Блок питания самодельный: Блок питания своими руками ⋆ diodov.net
Блок питания своими руками ⋆ diodov.net
Простой и надежный блок питания своими руками при нынешнем уровне развития элементной базы радиоэлектронных компонентов можно сделать очень быстро и легко. При этом не потребуются знания электроники и электротехники на высоком уровне. Вскоре вы в этом убедитесь.
Изготовление своего первого источника питания довольно интересное и запоминающееся событие. Поэтому важным критерием здесь является простота схемы, чтобы после сборки она сразу заработала без каких-либо дополнительных настроек и подстроек.
Следует заметить, что практически каждое электронное, электрическое устройство или прибор нуждаются в питании. Отличие состоит лишь в основных параметрах – величина напряжения и тока, произведение которых дают мощность.
Изготовить блок питания своими руками – это очень хороший первый опыт для начинающих электронщиков, поскольку позволяет прочувствовать (не на себе) различные величины токов, протекающих в устройствах.
Современный рынок источников питания разделен на две категории: трансформаторные и безтрансформаторные. Первые достаточно просты в изготовлении для начинающих радиолюбителей. Второе неоспоримое преимущество – это сравнительно низкий уровень электромагнитных излучений, а соответственно и помех. Существенным недостатком по современным меркам является значительная масса и габариты, вызванные наличием трансформатором – самого тяжелого и громоздкого элемента в схеме.
Безтрансформаторные блоки питания лишены последнего недостатка ввиду отсутствия трансформатора. Вернее он там есть, но не в классическом представлении, а работает с напряжением высокой частоты, что позволяет снизить число витков и размеры магнитопровода. В результате снижаются вцелом габариты трансформатора. Высокая частота формируется полупроводниковыми ключами, в процессе из включения и выключения по заданному алгоритму. Вследствие этого возникают сильные электромагнитные помехи, поэтому такие источник подлежат обязательному экранированию.
Мы будем собирать трансформаторный блок питания, который никогда не утратит своей актуальности, поскольку и поныне используется в аудиотехнике высокого класса, благодаря минимальному уровню создаваемых помех, что очень важно для получения качественного звука.
Устройство и принцип работы блока питания
Стремление получить как можно компактнее готовое устройство примело к появлению различных микросхем, внутри которых находятся сотни, тысячи и миллионы отдельных электронных элементов. Поэтому практически любой электронный прибор содержит микросхему, стандартная величина питания которой 3,3 В или 5 В. Вспомогательные элементы могут питаться от 9 В до 12 В постоянного тока. Однако мы хорошо знаем, что розетке переменное напряжение 220 В частотою 50 Гц. Если его подать непосредственно на микросхему или какой-либо другой низковольтный элемент, то они мгновенно выйдут из строя.
Отсюда становится понятным, что главная задача сетевого блока питания (БП) состоит в снижении величины напряжения до приемлемого уровня, а также преобразование (выпрямление) его из переменного в постоянное. Кроме того, его уровень должен оставаться постоянным независимо от колебаний входного (в розетке). Иначе устройство будет работать нестабильно. Следовательно, еще одна важнейшая функция БП – это стабилизация уровня напряжения.
В целом структура блока питания состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.
Помимо основных узлов еще используется ряд вспомогательных, например, индикаторные светодиоды, которые сигнализируют о наличие подведенного напряжения. А если в БП предусмотрена его регулировка, то естественно там будет вольтметр, а возможно еще и амперметр.
Трансформатор
В данной схеме трансформатор применяется для снижения напряжения в розетке 220 В до необходимого уровня, чаще всего 5 В, 9 В, 12 В или 15 В. При этом еще осуществляется гальваническая развязка высоковольтных с низковольтными цепями. Поэтому при любых внештатных ситуациях напряжение на электронном устройстве не превысит значение величины вторичной обмотки. Также гальваническая развязка повышает безопасность обслуживающего персонала. В случае прикосновения к прибору, человек не попадет под высокий потенциал 220 В.
Конструкция трансформатора довольно проста. Он состоит из сердечника, выполняющего функцию магнитопровода, который изготовляется из тонких, хорошо проводящих магнитный поток, пластин, разделенных диэлектриком, в качестве которого служит нетокопроводящий лак.
На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.
Принцип работы трансформатора заключается в следующем. Если к сетевой обмотке приложить напряжение, то, поскольку она замкнута, в ней начнет протекать переменный ток. Вокруг этого тока возникает переменное магнитное поле, которое собирается в сердечнике и протекает по нему в виде магнитного потока. Поскольку на сердечнике расположена еще одна обмотка – вторичная, то поде действием переменного магнитного потока в ней навидится электродвижущая сила (ЭДС). При замыкании этой обмотки на нагрузку, через нее будет протекать переменный ток.
Радиолюбители в своей практике чаще всего применяют два вида трансформаторов, которые главным образом отличатся типом сердечника – броневой и тороидальный. Последний удобнее в применении тем, что на него достаточно просто можно домотать нужное количество витков, тем самым получить необходимое вторичное напряжение, которое прямопропорционально зависит от количества витков.
Основными для нас являются два параметра трансформатора – напряжение и ток вторичной обмотки. Величину тока примем равной 1 А, поскольку на такое же значение мы возьмем стабилитроны. О чем немного далее.
Диодный мост
Продолжаем собирать блок питания своими руками. И следующим порядковым элементом в схеме установлен диодный мост, он же полупроводниковый или диодный выпрямитель. Предназначен он для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора в постоянное, а точнее говоря, в выпрямленное пульсирующее. Отсюда и происходит название «выпрямитель».
Существуют различные схемы выпрямления, однако наибольшее применение получила мостовая схема. Принцип работы ее заключается в следующем. В первый полупериод переменного напряжения ток протекает по пути через диод VD1, резистор R1 и светодиод VD5. Далее ток возвращается к обмотке через открытый VD2.
К диодам VD3 и VD4 в этот момент приложено обратное напряжение, поэтому они заперты и ток через них не протекает (на самом деле протекает только в момент коммутации, но этим можно пренебречь).
В следующий полупериод, когда ток во вторичной обмотке изменит свое направление, произойдет все наоборот: VD1 и VD2 закроются, а VD3 и VD4 откроются. При этом направление протекания тока через резистор R1 и светодиод VD5 останется прежним.
Диодный мост можно спаять из четырех диодов, соединенных согласно схемы, приведенной выше. А можно купить готовый. Они бывают горизонтального и вертикального исполнения в разных корпусах. Но в любом случае имеют четыре вывода. На два вывода подается переменное напряжение, они обозначаются знаком «~», оба одинаковой длины и самые короткие.
С двух других выводов снимается выпрямленное напряжение. Обозначаются они «+» и «-». Вывод «+» имеет наибольшую длину среди остальных. А на некоторых корпусах возле него делается скос.
Конденсаторный фильтр
После диодного моста напряжение имеет пульсирующий характер и еще непригодно для питания микросхем и тем более микроконтроллеров, которые очень чувствительны к различного рода перепадам напряжения. Поэтому его необходимо сгладить. Для этого можно применяется дроссель либо конденсатор. В рассматриваемой схеме достаточно использовать конденсатор. Однако он должен иметь большую емкость, поэтому следует применять электролитический конденсатор. Такие конденсаторы зачастую имеют полярность, поэтому ее необходимо соблюдать при подключении в схему.
Отрицательный вывод короче положительного и на корпусе возле первого наносится знак «-».
Стабилизатор напряжения LM7805, LM7809, LM7812
В радиолюбительской практике широкое применение получили стабилизаторы напряжения серии LM78xx и LM79xx. Две буквы указывают на производителя. Поэтому вместо LM могут быть и другие буквы, например CM. Маркировка состоит из четырех цифр. Первые две – 78 или 79 означают соответственно положительно или отрицательное напряжение. Две последние цифры, в данном случае вместо них два икса: хх, обозначают величину выходного U. Например, если на позиции двух иксов будет 12, то данный стабилизатор выдает 12 В; 08 – 8 В и т.д.
Для примера расшифруем следующие маркировки:
LM7805 → 5 В, положительное напряжение
LM7912 → 12 В, отрицательное U
Интегральные стабилизаторы имеют три вывода: вход, общий и выход; рассчитаны на ток 1А.
Если выходное U значительно превышает входное и при этом потребляется предельный ток 1 А, то стабилизатор сильно нагревается, поэтому его следует устанавливать на радиатор. Конструкция корпуса предусматривает такую возможность.
Если ток нагрузки гораздо ниже предельного, то можно и не устанавливать радиатор.
Схема блока питания
Схема блока питания в классическом исполнении включает: сетевой трансформатор, диодный мост, конденсаторный фильтр, стабилизатор и светодиод. Последний выполняет роль индикатора и подключается через токоограничивающий резистор.
Поскольку в данной схеме лимитирующим по тока элементов является стабилизатор LM7805 (допустимое значение 1 А), то все остальные компоненты должны быть рассчитаны на ток не менее 1 А. Поэтому и вторичная обмотка трансформатора выбирается на ток от одного ампера. Напряжение ее должно быть не ниже стабилизированного значения. А по хорошему его следует выбирать из таких соображений, что после выпрямления и сглаживания U должно быть на 2 – 3 В выше, чем стабилизированное, т.е. на вход стабилизатора следует подавать на пару вольт больше его выходного значения. Иначе он будет работать некорректно. Например, для LM7805 входное U = 7 – 8 В; для LM7805 → 15 В. Однако следует учитывать, что при слишком завышенном значении U, микросхема будет сильно нагреваться, поскольку «лишнее» напряжение гасится на ее внутреннем сопротивлении.
Диодный мост можно сделать из диодов типа 1N4007, или взять готовый на ток не менее 1 А.
Сглаживающий конденсатор C1 должен иметь большую емкость 100 – 1000 мкФ и U = 16 В.
Конденсаторы C2 и C3 предназначены для сглаживания высокочастотных пульсаций, которые возникают при работе LM7805. Они устанавливаются для большей надежности и носят рекомендательный характер от производителей стабилизаторов подобных типов. Без таких конденсаторов схема также нормально работает, но поскольку они практически ничего не стоят, то лучше их поставить.
Блок питания своими руками на 78L05, 78L12, 79L05, 79L08
Часто необходимо питать только одну или пару микросхем или маломощных транзисторов. В таком случае применять мощный блок питания не рационально. Поэтому лучшим вариантом будет применение стабилизаторов серии 78L05, 78L12, 79L05, 79L08 и т.п. Они рассчитаны на максимальный ток 100 мА = 0,1 А, но при этом очень компактные и по размерам не больше обычного транзистора, а также не требует установки на радиатор.
Маркировка и схема подключения аналогичны, рассмотренной выше серии LM, только отличается расположением выводов.
Для примера изображена схема подключения стабилизатора 78L05. Она же подходит и для LM7805.
Схема включения стабилизаторов отрицательно напряжения приведена ниже. На вход подается -8 В, а на выходе получается -5 В.
Как видно, сделать блок питания своими руками очень просто. Любое напряжение можно получить путем установки соответствующего стабилизатора. Следует также помнить о параметрах трансформатора. Далее мы рассмотри, как сделать блок питания с регулировкой напряжения.
Еще статьи по данной теме
Регулируемый блок питания своими руками
Блок питания необходимая вещь для каждого радиолюбителя, потому, что для питания электронных самоделок нужен регулируемый источник питания со стабилизированным выходным напряжением от 1.2 до 30 вольт и силой тока до 10А, а также встроенной защитой от короткого замыкания. Схема изображенная на этом рисунке построена из минимального количества доступных и недорогих деталей.
Схема регулируемого блока питания на стабилизаторе LM317 с защитой от КЗСкачать схему регулируемого блока питания на LM317 
Микросхема LM317 является регулируемым стабилизатором напряжения со встроенной защитой от короткого замыкания. Стабилизатор напряжения LM317 рассчитан на ток не более 1.5А, поэтому в схему добавлен мощный транзистор MJE13009 способный пропускать через себя реально большой ток до 10А, если верить даташиту максимум 12А. При вращении ручки переменного резистора Р1 на 5К изменяется напряжения на выходе блока питания.
