

Высоковольтный регулятор с защитой от короткого замыкания

Схем низковольтных регуляторов существует множество. Для более высоких напряжений, таких как источники питания для цепей клапанов, ситуация иная. Вот почему мы решили разработать этот простой регулятор, который может работать с этими напряжениями. Очевидно, что эта схема хорошо подходит для использования в сочетании со счетверенным блоком питания для гибридного усилителя, опубликованным в другом месте этого выпуска.Фактический регулятор состоит всего из трех транзисторов. Добавлен четвертый для функции ограничения тока…. [подробнее]

Схема усилителя тока или тока

Регуляторы напряжения, такие как серии LM708 и LM317 (и другие), иногда должны обеспечивать немного больший ток, чем они на самом деле могут выдержать. Если это так, эта небольшая схема может помочь. Можно использовать силовой транзистор, такой как 2N3772 или аналогичный…. [подробнее]

Увеличитель срока службы батареи пожарной сигнализации

В то время как дымовые извещатели являются довольно дешевыми устройствами, стоимость 9-вольтовых батарей быстро превышает их покупную цену. К этому добавляется раздражение от случайных звуковых сигналов будильника, когда срок службы батареи подходит к концу. Эта схема позволяет питать типичные дымовые извещатели от источника 12 В в охранной сигнализации, сохраняя при этом стандартные батареи 9 В на месте. Это продлевает срок службы батареи 9 В до срока ее «срока годности», поскольку батарея требуется только для питания дымовой сигнализации в случае отключения или короткого замыкания источника питания 12 В…. [подробнее]

Сильноточный регулируемый источник питания

В приведенном ниже сильноточном стабилизаторе используется дополнительная обмотка или отдельный трансформатор для подачи питания на регулятор LM317, чтобы проходные транзисторы могли работать ближе к насыщению и повышать эффективность. Для хорошего КПД напряжение на коллекторах двух параллельных проходных транзисторов 2N3055 должно быть близко к выходному напряжению. LM317 требует пару дополнительных вольт на входе, плюс падение эмиттера/базы 3055, плюс все потери на (0.1 Ом) выравнивающие резисторы (1 вольт на 10 ампер), поэтому используется отдельная схема трансформатора и выпрямителя/фильтра, которая на несколько вольт выше выходного напряжения…. [подробнее]

Импульсный блок питания мощностью 2 Вт

В этом небольшом импульсном источнике питания генератор с триггером Шмитта используется для управления переключающим транзистором, который подает ток на небольшую катушку индуктивности. Энергия накапливается в катушке индуктивности, пока транзистор открыт, и высвобождается в цепь нагрузки, когда транзистор выключается.Выходное напряжение зависит от сопротивления нагрузки и ограничивается стабилитроном, который останавливает генератор, когда напряжение достигает примерно 14 вольт. Более высокое или более низкое напряжение можно получить, регулируя делитель напряжения, питающий стабилитрон. КПД составляет около 80% при использовании катушки индуктивности с высокой добротностью…. [подробнее]

Блок питания с переменным напряжением и током

Показан еще один способ использования операционных усилителей для регулирования источника питания.Силовой трансформатор требует дополнительной обмотки для питания операционных усилителей двухполярным напряжением (+/- 8 вольт), а отрицательное напряжение также используется для создания опорного напряжения под землей, чтобы выходное напряжение можно было регулировать до упора. до 0. Ограничение тока достигается за счет измерения падения напряжения на небольшом резисторе, включенном последовательно с отрицательной линией питания…. [подробнее]

Переменный источник питания 3–24 В / 3 А

Этот регулируемый источник питания можно регулировать в диапазоне от 3 до 25 вольт, а ток ограничен 2 амперами, как показано на рисунке, но его можно увеличить до 3 ампер или более, выбрав меньший резистор датчика тока (0.3 Ом). Транзисторы 2N3055 и 2N3053 должны быть установлены на подходящих теплоотводах, а номинал токоизмерительного резистора должен составлять 3 Вт или более. Регулировка напряжения управляется 1/2 операционного усилителя 1558 или 1458…. [подробнее]

Регулятор напряжения LM317T с проходным транзистором

Выходной ток LM317T можно увеличить, используя дополнительный силовой транзистор, чтобы разделить часть общего тока. Величина разделения тока устанавливается резистором, включенным последовательно с входом 317, и резистором, включенным последовательно с эмиттером проходного транзистора…. [подробнее]

Регулятор переменного напряжения LM317T

LM317T представляет собой регулируемый 3-контактный стабилизатор положительного напряжения, способный подавать более 1,5 ампер в диапазоне выходного напряжения от 1,25 до 37 вольт. Устройство также имеет встроенное ограничение тока и тепловое отключение, что делает его практически устойчивым к выбросам…. [подробнее]

Источник питания 0-15В/1А

Эта схема блока питания, очень проста в изготовлении, поиске материалов для него, очень легка и затратна, мала.Выходное напряжение стабилизировано и регулируется в диапазоне от 0В до +15В постоянного тока, при максимальном обеспечиваемом токе 1А…. [подробнее]

Регулируемый источник питания 0–30 В постоянного тока/2 А

Это простой источник питания с регулируемой схемой, основанный на известном LM 723, который управляет транзистором Q1 [2N3055]. Регулировка напряжения, расхода осуществляется потенциометром R1 от 0В до 30В постоянного тока примерно. Чтобы получить 30 В, нужен трансформатор питания TR1, он отдает весь ток, который требует от нагрузки, иначе выходное напряжение будет примерно на уровне 26 В.Существенным является использование хорошего радиатора для транзистора Q1, а также хорошего качества потенциометра на месте R1…. [подробнее]

Блок питания +50В 3А стабилизированный и регулируемый

Много раз нам требовался стабилизированный, совместно регулируемый источник питания и относительно высокое выходное напряжение. Эти спецификации охватывают нашу схему. Схема, которая может дать на своем выходе от +40В до +60В 3А, с одновременной стабилизацией…. [подробнее]

Приложения с регулятором напряжения L200

Здесь существуют две схемы регулятора, которые используют IC L200, как регулятор напряжения и тока, компании SGS-Thomson, которая поставляет эти схемы. В схеме на рис.1 мы можем регулировать выходное напряжение с помощью RV1, а на рис.2 мы можем также регулировать выходное напряжение-ток с помощью TR2 и TR1 соответственно. Более подробную информацию о характеристиках для L200 вы можете увидеть в списке даташитов.Вскоре будут добавлены и некоторые другие полезные схемы с L200…. [подробнее]

Дополнительный ограничитель тока для вашего блока питания

Эта схема позволяет вам установить ограничение на максимальный выходной ток, доступный от вашего блока питания. Это очень полезно, когда вы запускаете проект в первый раз или проводите тест на выдержку. Установив верхний предел тока, доступного от вашего блока питания, вы можете защитить как свой блок питания, так и любое подключенное к нему устройство.Он предлагает простую и дешевую альтернативу блоку питания с ограничением тока… [подробнее]

Настольный источник питания с ограничением тока

Это 1-амперный блок питания с переменным напряжением. Он настраивается примерно от 3 В до 24 В и имеет дополнительную функцию, позволяющую ограничить максимальный выходной ток. Это бесценно, когда (например) вы запускаете проект в первый раз или проводите тестирование оборудования…. [подробнее]

Блок питания для сигнализации с резервным аккумулятором

Этот блок питания подходит для модульной охранной сигнализации.Однако у него есть и другие приложения. Он рассчитан на выходное напряжение 12 вольт с силой тока до 1 ампера. В случае сбоя в электросети автоматически включается резервная батарея. При восстановлении сети аккумулятор заряжается…. [подробнее]

Двухканальный регулируемый источник питания постоянного тока

Это простое устройство обеспечивает двухканальный переменный выходной сигнал в диапазоне от ±2,5 В до ±15 В постоянного тока с точным отслеживанием положительных и отрицательных выходных напряжений, сохраняя при этом возможности ограничения тока и защиты от короткого замыкания «главной» схемы.Поскольку цель такой конструкции с двумя шинами состоит в том, чтобы питать экспериментальные или находящиеся в стадии ремонта схемы, максимальный выходной ток был намеренно сохранен на уровне около 500–600 мА на шину, что позволило избежать использования дорогих силовых транзисторов и сложных схем… . [подробнее]

Дискретная виртуальная цепь заземления

Вот простая виртуальная схема заземления, основанная на дискретных компонентах. Этот простой дизайн разработан гуру миниатюризации Sijosae.Это сделать буфер из универсальных дискретных компонентов. Транзисторы могут быть любой комплементарной парой транзисторов со слабым сигналом. Подходящими альтернативами являются PN2222A и PN2907A. Диоды являются общими слабосигнальными типами. Приемлемой альтернативой является 1Н914. Эта схема имеет лучшую производительность, чем простая виртуальная земля резистивного делителя, а стоимость деталей ниже, чем для любой другой схемы, упомянутой здесь. Однако это наименее точная из буферизованных виртуальных заземляющих цепей…. [подробнее]

Схема цепи регулируемого источника питания 5 В

Эта схема представляет собой небольшой источник питания +5 В, который полезен при экспериментах с цифровой электроникой. Небольшие недорогие настенные трансформаторы с регулируемым выходным напряжением можно приобрести в любом магазине электроники и супермаркете. Эти трансформаторы легко доступны, но обычно их регулировка напряжения очень плохая, что делает их не очень пригодными для экспериментаторов с цифровыми схемами, если только не может быть каким-то образом достигнуто лучшее регулирование…. [подробнее]

Предварительные регуляторы

Предварительные регуляторы
Продукция Elliott Sound Методы предварительного регулирования 

Страница опубликована и © Февраль 2020 г., Род Эллиотт


Основной индекс Указатель статей Верхняя
Содержимое
Введение

Схемы предварительной стабилизации (или предварительной стабилизации) уже много лет являются обычным требованием в источниках питания.Причин две — либо для уменьшения пульсаций, присутствующих на выходе, либо для минимизации рассеиваемой мощности регулятора. Это снижает тепловыделение (в регуляторе) и может немного улучшить регулирование, поскольку на входе меньше изменение напряжения. Существует бесчисленное множество различных схем, но они следуют одним и тем же общим темам — линейная, с переключением отводов, с отсечкой фазы и режимом переключения. Последние три могут быть реализованы разными способами. Линейные предварительные регуляторы обычно очень похожи, потому что количество опций ограничено.

