Схема мощного бп на составных транзисторах: Мощный источник питания на составных транзисторах 0-15В 20А (КТ947, КТ827)

Содержание

МОЩНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

   Это достаточно мощный блок питания на выходное напряжение 12V. В источнике питания используется обычная микросхема LM7812, но выходной ток может достигать 30A, он усиливается с помощью TIP2955 — транзисторов Дарлингтона (составных). Каждый из транзисторов может выдавать до 5 ампер, а при установке шести в итоге суммарный выходной ток 30 А. Вы можете увеличить или уменьшить число TIP2955, чтобы получить больше или меньше мощности на выходе.

Схема устройства

Принципиальная схема мощного БП на 30 А

   Сама микросхема обеспечивает около 800 мА. Предохранитель подключен после LM7812 для защиты м/с от высоких бросков тока. Транзисторы и микросхема требуют адекватных радиаторов. В прекрасно понимаете, что большой ток нагрузки — это высокая мощность. Рассеиваемая транзисторами мощность также увеличивается, и избыток тепла может вызвать пробой транзисторов.

   Для тока 30 ампер вам будет нужен очень большой радиатор или даже вентилятор охлаждения. 100 ОМ резисторы в эмиттерных цепях используются для стабильности и выравнивания токов каждого плеча, ведь уровень усиления будет различным для каждого транзистора. Может получиться, что один тянет на себя 8 А, а другой «отдыхает» с 3-мя амперами:)) Выпрямительные диоды, должны быть способны выдерживать ток не менее 60 ампер. Двойной запас не помешает. Сетевой трансформатор на ток вторички 30 ампер является наиболее дорогостоящей частью проекта. Входное напряжение стабилизатора должно быть, по крайней мере, на несколько вольт выше выходного напряжения 12 В. 

Внешний вид самодельного МБП

   Ещё раз напоминаем, что при сборке этого мощного БП закладывайте в конструкцию большой радиатор, ещё лучше оснастить его вентилятором или водяным охлаждением радиатора. Если хотя бы пара силовых транзисторов выйдет из строя, то результаты будут плачевны. Не используйте схему без предохранителей!

Испытания мощного блока питания

   Для начального тестирования можно не подключать нагрузку. Сначала с помощью вольтметра через выходные клеммы, вы должны измерить 12 Вольт на выходе схемы, или напряжение к этому значению. Затем Подключите 100 ом, 3 Вт резистор или другую небольшую нагрузку. Показания вольтметра не должны меняться. Если отсутствует 12 вольт — выключите питание и внимательно проверьте все соединения. Внимание! Перед установкой деталей (диодов, транзисторов, резисторов) не поленитесь проверить их с помощью мультиметра.

   Форум по мощным источникам питания

Регулируемый блок питания на транзисторах

Простой регулируемый блок питания радиолюбительских устройств на двух транзисторах.

Одним из основных приборов мастерской радиолюбителя является лабораторный блок питания. Собирая какую-либо схему, радиолюбителю для ее отладки, проверки необходим источник питания. В этой статье, на сайте Радиолюбитель, мы рассмотрим следующую

радиолюбительскую схему: простой в сборке, не имеющий дефицитных деталей источник питания для радиолюбительских устройств.

Данный блок питания, в зависимости от примененных деталей, позволяет получить на выходе регулируемое напряжение 0-12V, при силе тока до 1,5 А.

Рассмотрим электрическую схему.

Трансформатор Tr1 понижает сетевое напряжение 220V до напряжения 15-18V которое поступает на выпрямитель VDS1 собранный по мостовой схеме из четырех диодов. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. Далее напряжение поступает на стабилизатор напряжения выполненный на стабилитроне VD1 и составном эмиттерном повторители на транзисторах VT1 и VT2. С помощью переменного резистора R6 регулируется напряжение на выходе блока питания.

Применяемые детали:

Трансформатор – любой, со вторичной обмоткой рассчитанной на выходное напряжение 15-18 вольт и силу тока  -2 – 3 ампера (т.е. мощность трансформатора должна быть около 40 ватт). Можно использовать трансформатор от старых советских телевизоров ТВК-110Л, но при этом ток нагрузки должен быть менее 1 ампера.
Стабилитрон — Д814Г. В принципе можно использовать любой стабилитрон из этой серии, что может повлиять только на максимальное выходное напряжение. Ниже приводится таблица с характеристиками стабилитронов серии Д814:

Внешний вид стабилитрона:

Транзистор VT1 – любой из серии КТ315 (А-Е). Ниже приводятся характеристики транзисторов этой серии:

Внешний вид транзистора:

Транзистор VT2 – КТ815. Для получения большего выходного тока можно применить транзисторы из  серии КТ817. Транзистор обязательно должен располагаться на радиаторе не менее 10-15 кв.см. Ниже приведены характеристики транзисторов:

Внешний вид тразистора:

 Диодный мост собран на диодах Д226:

Внешний вид диода:

Если в схеме будет использован более мощный транзистор VT2, то диоды можно заменить на КД202: Внешний вид диода:

 Конденсатор С1 – электролитический емкостью не менее 2200 микрофарад и рабочее напряжение не менее 25 вольт. Можно использовать конденсаторы меньшей емкостью соединив их параллельно.