Так же имеется два шунтирующих резистора R1 и R2 сопротивлением 200 Ом, через них микросхема определяет напряжение на выходе и сравнивает с напряжением на входе. Резистор R3 на 10К разряжает конденсатор С1 после отключения блока питания. Схема питается напряжением от 12 до 35 вольт. Сила тока будет зависеть от мощности трансформатора или импульсного источника питания.
А эту схему я нарисовал по просьбе начинающих радиолюбителей, которые собирают схемы навесным монтажом.
Схема регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317Скачать схему регулируемого блока питания с защитой от КЗ на LM317
Сборку желательно выполнять на печатной плате, так будет красиво и аккуратно.
Печатная плата регулируемого блока питания на регуляторе напряжения LM317Скачать печатную плату регулируемого блока питания на LM317
Печатная плата сделана под импортные транзисторы, поэтому если надо поставить советский, транзистор придется развернуть и соединить проводами. Транзистор MJE13009 можно заменить на MJE13007 из советских КТ805, КТ808, КТ819 и другие транзисторы структуры n-p-n, все зависит от тока, который вам нужен. Силовые дорожки печатной платы желательно усилить припоем или тонкой медной проволокой. Стабилизатор напряжения LM317 и транзистор надо установить на радиатор с достаточной для охлаждения площадью, хороший вариант это, конечно радиатор от компьютерного процессора.
Желательно прикрутить туда и диодный мост. Не забудьте изолировать LM317 от радиатора пластиковой шайбой и тепло проводящей прокладкой, иначе произойдет большой бум. Диодный мост можно ставить практически любой на ток не менее 10А. Лично я поставил GBJ2510 на 25А с двойным запасом по мощности, будет в два раза холоднее и надёжнее.
А теперь самое интересное… Испытания блока питания на прочность.
Регулятор напряжения я подключил к источнику питания с напряжением 32 вольта и выходным током 10А. Без нагрузки падение напряжения на выходе регулятора всего 3В. Потом подключил две последовательно соединенные галогеновые лампы h5 55 Вт 12В, нити ламп соединил вместе для создания максимальной нагрузки в итоге получилось 220 Вт. Напряжение просело на 7В, номинальное напряжение источника питания было 32В. Сила тока потребляемая четырьмя нитями галогеновых ламп составила 9А.
Радиатор начал быстро нагреваться, через 5 минут температура поднялась до 65С°. Поэтому при снятии больших нагрузок рекомендую поставить вентилятор. Подключить его можно по этой схеме. Диодный мост и конденсатор можно не ставить, а подключить стабилизатор напряжения L7812CV напрямую к конденсатору С1 регулируемого блока питания.
Схема подключения вентилятора к блоку питанияСкачать схему подключения вентилятора к блоку питания
Что будет с блоком питания при коротком замыкании?
При коротком замыкании напряжение на выходе регулятора снижается до 1 вольта, а сила тока равна силе тока источника питания в моем случае 10А. В таком состоянии при хорошем охлаждении блок может находится длительное время, после устранения короткого замыкания напряжение автоматически восстанавливается до заданного переменным резистором Р1 предела. Во время 10 минутных испытаний в режиме короткого замыкания ни одна деталь блока питания не пострадала.
Радиодетали для сборки регулируемого блока питания на LM317
- Стабилизатор напряжения LM317
- Диодный мост GBJ2501, 2502, 2504, 2506, 2508, 2510 и другие аналогичные рассчитанные на ток не менее 10А
- Конденсатор С1 4700mf 50V
- Резисторы R1, R2 200 Ом, R3 10K все резисторы мощностью 0.25 Вт
- Переменный резистор Р1 5К
- Транзистор MJE13007, MJE13009, КТ805, КТ808, КТ819 и другие структуры n-p-n
Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!
Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать регулируемый блок питания своими руками
ЛУЧШИЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Доброго времени суток форумчане и гости сайта Радиосхемы! Желая собрать приличный, но не слишком дорогой и крутой блок питания, так чтоб в нём всё было и ничего это по деньгам не стоило, перебрал десятки вариантов. В итоге выбрал лучшую, на мой взгляд, схему с регулировкой тока и напряжения, которая состоит всего из пяти транзисторов не считая пары десятков резисторов и конденсаторов. Тем не менее работает она надёжно и имеет высокую повторяемость. Эта схема уже рассматривалась на сайте, но с помощью коллег удалось несколько улучшить её.
Я собрал эту схему в первоначальном виде и столкнулся с одним неприятным моментом. При регулировке тока не могу выставить 0.1 А — минимум 1.5 А при R6 0.22 Ом. Когда увеличил сопротивление R6 до 1.2 Ом — ток при коротком замыкании получился минимум 0.5 А. Но теперь R6 стал быстро и сильно нагреваться. Тогда задействовал небольшую доработку и получил регулировку тока намного более шире. Примерно от 16 мА до максимума. Также можно сделать от 120 мА если конец резистора R8 перекинуть в базу Т4. Суть в том, что до падения напряжения резистора добавляется падения перехода Б-Э и это дополнительное напряжение позволяет раньше открыть Т5, и как следствие — раньше ограничить ток.
Рекомендуем такой вариант схемы с мультисима. Добавлен резистор (R9 100 Ом) в базу Т5 (Q5) для ограничения тока при крайнем левом положении резистора R8 (470 Ом). Регулирует от 10 мА до максимума.
На базе этого предложения провёл успешные испытания и в итоге получил простой лабораторный БП. Выкладываю фото моего лабораторного блока питания с тремя выходами, где:
- 1-выход 0-22в
- 2-выход 0-22в
- 3-выход +/- 16в
Также помимо платы регулировки выходного напряжения устройство было дополнено платой фильтра питания с блоком предохранителей. Что получилось в итоге — смотрите далее:
Отдельная благодарность за улучшение схемы — Rentern. Сборка, корпус, испытания — aledim.
Форум по БП
Обсудить статью ЛУЧШИЙ САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ
Простой лабораторный блок питания
Приветствую, Самоделкины!Лабораторный блок питания один из основных приборов радиолюбительской лаборатории. Сегодня мы соберём и проверим интересную схему. Приведенный в данной статье вариант довольно популярен на просторах всемирной паутины под названием простой и доступный блок питания.
Данной схеме отведена отдельная ветка форума, разработана она человеком под никнеймом «olegrmz».
Схема была неоднократно доработана и в настоящее время существует в общей сложности порядка десятка различных вариаций и модификаций. В качестве примера сделаем самую первую версию от автора. Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «AKA KASYAN».
Пару слов о схеме. По сути это полноценный лабораторный источник питания со стабилизацией как по напряжению, так и по току. Диапазон регулировки выходного напряжения от 0В до 25В, тока практически от 0 до 1,5-2А.
При необходимости выходное напряжение данного блока питания можно сделать до 50В:
А ток хоть 10А. Для этого необходимо добавить силовые транзисторы.
Схема работает полностью в линейном режиме, обеспечивает очень плавную регулировку как по напряжению, так и по току. Пульсации выходного напряжения практически отсутствуют.
Сердцем схемы является сдвоенный операционный усилитель.
В левой части схемы находится стабилизатор напряжения.
Причем, как вы могли заметить стабилизатора напряжения тут целых два.
Возникает вопрос: зачем это нужно и почему нельзя ограничиться одним? Второй стабилизатор на 12В, причем достаточно неплохой, но проблема заключается в том, что на его вход можно подавать напряжение не более 30-35В, а вот первый спокойно переваривает более высокие напряжения, но его выходное напряжение стабильностью не блещет. В данном случае один стабилизатор как бы покрывает недостатки другого. Во время работы они почти не нагреваются, так как питают только операционный усилитель, ток потребление которого невелик.
Операционный усилитель питается от второго стабилизатора напряжения 12В, в оригинальной схеме применена микросхема lm324 в составе которой 4 операционника.
Но так как в схеме у нас задействовано всего два канала, было решено заменить операционный усилитель микросхемой lm358, она содержит в себе как раз 2 независимых операционника.
Интересна данная схема еще тем, что обратная связь по току управляет выходным напряжением.
При работе источника питания как стабилизатор напряжения, первый операционный усилитель работает как компаратор и обеспечивает стабильное выходное напряжение, которое является опорным для второго усилителя, на котором построена регулировка напряжения.
Система ограничения тока классическая.
На неинвертирующий вход первого операционного усилителя через делитель подано опорное напряжение.
Далее при подключении нагрузки падение напряжения, которое будет образовываться на датчике тока, сравнивается с опорным. Исходя из разницы состояния выхода операционного усилителя плавно изменяется.
Принудительным изменением опорного напряжения с помощью переменного резистора, мы фактически заставляем операционный усилитель менять свое выходное напряжение, что в итоге приведет к плавному открыванию или закрыванию силового транзистора и изменению выходного тока источника питания.
Силовой транзистор. В конкретном примере автор использовал 2SD1047.
Он достаточно высоковольтный, ток коллектора составляет 12А.
А рассеиваемая коллектором мощность составляет порядка 100Вт.
Силовой транзистор может быть заменен на любой другой аналогичный с током коллектора от 7А, так же желательно применение транзисторов в корпусе ТО-247 или ТО-3.
Схема работает в линейном режиме, поэтому транзистор необходимо установить на массивный радиатор, возможно понадобится дополнительный обдув. Радиатор, который использует автор, довольно мал, здесь необходим радиатор гораздо больше.
Сигнал с операционного усилителя инвертируется маломощным транзистором и подается на предвыходной ключ, который собственно управляет выходным транзистором.
В схеме имеется 2 переменных резистора. Они необходимы для плавной и точной регулировки выходного напряжения.
Полный оборот резистора точной регулировки позволяет производить регулировку напряжения в пределах примерно от 3В. На изображении ниже указан резистор, который задает предел выходного напряжения.
На печатной плате присутствуют 3 перемычки. Можно было бы обойтись и без них, но при разводке платы автор торопился, в общем могло быть и лучше, но тем не менее плата полностью рабочая. Ее вы можете скачать вместе с общим архивом проекта по этой ссылке.
На плате предусмотрен выпрямитель с электролитом по питанию.
Все силовые компоненты, которые в процессе работы будут нагреваться, расположены рядом. Это необходимо для удобства установки на общий радиатор. Притом необходимо изолировать все компоненты от корпуса радиатора специальными теплопроводящими прокладками и пластиковыми втулками.
Входной выпрямитель с током от 4-5А, но желательно поставить 10-амперный, электролит на 50-63В с емкостью от 2200 мкФ.
Приступим к испытаниям. Начнем с простого — плавность регулировки минимальное выходное напряжение. На вход подается 30В, максимальное выходное напряжение составляет порядка 23В, минимальное напряжение по нулям, регулировка очень плавная, можно выставить хоть 10мВ.
Ток потребления стабилизатора без нагрузки составляет порядка 10-20мА, но это напрямую будет зависеть от выходного напряжения, так как на выходе имеется нагрузочный резистор.
К ограничению тока претензий нет, все работает как надо. Под нагрузкой ток с достаточной плавностью регулируется. Верхний предел составляет порядка 1,5А, нижний – 60мА, но поиграв с соответствующим делителем (см. изображение ниже) можно сделать и меньше.
Теперь минусы данного блока питания. Проблема состоит вот в чем, если попробовать блок на короткое замыкание при минимальном токе, то ограничение тока не происходит и, если трансформатор мощный, то с силовым транзистором можно попрощаться.
Но стоит отметить, что в последующих версиях схема была доработана и эта проблема полностью решена.
А вот при максимальном токе все работает четко, с коротким замыканием блок справляется отлично.
Следующий тест — проверка работы обратной связи, другими словами — стабилизация при резких скачках и перепадах сетевого напряжения. Перепады напряжения будем имитировать другим лабораторным источником питания, который, собственно, и будет питать наш стабилизатор. Выходное напряжение стабилизатора выставлено 12В.
Как видим, тут всё четко, заданное напряжение держится стабильно. Далее проверим стабилизацию по току, выставляем выходной ток в 1А и повторяем тот же тест.
Здесь тоже все хорошо, блок также ведет себя адекватно, выходной ток не меняется.