Первый вариант заключается в использовании линейного предварительного регулятора с выходным напряжением, достаточно высоким, чтобы гарантировать, что регулятор продолжает контролировать выходной сигнал. Преимущество этого заключается в том, что на саму схему регулятора уже подается сигнал практически без пульсаций, что обеспечивает очень низкий выходной шум. Однако рассеивание в предварительном регуляторе может быть очень большим даже для относительно маломощной схемы.

Простейшая форма «высокоэффективной» предварительной стабилизации с использованием двух или более отводов напряжения на трансформаторе, при этом соответствующее выходное напряжение снимается с трансформатора в зависимости от установленного выходного напряжения.Переключение ответвлений (как это называется) довольно просто реализовать, но обычно требует специального трансформатора. Это делает его подходящим для производителей, но гораздо менее привлекательным для самодельщиков, если только конструктор не захочет использовать два трансформатора с несколькими ответвлениями, предполагая местную доступность и двойное питание с положительным и отрицательным выходными напряжениями. У вас может быть даже подходящий трансформатор в «коробке для мусора».

Во многих первых высокоэффективных источниках питания была распространена схема «отсечки фазы» переменного тока.Включив переменный ток в той части сигнала, где пиковое переменное напряжение было чуть выше напряжения, необходимого на выходе, напряжение на стабилизаторе было сведено к минимуму, что повысило эффективность. В этих системах обычно использовались тиристоры (также известные как SCR или кремниевые выпрямители), которые легко доступны в сильноточных версиях. Очень резкий характер формы волны может создавать как акустические, так и электрические шумы. Симисторы также были распространены, и существовал коммерческий усилитель мощности звука, в котором использовалась эта техника.

В современных источниках высокой мощности используется импульсный источник питания на входе либо с прямым преобразованием от сети переменного тока, либо низковольтный импульсный стабилизатор, следующий за силовым трансформатором. Они могут иметь высокий КПД, а там, где ожидается очень высокая мощность, на стороне переменного тока может использоваться активная коррекция коэффициента мощности (PFC), чтобы форма сигнала сети была как можно ближе к синусоиде. Это создает сложный дизайн в целом, но способен дать очень хорошие результаты.

Для этого обсуждения мы рассмотрим источник питания, который может обеспечить до 50 В постоянного тока при токе до 5 А.Хотя схемы будут описывать только один (положительный) источник питания, те же принципы применимы к двойному источнику питания как с положительным, так и с отрицательным выходом. Основное отличие состоит в том, что для двойного источника питания напряжение, ток и общая рассеиваемая мощность удваиваются. Конечно, это применимо только тогда, когда обе полярности обеспечивают одинаковое напряжение и ток (источник питания с двойным отслеживанием). Здесь рассматривается только предварительный регулятор — регулятор представляет собой отдельный объект и показан как «блок», аналогичный регулятору IC с 3 клеммами.

Приведенные ниже рисунки являются примерами и в каждом случае показывают один из способов настройки конкретного предварительного регулятора. Существует столько же возможностей, сколько дизайнеров, и было бы невозможно включить образцы каждого из них. Веб-поиск конкретной конструкции предварительного регулятора часто выдает несколько хороших примеров, наряду с обычными нерелевантными ссылками и некоторыми примерами, в которых должно быть указано, что показанного метода следует избегать, но кто-то все равно сочтет это хорошей идеей.


1 Общие требования

Независимо от используемого метода, схема регулятора (дискретная, интегральная или гибридная) всегда должна иметь достаточное напряжение для обеспечения надлежащего регулирования.Это включает в себя самую отрицательную часть формы волны пульсации. Если регулятору требуется перепад 5 В (вход-выход), нестабилизированное (или предварительно отрегулированное) напряжение всегда должно быть на 90 525 не менее чем на 90 526 5 В больше, чем выходное напряжение. Если есть пульсации 3 В, то самая отрицательная часть этого напряжения все равно должна быть на 5 В больше, чем вход. Таким образом, наиболее 90 525 положительных 90 526 частей пульсаций будут на 8 В выше выходного напряжения.

Если перепад напряжения недостаточно велик, будут пульсации «прорыва», и часть их будет видна на выходных клеммах.Это означает, что среднее напряжение (и, следовательно, средняя мощность, рассеиваемая в стабилизаторе) должно быть немного выше ожидаемого. При размахе пульсаций 3 В требуемое среднее постоянное напряжение увеличивается на 1,5 вольта. Звучит не так уж много, но это увеличивает требования к мощности регулятора. При выходном токе 5 А рассеиваемая мощность увеличивается на 7,5 Вт, поэтому общее рассеивание (включая необходимый абсолютный минимум 5 В) составляет 32,5 Вт. Это значительное увеличение по сравнению с рассеиваемой мощностью 25 Вт, если предварительно отрегулированное напряжение не имеет пульсаций.

В зависимости от типа используемого выпрямления (обычные диоды, тиристоры) и других факторов трансформатору также может потребоваться более высокая полная мощность (ВА или вольт-ампер). Стандартный мостовой выпрямитель имеет номинальную мощность в ВА, которая примерно в 1,8 раза превышает фактическую отдаваемую мощность. Это означает, что если вы ожидаете, что выходная мощность (включая потери) составит 250 Вт, вам понадобится трансформатор на 450 ВА, если полная выходная нагрузка поддерживается в течение любого промежутка времени (дольше нескольких минут). Трансформатор меньшего размера можно использовать только в том случае, если вы включите термодатчик на трансформаторе, а также на радиаторах, поэтому источник питания отключится, если он начнет перегреваться.Отсутствие этой защиты может привести к отказу трансформатора.

При работе с любым настольным источником питания большой мощности одной из проблем, с которыми вы всегда будете сталкиваться, являются пределы SOA (зоны безопасной работы) транзистора. В таблицах данных это обычно представлено в графической форме, и выход за пределы второго предела пробоя (даже кратковременный) может привести к мгновенному отказу. Это должно быть учтено в окончательном проекте, и подробности приведены ниже (эта схема будет в регуляторе, а не в предварительном регуляторе).Помните, что если транзистор регулятора выйдет из строя, произойдет короткое замыкание, поэтому на тестируемое устройство будет подаваться полное напряжение питания. Это может привести к выходу из строя тестируемого устройства.

В обсуждаемых случаях предполагается, что силовые транзисторы будут монтироваться непосредственно на радиатор без электрического изолятора. Это минимизирует тепловое сопротивление от корпуса до радиатора, но всегда будет ненулевым значением. Лучшее, на что вы можете надеяться, это, вероятно, около 0.1°C/Вт, но на практике этого добиться непросто. Использование силиконовых «тепловых» прокладок настолько неразумно, что я даже не осмеливаюсь упоминать о них, но они существуют, и некоторые люди до сих пор считают их хорошей идеей. Хотя они хороши для приложений с низким энергопотреблением (примерно до 10 Вт непрерывно), они в порядке, но для серьезной мощности они совершенно неадекватны.

К сожалению, непосредственный монтаж почти всегда означает, что радиаторы «горячие» (т. е. электрически «находящиеся под напряжением»), и они должны быть изолированы от корпуса, и необходимо очень тщательно следить за тем, чтобы короткое замыкание на корпус было практически невозможным. как вы можете это сделать.Это не обязательно так сложно, как кажется, но требует дизайна, отличного от того, как обычно используются радиаторы. В качестве примера я включил фото ниже сдвоенного живого радиатора, который скреплен кусочками акрила. Все винты утоплены глубоко под поверхностью, и перед монтажом будет наложена лента для обеспечения надлежащего электрического барьера. Крепление к корпусу простое — в акриле просверлены три отверстия и нарезана резьба для винтов с металлической резьбой 4 мм.


Рис. 1. Двойной активный радиатор с вентилятором и акриловыми разделителями

Показанная компоновка очень хорошо подходит для этого применения, и один радиатор предназначен для положительного питания, а другой — для отрицательного. Это готовится для многообещающего проекта, предназначенного для обеспечения доступного двойного источника питания с напряжением до ± 25 В и током нагрузки до 2 А (один или оба источника). Почти все схемы будут прикреплены к радиатору, кроме потенциометров установки напряжения, ограничения тока и основного источника питания (трансформатор, мостовой выпрямитель и фильтрующие конденсаторы).

Хотя вентилятор довольно хиленький, а радиаторы не слишком большие (туннель имеет квадратную форму 80 мм и длину 160 мм), этот радиатор должен довольно легко рассеивать до 50 Вт с каждой стороны (всего 100 Вт). Это намного больше, чем мне нужно, но не бывает слишком больших радиаторов. Обратите внимание, что абсолютно необходимо, чтобы вентилятор нагнетал воздух в туннель, потому что вентиляторы, которые , , на самом деле отвратительны! Существует огромная разница в производительности, и она подробно описана в статье ESP Heatsinks.


2   Линейный предварительный регулятор

Это проще всего реализовать, если не считать необходимых условий управления температурным режимом. Для нашего гипотетического источника питания потребуется нерегулируемое напряжение не менее 62 В постоянного тока. Если бы вы использовали его с полным выходом 5 А при (скажем) выходе постоянного тока 5 В, предварительный регулятор будет рассеивать не менее 260 Вт, а регулятор рассеивает еще 25 Вт (при условии, что перепад напряжения регулятора составляет 5 В). Это большое количество тепла, от которого нужно избавляться, и пытаться сделать это без принудительного воздушного охлаждения (вентилятора) нереально.Это можно сделать, но радиатор должен быть массивным, а его стоимость почти наверняка превысит стоимость самого блока питания. Это просто глупо, если только нет абсолютного требования к полной акустической тишине, что редко бывает в случае с лабораторным/лабораторным источником.

По мере увеличения выходного напряжения рассеивание на предварительном регуляторе уменьшается, пока в самом верхнем пределе оно не должно передавать почти полное нестабилизированное напряжение на регулятор. Это может означать, что выходной шум (гул или жужжание 100-120 Гц) также увеличивается, потому что нет предварительной регулировки для уменьшения пульсаций.Конечно, этому можно противодействовать более высоким нерегулируемым напряжением, но это еще больше увеличивает потери. Как уже отмечалось, самым большим преимуществом является простота, но большая часть этого, как правило, исчезает, когда вам нужно добавить схему управления температурным режимом.

Обычно вентилятор не работает, и это будет иметь место (вероятно) в большинстве тестов, которые обычно выполняются. Однако по мере увеличения температуры радиатора транзисторы или полевые МОП-транзисторы, используемые в предварительном регуляторе, становятся склонными к выходу из строя из-за чрезмерных температур кристалла.Как только температура радиатора превысит 30°C или около того, должен включиться вентилятор (он может иметь переменную скорость), и если температура радиатора продолжит расти, подача должна автоматически отключиться. Если эти меры предосторожности не будут приняты, ваша тестовая нагрузка и блок питания могут быть серьезно повреждены.

Хотя это потенциально самый тихий (электрический шум), линейный предварительный регулятор является наименее эффективным методом. Однако это не означает, что его не следует учитывать, особенно для меньших мощностей.Для источников питания, обеспечивающих ± 25 В или около того при токе до 2 А, его ограничения сведены к минимуму, и потеря эффективности не такая уж большая проблема. В худшем случае рассеяние может достигать 70 Вт (140 Вт для двойного источника питания), но это только при полной нагрузке и очень низком выходном напряжении. При «нормальном» использовании (что бы это ни было) рассеяние будет несколько меньше, и во многих случаях оно будет составлять всего несколько ватт при тестировании предусилителей или даже усилителей мощности при малой мощности. Это техника, которая еще не умерла и, вероятно, будет продолжаться еще много лет.

Возможно, одно из его самых больших преимуществ заключается в том, что если он хорошо собран с хорошим теплоотводом, он переживет большинство людей, которые решат его построить. Детали не исчезнут в ближайшее время, а обслуживание (если когда-либо потребуется) обычно несложно, если везде используются сквозные детали. Детали SMD не нужны, потому что схема очень проста. Этого нельзя сказать о некоторых альтернативах, особенно о схемах с переключаемыми режимами. Однако этот применим только к , если принять более прагматичный подход, снизив напряжение до ±25 В при максимальном токе около 2 А.

Линейный следящий регулятор практически бесшумен как в акустическом, так и в электрическом отношении. Однако они также очень неэффективны, поэтому им нужны большие радиаторы для рассеивания значительного количества тепла, которое может выделяться в источнике высокой мощности. Это не только очень расточительно для энергии (вы платите за тепло, вырабатываемое из-за тока, потребляемого от сети), но также увеличивает размер и стоимость поставки.


Рис. 2. Предварительный регулятор линейного слежения

В приведенном выше примере C1 имеет емкость 10 000 мкФ (10 мФ) и является основным сглаживающим конденсатором.Он питается от выхода выпрямителя. Q1 и Q2 образуют источник тока. Это обеспечивает базовый ток для последовательной пары Дарлингтона (Q3 и Q4). Q4 может состоять из двух или более параллельных устройств, если рассеяние высокое. Стабилитрон (ZD1) гарантирует, что входное напряжение регулятора (который может быть интегральным или дискретным) будет по крайней мере на 4,5 В выше, чем выходное напряжение. Если регулятор требует более высокого дифференциального напряжения, вы просто используете стабилитрон с более высоким напряжением. По умолчанию выходной сигнал предварительного регулятора довольно хорошо сглажен и содержит мало пульсаций, поскольку его эталоном является регулируемый выходной сигнал (через ZD1).D1 гарантирует, что предварительный регулятор и регулятор не будут подвержены обратному напряжению, если на выход подается источник постоянного тока (что может и происходит). Значения не указаны для потенциометра (VR1) или R3, поскольку они зависят от топологии регулятора.

Одним из наиболее сложных аспектов любой линейной конструкции является транзистор SOA (зона безопасной работы). Например, устройства TIP35/36 недороги и идеально подходят для этой роли, но есть несколько моментов, которые необходимо учитывать.Во-первых, это номинальная мощность (125 Вт), но она смягчается, если посмотреть на кривую снижения номинальных характеристик от температуры (мощность в зависимости от температуры корпуса), максимальное значение T J (температура перехода), R th j-case (тепловое сопротивление, соединение с корпусом) и кривые SOA. Должно быть очевидно, что с R th j-case при 1°C/Вт, если устройство рассеивает 70 Вт, переход должен быть при температуре окружающей среды (25°C) плюс T J – всего 95°C. . Это предполагает идеальное соединение между корпусом и радиатором и температуру радиатора не выше 25°C.

Это явно невозможно. Максимально допустимая температура перехода составляет 150°С при температуре корпуса 25°С, поэтому при рассеиваемой мощности 70 Вт температура корпуса не может превышать 80°С (это легко рассчитать или сделать с помощью миллиметровой бумаги). При 150°С. кристалл не может рассеивать какую-либо дополнительную мощность, а при температуре корпуса 25°C он может потреблять 125 Вт (что повышает температуру кристалла до 150°C). Обратите внимание, что этот адресует только температуру , а не SOA! Кривая SOA показывает, что при напряжении 35 В на устройстве максимальный ток составляет 2 А — это максимум 70 Вт при 25°C.Если напряжение или ток превышают это значение, существует вероятность повторного пробоя, механизм почти мгновенного отказа устройства. Эти пределы уменьшаются при более высоких температурах!

Несмотря на кажущуюся простоту линейного предварительного регулятора, необходимо проделать большую работу по проектированию, чтобы гарантировать, что его надежность не будет поставлена ​​под угрозу. Вот почему так важно изучить таблицы данных, свести к минимуму все возможные тепловые сопротивления и, как правило, быть готовым использовать больше деталей, чем вы изначально предполагали.Тем не менее, это действительно самое простое — как только используются более «продвинутые» методы, проблемы проектирования только возрастают.

Если бы идея линейного предварительного регулятора использовалась для гипотетического источника питания (50 В при 5 А, рассеивание в худшем случае около 300 Вт), требования SOA означали бы, что вам потребуется как минимум десять транзисторов TIP35/36 для каждой полярности (максимум 600 мА при 60 В на транзисторе). Очевидно, что это не самый разумный способ создания очень мощного источника питания.250 Вт (двойной по 500 Вт) не является огромным запасом при любом напряжении, поэтому необходимы альтернативы.


3   Переключение касанием

Без переключения ответвлений источнику питания 50 В, 5 А требуется минимальное входное напряжение около 55 В, поэтому, если вы ожидаете 5 А при выходе постоянного тока 1 В, рассеиваемая мощность составит 270 Вт. Это предполагает, что напряжение сети остается на номинальном значении, либо 230В, либо 120В. В действительности, нам нужно учесть как высокое , так и низкое напряжение сети , поэтому нестабилизированное напряжение должно быть как минимум на 10% выше номинального, чтобы обеспечить более низкое, чем нормальное, напряжение сети.55 В становится 61 В достаточно близко. Рассеиваемая мощность увеличена до 300 Вт.