На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видеоролик автора:
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Блок питания своими руками.
Собираем регулируемый блок питания
Те новички, которые только начинают изучение электроники спешат соорудить нечто сверхъестественное, вроде микрожучков для прослушки, лазерный резак из DVD-привода и так далее… и тому подобное… А что насчёт того, чтобы собрать блок питания с регулируемым выходным напряжением? Такой блок питания – это крайне необходимая вещь в мастерской каждого любителя электроники.
С чего же начать сборку блока питания?
Во-первых, необходимо определиться с требуемыми характеристиками, которым будет удовлетворять будущий блок питания. Основные параметры блока питания – это максимальный ток (Imax), который он может отдать нагрузке (питаемому устройству) и выходное напряжение (Uout), которое будет на выходе блока питания. Также стоит определиться с тем, какой блок питания нам нужен: регулируемый или нерегулируемый.
Регулируемый блок питания – это блок питания, выходное напряжение которого можно менять, например, в пределах от 3 до 12 вольт. Если нам надо 5 вольт — повернули ручку регулятора – получили 5 вольт на выходе, надо 3 вольта – опять повернул – получил на выходе 3 вольта.
Нерегулируемый блок питания – это блок питания с фиксированным выходным напряжением – его менять нельзя. Так, например, многим известный и широко распространённый блок питания «Электроника» Д2-27 является нерегулируемым и имеет на выходе 12 вольт напряжения. Также нерегулируемыми блоками питания являются всевозможные зарядники для сотовых телефонов, адаптеры модемов и роутеров. Все они, как правило, рассчитаны на какое-то одно выходное напряжение: 5, 9, 10 или 12 вольт.
Понятно, что для начинающего радиолюбителя наибольший интерес представляет именно регулируемый блок питания. Им можно запитать огромное количество как самодельных, так и промышленных устройств, рассчитанных на разное напряжение питания.
Далее нужно определиться со схемой блока питания. Схема должна быть простая, легка для повторения начинающими радиолюбителями. Тут лучше остановиться на схеме с обычным силовым трансформатором. Почему? Потому что найти подходящий трансформатор достаточно легко как на радиорынках, так и в старой бытовой электронике. Делать импульсный блок питания сложнее. Для импульсного блока питания необходимо изготавливать достаточно много моточных деталей, таких как высокочастотный трансформатор, дроссели фильтров и пр. Также импульсные блоки питания содержат больше радиоэлектронных компонентов, чем обычные блоки питания с силовым трансформатором.
Итак, предлагаемая к повторению схема регулируемого блока питания приведена на картинке (нажмите для увеличения).
Параметры блока питания:
Выходное напряжение (Uout) – от 3,3…9 В;
Максимальный ток нагрузки (Imax) – 0,5 A;
Максимальная амплитуда пульсаций выходного напряжения – 30 мВ.;
Защита от перегрузки по току;
Защита от появления на выходе повышенного напряжения;
Высокий КПД.
Возможна доработка блока питания с целью увеличения выходного напряжения.
Принципиальная схема блока питания состоит из трёх частей: трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.
Трансформатор. Трансформатор Т1 понижает переменное сетевое напряжение (220-250 вольт), которое поступает на первичную обмотку трансформатора (I), до напряжения 12-20 вольт, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора (II). Также, по «совместительству», трансформатор служит гальванической развязкой между электросетью и питаемым устройством. Это очень важная функция. Если вдруг трансформатор выйдет из строя по какой-либо причине (скачок напряжения и пр.), то напряжение сети не сможет попасть на вторичную обмотку и, следовательно, на питаемое устройство. Как известно, первичная и вторичная обмотки трансформатора надёжно изолированы друг от друга. Это обстоятельство снижает риск поражения электрическим током.
Выпрямитель. Со вторичной обмотки силового трансформатора Т1 пониженное переменное напряжение 12-20 вольт поступает на выпрямитель. Это уже классика. Выпрямитель состоит из диодного моста VD1, который выпрямляет переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора (II). Для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямительного моста стоит электролитический конденсатор C3 ёмкостью 2200 микрофарад.
Регулируемый импульсный стабилизатор.
Схема импульсного стабилизатора собрана на достаточно известной и доступной микросхеме DC/DC преобразователя – MC34063.
Чтобы было понятно. Микросхема MC34063 является специализированным ШИМ-контроллером, разработанным для импульсных DC/DC преобразователей. Эта микросхема является ядром регулируемого импульсного стабилизатора, который используется в данном блоке питания.
Микросхема MC34063 снабжена узлом защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи нагрузки. Выходной транзистор, встроенный в микросхему, способен отдать в нагрузку до 1,5 ампер тока. На базе специализированной микросхемы MC34063 можно собрать как повышающие (Step-Up), так и понижающие (Step-Down) DC/DC преобразователи. Так же возможно построение регулируемых импульсных стабилизаторов.
Особенности импульсных стабилизаторов.
К слову сказать, импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД по сравнению со стабилизаторами на микросхемах серии КР142ЕН (КРЕНки), LM78xx, LM317 и др. И хотя блоки питания на базе этих микросхем очень просты для сборки, но они менее экономичны и требуют установки охлаждающего радиатора.
Микросхема MC34063 не нуждается в охлаждающем радиаторе. Стоит заметить, что данную микросхему можно довольно часто встретить в устройствах, которые работают автономно или же используют резервное питание. Использование импульсного стабилизатора увеличивает КПД устройства, а, следовательно, уменьшает энергопотребление от аккумулятора или батареи питания. За счёт этого увеличивается автономное время работы устройства от резервного источника питания.
Думаю, теперь понятно, чем хорош импульсный стабилизатор.
Детали и электронные компоненты.
Теперь немного о деталях, которые потребуются для сборки блока питания.
Трансформатор. В качестве трансформатора подойдёт любой сетевой понижающий трансформатор мощностью 8-10 ватт. Его первичная обмотка (I) должна быть рассчитана на переменное напряжение 220-250 вольт, а вторичная (II) на 12-20 вольт.
Где найти такой трансформатор?
Найти подходящий трансформатор можно в старой, неисправной и морально устаревшей аппаратуре: кассетных магнитофонах, стационарных CD-проигрывателях, игровых приставках и пр. Например, подойдут трансформаторы от старых лампово-полупроводниковых телевизоров советского производства ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2 и ТВК-70. Можно приобрести трансформатор серии ТП114, например ТП114-163М. При подборе силового трансформатора не лишним будет иметь представление о том, как узнать мощность трансформатора.
Силовые трансформаторы ТС-10-3М1 и ТП114-163М
Также подойдёт трансформатор ТС-10-3М1 с выходным напряжением около 15 вольт. В магазинах радиодеталей и на радиорынках можно найти подходящий трансформатор, главное, чтобы он соответствовал указанным параметрам.
Микросхема MC34063. Микросхема MC34063 выпускается в корпусах DIP-8 (PDIP-8) для обычного монтажа в отверстия и в корпусе SO-8 (SOIC-8) для поверхностного монтажа. Естественно, в корпусе SOIC-8 микросхема обладает меньшими размерами, а расстояние между выводами составляет около 1,27 мм. Поэтому изготовить печатную плату для микросхемы в корпусе SOIC-8 сложнее, особенно тем, кто только недавно начал осваивать технологию изготовления печатных плат. Следовательно, лучше взять микросхему MC34063 в DIP-корпусе, которая больше по размерам, а расстояние между выводами у такого корпуса – 2,5 мм. Сделать печатную плату под корпус DIP-8 будет легче.
Диодный мост. Диодный мост для блока питания можно изготовить из 4 отдельных диодов 1N4001-1N4007. Также вместо диодов 1N4001-1N4007 можно применить диоды 1N5819. При этом экономичность блока питания повыситься, поскольку диоды серии 1N58xx – это диоды Шоттки и у них меньшее падение напряжения на p-n переходе, чем у обычных диодов серии 1N400x.
Также в блок питания можно установить диодную сборку выпрямительного моста. Сборка занимает на печатной плате меньше места. Для установки в схему подойдут сборки на ток 1 ампер и выше. Для надёжности можно воткнуть в плату сборку и на 2 ампера – хуже не будет.
Где найти сборку диодного моста? В бэушных платах от любой электроники, которая питается от сети 220 вольт. Даже в компактных люминесцентных лампах – КЛЛ – есть диодный мост. Можно выковырять оттуда. Правда что попадётся, 4 отдельных диода или сборка диодного моста можно только гадать – тут как повезёт.
Если быть более конкретным, то подойдут диодные мосты (сборки): DB101-107, RB151-157, D3SBA10, 2W10M, DB207, RS207 и другие аналогичные и более мощные. Можно с лёгкостью применить диодный мост из неисправного компьютерного блока питания. Они мощные и здоровые, рассчитаны на довольно большой ток – хватить за глаза. Не забудьте проверить его на исправность!
Конденсаторы C1, C2, C4, C5 служат для подавления импульсных помех, которые поступают из электросети. Кроме этого они блокируют импульсные помехи, которые могут поступить в электросеть от самого импульсного стабилизатора.
Элементы защиты. В схеме применено два предохранителя. Предохранитель FU2 представляет собой обычный плавкий предохранитель на ток срабатывания 0,16 А (160 мА). Он включен последовательно с первичной обмоткой (I) трансформатора T1. FU1 – самовосстанавливающийся предохранитель. Когда ток через него становиться больше 0,5 ампер, то его сопротивление резко увеличивается, а ток в цепи выпрямителя и стабилизатора резко падает.
Самовосстанавливающийся предохранитель FRX050-90F
Так реализована защита в случае неисправности преобразователя. Стабилитрон VD3 также служит защитным и работает в паре с самовосстанавливающимся предохранителем FU1. Основная его цель – защитить нагрузку (питаемое устройство) от повреждения высоким напряжением. Напряжение стабилизации стабилитрона составляет 11 вольт. В случае неисправности преобразователя и появления на выходе напряжения более 11 вольт, ток через стабилитрон резко возрастает. Возросший ток в цепи приводит к срабатыванию предохранителя FU1, который ограничивает ток. Поэтому защитный стабилитрон VD3 необходимо установить в схему обязательно. В случае если не удастся найти подходящий самовосстанавливающийся предохранитель, то его можно заменить обычным плавким на ток срабатывания 0,5 ампер.
Список деталей, которые потребуются для сборки блока питания.
Название | Обозначение | Номинал/Параметры | Марка или тип элемента |
| Микросхема | DA1 | MC34063 | |
| Диодный мост | VDS1 (VD1-VD4) | 1-2 ампер, 600 вольт | D3SBA10, RS207, DB107 и аналоги |
Электролитические конденсаторы | C8, C9, C12 | 330 мкФ * 16 вольт | К50-35 или аналоги |
| C3 | 2200 мкФ * 35 вольт | ||
| Конденсаторы | C1, C2, C4, C5, C10, C11, C13 | 0,22 мкФ | КМ-5, К10-17 и аналогичные |
| C6 | 0,1 мкФ | ||
| C7 | 470 пФ | ||
| Резисторы | R1 | 0,2 Ом (1 Вт) | МЛТ, МОН, С1-4, С2-23, С1-14 и аналогичные |
| R3 | 560 Ом (0,125 Вт) | ||
| R4 | 3,6 кОм (0,125 Вт) | ||
| R5 | 8,2 кОм (0,125 Вт) | ||
| Резистор переменный | R2 | 1,5 кОм | СП3-9, СП4-1, ППБ-1А и аналогичные |
| Диод Шоттки | VD2 | 1N5819 | |
| Стабилитрон | VD3 | 11 вольт | 1N5348 |
| Дроссель | L1, L2 | 300 мкГн | |
| Дроссель | L3 | самодельный | |
| Предохранитель плавкий | FU2 | 0,16 ампер | |
| Самовосстанавливающийся предохранитель | FU1 | 0,5 ампер (на напряжение >30-40 вольт) | MF-R050; LP60-050; FRX050-60F; FRX050-90F |
| Светодиод индикаторный | HL1 | любой 3 вольтовый |
Дроссели. Дроссели L1 и L2 можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется два кольцевых магнитопровода из феррита 2000HM типоразмера К17,5 х 8,2 х 5 мм. Типоразмер расшифровывается так: 17,5 мм. – внешний диаметр кольца; 8,2 мм. — внутренний диаметр; а 5 мм. – высота кольцевого магнитопровода. Для намотки дросселя понадобиться провод ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. На каждое кольцо необходимо намотать 40 витков такого провода. Витки провода следует распределять по ферритовому кольцу равномерно. Перед намоткой, ферритовые кольца нужно обмотать лакотканью. Если лакоткани нет под рукой, то обмотать кольцо можно скотчем в три слоя. Стоит помнить, что ферритовые кольца могут быть уже покрашены – покрыты слоем краски. В таком случае обматывать кольца лакотканью не надо.