При использовании переключения ответвлений трансформатор имеет несколько обмоток (или одну обмотку с несколькими ответвлениями), и доступен более высокий КПД, чем у регулятора, на который всегда подается самое высокое напряжение, обеспечиваемое трансформатором, выпрямителем и фильтрующим конденсатором. Например, для напряжений до 12 В нерегулируемое постоянное напряжение обычно составляет не менее 18 В (среднее значение, требующее переменного напряжения 15 В RMS), и оно всегда должно быть достаточно высоким, чтобы обеспечить минимальное напряжение (на основе пульсаций) остается выше напряжения отключения регулятора (где он больше не может регулировать).Это варьируется от 3 В или около того до 5 В или более, в зависимости от топологии самого регулятора.

При выходном напряжении (скажем) 1 В при 5 А регулятор рассеивает около 90 Вт. При увеличении выходного напряжения отвод трансформатора автоматически выбирается для обеспечения необходимого диапазона напряжения. По-прежнему требуется рассеять много тепла, но оно намного ниже, чем у простого регулятора, постоянно питаемого полным вторичным напряжением.

Когда пользователь выбирает выходное напряжение 12 В постоянного тока или выше, точка ответвления трансформатора увеличивается, поэтому на входе регулятора больше напряжения.В нашем примере оно может подняться до 39 В постоянного тока (выход переменного тока от трансформатора 30 В RMS), а при полном токе (5 А) с выходным напряжением 16 В регулятор рассеивает 115 Вт. В системе с тремя отводами последний отвод будет выбран, когда выходное напряжение установлено на 34 В или выше. При 34 В с выходом 5 А регулятор имеет входное напряжение около 60 В и рассеивает 130 Вт.

Обратите внимание, что рассеивание всегда самое высокое в нижней части любого отводного напряжения питания. Если регулятор работает с выходным напряжением 50 В и током 5 А, рассеиваемая мощность составляет около 50 Вт.Как правило, оно будет немного ниже, чуть ниже напряжения переключения для более низких напряжений, но вы всегда должны проектировать для наихудшего случая. Вы также должны допустить короткое замыкание на выходе, и это действительно может быть очень сложно. Мгновенное рассеивание мощности может превышать 300 Вт, и для поглощения таких «переходных» явлений без локального повышения температуры необходим радиатор с большой тепловой массой. Транзисторная защита SOA должна быть включена для защиты транзисторов стабилизатора, и это может быть сложной задачей (мягко говоря).


Рис. 3. Простое 3-ступенчатое переключение ответвителей

Выше показана простая схема переключения ответвлений. Упомянутые напряжения рассчитаны на нагрузку до 5 А и рассчитаны на силовой трансформатор не менее 500 ВА. Регулятор получает входное напряжение около 19 В, пока выходное напряжение меньше 12 В. Кроме того, стабилитрон (ZD1) пропускает ток, достаточный для включения Q1, который, в свою очередь, приводит в действие реле (RL1). Контакты реле отключают обмотку низкого напряжения и подключаются к следующему ответвлению (30 В переменного тока), поэтому входное напряжение регулятора увеличивается до 44 В (при нагрузке ~40 В).Затем регулятор может обеспечить регулируемый выход до 28 В постоянного тока. Если выходное напряжение увеличивается еще больше, срабатывает RL2, подключая отвод 45 В переменного тока, давая нерегулируемое напряжение около 63 В (при нагрузке ~ 60 В). Без переключения ответвлений рассеяние в регуляторе будет намного выше, чем хотелось бы, при низком выходном напряжении, особенно при большом токе.

Контакты реле имеют маркировку «НО» и «НЗ», что означает нормально разомкнутый и нормально замкнутый соответственно. «Нормальное» состояние — это когда реле обесточено, поэтому контакты «НО» будут разомкнуты (нет связи).Контакты реле должны выдерживать полное напряжение и ток, как это определено конструкцией источника питания. Этого обычно легко добиться, и реле имеют очень низкое сопротивление, когда контакты замкнуты. Необходимо убедиться, что нет возможности замыкания обмотки контактами реле на отдельные напряжения (в схеме на рис. 3 это невозможно).

ZD2 и ZD4 защищают переключающие транзисторы реле от чрезмерного базового тока при высоких выходных напряжениях. Если вместо стабилитронов и транзисторов используется пара компараторов, рассеиваемая мощность снижается, а напряжения переключения ответвлений будут более точными.Это, конечно, добавляет сложности, но разница в стоимости незначительна. Показанная простая схема, безусловно, будет работать, но пороги переключения не очень точны.

BR2 вместе с отдельной обмоткой обеспечивает постоянное низкое напряжение (~12 В постоянного тока при нагрузке) для работы реле, независимо от выбранного напряжения переменного тока от трансформатора. Лучше всего это обеспечивается отдельной обмоткой, а выход идеально регулировался бы для катушек компараторов и реле. Компараторы обеспечивают лучшее (более предсказуемое) измерение напряжения, что обеспечивает большую точность и меньшее энергопотребление.

Если вы создаете короткое замыкание и пытаетесь увеличить выходное напряжение, оно не может подняться из-за ограничения тока, поэтому отводы с более высоким напряжением не могут быть выбраны. Хотя я показал переключение реле, это также можно сделать с помощью SCR (кремниевых выпрямителей, также известных как тиристоры), симисторов или даже реле MOSFET. Независимо от метода переключения, результаты практически одинаковы. Может показаться, что «полупроводниковое» переключение предпочтительнее, но оно более сложное, имеет более высокие потери, чем реле, и требует более сложной схемы.

Конечно, нет причин не включать линейный следящий предварительный регулятор с переключением ответвлений, но он по-прежнему будет подвергаться тем же ограничениям, что и линейный предварительный регулятор, если вы случайно установили самое высокое выходное напряжение и произойдет внезапный скачок напряжения. короткое замыкание в нагрузке (или только в щупах). Отвод будет сброшен до минимального значения почти мгновенно, но есть еще большой фильтрующий конденсатор, заряженный до максимального нерегулируемого напряжения! Это вызовет проблемы, независимо от того, включены ли предварительные регуляторы линейного отслеживания или нет, и это должно учитываться, потому что это произойдет.

Общая эффективность систем переключения ответвлений повышается за счет большего количества ответвлений трансформатора. Также возможно использовать обмотки с различным напряжением, которые включаются в последовательности, позволяющей, скажем, трем обмоткам обеспечить пять различных выходных напряжений трансформатора. У вас может быть пара обмоток на 18 В и одна обмотка на 9 В, переключаемые так, чтобы вы могли иметь переменное напряжение 9, 18, 27, 36 и 45 В переменного тока. Хотя это, очевидно, повышает эффективность, это также означает сложную логическую матрицу для управления переключателями.Использование микроконтроллера, конечно, упростит эту задачу, но расположение контактов реле будет довольно запутанным. Трансформатор будет индивидуальной конструкции, если только вы не используете несколько трансформаторов меньшего размера.

Конструкция регулятора должна быть достаточно прочной, чтобы гарантировать, что он не выйдет из строя в случае короткого замыкания при подаче максимального выходного напряжения, и это произойдет либо случайно, либо из-за сбоя в испытательной цепи. Эта конкретная проблема не исчезает, независимо от метода, используемого для предварительной стабилизации, и неспособность обеспечить соответствующую схему защиты приведет к выходу из строя источника питания.


4   Переменный ток с отсечкой фазы

Распространенным подходом к предварительному регулированию в первых источниках питания была схема «отсечки фазы», ​​чем-то похожая на диммер лампы накаливания. Они были популярны, потому что они могли позволить нерегулируемому напряжению оставаться достаточно высоким, чтобы гарантировать, что следующий линейный регулятор может обеспечить хорошее регулирование без какого-либо скачка пульсаций.

Однако в большинстве этих источников питания использовались тиристоры (кремниевые выпрямители, также известные как тиристоры).Самой большой проблемой была скорость включения тиристоров — они очень быстро входят в проводимость, а это означает, что они неизменно вызывают некоторый высокочастотный шум. Поскольку их можно только включить, они были (на языке диммеров ламп) «диммерами» переднего фронта, поэтому большая часть полупериода переменного тока проходила до того, как тиристоры включались. Тиристоры GTO (затвор выключения) стали доступны позже, но они никогда не использовались ни в одной схеме предварительного регулятора с отсечкой фазы, которую я видел.

Быстрое включение также вызывает рычание большинства трансформаторов, поэтому они производят как акустический, так и электронный шум.Одной из альтернатив «традиционному» предварительному регулятору с отсечкой фазы SCR является использование переключателя MOSFET. Это означает, что он может выключаться, когда напряжение достаточно высокое, поэтому он работает как диммер с задним фронтом . Это несколько тише, чем версия SCR, а с полевыми МОП-транзисторами, которые можно получить сегодня, это также более эффективно. Однако это не означает, что высокочастотный шум устранен.

Вы можете думать об этом устройстве как о «бесступенчатом» переключателе ответвлений, потому что выходное напряжение трансформатора постоянно изменяется.Нерегулируемое выходное напряжение может составлять всего 6 В, если управление осуществляется на вторичной стороне трансформатора. Во многих источниках питания использовались схемы с отсечкой фазы на первичной стороне , потому что это снижает потребляемый ток, что, в свою очередь, снижает потери в тринисторах или симисторах (симисторы — это двунаправленные переключатели переменного тока). Конечно, это вносит дополнительную сложность, поскольку SCR или TRIAC нуждаются в изолированной схеме управления. Существуют специализированные ИС, разработанные специально для питания симисторов (например,грамм. MOC3020 … MOC3023), но по-прежнему требуется схема управления. Детектор пересечения нуля необходим, чтобы схема могла определить точку, в которой сигнал переменного тока проходит через ноль (и тиристоры или симисторы выключаются).

В следующей схеме детектор пересечения нуля не требуется как отдельная подсхема. Система переключения на самом деле не идентифицирует пересечение нуля, но включает полевой МОП-транзистор всякий раз, когда напряжение переменного тока ниже целевого напряжения. В ограничителе тока используется резистор 50 мОм (R2), который ограничивает пиковый ток MOSFET чуть более 13 А.Если пиковый ток уменьшается, полевой МОП-транзистор будет работать дольше, а общая рассеиваемая мощность увеличится. Ток должен быть достаточно высоким, чтобы крышка фильтра (C2) могла заряжаться до требуемого напряжения при полной нагрузке. В конечном счете, пиковый ток также ограничивается сопротивлением обмотки трансформатора.


Рис. 4. Предварительный регулятор с отсечкой фазы

На чертеже показана версия предварительного регулятора с отсечкой фазы, которую вы почти наверняка не найдете больше нигде. Несмотря на упрощение, он хорошо работает, как показано, и требует лишь нескольких изменений для практической схемы.P-Channel MOSFET включается, когда нефильтрованная форма волны постоянного тока падает ниже целевого напряжения, и снова выключается, когда целевое нерегулируемое напряжение достигается. Со стабилитроном 5,1 В, как показано, дифференциальное напряжение стабилизатора составляет около 5 В при любой настройке выходного напряжения. Компаратор операционных усилителей требует постоянного источника питания, иначе он не сможет работать. Как и во всех схемах с отсечкой фазы, ток пульсаций конденсатора фильтра может быть намного выше, чем обычно. Это смягчается (в некоторой степени) за счет использования ограничителя тока для MOSFET, как показано, но это увеличивает его рассеяние.Для повышения общей производительности Q3 является приемником тока. Это снижает влияние мгновенного напряжения на управляющий сигнал полевого МОП-транзистора. R7 и R10 необходимы для того, чтобы схема запустилась, так как без них на неинвертирующем входе компаратора нет напряжения, и он не включится. Для начала работы требуется всего несколько милливольт, после чего процесс становится самоподдерживающимся. Резистор R7 также обеспечивает сигнал пересечения нуля, хотя иногда схема включается в других точках сигнала (как показано на сигналах ниже).

Использование схемы отсечки фазы на вторичной (низкое напряжение, большой ток) стороне трансформатора когда-то было непрактичным, но МОП-транзисторы изменили это. Они доступны с почти устрашающими номиналами тока и настолько низким сопротивлением во включенном состоянии, что рассеивание мощности минимально. Требуемая схема не является пугающе сложной, но, как правило, мудрым шагом является введение какой-либо формы ограничения тока (кроме сопротивления обмотки трансформатора), чтобы гарантировать, что пульсации тока конденсатора фильтра являются управляемыми.Без ограничения тока конденсатор фильтра может иметь очень тяжелый (и соизмеримо короткий) срок службы. К счастью, этого не так уж сложно добиться, и для этого требуется всего несколько недорогих деталей. Одним из методов, который обычно использовался в старых системах, является «дроссель» фильтра (катушка индуктивности), но это большое, тяжелое и дорогое дополнение. Тем не менее, при правильном применении он дает хорошие результаты.

Сомнительно, чтобы какой-либо производитель использовал эту схему в новом дизайне, но не потому, что она неэффективна.Самые большие проблемы со всеми системами с отсечкой фазы — это плохое использование трансформатора и высокие пульсации тока конденсатора. Для сборки своими руками и при условии, что мастер готов экспериментировать, он может дать хорошие результаты, но производители теперь будут использовать импульсный источник питания (и большинство из них используют только импульсный источник питания без какого-либо линейного регулирования для минимизации шума). Обратите внимание, что системы переднего фронта (SCR или TRIAC) необходимы, если они используются на первичной обмотке трансформатора, но если отсечка фазы выполняется на вторичной стороне, предпочтительным является переключатель заднего фронта.Обратите внимание, что напряжение питания компаратора должно быть не меньше выходного напряжения регулятора во избежание повреждения входных цепей микросхемы компаратора (или операционного усилителя). Компаратор имеет некоторый встроенный гистерезис (обеспечиваемый резистором R5), который помогает предотвратить паразитные колебания.

Из показанных вариантов схема с отсечкой фазы на полевых МОП-транзисторах, вероятно, является самой простой в реализации, если вам нужна высокая эффективность, но она имеет свою цену. Хотя схема является концептуальной (а не законченным решением), она очень хорошо моделируется, и нет оснований ожидать, что она не будет работать очень хорошо.Он не нуждается в каких-либо дополнительных компонентах, кроме подходящего напряжения питания для компаратора (обычно около 30 В постоянного тока). Помимо схемы с переключением, она может иметь самый высокий общий КПД при любом напряжении или токе среди всех методов.

Итак, какие затраты? Ожидайте, что при низком и среднем напряжении ток пульсаций фильтрующего конденсатора будет в два раза больше, чем у обычного выпрямителя, обеспечивающего тот же выходной ток. Он также страдает от довольно плохого использования трансформатора (как и у , все схемы отсечки фазы ).Коэффициент мощности при указанном ниже напряжении и токе составляет всего 0,327, что означает, что мощность трансформатора может достигать 800 ВА при выходной мощности 250 Вт (50 В при 5 А). Вам нужен гораздо больший трансформатор, чем ожидалось, чтобы получить требуемый ток и напряжение. Для «обычного» выпрямителя и фильтрующей крышки требуется трансформатор на 450 ВА для той же выходной мощности. Те же эффекты наблюдаются с любой системой фазового среза — это не то, что ограничивается показанной.


Рисунок 4.1 – Формы сигналов предварительного регулятора с отсечкой фазы

Из всех конструкций, показанных здесь, версия MOSFET с переключением фазы является единственной, для которой требуется форма волны, чтобы показать, как она работает.Показаны нерегулируемое напряжение и ток для нерегулируемого выхода чуть более 23 В при выходном токе 0,8 А. Ток полевого МОП-транзистора ограничен с помощью схемы, показанной выше, и составляет около 13 А пикового значения. Как видите, когда нерегулируемое напряжение падает ниже порога, МОП-транзистор включается и остается включенным, пока напряжение не превысит порога. Вы можете увидеть небольшой «удар» на форме сигнала постоянного тока, если полевой МОП-транзистор включается непосредственно перед пересечением нуля. Основная передача мощности происходит после перехода через нуль.Выход компаратора показан синим цветом, и вы можете видеть, что он включается непосредственно перед пересечением нуля и выключается в тот момент, когда напряжение достигает желаемого пикового значения. По мере увеличения выходного тока полевой МОП-транзистор включается дольше, позволяя крышке фильтра полностью зарядиться до требуемого напряжения.

Как отмечалось ранее, это не та схема, с которой вы, скорее всего, столкнетесь где-либо еще. Конечно, есть опубликованные системы переключения MOSFET, но большинство из них пытаются работать точно так же, как «традиционные» версии SCR или TRIAC, и не используют более простую схему, показанную здесь.Нет ничего, что указывало бы на то, что более традиционный метод «лучше», и я полагаю, что верно обратное, поскольку схема, показанная выше, работает в основном как система управления задним фронтом, которая помогает уменьшить пульсации тока конденсатора.

Необходимо соблюдать осторожность при выборе MOSFET, поскольку они имеют определенную безопасную рабочую зону. Это имеет решающее значение, когда они работают частично в линейной области (для которой оптимизировано несколько МОП-транзисторов), и необходимо свериться с техническим описанием, чтобы убедиться, что используемый МОП-транзистор может работать с комбинацией напряжения и тока.Ограничитель тока облегчает жизнь конденсатору фильтра, но усложняет жизнь MOSFET. И наоборот, удаление ограничителя тока облегчает жизнь MOSFET, но увеличивает нагрузку на конденсатор фильтра.


5 Импульсный регулятор

При использовании импульсного предварительного регулятора вы сохраняете обычный сетевой трансформатор, мостовой выпрямитель и фильтрующий конденсатор. Однако вместо использования линейного (или фазового) предварительного регулятора он (чаще всего) будет «понижающим» (понижающим) импульсным регулятором.Для этого доступно бесчисленное множество микросхем, и с моей стороны было бы довольно глупо пытаться описать полную схему (поэтому я не буду). Вместо этого понижающий преобразователь показан в виде «блока» схемы с отдельным P-канальным полевым МОП-транзистором, выступающим в роли переключателя. Обратная связь должна гарантировать, что выходное напряжение выше регулируемого выхода, и, как и прежде, перепад напряжения зависит от топологии регулятора.

Эта компоновка обеспечивает высокую эффективность, поэтому потери энергии будут небольшими.Самой большой проблемой всегда будет обеспечение того, чтобы шум переключения не попадал на выход. Для некоторых приложений небольшой высокочастотный шум не является проблемой, но если вы пытаетесь измерить отношение сигнал/шум (SNR) звуковой цепи, любой высокочастотный шум может испортить ваши измерения.