Кроме самодельных дросселей можно применить и готовые. В этом случае процесс сборки блока питания ускориться. Например, в качестве дросселей L1, L2 можно применить вот такие индуктивности для поверхностного монтажа (SMD — дроссель).
SMD-дроссель
Как видим, на верхней части их корпуса указано значение индуктивности – 331, что расшифровывается как 330 микрогенри (330 мкГн). Также в качестве L1, L2 подойдут готовые дроссели с радиальными выводами для обычного монтажа в отверстия. Выглядят они вот так.
Дроссель с радиальными выводами
Величина индуктивности на них маркируется либо цветовым кодом, либо числовым. Для блока питания подойдут индуктивности с маркировкой 331 (т.е. 330 мкГн). С учётом допуска ±20%, который разрешён для элементов бытовой электроаппаратуры, также подойдут дроссели с индуктивностью 264 — 396 мкГн. Любой дроссель или катушка индуктивности рассчитана на определённый постоянный ток. Как правило, его максимальное значение (IDC max) указывается в даташите на сам дроссель. Но на самом корпусе это значение не указывается. В таком случае можно ориентировочно определить значение максимально допустимого тока через дроссель по сечению провода, которым он намотан. Как уже говорилось, для самостоятельного изготовления дросселей L1, L2 необходим провод сечением 0,56 мм.
Дроссель L3 самодельный. Для его изготовления необходим магнитопровод из феррита 400HH или 600HH диаметром 10 мм. Найти такой можно в старинных радиоприёмниках. Там он используется в качестве магнитной антенны. От магнитопровода нужно отломать кусок длиной 11 мм. Сделать это достаточно легко, феррит легко ломается. Можно просто плотно зажать необходимый отрезок пассатижами и отломить излишки магнитопровода. Также можно зажать магнитопровод в тисках, а потом резко ударить по магнитопроводу. Если с первого раза аккуратно разломить магнитопровод не получиться, то можно повторить операцию.
Затем получившийся кусок магнитопровода нужно обмотать слоем бумажного скотча или лакоткани. Далее наматываем на магнитопровод 6 витков сложенного вдвое провода ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. Для того чтобы провод не размотался, обматываем его сверху скотчем. Те выводы проводов, с которых начиналась намотка дросселя, в последующем впаиваем в схему в том месте, где показаны точки на изображении L3. Эти точки указывают на начало намотки катушек проводом.
Дополнения.
В зависимости от нужд можно внести в конструкцию те или иные изменения.
Например, вместо стабилитрона VD3 типа 1N5348 (напряжение стабилизации – 11 вольт) в схему можно установить защитный диод – супрессор 1,5KE10CA.
Супрессор – это мощный защитный диод, по своим функциям схож со стабилитроном, однако, основная его роль в электронных схемах – защитная. Назначение супрессора – это подавление высоковольтных импульсных помех. Супрессор обладает высоким быстродействием и способен гасить мощные импульсы.
В отличие от стабилитрона 1N5348, супрессор 1.5KE10CA обладает высокой скоростью срабатывания, что, несомненно, скажется на быстродействии защиты.
В технической литературе и в среде общения радиолюбителей супрессор могут называть по-разному: защитный диод, ограничительный стабилитрон, TVS-диод, ограничитель напряжения, ограничительный диод. Супрессоры можно частенько встретить в импульсных блоках питания – там они служат защитой от перенапряжения питаемой схемы при неисправностях импульсного блока питания.
О назначении и параметрах защитных диодов можно узнать из статьи про супрессор.
Супрессор 1,5KE10CA имеет букву С в названии и является двунаправленным – полярность установки его в схему не имеет значения.
Если есть необходимость в блоке питания с фиксированным выходным напряжением, то переменный резистор R2 не устанавливают, а заменяют его проволочной перемычкой. Нужное выходное напряжение подбирают с помощью постоянного резистора R3. Его сопротивление рассчитывают по формуле:
Uвых = 1,25 * (1+R4/R3)
После преобразований получается формула, более удобная для расчётов:
R3 = (1,25 * R4)/(Uвых – 1,25)
Если использовать данную формулу, то для Uвых = 12 вольт потребуется резистор R3 с сопротивлением около 0,42 кОм (420 Ом). При расчётах, значение R4 берётся в килоомах (3,6 кОм). Результат для резистора R3 также получаем в килоомах.
Для более точной установки выходного напряжения Uвых вместо R2 можно установить подстроечный резистор и выставить по вольтметру требуемое напряжение более точно.
При этом следует учесть, что стабилитрон или супрессор стоит устанавливать с напряжением стабилизации на 1…2 вольта больше, чем расчётное напряжение на выходе (Uвых) блока питания. Так, для блока питания с максимальным выходным напряжением равным, например, 5 вольт следует установить супрессор 1,5KE6V8CA или аналогичный ему.
Изготовление печатной платы.
Печатную плату для блока питания можно сделать разными способами. О двух методах изготовления печатных плат в домашних условиях уже рассказывалось на страницах сайта.
В общем, выбрать есть из чего.
Налаживание и проверка блока питания.
Чтобы проверить работоспособность блока питания его для начала нужно, конечно же, включить. Если искр, дыма и хлопков нет (такое вполне реально), то скорее БП работает. Первое время держитесь от него на некотором расстоянии. Если ошиблись при монтаже электролитических конденсаторов или поставили их на меньшее рабочее напряжение, то они могут «хлопнуть» — взорваться. Это сопровождается разбрызгиванием электролита во все стороны через защитный клапан на корпусе. Поэтому не торопитесь. Подробнее об электролитических конденсаторах можно почитать здесь. Не ленитесь это прочитать – пригодиться не раз.
Внимание! Во время работы силовой трансформатор находиться под высоким напряжением! Пальцы к нему не совать! Не забывайте о правилах техники безопасности. Если надо что-то изменить в схеме, то сначала полностью отключаем блок питания от электросети, а потом делаем. По-другому никак – будьте внимательны!
P.S.
Под занавес всего этого повествования хочу показать готовый блок питания, который был сделан своими руками.
Да, у него ещё нет корпуса, вольтметра и прочих «плюшек», которые облегчают работу с таким прибором. Но, несмотря на это, он работает и уже успел спалить офигенный трёхцветный мигающий светодиод из-за своего бестолкового хозяина, который любит безбашенно крутить регулятор напряжения . Желаю и вам, начинающие радиолюбители, собрать что-нибудь похожее!
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Схемы самодельных блоков питания
Как из бесперебойника (UPS, ИБП) сделать лабораторный блок питания (0-12В, 5А)
Как неисправный или устаревший источник бесперебойного питания (UPS) переделать в лабораторный источник питания для радиолюбителя. Основное назначение источников бесперебойного питания (ИБП) — непродолжительное питание различной офисной техники (в первую очередь, компьютеров) в аварийных …
3 527 0
Мощный линейный источник питания на полевых транзисторах (13В, 20А)Схема мощного источника питания на полевых транзисторах, обеспечивающего стабилизированное напряжение 13В при токах до 20А и больше.
1 1017 3
Схема мощного двухполярного стабилизатора напряжения для УМЗЧ (41В, 4А)Описание и принципиальная схема мощного двуполярного стабилизатора напряжения для питания усилителей мощности звуковой частоты, 2 х 41В, ток 4А. Компенсационные стабилизаторы напряжения непрерывного действия последовательного типа обладают невысоким КПД, однако большим коэффициентом стабилизации …
1 72 0
Стабилизированный лабораторный блок питания на 1,3-30V при токе 0-5AПриводится принципиальная схема самодельного блока питания позволяющего получить напряжения от 1,3В до 30В при токах от 0А до 5А, работает в режиме стабилизации напряжения и тока.
3 1196 0
Схема лабораторного блока питания для налаживания усилителей ЗЧВ радиолюбительской практике нередки случаи выхода из строя мощного УМЗЧ в процессе его налаживания или ремонта. При этом, как правило, бывают повреждены самые дорогостоящие детали — мощные выходные транзисторы. Чтобы избежать таких последствий, необходим специализированный блок питания …
0 556 0
Сетевой блок питания на 1,5В для электромеханических часовЭлектромеханические часы обычно питаются от элемента на 1,5V. Его можно заменить сетевым источником, схема которого показана здесь. В ней в качестве стабилитрона используется ИК-светодиод с прямым напряжением около 1,5V. Механизм часов питается от этого напряжения. Рис. 1. Схема сетевого …
0 356 0
Схемы микромощных сетевых блоков питания на основе микросхемы PT4515Три варианта сетевых бестрансформаторных микромощных источников питания с выходным током единицы-десятки миллиампер на основе микросхемы РТ4515. Эта микросхема широко применяется в светодиодных лампах. Для управления симисторами, три-нисторами, полевыми транзисторами и т. п., коммутирующими …
1 2079 0
Схема импульсного сетевого блока питания для усилителей НЧ на 100-500Вт (IR2153, IR2155)Для получения полноценного усилителя мощности НЧ требуется хороший источник питания, приведена схема простого блока питания для УМЗЧ. От параметров источника питания качество звучания зависит не чуть не меньше, чем от самого усилителя и относится халатно к его изготовлению не следует …
2 2419 2
Бестрансформаторный источник питания (IRF730, 7805, VN2460N8, SR037)Принципиальная схема простого бестрансформаторного блока питания из доступных деталей, два варианта. В своих конструкциях радиолюбители очень часто применяют бестрансформаторные маломощные источники питания. Обычно, они представляют собой своеобразный симбиоз параметрического стабилизатора …
0 1205 0
Блок питания на 9В с таймером (CD4069, NJM4020)Схема простого блока питания, который может отключаться от сети через некоторое время после включения. Это время устанавливается плавно (переменным резистором)
Регулируемый блок питания своими руками
Мастер, описание устройства которого в первой части, задавшись целью сделать блок питания с регулировкой, не стал усложнять себе дело и просто использовал платы, которые лежали без дела. Второй вариант предполагает использование еще более распространенного материала – к обычному блоку была добавлена регулировка, пожалуй, это очень многообещающее по простоте решение при том, что нужные характеристики не будут потеряны и реализовать задумку можно своими руками даже не самому опытному радиолюбителю. В бонус еще два варианта совсем простых схем со всеми подробными объяснениями для начинающих. Итак, на ваш выбор 4 способа.
Блок питания с регулировкой из старой платы компьютера
Stalevik
Расскажем, как сделать регулируемый блок питания из ненужной платы компьютера. Мастер взял плату компьютера и выпилил блок, питающий оперативку.
Так он выглядит.
Определимся, какие детали нужно взять, какие нет, чтобы отрезать то, что нужно, чтобы на плате были все компоненты блока питания. Обычно импульсный блок для подачи тока на компьютер состоит из микросхемы, шим контроллера, ключевых транзисторов, выходного дросселя и выходного конденсатора, входного конденсатора. На плате еще и зачем-то присутствует входной дроссель. Его тоже оставил. Ключевые транзисторы – может быть два, три. Есть посадочное место по 3 транзистор, но в схеме не используется.
Сама микросхема шим контроллера может выглядеть так. Вот она под лупой.
Может выглядеть как квадратик с маленькими выводами со всех сторон. Это типичный шим контроллер на плате ноутбука.
Так выглядит блок питания импульсный на видеокарте.
Точно также выглядит блок питания для процессора. Видим шим контроллер и несколько каналов питания процессора. 3 транзистора в данном случае. Дроссель и конденсатор. Это один канал.