Рис. 5. Предварительный регулятор импульсного понижающего преобразователя

Напряжение постоянного тока от трансформатора, моста и крышки фильтра должно быть больше, чем максимальное требуемое регулируемое напряжение, поскольку понижающему преобразователю всегда требуется некоторый перепад напряжения (точно так же, как и линейному регулятору).Одним из основных преимуществ является то, что если вам нужен большой ток при низком напряжении, импульсный преобразователь применяет «преобразование». Предполагая отсутствие потерь, если понижающий преобразователь имеет входное напряжение 60 В, выходное напряжение 10 В и ток 5 А (50 Вт), его входной ток составит всего 833 мА (также 50 Вт). На самом деле их будет больше, потому что ни одна схема не может достичь 100% эффективности. Разумно ожидать, что входной ток будет около 1 А (60 Вт), что соответствует всего лишь 10 Вт «потерянной» мощности. Даже небольшой радиатор может легко избавиться от этого, хотя не вся мощность рассеивается в переключающем MOSFET — часть также рассеивается в катушке индуктивности и выпрямительном диоде.

Q2 — это очень простой дифференциальный усилитель, который обеспечивает напряжение около 6 вольт на регуляторе. Если входное напряжение уменьшается из-за внешней нагрузки, Q2 частично отключается, что обеспечивает более низкое напряжение обратной связи с импульсным преобразователем, заставляя его выходное напряжение увеличиваться. Обратное также (очевидно) верно. Поскольку полевой МОП-транзистор является быстродействующим переключателем, рассеяние будет низким и представляет собой комбинацию скорости включения/выключения и сопротивления «включено» (R DS на ).Рассеивание индуктора зависит от потерь в сердечнике и сопротивления переменному току (которое зависит от скин-эффекта и превышает его сопротивление постоянному току). Для понижающего преобразователя необходимы средства обеспечения защиты от короткого замыкания или ограничения тока.


6 Импульсный блок питания

Сегодня тенденция заключается в использовании импульсных источников питания для обеспечения нерегулируемого напряжения. На самом деле он регулируется, но настроен так, чтобы выходное напряжение SMPS было достаточно высоким для правильной регулировки линейного регулятора.Будем надеяться, что любой остаточный высокочастотный шум также будет устранен, но это может быть намного сложнее, чем кажется. Импульсный источник питания может быть либо на стороне сети (без трансформатора 50/60 Гц), либо на вторичной стороне с использованием простого понижающего стабилизатора, как показано на рис. 4. Использование сетевого источника питания с переключателем более эффективно, но в этом случае у вас будет много возможностей. схем, которые находятся под потенциалом сети. Обычно это не самый разумный выбор для большинства самодельщиков, хотя это можно сделать, если вы разбираетесь в тонкостях «автономных» (питающихся непосредственно от «линейного» (сетевого) напряжения) импульсных источников питания.Я показал SMPS с активной PFC (коррекция коэффициента мощности), но это не обязательно. Они намного сложнее, чем «простые» импульсные источники питания.

В наиболее распространенных SMPS используется выпрямитель, напрямую подключенный к сети, с конденсатором фильтра высокого напряжения. Далее следует микросхема управления режимом переключения и один или несколько полевых МОП-транзисторов для переключения высоковольтного постоянного тока на трансформатор. В маломощных системах (менее 50 Вт или около того) будет использоваться обратноходовой преобразователь, в то время как в более мощных источниках питания используется полный или полумостовой привод к трансформатору.Выходное напряжение на вторичной стороне регулируется широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Система управления с обратной связью должна контролировать выходное напряжение регулятора, а также его входное напряжение (от SMPS) и обеспечивать достаточный перепад напряжения для поддержания регулирования. SMPS требует защиты от короткого замыкания, которая не показана на схеме. Дополнительную информацию о топологиях SwitchMode см. в статье ESP Switchmode Power Supply Primer.


Рис. 6. Предварительный регулятор режима переключения «Off-Line»

Из-за большого количества возможностей и множества переменных вышеприведенное представлено только в виде блок-схемы.Во вторичном выпрямителе должны использоваться либо диоды Шоттки, либо сверхбыстродействующие диоды, поскольку они обычно работают на частоте 50 кГц и выше. Система обратной связи использует ту же дифференциальную схему, что и на рис. 5, но включает резистор (R1) для ограничения максимального тока светодиода в оптроне. Есть много вещей, которые могут (и делают) пойти наперекосяк с SMPS, и все возможности должны быть учтены. SMPS показан как блок схемы для этого подхода просто из-за его общей сложности. Цель этой статьи — предоставить идеи, а не полные принципиальные схемы.

Обратите внимание, что, кроме конденсатора X2 (C1), фильтрация, переключение или предохранители на входе сети не показаны. Все это необходимо в рабочей цепи. Импульсные источники питания могут создавать как кондуктивные (через сетевую проводку), так и излучаемые (по воздуху) радиочастотные помехи (также известные как EMI — электромагнитные помехи), и фильтрация всегда необходима, чтобы гарантировать, что другое оборудование не будет скомпрометировано. Коммерческое оборудование требует проверки на соответствие, а необходимая фильтрация необходима для получения сертификата.Как правило, для любого производителя незаконно продавать несовместимое оборудование.

Нет никаких сомнений в том, что хорошо спроектированный SMPS может дать очень хорошие результаты. Как показано, вы также можете использовать конденсатор основного фильтра меньшего размера (C2), потому что частота намного выше, чем у обычной сети. Это сводит к минимуму нагрузки, если (когда) источник питания закорочен, потому что он разряжается намного быстрее, чем конденсатор большего размера. К сожалению, сложность заключается в реализации, так как эти поставки очень сложны. Большинство используемых микросхем представляют собой SMD, и если поставка выйдет из строя через 10 лет после ее сборки, шансы получить запасные части невелики (особенно контроллеры PFC и SMPS).

Несмотря на кажущуюся простоту показанной блок-схемы, на самом деле в этой методике нет ничего даже отдаленно тривиального. Вы можете упростить окончательный проект, не используя активную коррекцию коэффициента мощности, но предстоит решить еще много серьезных проблем. Конструкция импульсного трансформатора — это почти «черная магия», а достижение полной изоляции, соответствующей соответствующим стандартам безопасности, — само по себе подвиг. В конечном счете, хотя он, безусловно, обеспечивает наивысшую эффективность из всех обсуждаемых методов, сложность схемы (и опасность работы со схемами, работающими от сети) означает, что его очень трудно рекомендовать в качестве проекта «сделай сам».


7 Защита транзистора регулятора SOA

Когда регулятор обеспечивает максимально возможное выходное напряжение, случайное короткое замыкание (или неисправность тестируемого устройства) может привести к нагрузке на транзисторы последовательного прохода регулятора, выходящей далеко за пределы их SOA. Это может привести к мгновенному отказу, особенно если ограничение тока установлено на максимальное значение. Рассмотрим транзистор с напряжением 60 В, пытающийся передать 5 А. Мгновенная мощность составляет 300 Вт, и требуется время, чтобы конденсатор основного фильтра разрядился.Чем больше емкость вы используете, тем хуже для транзистора (ов). В то время как большинство транзисторов могут работать с мощностью, в три раза превышающей их номинальную, для очень коротких периодов времени, время, необходимое для разрядки конденсатора емкостью 10 000 мкФ, превышает возможности простых последовательных каскадов. В то же время трансформатор и выпрямитель стараются держать крышку заряженной! Предварительный регулятор уменьшит свое выходное напряжение, но это никогда не происходит мгновенно — ожидайте не менее 10 мс, а часто и больше.

Это особенно верно при использовании предварительного регулятора, потому что он обычно используется для ограничения рассеяния в регуляторе.Следовательно, регулятор обычно должен рассеивать около 100 Вт (в худшем случае), а обычно и меньше. Если не используется какая-либо форма специализированного ограничения (обычно известное как ограничение V-I в аудиоусилителях мощности), результатом будет дорогостоящий ремонт, и блок питания выйдет из строя до тех пор, пока он не будет исправлен. Это нетривиальная задача, и для получения ограничителя V-I, обеспечивающего полную защиту от коротких замыканий, необходима довольно серьезная работа по проектированию. Не воображайте ни на мгновение, что этого не произойдет, потому что это произойдет — это практически гарантировано!


Рис. 7. Кривые TIP35C/36C SOA

Приведенные выше данные взяты из технического описания Motorola для TIP35C/36C (25 А, 100 В, 125 Вт), и показана только версия «C», так как теперь трудно получить детали с более низким напряжением.Ниже 30 В ограничения основаны только на рассеиваемой мощности, поэтому при 10 В ограничение составляет 12,5 А (125 Вт), а при 30 В — 4,16 А (125 Вт). При любом напряжении коллектор-эмиттер более 30В вторичный пробой становится ограничивающим фактором, и горе тому разработчику, который его не учел. Более высокий ток допустим, если продолжительность перегрузки достаточно мала, поэтому вы можете получить до 1,75 А при продолжительности 300 мкс (87,5 Вт), но это нецелесообразно для блока питания.