Три транзистора, дроссель, конденсатор – второй канал. 3 канал. И еще два канала для других целей.
Вы знаете как выглядит шим-контроллер, смотрите под лупой его маркировку, ищите в интернете datasheet, скачиваете pdf файл и смотрите схему, чтобы ничего не напутать.
На схеме видим шим-контроллер, но по краям обозначены, пронумерованы выводы.
Обозначаются транзисторы. Это дроссель. Это конденсатор выходной и конденсатор входной. Входное напряжение в диапазоне от 1,5 до 19 вольт, но напряжение питание шим-контроллера должно быть от 5 вольт до 12 вольт. То есть может получиться, что потребуется отдельный источник питания для питания шим-контроллера. Вся обвязка, резисторы и конденсаторы, не пугайтесь. Это не нужно знать. Всё есть на плате, вы не собираете шим-контроллер, а используете готовый. Нужно знать только 2 резистора – они задают выходное напряжение.
Резисторный делитель. Вся его суть в том, чтобы сигнал с выхода уменьшить примерно до 1 вольта и подать на вход шим-контроллера фидбэк – обратная связь. Если вкратце, то изменяя номинал резисторов, можем регулировать выходное напряжение. В показанном случае вместо резистора фидбэк мастер поставил подстроечный резистор на 10 килоом. Этого оказалось достаточным, чтобы регулировать выходное напряжение от 1 вольта до примерно 12 вольт. К сожалению, не на всех шим-контроллерах это возможно. Например, на шим контроллерах процессоров и видеокарт, чтобы была возможность настраивать напряжение, возможность разгона, выходное напряжение сдается программно по несколькоканальной шине. Менять выходное напряжение такого шим контроллера можно разве только перемычками.
Итак, зная как выглядит шим-контроллер, элементы, которые нужны, уже можем выпиливать блок питания. Но делать это нужно аккуратно, так как вокруг шим-контроллера есть дорожки, которые могут понадобиться. Например, можно видеть – дорожка идёт от базы транзистора к шим контроллеру. Её сложно было сохранить, пришлось аккуратно выпиливать плату.
Используя тестер в режиме прозвонки и ориентируясь на схему, припаял провода. Также пользуясь тестером, нашел 6 вывод шим-контроллера и от него прозвонил резисторы обратной связи. Резистор находился рфб, его выпаял и вместо него от выхода припаял подстроечный резистор на 10 килоом, чтобы регулировать выходное напряжение, также путем про звонки выяснил, что питание шим-контроллера напрямую связано со входной линией питания. Это значит, что не получиться подавать на вход больше 12 вольт, чтобы не сжечь шим-контроллер.
Посмотрим, как блок питания выглядит в работе
Припаял штекер для входного напряжения, индикатор напряжения и выходные провода. Подключаем внешнее питание 12 вольт. Загорается индикатор. Уже был настроен на напряжение 9,2 вольта. Попробуем регулировать блок питания отверткой.
Пришло время заценить, на что способен блок питания. Взял деревянный брусок и самодельный проволочный резистор из нихромовой проволоки. Его сопротивление низкое и вместе с щупами тестера составляет 1,7 Ом. Включаем мультиметр в режим амперметра, подключаем его последовательно к резистору. Смотрите, что происходит – резистор накаляется до красна, напряжение на выходе практически не меняется, а ток составляет около 4 ампер.
Раньше мастер уже делал похожие блоки питания. Один вырезан своими руками из платы ноутбука.
Это так называемое дежурное напряжение. Два источника на 3,3 вольта и 5 вольт. Сделал ему на 3d принтере корпус. Также можете посмотреть статью, где делал похожий регулируемый блок питания, тоже вырезал из платы ноутбука (https://electro-repair.livejournal.com/3645.html). Это тоже шим контроллер питания оперативной памяти.
Как сделать регулирующий БП из обычного, от принтера
Пойдет речь о блоке питания принтера canon, струйный. Они много у кого остаются без дела. Это по сути отдельное устройство, в принтере держится на защелке.
Его характеристики: 24 вольта, 0,7 ампера.
Понадобился блок питания для самодельной дрели. Он как раз подходит по мощности. Но есть один нюанс – если его так подключить, на выходе получим всего лишь 7 вольт. Тройной выход, разъёмчик и получим всего лишь 7 вольт. Как получить 24 вольта?
Как получить 24 вольта, не разбирая блок?
Ну самый простой – замкнуть плюс со средним выходом и получим 24 вольта.
Попробуем сделать. Подключаем блок питания в сеть 220. Берем прибор и пытаемся измерить. Подсоединим и видим на выходе 7 вольт.
У него центральный разъем не задействован. Если возьмем и подсоединим к двум одновременно, напряжение видим 24 вольта. Это самый простой способ сделать так, чтобы данный блок питания не разбирая, выдавал 24 вольта.
Необходим самодельный регулятор, чтобы в некоторых пределах можно было регулировать напряжение. От 10 вольт до максимума. Это сделать легко. Что для этого нужно? Для начала вскрыть сам блок питания. Он обычно проклеен. Как вскрыть его, чтобы не повредить корпус. Не надо ничего колупать, поддевать. Берем деревяшку помассивнее либо есть киянка резиновая. Кладем на твердую поверхность и по шву лупим. Клей отходит. Потом по всем сторонам простучали хорошенько. Чудесным образом клей отходит и все раскрывается. Внутри видим блок питания.
Достанем плату. Такие бп легко переделать на нужное напряжение и можно сделать также регулируемый. С обратной стороны, если перевернем, есть регулируемый стабилитрон tl431. С другой стороны увидим средний контакт идет на базу транзистора q51.
Если подаем напряжение, то данный транзистор открывается и на резистивном делителе появляется 2,5 вольта, которые нужно для работы стабилитрона. И на выходе появляется 24 вольта. Это самый простой вариант. Как его завести можно еще – это выбросить транзистор q51 и поставить перемычку вместо резистора r 57 и всё. Когда будем включать, всегда на выходе непрерывно 24 вольта.
Как сделать регулировку?
Можно изменить напряжение, сделать с него 12 вольт. Но в частности мастеру, это не нужно. Нужно сделать регулируемый. Как сделать? Данный транзистор выбрасываем и вместо резистор 57 на 38 килоома поставим регулируемый. Есть старый советский на 3,3 килоома. Можно поставить от 4,7 до 10, что есть. От данного резистора зависить только минимальное напряжение, до которого он сможет опускать его. 3,3 -сильно низко и не нужно. Двигатели планируется поставить на 24 вольта. И как раз от 10 вольт до 24 – нормально. Кому нужно другое напряжение, можно большого сопротивления подстроечный резистор.
Приступим, будем выпаивать. Берём паяльник, фен. Выпаял транзистор и резистор.
Подпаял переменный резистор и попробуем включить. Подал 220 вольт, видим 7 вольт на нашем приборе и начинаем вращать переменный резистор. Напряжение поднялось до 24 вольт и плавно-плавно вращаем, оно падает – 17-15-14 то есть снижается до 7 вольт. В частности установлено на 3,3 ком. И наша переделка оказалась вполне успешной. То есть для целей от 7 до 24 вольт вполне приемлемая регулировка напряжения.
Такой вариант получился. Поставил переменный резистор. Ручку и получился регулируемый блок питания – вполне удобный.
Видео канала “Технарь”.
Такие блоки питания найти в Китае просто. Наткнулся на интересный магазин, который продает б/у блоки питания от разных принтеров, ноутбуков и нетбуков. Они разбирают и продают сами платы, полностью исправные на разные напряжения и токи. Самый большой плюс – это то, что они разбирают фирменную аппаратуру и все блоки питания качественные, с хорошими деталями, во всех есть фильтры.
Фотографии – разные блоки питания, стоят копейки, практически халява.
Простой блок с регулировкой
Простой вариант самодельного устройства для питания приборов с регулировкой. Схема популярная, она распространена в Интернете и показала свою эффективность. Но есть и ограничения, которые показаны на ролике вместе со всеми инструкциями по изготовлению регулированного блока питания.
Самодельный регулированный блок на одном транзисторе
Какой можно сделать самому самый простой регулированный блок питания? Это получится сделать на микросхеме lm317. Она уже сама с собой представляет почти блок питания. На ней можно изготовить как регулируемый по напряжению блок питания, так и потоку. В этом видео уроке показано устройство с регулировкой напряжения. Мастер нашёл несложную схему. Входное напряжение максимальное 40 вольт. Выходное от 1,2 до 37 вольта. Максимальный выходной ток 1,5 ампер.
Скачать схему с платой.
Без теплоотвода, без радиатора максимальная мощность может быть всего 1 ватт. А с радиатором 10 ватт. Список радиодеталей.
Приступаем к сборке
Подключим на выход устройства электронную нагрузку. Посмотрим, насколько хорошо держит ток. Выставляем на минимум. 7,7 вольта, 30 миллиампер.
Всё регулируется. Выставим 3 вольта и добавим ток. На блоке питания выставим ограничения только побольше. Переводим тумблер в верхнее положение. Сейчас 0,5 ампера. Микросхема начал разогреваться. Без теплоотвода делать нечего. Нашёл какую-то пластину, ненадолго, но хватит. Попробуем еще раз. Есть просадка. Но блок работает. Регулировка напряжения идёт. Можем вставить этой схеме зачёт.
Видео Radioblogful. Видеоблог паяльщика.
Регулируемый источник напряжения от 5 до 12 вольт
Продолжая наше руководство по преобразованию блока питания ATX в настольный источник питания, одним очень хорошим дополнением к этому является стабилизатор положительного напряжения LM317T.
LM317T – это регулируемый 3-контактный положительный стабилизатор напряжения, способный подавать различные выходы постоянного напряжения, отличные от источника постоянного напряжения +5 или +12 В, или в качестве переменного выходного напряжения от нескольких вольт до некоторого максимального значения, все с токи около 1,5 ампер.
С помощью небольшого количества дополнительных схем, добавленных к выходу блока питания, мы можем получить настольный источник питания, способный работать в диапазоне фиксированных или переменных напряжений, как положительных, так и отрицательных по своей природе. На самом деле это гораздо проще, чем вы думаете, поскольку трансформатор, выпрямление и сглаживание уже были выполнены БП заранее, и все, что нам нужно сделать, это подключить нашу дополнительную цепь к выходу желтого провода +12 Вольт. Но, во-первых, давайте рассмотрим фиксированное выходное напряжение.
Фиксированный источник питания 9В
В стандартном корпусе TO-220 имеется большое разнообразие трехполюсных регуляторов напряжения, при этом наиболее популярным фиксированным стабилизатором напряжения являются положительные регуляторы серии 78xx, которые варьируются от очень распространенного фиксированного стабилизатора напряжения 7805 +5 В до 7824, + 24V фиксированный регулятор напряжения. Существует также серия фиксированных отрицательных регуляторов напряжения серии 79хх, которые создают дополнительное отрицательное напряжение от -5 до -24 вольт, но в этом уроке мы будем использовать только положительные типы 78хх .
Фиксированный 3-контактный регулятор полезен в приложениях, где не требуется регулируемый выход, что делает выходной источник питания простым, но очень гибким, поскольку выходное напряжение зависит только от выбранного регулятора. Их называют 3-контактными регуляторами напряжения, потому что они имеют только три клеммы для подключения, и это соответственно Вход , Общий и Выход .
Входным напряжением для регулятора будет желтый провод + 12 В от блока питания (или отдельного источника питания трансформатора), который подключается между входной и общей клеммами. Стабилизированный +9 вольт берется через выход и общий, как показано.
Схема регулятора напряжения
Итак, предположим, что мы хотим получить выходное напряжение +9 В от нашего настольного блока питания, тогда все, что нам нужно сделать, это подключить регулятор напряжения + 9 В к желтому проводу + 12 В. Поскольку блок питания уже выполнил выпрямление и сглаживание до выхода + 12 В, требуются только дополнительные компоненты: конденсатор на входе и другой на выходе.
Эти дополнительные конденсаторы способствуют стабильности регулятора и могут находиться в диапазоне от 100 до 330 нФ. Дополнительный выходной конденсатор емкостью 100 мкФ помогает сгладить характерные пульсации, обеспечивая хороший переходный процесс. Этот конденсатор большой величины, размещенный на выходе цепи источника питания, обычно называют «сглаживающим конденсатором».
Эти регуляторы серии 78xx выдают максимальный выходной ток около 1,5 А при фиксированных стабилизированных напряжениях 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18 и 24 В соответственно. Но что, если мы хотим, чтобы выходное напряжение составляло + 9 В, но имел только регулятор 7805, + 5 В ?. Выход + 5 В 7805 относится к клемме «земля, Gnd» или «0 В».
Если бы мы увеличили это напряжение на контакте 2 с 4 В до 4 В, выход также увеличился бы еще на 4 В при условии достаточного входного напряжения. Затем, поместив небольшой 4-вольтный (ближайшее предпочтительное значение 4,3 В) диод Зенера между контактом 2 регулятора и массой, мы можем заставить 7805 5 В стабилизатор генерировать выходное напряжение +9 В, как показано на рисунке.
Увеличение выходного напряжения
Итак, как это работает. Стабилитрон 4,3 В требует обратного тока смещения около 5 мА для поддержания выхода с регулятором, потребляющим около 0,5 мА. Этот полный ток 5,5 мА подается через резистор «R1» с выходного контакта 3.
Таким образом, значение резистора, необходимого для регулятора 7805, будет R = 5 В / 5,5 мА = 910 Ом . Диод обратной связи D1, подключенный через входные и выходные клеммы, предназначен для защиты и предотвращает обратное смещение регулятора, когда входное напряжение питания выключено, а выходное питание остается включенным или активным в течение короткого периода времени из-за большой индуктивности. нагрузка, такая как соленоид или двигатель.
Затем мы можем использовать 3-контактные регуляторы напряжения и подходящий стабилитрон для получения различных фиксированных выходных напряжений от нашего предыдущего источника питания в диапазоне от + 5В до + 12В. Но мы можем улучшить эту конструкцию, заменив стабилизатор постоянного напряжения на регулятор переменного напряжения, такой как LM317T .
Источник переменного напряжения
LM317T – это полностью регулируемый 3-контактный положительный стабилизатор напряжения, способный подавать на 1,5 А выходное напряжение в диапазоне от 1,25 В до чуть более 30 Вольт. Используя соотношение двух сопротивлений, одно из которых является фиксированным значением, а другое – переменным (или оба фиксированным), мы можем установить выходное напряжение на желаемом уровне с соответствующим входным напряжением в диапазоне от 3 до 40 вольт.
Регулятор переменного напряжения LM317T также имеет встроенные функции ограничения тока и термического отключения, что делает его устойчивым к коротким замыканиям и идеально подходит для любого низковольтного или домашнего настольного источника питания.
Выходное напряжение LM317T определяется соотношением двух резисторов обратной связи R1 и R2, которые образуют сеть делителей потенциала на выходной клемме, как показано ниже.
LM317T Регулятор переменного напряжения
Напряжение на резисторе R1 обратной связи является постоянным опорным напряжением 1,25 В, V ref, создаваемым между клеммой «выход» и «регулировка». Ток регулировочной клеммы является постоянным током 100 мкА. Так как опорное напряжение через резистор R1 является постоянным, постоянным током я буду течь через другой резистор R2 , в результате чего выходного напряжения:
Затем любой ток, протекающий через резистор R1, также протекает через резистор R2 (игнорируя очень маленький ток на регулировочной клемме), причем сумма падений напряжения на R1 и R2 равна выходному напряжению Vout . Очевидно, что входное напряжение Vin должно быть как минимум на 2,5 В больше, чем требуемое выходное напряжение для питания регулятора.
Кроме того, LM317T имеет очень хорошее регулирование нагрузки, при условии, что минимальный ток нагрузки превышает 10 мА. Таким образом , чтобы поддерживать постоянное опорное напряжение 1.25V, минимальное значение резистора обратной связи R1 должно быть 1.25V / 10mA = 120 Ом , и это значение может варьироваться от 120 Ом до 1000 Ом с типичными значениями R 1 является приблизительно 220Ω, чтобы 240Ω лет для хорошей стабильности.
Если мы знаем значение требуемого выходного напряжения, Vout и резистор обратной связи R1 , скажем, 240 Ом, то мы можем рассчитать значение резистора R2 из вышеприведенного уравнения. Например, наше исходное выходное напряжение 9 В даст резистивное значение для R2 :
R1. ((Vout / 1,25) -1) = 240. ((9 / 1,25) -1) = 1 488 Ом
или 1500 Ом (1 кОм) до ближайшего предпочтительного значения.
Конечно, на практике резисторы R1 и R2 обычно заменяют потенциометром, чтобы генерировать источник переменного напряжения, или несколькими переключенными предварительно установленными сопротивлениями, если требуется несколько фиксированных выходных напряжений.
Но для того, чтобы уменьшить математические вычисления, необходимые для расчета значения резистора R2, каждый раз, когда нам нужно определенное напряжение, мы можем использовать стандартные таблицы сопротивлений, как показано ниже, которые дают нам выходное напряжение регуляторов для различных соотношений резисторов R1 и R2 с использованием значений сопротивления E24 ,
Соотношение сопротивлений R1 к R2
| Значение R2 | Значение резистора R1 | ||||||||
| 150 | 180 | 220 | 240 | 270 | 330 | 370 | 390 | 470 | |
| 100 | 2,08 | 1,94 | 1,82 | 1,77 | 1,71 | 1,63 | 1,59 | 1,57 | 1,52 |
| 120 | 2,25 | 2,08 | 1,93 | 1,88 | 1,81 | 1,70 | 1,66 | 1,63 | 1,57 |
| 150 | 2,50 | 2,29 | 2,10 | 2,03 | 1,94 | 1,82 | 1,76 | 1,73 | 1,65 |
| 180 | 2,75 | 2,50 | 2,27 | 2,19 | 2,08 | 1,93 | 1,86 | 1,83 | 1,73 |
| 220 | 3,08 | 2,78 | 2,50 | 2,40 | 2,27 | 2,08 | 1,99 | 1,96 | 1,84 |
| 240 | 3,25 | 2,92 | 2,61 | 2,50 | 2,36 | 2,16 | 2,06 | 2,02 | 1,89 |
| 270 | 3,50 | 3,13 | 2,78 | 2,66 | 2,50 | 2,27 | 2,16 | 2,12 | 1,97 |
| 330 | 4,00 | 3,54 | 3,13 | 2,97 | 2,78 | 2,50 | 2,36 | 2,31 | 2,13 |
| 370 | 4,33 | 3,82 | 3,35 | 3,18 | 2,96 | 2,65 | 2,50 | 2,44 | 2,23 |
| 390 | 4,50 | 3,96 | 3,47 | 3,28 | 3,06 | 2,73 | 2,57 | 2,50 | 2,29 |
| 470 | 5,17 | 4,51 | 3,92 | 3,70 | 3,43 | 3,03 | 2,84 | 2,76 | 2,50 |
| 560 | 5,92 | 5,14 | 4,43 | 4,17 | 3,84 | 3,37 | 3,14 | 3,04 | 2,74 |
| 680 | 6,92 | 5,97 | 5,11 | 4,79 | 4,40 | 3,83 | 3,55 | 3,43 | 3,06 |
| 820 | 8,08 | 6,94 | 5,91 | 5,52 | 5,05 | 4,36 | 4,02 | 3,88 | 3,43 |
| 1000 | 9,58 | 8,19 | 6,93 | 6,46 | 5,88 | 5,04 | 4,63 | 4,46 | 3,91 |
| 1200 | 11,25 | 9,58 | 8,07 | 7,50 | 6,81 | 5,80 | 5,30 | 5,10 | 4,44 |
| 1500 | 13,75 | 11,67 | 9,77 | 9,06 | 8,19 | 6,93 | 6,32 | 6,06 | 5,24 |
Изменяя резистор R2 для потенциометра на 2 кОм, мы можем контролировать диапазон выходного напряжения нашего настольного источника питания от примерно 1,25 вольт до максимального выходного напряжения 10,75 (12-1,25) вольт. Тогда наша окончательная измененная схема переменного электропитания показана ниже.
Цепь питания переменного напряжения
Мы можем немного улучшить нашу базовую схему регулятора напряжения, подключив амперметр и вольтметр к выходным клеммам. Эти приборы будут визуально отображать ток и напряжение на выходе регулятора переменного напряжения. При желании в конструкцию также может быть включен быстродействующий предохранитель для обеспечения дополнительной защиты от короткого замыкания, как показано на рисунке.
Недостатки LM317T
Одним из основных недостатков использования LM317T в качестве части цепи питания переменного напряжения для регулирования напряжения является то, что до 2,5 вольт падает или теряется в виде тепла через регулятор. Так, например, если требуемое выходное напряжение должно быть +9 вольт, то входное напряжение должно быть целых 12 вольт или более, если выходное напряжение должно оставаться стабильным в условиях максимальной нагрузки. Это падение напряжения на регуляторе называется «выпадением». Также из-за этого падения напряжения требуется некоторая форма радиатора, чтобы поддерживать регулятор в холодном состоянии.
К счастью, доступны регуляторы переменного напряжения с низким падением напряжения, такие как регулятор низкого напряжения с низким падением напряжения National Semiconductor «LM2941T», который имеет низкое напряжение отключения всего 0,9 В при максимальной нагрузке. Это низкое падение напряжения обходится дорого, так как это устройство способно выдавать только 1,0 ампер с выходом переменного напряжения от 5 до 20 вольт. Однако мы можем использовать это устройство для получения выходного напряжения около 11,1 В, чуть ниже входного напряжения.
Таким образом, чтобы подвести итог, наш настольный источник питания, который мы сделали из старого блока питания ПК в предыдущем учебном пособии, может быть преобразован для обеспечения источника переменного напряжения с помощью LM317T для регулирования напряжения. Подключив вход этого устройства через желтый выходной провод + 12 В блока питания, мы можем иметь фиксированное напряжение + 5 В, + 12 В и переменное выходное напряжение в диапазоне от 2 до 10 вольт при максимальном выходном токе 1,5 А.
Изучено 4 простых схемы источника бесперебойного питания (ИБП)
В этом посте мы исследуем 4 простых конструкции источника бесперебойного питания (ИБП) от сети 220 В с использованием аккумулятора 12 В, которые могут быть поняты и сконструированы любым новым энтузиастом. Эти схемы можно использовать для управления соответствующим образом выбранным прибором или нагрузкой, давайте рассмотрим схемы.
Дизайн №1: Простой ИБП с использованием одной ИС
Представленная здесь простая идея может быть построена в домашних условиях с использованием самых обычных компонентов для получения разумной мощности.Его можно использовать для питания не только обычных электроприборов, но и сложных устройств, например компьютеров. В его инверторной схеме используется модифицированная синусоидальная конструкция.
Источник бесперебойного питания с продуманными функциями может не быть критически необходимым для работы даже самых сложных устройств. Представленный здесь компромиссный дизайн системы ИБП вполне может удовлетворить потребности. Он также включает в себя встроенное универсальное интеллектуальное зарядное устройство.
Разница между ИБП и инвертором
В чем разница между источником бесперебойного питания (ИБП) и инвертором? Ну, в широком смысле оба предназначены для выполнения основной функции преобразования напряжения батареи в переменный ток, который может использоваться для работы различных электрических устройств при отсутствии в нашей домашней сети переменного тока.
Однако в большинстве случаев инвертор не может быть оборудован многими функциями автоматического переключения и мерами безопасности, обычно связанными с ИБП.
Более того, инверторы в большинстве случаев не имеют встроенного зарядного устройства, в то время как все ИБП имеют встроенное автоматическое зарядное устройство для батарей, чтобы облегчить мгновенную зарядку соответствующей батареи при наличии сетевого переменного тока и переключить питание батареи в инверторный режим в тот момент. входное питание отсутствует.
Также все ИБП предназначены для производства переменного тока, имеющего синусоидальную форму волны или, по крайней мере, модифицированную прямоугольную волну, очень похожую на ее синусоидальный аналог.Это, пожалуй, самая важная особенность ИБП.