Как видите, при напряжении 50 В на транзисторе максимальный ток коллектора составляет всего 1 А (50 Вт против 50 Вт).125 Вт). Это предел вторичного пробоя — при температуре корпуса 25°C!  По мере повышения температуры пределы SOA снижаются, поэтому поддержание минимально возможной температуры радиатора, очевидно, имеет решающее значение. Устройства TIP35/36 рассчитаны на мощность 125 Вт, но этого можно достичь только при напряжении 30 В или меньше V C-E и температуре корпуса 25°C. Это нормально, и вы увидите ту же тенденцию с любым BJT, который вы захотите изучить. Некоторые лучше других, но все ограничены физикой.

Использование переключающих МОП-транзисторов в линейном режиме обычно считается плохой идеей (производителями), и хотя они не страдают от второго пробоя как такового, они имеют удивительно похожий режим отказа, вызванный локальным перегревом внутри кремниевого кристалла. . Попытка осветить это выходит за рамки данной статьи, но это вполне реальное явление, ставшее причиной гибели многих полевых МОП-транзисторов. Если вы посмотрите на подавляющее большинство спецификаций MOSFET, вы увидите кривые для различных периодов, таких как 10 мс, 1 мс и 100 мкс.Они не показывают работу в DC, потому что они плохо справляются с этим. Переключающие МОП-транзисторы предназначены для переключения!

Конечно, нет веских причин, по которым вы не можете использовать боковые полевые МОП-транзисторы — такие же, которые используются для аудиоусилителей, таких как усилитель мощности Project 101 MOSFET. Боковые МОП-транзисторы, такие как ECX10N16 (125 Вт, 160 В, 8 А), имеют гораздо большую SOA, чем биполярные транзисторы, и основным ограничением является просто рассеиваемая мощность. Например, если устройство имеет напряжение сток-исток 100 В, максимальный ток ограничен значением 1.25А, потому что они рассчитаны на 125Вт. Если напряжение 50 В, ток 2,5 А (также 125 Вт). Как правило, все номинальные мощности указаны для температуры корпуса 25°C. Боковые МОП-транзисторы намного дороже, чем биполярные транзисторы или переключающие МОП-транзисторы, и редко используются в регуляторах или предварительных регуляторах. Есть несколько полевых МОП-транзисторов (кроме боковых типов), которые предназначены для линейной работы, но их трудно найти, и, как правило, они очень дороги.


Выводы

Все в электронике оказывается компромиссом.Мы жертвуем шумом ради эффективности, и (во многих случаях) мы можем жертвовать эффективностью ради простоты конструкции. Единого «идеального» решения не существует, поэтому где-то всегда необходим компромисс. Простые методы, как правило, легко построить, но они неэффективны, и по мере того, как схема совершенствуется, она становится все более сложной. С современной конструкцией SMD (устройства для поверхностного монтажа) затраты на печатную плату минимальны или вообще отсутствуют, но конечный продукт может оказаться не поддающимся ремонту, если он забит крошечными деталями SMD.

Лучший дизайн для любой конкретной цели не обязательно является самым эффективным или самым дорогим, и он может даже не требовать особенно хорошего регулирования. Лучший дизайн — это тот, который соответствует цели, а для DIY его легко построить и обслуживать, если это когда-либо понадобится. Высочайшая эффективность почти всегда означает наибольшую сложность, и это особенно верно для схем с переключаемыми режимами. Если вы намерены использовать расходный материал регулярно, он должен обеспечивать функции, которые вы считаете необходимыми, и в идеале его можно модифицировать позже для внесения улучшений, если они будут сочтены необходимыми.

Настольный источник питания не нуждается в регулировке на 0,01%, потому что он неизменно используется с измерительными проводами, которые в любом случае ухудшат стабилизацию, даже если они имеют достаточный калибр для минимизации падения напряжения. Использование измерительных проводов, не влияющих на регулирование, означает, что вы должны использовать дистанционное измерение напряжения, поэтому вам потребуется пять проводов для двойного источника питания. За все годы, что я использую источники питания, я буквально никогда не жалел, что у меня нет возможности дистанционного зондирования, потому что в большинстве случаев небольшое изменение напряжения не имеет значения.Другое дело, если вы выполняете особенно точные измерения, но в этом случае вам нужен источник питания, специально предназначенный для этой цели. DIY обычно не обеспечивает необходимой производительности без значительных усилий и затрат.

Крупные производители могут потратить сотни (возможно, тысячи) часов на разработку расходных материалов, которые могут быть классифицированы как действительно «лабораторные», и лишь немногие люди имеют время, ресурсы или деньги, чтобы потратить их на несколько прототипов, чтобы получить окончательный дизайн.Например, небольшой просчет при проектировании нестандартного силового трансформатора будет означать, что придется построить новый. Это может добавить значительное финансовое бремя, если вы создаете единый источник питания для собственного использования.

Как и в статье, посвященной настольным блокам питания — купить или собрать?, здесь не ставится цель показать полную и/или протестированную и проверенную схему. Это набор идей, выбранных для демонстрации распространенных способов минимизации рассеивания энергии регулятора. Каждый из них был смоделирован (кроме версий с переключением режимов) и имеет свои преимущества и недостатки.Немалая проблема защиты регулятора, если напряжение установлено на максимальное значение, а измерительные выводы закорочены, не была решена с помощью какой-либо дополнительной схемы. Если регулятор имеет 3 клеммы (что маловероятно, учитывая напряжение и ток, предложенные во введении), он должен быть «автоматическим», но для дискретного регулятора необходимо рассмотреть некоторую форму мгновенного ограничения рассеяния.

Настольные источники питания

не являются тривиальными, и требования к защите становятся весьма обременительными для источника питания, который может обеспечивать высокое напряжение и силу тока.Поскольку сегодня для большинства (или, по крайней мере, очень многих) приложений требуется двойное питание, все удваивается. Я считаю, что источник питания, который может выдавать до ± 25 В при токе 2 А или около того, является разумным пределом для самодельного источника питания. Все, что больше, становится очень дорогим в строительстве, и его гораздо сложнее защитить от несчастных случаев или неправильного использования (намеренного или иного).

Многие схемы предварительного регулятора полагаются на отдельный «всегда включенный» источник питания для питания схемы управления (всегда включенный при включении источника питания, а не 24 часа в сутки, 7 дней в неделю).Хотя требуемый ток обычно довольно низок, это увеличивает общую сложность схемы и ухудшает ситуацию с двойным питанием. Кроме того, для цифровых счетчиков могут потребоваться отдельные плавающие источники питания, и, хотя они недороги, они также усложняют сборку и конечную стоимость. Некоторым людям все равно, и они просто хотят создать наилучшее предложение, которое соответствует их потребностям. Если это ваша цель, то выбирайте с умом и будьте готовы создать несколько прототипов, прежде чем вы получите все правильно.


Каталожные номера

Наиболее полезная ссылка показана ниже вместе со статьей ESP. Схема HP представляет собой передовую конструкцию (для своего времени) и использует переключение ответвлений для получения 0–50 В при выходном токе 0–10 А. В Сети есть бесчисленное множество схем, некоторые из которых являются прекрасными примерами того, что делает , а не , в то время как другие интересны (для некоторых они должны быть в кавычках). В противном случае других ссылок немного, потому что имеющаяся информация была либо слишком сложной для рассмотрения, либо содержала проблемы, из-за которых ссылка была бы менее чем полезной.Ссылки на использование МОП-транзисторов в линейном режиме заслуживают внимания только ради интереса, поскольку многие люди не знают о возможных проблемах.

  1. Универсальный блок питания компактных размеров — Hewlett Packard Journal, июнь 1977 г.
  2. Настольные блоки питания — купить или собрать? (ESP)
  3. Учебник для импульсных блоков питания (ESP)
  4. Как и когда взрываются МОП-транзисторы / — Силовая электроника
  5. МОП-транзисторы, выдерживающие нагрузку при работе в линейном режиме — Силовая электроника (не очень полезно, так как отсутствуют все схемы)

Основной индекс Указатель статей
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2019. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница опубликована, авторские права © Rod Elliott, февраль 2020 г.


Блоки питания | Настольный, программируемый и 12 вольт

Источники питания

Что такое блоки питания?

Источники питания — это в основном компоненты, обеспечивающие питание по крайней мере одной электрической нагрузки, и они обычно встроены в устройство, которое они питают. Они также обычно преобразуют один вид электроэнергии в другой — в большинстве случаев переменный ток (переменный ток) в постоянный (постоянный ток).Однако некоторые модели преобразуют различные формы энергии, такие как солнечная или химическая энергия, в электрическую энергию.

Источники питания также называются блоками питания, блоками питания и адаптерами питания.

Почему следует тщательно выбирать блок питания?

Если вы хотите, чтобы ваша система работала оптимально, вам необходимо позаботиться о фундаменте. Костяк, так сказать, всей операции.

Независимо от того, используются ли они для небольших жилых помещений или крупных промышленных предприятий, питание является основой буквально любой электронной системы.Электроника не может работать без какой-либо формы питания, и источники питания являются источником этой энергии.

Поэтому крайне важно, чтобы вы понимали характеристики хорошего блока питания и элементы, на которые следует обращать внимание, чтобы найти лучший вариант для вашей ситуации. Посмотрите на их тип, марку и модель. Узнайте разницу между блоком питания переменного и постоянного тока и узнайте, с каким из них ваша система будет работать лучше всего.