При таком большом количестве функций, несомненно, эти удивительные устройства должны стать дорогими, и поэтому многие из нас, принадлежащих к категории среднего класса, не могут заполучить их.
Я попытался создать ИБП, хотя и не сопоставимый с профессиональными, но однажды построенный, определенно смогу достаточно надежно заменить сбои в электросети, а также, поскольку выход представляет собой измененную прямоугольную форму, подходит для работы со всеми сложными электронными устройствами , даже компьютеры.
Общие сведения о схемотехнике
На рисунке рядом показана простая модифицированная квадратная конструкция инвертора, которая легко понятна, но имеет важные особенности.
Микросхема SN74LVC1G132 имеет один логический элемент И-НЕ (триггер Шмитта), заключенный в небольшой корпус. Он в основном составляет основу каскада генератора и требует всего одного конденсатора и резистора для необходимых колебаний. Значение этих двух пассивных компонентов определяет частоту осциллятора.Здесь он рассчитан примерно на 250 Гц.
Вышеупомянутая частота применяется к следующему этапу, состоящему из одного декадного счетчика / делителя IC 4017 Джонсона. ИС сконфигурирована так, что ее выходы создают и повторяют набор из пяти последовательных выходов с высоким логическим уровнем. Поскольку входной сигнал представляет собой прямоугольную волну, выходные сигналы также генерируются в виде прямоугольных волн.
Список деталей для инвертора ИБП
R1 = 20K
R2, R3 = 1K
R4, R5 = 220 Ом
C1 = 0,095 мкФ
C2, C3, C4 = 10 мкФ / 25 В
T0 = BC557B
T1, T2 = 8050
T3, T4 = BDY29
IC1 = SN74LVC1G132 или одиночный затвор от IC4093
IC2 = 4017
IC3 = 7805
ТРАНСФОРМАТОР = 12-0-12 В / 10 А / 230 В
Секция зарядного устройства
Основные выводы два набора парных транзисторов Дарлингтона с высоким коэффициентом усиления и высокой мощности настроены на ИС так, что она принимает и проводит к альтернативным выходам.
Транзисторы проводят (тандемно) в ответ на это переключение, и соответствующий высокий переменный потенциал протекает через две половины соединенных обмоток трансформатора.
Поскольку базовые напряжения на транзисторах от ИС поочередно пропускаются, результирующий прямоугольный импульс от трансформатора несет только половину среднего значения по сравнению с другими обычными инверторами. Это измеренное среднеквадратичное значение генерируемых прямоугольных волн очень похоже на среднее значение сетевого переменного тока, которое обычно присутствует в наших домашних розетках, и, таким образом, становится подходящим и подходящим для большинства сложных электронных устройств.
Настоящая конструкция источника бесперебойного питания полностью автоматизирована и возвращается в режим инвертора в момент отключения входной мощности. Это делается через пару реле RL1 и RL2; RL2 имеет двойной набор контактов для переключения обеих выходных линий.
Как объяснялось выше, ИБП также должен включать встроенное универсальное интеллектуальное зарядное устройство, которое также должно регулироваться по напряжению и току.
На следующем рисунке, который является неотъемлемой частью системы, показана небольшая интеллектуальная автоматическая схема зарядного устройства.Схема не только управляется напряжением, но также включает в себя конфигурацию защиты от перегрузки по току.
Транзисторы T1 и T2 в основном образуют точный датчик напряжения и никогда не позволяют верхнему пределу зарядного напряжения превышать установленный предел. Этот предел фиксируется путем соответствующей настройки предустановки P1.
Транзисторы T3 и T4 вместе следят за увеличением тока, потребляемого батареей, и никогда не позволяют ему достичь уровней, которые могут считаться опасными для срока службы батареи.В случае, если ток начинает выходить за пределы установленного уровня, напряжение на R6 переходит — 0,6 вольт, чего достаточно для срабатывания T3, который, в свою очередь, подавляет базовое напряжение T4, тем самым ограничивая дальнейшее повышение потребляемого тока. Значение R6 можно найти по формуле:
R = 0,6 / I, где I — величина зарядного тока.
Транзистор T5 выполняет функцию монитора напряжения и включает (отключает) реле в момент выхода из строя сети переменного тока.
Список деталей для зарядного устройства
R1, R2, R3, R4, R7 = 1K
P1 = 4K7 PRESET, LINEAR
R6 = СМОТРЕТЬ ТЕКСТ
T1, T2, = BC547
T3 = 8550
T4 = TIP32C
T5 = 8050
RL1 = 12 В / 400 Ом, SPDT
RL2 = 12 В / 400 Ом, SPDT, D1 — D4 = 1N5408
D5, D6 = 1N4007
TR1 = 0-12 В, ТОК 1/10 АККУМУЛЯТОРА AH
C1 = 2200 мкФ / 25 В
C2 = 1 мкФ / 25 В
Конструкция № 2: ИБП с одним трансформатором для инвертора и зарядки батарей
В следующей статье подробно описывается простая схема ИБП на основе транзисторов со встроенной схемой зарядного устройства, которая может дешевое получение бесперебойного сетевого питания в вашем доме, офисе, магазине и т. д.Схема может быть повышена до любого желаемого более высокого уровня мощности. Идея была разработана г-ном Сайедом Ксаиди.
Основным преимуществом этой схемы является то, что в ней используется один трансформатор для зарядки аккумулятора, а также для управления инвертором. Это означает, что вам не нужно включать отдельный трансформатор для зарядки аккумулятора в этой цепи.
Следующие данные были предоставлены г-ном Сайедом по электронной почте:
Я видел, что люди получают образование благодаря вашей почте.Итак, я думаю, вам следует объяснить людям эту схему.
В этой схеме есть нестабильный мувибратор на транзисторах, как и у вас. Конденсаторы c1 и c2 имеют значение 0,47 для получения выходной частоты около 51.xx Гц, как измерял я, но она не является постоянной во всех случаях.
МОП-транзистор имеет обратный диод большой мощности, который используется для зарядки батареи, поэтому нет необходимости добавлять в схему специальный диод. Я показал принцип переключения реле на схеме. RL3 должен использоваться с цепью отключения.
Схема очень простая, и я ее уже тестировал. Я собираюсь протестировать еще одну свою разработку, и поделюсь с вами, как только тест будет завершен. Он контролирует выходное напряжение и стабилизирует его с помощью ШИМ. Также в этой конструкции я использую обмотку трансформатора 140 В для зарядки и BTA16 для управления током зарядки. Будем надеяться на добро.
У вас все хорошо. Никогда не останавливайтесь, желаю вам прекрасного дня.
Дизайн № 3: Схема ИБП на базе IC 555
Третья схема, описанная ниже, представляет собой простую схему ИБП с использованием ШИМ, и она становится совершенно безопасной для работы со сложным электронным оборудованием, таким как компьютеры, музыка система и т. д.Весь блок будет стоить около 3 долларов. Встроенное зарядное устройство также включено в конструкцию, чтобы поддерживать аккумулятор всегда в заряженном состоянии и в режиме ожидания. Давайте изучим всю концепцию и схему.
Принципиальная схема схемы довольно проста, все дело в переключении выходных устройств в соответствии с применяемыми хорошо оптимизированными импульсами ШИМ, которые, в свою очередь, переключают трансформатор для генерации эквивалентного индуцированного сетевого напряжения переменного тока, имеющего параметры, идентичные стандартному синусоидальному напряжению переменного тока форма.
Работа схемы:
Принципиальная схема может быть понята с помощью следующих пунктов:
В схеме ШИМ используется очень популярная микросхема IC 555 для необходимой генерации импульсов ШИМ.
Предустановки P1 и P2 могут быть установлены точно так, как требуется для питания устройств вывода.
Выходные устройства будут точно реагировать на подаваемые импульсы ШИМ от схемы 555, поэтому тщательная оптимизация предустановок должна привести к почти идеальному коэффициенту ШИМ, который можно считать вполне эквивалентным стандартной форме сигнала переменного тока.
Однако, поскольку вышеупомянутые импульсы ШИМ применяются к основаниям обоих транзисторов, предназначенных для переключения двух отдельных каналов, это будет означать полный беспорядок, поскольку мы никогда не захотим переключать обе обмотки трансформатора вместе.
Использование вентилей НЕ для индуцирования переключения 50 Гц
Поэтому был введен еще один этап, состоящий из нескольких вентилей НЕ из IC 4049, который гарантирует, что устройства проводят или переключаются поочередно и никогда не все одновременно.
Генератор из N1 и N2; выполнять правильные прямоугольные импульсы, которые дополнительно буферизуются N3 — N6. Диоды D3 и D4 также играют важную роль, заставляя устройства реагировать только на отрицательные импульсы от вентилей НЕ.
Эти импульсы поочередно выключают устройства, позволяя проводить только одному каналу в любой конкретный момент.
Предустановка, связанная с N1 и N2, используется для установки выходной частоты переменного тока ИБП. Для 220 вольт необходимо установить 50 Гц, а для 120 вольт — 60 Гц.
Список запчастей для ИБП
R1, R2, R3 R4, R5 = 1K,
P1, P2 = по формуле,
P3 = 100K предустановка
D1, D2 = 1N4148,
D3, D4 = 1N4007,
D5 , D6 = 1N5402,
D7, D8 = стабилитрон 3 В
C1 = 1 мкФ / 25 В
C2 = 10n,
C3 = 2200 мкФ / 25 В
T1, T2 = TIP31C,
T3, T4 = BDY29
IC1 = 555,
N1 … N6 = IC 4049, номера контактов см. В таблице данных.
Трансформатор = 12–0–12 В, 15 А
Схема зарядного устройства аккумулятора:
Если это ИБП, включение цепи зарядного устройства аккумулятора становится обязательным.
Учитывая низкую стоимость и простоту конструкции, в эту цепь источника бесперебойного питания была включена очень простая, но достаточно точная конструкция зарядного устройства.
Глядя на рисунок, мы можем просто увидеть, насколько проста конфигурация.
Вы можете получить полное объяснение в этой статье о схеме зарядного устройства. Два реле RL1 и RL2 расположены так, чтобы сделать схему полностью автоматической. При наличии сетевого питания реле включаются и переключают сеть переменного тока непосредственно на нагрузку через N / O контакты.Между тем, аккумулятор также заряжается через цепь зарядного устройства. В момент отключения питания переменного тока реле переключаются и отключают линию питания и заменяют ее инверторным трансформатором, так что теперь инвертор берет на себя ответственность за подачу сетевого напряжения на нагрузку. , за миллисекунды.
Другое реле RL4 вводится для переключения контактов во время сбоя питания, так что аккумулятор, который находился в режиме зарядки, переводится в режим инвертора для требуемой генерации резервного питания переменного тока.
.Источник питания постоянного тока 30 кВ (самодельный / самодельный) с обратным ходом и умножителем / тройником
Это мой высоковольтный блок питания своими руками. Это выдает до 30 кВ постоянного тока и рассчитывает на питание от источник, подающий 0 — 24 В постоянного тока. Вход через банановые разъемы. Я обычно кормлю его своим самодельный блок питания 24В но, как показано ниже, я также использовал сетевой адаптер и питание ноутбука. поставка. Также ниже видео показаны пошаговые инструкции по изготовлению этого высоковольтного источника питания вместе с некоторыми демонстрациями.
Как вы увидите ниже, трансформатор обратного хода и умножитель для этого блока питания может быть трудно найти. Альтернативой является пойти с обратный ход со встроенными диодами, как я сделал здесь. Напряжение будет скорее всего будет ниже. |
Одна из модификаций, которую я сделал, — это сделать вывод FOCUS HV от умножителя (в этом случай также называется тройником, так как он втрое увеличивает напряжение). С 30кВ выходной провод я мог получить до 4 кВ, но я захотелось пониже. Поэтому, сделав выходной провод FOCUS HV доступным в качестве альтернативы, Я смог получить диапазон от 1,2 кВ до 4,6 кВ.
Он использует обратноходовой трансформатор для повышения входного напряжения примерно до 10 кВ переменного тока, а затем подает его на умножитель, который увеличивает его. примерно до 30 кВ постоянного тока.Я посмотрел на результат на моем телескопе, и он довольно плоский.
Речь идет о материале, выделенном красным на схеме выше. Эта это то, что я сам не пробовал, но видел и слышал о от других. Я сам мало что знаю об этом, поэтому могу быть только расплывчатым.Повторяя то, что мне сказали, по крайней мере, часть его цели. уменьшает нагрев транзисторов и защищает эти биполярные переходные транзисторы от отрицательного напряжения на их коллекторах поскольку они уязвимы для этого.
Детали, выделенные красным на схеме выше, — это то, что есть на моем коммерческом сделал блок питания ХВГ10. Фото справа есть из этих частей на блоке питания.
Из личного письма мне также сказали, что рекомендуемый конденсатор размер от 200 до 400 нФ неполяризованный, но 100 нФ тоже работает.Диод для установки обратного смещения и рекомендуемый размер UF4007 или BYE500.
Из комментария Alex1M6 на YouTube на мое видео о ремонте блок питания, который мне посоветовали «добавить диод быстрого восстановления на каждом транзистор в направлениях, показанных на схеме выше. Для дальнейшего защита помещает небольшие пленочные конденсаторы около 10-47 нФ через каждый диод тоже, и это переведет транзисторы в квазикласса E переключения и может даже уменьшить нагрев транзисторов чуть-чуть.Конденсаторы большей емкости уменьшат выходную мощность. напряжение немного, но также снизит нагрузку на транзистор, поэтому поэкспериментируйте, прежде чем определить значение «.
Обратный трансформатор
Мой обратный трансформатор был куплен в Интернете который, похоже, исчез из Интернета. Это очень старый, который не имеет встроенного диода. Большинство обратноходовых трансформаторов в наши дни имеют встроенные диоды, и трудно найти тот, у которого их нет. Я нигде не мог найти его в Интернете, кроме информации о номере детали В прилагаемом к нему техническом описании написано SD-FLY400, замена для Motorola 24D67878A01.
Я действительно купил два из но сгорел первый, когда я тестировал без множителя подключил еще. Мне посчастливилось достать схемы обратного хода с обратным ходом а на схемах дает сопротивление в различных частях обратная связь вторичная. С помощью омметра вы можете легко проверить, обратного хода это хорошо. После того, как я испортил свой первый обратный рейс, один из отрезки вторичной измеренной бесконечности (провод явно оборвался).Так что эти схемы помогают!
Для первичной и обратной катушек обратного хода я удалил провод который пришел с ним, и поставил на мои собственные провода, как показано на схеме выше и как показано на следующем фото. После намотки проводов на место и заклеив их черной изолентой, я затем покрыл результат несколько слоев черной жидкой изоленты для прочности, склейка Все это.
Множитель
Умножитель был заказан в местной электронике. store и является NTE 521 от NTE Electronics, Inc. Он имеет два входа (горячий и GND) и два выхода (фокус и выход 30 кВ). NTE поставляет толстую книгу всех своих полупроводников детали (доступны в любом магазине, специализирующемся на деталях NTE) и Схема умножителя была в книге.
Можно использовать многие из множителей NTE. Многие из них отличаются на выходе FOCUS, но это не влияет на выход высокого напряжения.
У некоторых есть резистор 680 Ом на выходе высокого напряжения. а некоторые нет. Это не будет иметь большого значения для этого блока питания так как, если вы ожидаете возможность возникновения искр большой мощности (большие искровой разрядник создает большую мощность перед искрой) тогда это рекомендуется поставить около 250 кОм резисторов не менее 2 Вт на выходе все равно.
Некоторые из них 5-ступенчатые, а некоторые — 6-ступенчатые. Это означает, что 6-ступенчатые могут начинаться с более низкого напряжения на входе. чтобы получить такой же высоковольтный выход, как у 5-ступенчатого. Но имейте в виду все они имеют одинаковую максимальную непрерывную мощность без нагрузки, 30 кВ при 2 мА, за исключением NTE 559, который составляет 28 кВ при 2 мА. Настоящий рейтинг непрерывного выхода зависит от того, что вы даете ему на входе, и Максимальный номинал непрерывной выходной мощности — это значение, которое вы не должны превышать.
В следующей таблице есть все, о которых я знаю и которых нет. дополнительные входы POT, CTL или другие.
|
|
Фотографии конструкции и испытаний
Щелкните здесь, чтобы получить полную информацию о где у меня радиаторы и как я установил транзисторы на радиаторы.
ВАЖНЫЙ: Рекомендуется, если у вас могут возникнуть искры большой мощности, вы должны поставить сопротивление около 250 кОм с мощностью не менее 2 Вт. номинал на выходе для защиты блока питания от сильного тока искры. Искра большой мощности обычно возникает из широкого искрового промежутка. Я повредил транзистор Q1 таким образом, забыв поставить это сопротивление. Я обычно кладу его на обратную сторону земли, так как это может включать неизолированные соединения.Мое видео ниже рассказывает о том, как я нашел и заменил этот поврежденный транзистор. Если вам интересно, что я делал, когда повредил этот транзистор посмотрите это мое видео на YouTube, Добавлена модель Star Trek Enterprise с Ion Propulsion. Ущерб на самом деле произошло после того, как видео было снято, и я еще немного поигрался.
ВНИМАНИЕ! Этот источник питания может производить опасные или опасные для жизни напряжения и токи. Всегда разряжайте питание заземляйте после выключения и перед тем, как подойти к нему. При создании короны, ионного ветра, искрения и / или дуги он производит озон, вредный для вашего здоровья, поэтому используйте его в хорошо вентилируемая зона.
Питание от 0 до 24 В
Как показано на приведенной выше принципиальной схеме, для этого требуется напряжение от 0 до 24 В. источник питания для его питания. Я обычно использую свой самодельный блок питания 24В но, как показано на фотографиях ниже, я также использовал небольшой сетевой адаптер. а также блок питания для ноутбука. Настенный адаптер имеет переключатель для выбор напряжения от 1,5 В до 12 В. Блок питания ноутбука выдает только 20 В и держит его таким, даже если я подключу его к мой Variac и попробуй так контролировать напряжение.
Вот мое видео, в котором показано, как сделать этот блок питания. Я также демонстрирую это, летая на подъемник / ионкрафт оба используют мой самодельный блок питания 24В как на первом этапе и используя вместо него блок питания ноутбука, который больше люди тоже имеют доступ.
Экспериментируя с ионный двигатель добавлен в модель Star Trek Enterprise Я впервые сломал этот блок питания. Я мог бы избежать этого если бы я последовал собственному совету и поставил около 250 кОм резисторы (2 Вт) последовательно с выходом, но я этого не сделал и закончился тем, что повредил один из транзисторов.
В следующем видео показаны мои шаги по поиску и устранению проблемы.
Самодельный настольный блок питания
Эта статья также доступна на португальском языке.
У любого любителя электроники есть несколько настольных блоков питания. Взрослея подростком в 1980-х годах в Северном Онтарио у меня не было денег, чтобы купить надлежащий настольный источник питания. Итак, как обычно, я построил свой. Я впервые построил этот примерно в 1985 году, но затем переделал его с более красивым корпусом и вольтметр в 1987 году. Я построил его, взяв с собой в университет, поэтому он должен был быть довольно маленьким.
Корпус, конечно же, деревянный, потому что он мне пригодился. Это приятно шкатулка из дуба. Дуб прочный и менее подвержен возгоранию, чем более светлый лес. Верх просто скользит по передней и задней части панели с пазом для их фиксации. Таким образом, без крышки я смогу получить во внутренних органах легче.
Для передней панели я наклеил ламинат перед кусок фанеры, с переключателями и такие крепятся через ламинированную бумагу и фанеру.Выглядит очень хорошо, но я не ожидал ламинированная бумага прослужит так долго. Это было в 1987 году, и сегодня он выглядит хорошо, 28 лет спустя. Но это отчасти потому, что большую часть своей жизни он находился в относительно неосвещенных местах. Надпись на лицевой панели выполнена карандашом. Мои компьютеры Commodore 64 и самодельный плоттер не стал бы получили такой же красивый результат, и потребовалось бы гораздо больше работы.
Если вы сегодня пользуетесь такой техникой, я рекомендую использовать фотобумагу на струйном принтере.Так однажды я сделал новую шкалу для метрового движения. Было предпринято несколько попыток, но вышло действительно мило.
Это нерегулируемый источник питания без каких-либо полупроводников, кроме мостового выпрямителя.
В основе лежит трансформатор накаливания от старого лампового тестера 1951 года. Поскольку нагревательные нити трубок в более дешевых безтрансформаторных Все телевизоры были подключены последовательно, они имели все виды напряжения накаливания, Таким образом, тестер ламп имел многоотводный трансформатор для выбора любой мыслимой нити накала. напряжение.
На первичной обмотке тоже было два крана. Раньше между ними был реостат, так что напряжение блока может быть изменено в зависимости от напряжения в сети (тестер трубки сам был также нерегулируемым). Я добавил переключатель для выбора между два ответвления, удвоение 17 ступеней напряжения до 34. Переключение ответвлений изменяет выход на 12%. Я не мог придумать, как назвать переключатель, поэтому назвал его «Boost», потому что напряжение на передней панели находится в низком положении. Люди имеют часто высмеивали этот лейбл!
Я добавил измерительный механизм с диапазонами 15 и 30 вольт постоянного тока и толчок кнопка для чтения ампер.Счетчик не должен превышать 30 вольт, потому что я подключил его так, чтобы после 30 Вольт сторона постоянного тока отключилась (переключатель удобно был кран для этого). Конденсаторы фильтра и выпрямитель, который у меня был, были рассчитаны только на 35 вольт. Однако переменный ток идет прямо (над клеммами постоянного тока) и достигает 140 вольт.
Самое приятное в использовании этого источника — поворот ручки. Это вызывает приятный щелчок звук при изменении диапазонов напряжения. И напряжение можно регулировать очень быстро, если не совсем.Но обычно я могу подойти достаточно близко для того, что мне нужно. Очень отличается от настраивая многооборотную ручку и наблюдая, как цифровой приборный щиток достигает нужного напряжения. Конечно, я не использую его, когда мне нужно точное напряжение, например, для зарядки лития. ионные ячейки.
Выход переменного тока часто бывает полезен — например, при проверке небольших двигателей переменного тока или для питание катушки размагничивания. Однажды я даже принесла на работу задуть шорты у нас были прототипы печатных плат.Без всякой электроники между трансформатором и клеммы, он будет выдавать более 20 ампер на короткое время.
Еще я поставил на него две розетки, подключенные к шнуру питания. Я всегда находил себя не хватает розеток при игре с электроникой, поэтому две дополнительные розетки всегда под рукой.
Я перерисовал его схему, глядя на схему. Прелесть этого блока питания в том, что он настолько прост, что я могу понять все в нем. В наши дни даже дрели и фонарики содержат модную электронику, но не этот блок питания.
Я также узнал интересную вещь о движении счетчика, когда построил его.
Для диапазона тока 3 А я использовал стальной провод в качестве шунтирующего резистора, который я
нажал на точную длину, необходимую мне, чтобы движение показало полную шкалу на
три ампера. Для отклонения полной шкалы требуется около 57 милливольт на выводах счетчика.
Проблема с подключением измерителя напрямую к шунтирующему резистору заключается в том, что
движение катушки измерителя через его магнитное поле вызывает довольно много
обратная ЭДС, и без нескольких кОм последовательного сопротивления, эта обратная ЭДС
это хороший кусок полной шкалы 57 милливольт.Счетчик показывает правильное значение
в конце концов, но это займет около двух секунд. Он движется, как будто находится под водой.
В любом случае, этот блок питания по-прежнему остается моим любимым настольным блоком питания, и я все еще чаще всего использую сегодня. Это просто приятно использовать. Это должен быть звук и ощущение поворачивая ручку напряжения!
Статьи / видео, где я использовал этот блок питания:
См. Также:
Другие технические проекты из прошлого
На мой сайт Woodworking .
.