Чтобы быть еще более конкретным, узнайте о различных преобразованиях источника питания.Ознакомьтесь с различными типами источников питания; настольные, программируемые, регулируемые, нерегулируемые, линейные, переключающие и так далее.

Есть много информации, которую нужно распаковать, это правда, но поверьте нам, когда мы говорим, что в конечном итоге это того стоит.

Сравнение блоков питания

Для начала давайте рассмотрим несколько способов сравнения различных блоков питания. Опять же, есть довольно много элементов для рассмотрения. А пока рассмотрим три:

.
  • Регулируемый и нерегулируемый

  • Линейный и коммутационный

  • Переменный и постоянный ток

Регулируемые по сравнению сНерегулируемый Источники питания переменного и постоянного тока

могут быть как регулируемыми, так и нерегулируемыми. Самая большая разница между ними заключается в их способности подавать постоянное напряжение на нагрузку. Регулируемые блоки питания вполне на это способны. Нерегулируемые источники питания не могут.

Если вы выберете неправильный тип источника питания, вы можете нанести непоправимый ущерб системе или устройству, которое вы питаете. Вы также можете потерять энергию и заплатить слишком много, если будете использовать более мощное устройство, чем это необходимо.

Мы утверждаем, что выбор между регулируемыми и нерегулируемыми блоками питания так же важен, как и выбор допустимого напряжения.

Нерегулируемые источники питания

Нерегулируемые источники питания способны обеспечивать ожидаемую мощность при заданном токе. Однако выходное напряжение не всегда соответствует фактическому выходному напряжению. Более того, напряжение в нерегулируемом источнике питания исчезает, когда на выходе питания появляются пульсации напряжения.

Нерегулируемые источники питания — это простые и недорогие варианты, которые подходят для небольших жилых помещений.Однако имейте в виду, что они обеспечивают неравномерное напряжение.

Более того, нерегулируемые источники питания не способны к резкому увеличению и уменьшению потока без конденсатора, предотвращающего резкие колебания напряжения. Это означает, что изменения токовой нагрузки и входного напряжения приведут к непостоянству или нечистому выходному сигналу источника питания.

Плюсы:

Минусы:

Регулируемые блоки питания С другой стороны, регулируемые блоки питания

имеют дополнительный регулятор напряжения, способный уменьшать пульсации напряжения, обеспечивая чистый и равномерный выходной сигнал.Кроме того, они имеют все те же детали, что и нерегулируемые источники питания, что означает, что они также способны обеспечить ожидаемую мощность при заданном токе.

Самая большая разница между регулируемым источником питания и нерегулируемым заключается в том, что выходной сигнал регулируемого источника питания стабилен и неизменен. В отличие от нерегулируемой модели, подача отражает фактическое выходное напряжение независимо от входа или потребления.

Благодаря этому регулируемые блоки питания идеально подходят для деликатной электроники, требующей согласованности.

Плюсы:

  • Плавная и стабильная доставка

  • Выход отражает фактическое выходное напряжение, указанное в списке

  • Добавлен регулятор напряжения для устойчивого выхода

  • Последовательный

  • Эффективный

Минусы:

Линейный и импульсный

Большинство регулируемых источников питания также способны преобразовывать мощность постоянного тока в мощность переменного тока.Такие модели преобразователей бывают линейными, импульсными или аккумуляторными. Но источники питания на батарейках в значительной степени являются импульсными преобразователями, поэтому вам действительно нужно сравнивать линейные источники питания с переключаемыми (или импульсными) источниками питания.

Линейные источники питания

Линейные источники питания гораздо проще и понятнее, чем импульсные или импульсные источники питания. Они также выделяют гораздо больше тепла.

В линейных источниках питания также используются трансформаторы для преобразования входного переменного тока в чистый выходной постоянный ток.Они очень тихие и менее требовательны, чем импульсные источники питания, что делает их отличным выбором для проектов, требующих минимальной или малой выходной мощности. Однако они довольно тяжелые и громоздкие. Они редко портативны.

Общие области применения линейных источников питания включают лабораторные работы, связь и медицинские нужды.

Плюсы:

Минусы:

Импульсные блоки питания

Импульсные блоки питания или импульсные блоки питания немного сложнее, чем их аналоги.Они также намного, намного шумнее. Однако они намного холоднее, чем линейные блоки питания, и намного более портативны.

Для эффективного регулирования выходного напряжения в импульсных источниках питания используется процесс, называемый изменением ширины импульса (ШИМ). Это позволяет им работать при более низкой температуре без ущерба для эффективности или гибкости. На самом деле, импульсные источники питания известны своим многоцелевым применением, способным адаптироваться к широкому спектру функций.

Однако из-за высокочастотного шума импульсные источники питания не рекомендуются для лабораторий или медицинских работ.Импульсные источники питания в основном используются в авиации, на судах, в производстве и в мобильных станциях.

Плюсы:

  • Эффективный

  • Легкий и компактный

  • Охладитель, работает при низкой температуре

  • Гибкость, позволяет использовать несколько приложений

Минусы:

Переменный ток и постоянный ток

Наконец, вам следует подумать, требуется ли в вашей ситуации источник переменного тока (AC) или постоянного тока (DC).Вы всегда можете обратиться к профессионалу, просто чтобы быть уверенным, но даже базовые знания обоих типов помогают.

Вот что вам следует знать:

Блоки питания переменного тока

Как следует из названия, источники питания переменного тока характеризуются волнами переменного тока, определяемыми генераторами переменного тока, в частности, различными областями магнитной полярности внутри генераторов переменного тока. Также стоит отметить, что мощность переменного тока на самом деле является стандартным выходным электрическим форматом для розеток, что делает его довольно распространенным.

Источники питания переменного тока

обеспечивают электрические токи, которые периодически меняются в зависимости от определенных параметров. Они могут двигаться как в положительном, так и в отрицательном направлении. Когда электрический ток положительный, он создает поток вверх. Когда он отрицательный, он падает.

Это создает очень отчетливое волнообразное движение, и именно это движение дает мощность переменного тока преимущество перед мощностью постоянного тока.

Мощность переменного тока может передаваться дальше, чем мощность постоянного тока. Он также очень легко генерируется.Вы будете часто сталкиваться с этим форматом в розетках в коммерческих зданиях, небольших устройствах, таких как настольные лампы, и бытовых приборах, таких как холодильники и посудомоечные машины.

Преимущества питания от сети переменного тока:

Блоки питания постоянного тока

В то время как мощность переменного тока определяется волнообразным движением, источники питания постоянного тока генерируют токи, которые движутся по прямой, непоколебимой линии — отсюда и название.

Электроны в постоянном токе фиксированы и неизменны. Они исходят от генераторов переменного тока, оснащенных коммутаторами, которые специально создают прямую энергию.Энергия постоянного тока также может генерироваться выпрямителями, способными преобразовывать переменный ток в постоянный.

Стабильность питания постоянного тока делает его лучшим выбором для портативных устройств и чувствительной электроники. Большинство аккумуляторов являются источниками питания постоянного тока. Преобразователи созданы специально для преобразования мощности переменного тока из розеток в полезную мощность постоянного тока.

Подумайте о зарядных устройствах для портативных компьютеров. Они часто поставляются с преобразователями мощности, преобразующими переменный, волнообразный выходной ток вашей розетки в более линейный, постоянный ток, с которым ваш ноутбук действительно может справиться.Максимумы и минимумы переменного тока могут повредить хрупкие компоненты внутри портативных устройств, поэтому предпочтительнее более стабильный ток.

Другие приложения включают смартфоны, фонарики и некоторые электромобили нового поколения.

Преимущества питания постоянным током:

  • Непротиворечивый и стабильный

  • Легко трансформируется из AC

Что касается преобразования, то как преобразователи и некоторые блоки питания преобразуют мощность переменного тока в мощность постоянного тока?

Вот краткий обзор:

Преобразование переменного тока в постоянный

Рассмотрим переменный ток на выходе из настенной розетки.

Как мы упоминали ранее, постоянно меняющийся характер тока может быть опасен для большинства портативных электронных устройств. Допустим, вы хотите зарядить свой смартфон. Ваш смартфон нуждается в стабильном постоянном токе для безопасной зарядки аккумулятора.

Преобразователь или источник питания берет переменный ток из настенной розетки и преобразует его в нерегулируемый постоянный ток, одновременно снижая напряжение с помощью входного силового трансформатора. Напряжение выпрямляется, но все еще немного колеблется. Он пропускается через конденсатор (обычно в импульсных источниках питания) для «сглаживания».

Внутри конденсатора создается резервуар энергии. Этот пул затем применяется к нагрузке после дальнейшего падения напряжения. Когда это происходит, поступающая энергия расходуется, еще больше эффективно сглаживая напряжение и устраняя «пики» или скачки тока. Остается гладкая линейная линия, которая движется только в одном направлении.

 

Теперь, когда вы хорошо понимаете, как работают разные блоки питания и для чего лучше всего подходят разные типы, вы готовы немного углубиться в специфику! После того, как вы определили блок питания — или блоки питания — которые лучше всего подходят для вашего проекта, вы можете провести дальнейшее исследование, используя более конкретные и последовательные термины.

А если вы ищете блоки питания самого высокого качества по выгодным ценам, ознакомьтесь с полным ассортиментом источников питания от Circuit Specialists.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.