Данная схема не нуждается в налаживании, но надо иметь ввиду, что в схеме нет защиты от перегрузки и чтобы не спалить детали не подключайте к блоку питания схемы с током нагрузки более 1,5 ампера. Монтаж схемы можно выполнить навесным способом.



Мощный линейный блок питания своими руками

Здравствуйте, сегодня мы рассмотрим довольно хорошую схему регулируемого блока питания на популярной микросхеме LM317 с дополнительным мощным транзистором. Данный вариант может выдать в районе 10-12 А.


Ниже предоставлена принципиальная схема блока питания.



Она хороша тем, что не требует никаких наладок и работает сразу. Её сможет собрать даже начинающий радиолюбитель. Минусом схемы есть то, что нет защиты от короткого замыкания. В самой микросхеме она есть, но вот транзистор скорее всего сгорит при кз. Так что на выход желательно поставить обычный предохранитель на нужный ток. Хоть какая-то защита уже будет.

ВНИМАНИЕ: В СХЕМЕ Я ЗАБЫЛ ДОРИСОВАТЬ РЕЗИСТОР НА 10 КИЛООМ 0.25Вт ЕГО НАДО ПОДКЛЮЧИТЬ ПОРАЛЕЛЬНО К ВЫХОДНОМУ КОНДЕНСАТОРУ

Также у меня есть видеоролик на ютуб канале про данную схему кому интересно можете посмотреть.



Для начала давайте найдём диодный мост я использовал сборку GBJ1506, его максимальный ток 15А, желательно взять с запасом. Вы также можете сделать его самостоятельно из четырёх мощных диодов. Но мне было более удобно использовать сборку.

Чтобы снизить пульсации на выходе диодного моста желательно применять конденсаторы разных видов, а именно ЭЛЕКТРОЛИТЫ и КЕРАМИЧЕСКИЕ или ПЛЁНКУ.

Сердцем схемы у нас будет, как не странно, ЛМ317, но максимальный ток на выходе 1.5 А, а если микросхема еще и поддельная то максимальный ток будет около 800 мА.

Чтобы усилить максимальный ток нам просто нужно взять транзистор, я использовал 2SC5200 транзистор уже рассчитан на довольно большой ток, а именно 15 А.

Не желательно применять транзисторы в корпусе ТО220 — работать будет, но вот с тепло отдачей будут большие проблемы. Транзистор попросту не успеет отдать свое тепло и сгорит. Наиболее подходят транзисторы в металлическом корпусе ТО-3. Я бы посоветовал составной транзистор КТ827 он подойдёт сюда идеально.

На схеме также присутствует защитный диод его можно не использовать, но всё же лучше поставить. Он защищает силовой транзистор от обратных импульсов.

Дальше собираем схему я решил спаять на макетной плате, но вы также можете спаять всё навесным монтажом или спаять на печатной плате на работоспособность это не влияет, чисто эстетика.

Если вы паяли активным флюсом, то его надо будет обязательно отмыть, хорошо подходит спирт. В наше время его не тяжело найти.

В итоге у нас получается вот такая красота, ну красота красотой главное чтобы работало хорошо.

При работе схема будет греться поэтому хотим мы этого или нет, но нам придётся прикрутить радиатор. Идеально подходит радиатор от процессора вместе с вентилятором.

Для лучшего контакта с радиатором на транзистор и диодный мост мажем немного термопасты

Дальше схему нам потребуется подключить к понижающему трансформатору, я буду использовать вот такого самодельного ёжика, он спокойно может отдать 10А и даже не греется.

Если на входе диодного моста будет 20В, то на выходе максимальное напряжение без просадки будет 18В. Но на холостом ходу схему выдаёт 23.5 В, связано это с тем, что конденсаторы заряжаются до амплитудного напряжения.

Схема хорошо работает, но есть один большой минус — это нагрев транзистора. Если на входе 20В, а на выходе допустим 7В и ток 6 А, то радиатор превращается в кипятильник. Ну с этим ничего не поделаешь — ЛИНЕЙНЫЙ РЕЖИМ. Конечно проблему можно решить если сделать схему переключения обмоток трансформатора нагрев будет, но уже намного меньше. Пульсации на выходе около 50 мВ при токе 1 А и напряжении 13.87 В.

На этом моя статья заканчивается, пишите своё мнение на счет данной схемы, интересно выслушать ваше внимание.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Кт827 схемы блоков питания | Домострой

Аналог КТ827А

Здравствуйте уважаемые читатели. Существует много схем, где с большим успехом используются замечательные мощные составные транзисторы КТ827 и естественно иногда возникает необходимость в их замене. Кода под рукой данных транзисторов не обнаруживается, то начинаем задумываться об их возможных аналогах.

Полных аналогов среди изделий иностранного производства я не нашел, хотя в интернете есть много предложений и утверждений о замене этих транзисторов на TIP142. Но у этих транзисторов максимальный ток коллектора равен 10А, у 827 он равен 20А, хотя мощности у них одинаковые и равны 125Вт. У 827 максимальное напряжение насыщения коллектор – эмиттер равно два вольта, у TIP142 – 3В, а это значит, что в импульсном режиме, когда транзистор будет находиться в насыщении, при токе коллектора 10А на нашем транзисторе будет выделиться мощность 20Вт, а на буржуйском – 30Вт, поэтому придется увеличивать размеры радиатора.

Хорошей заменой может быть транзистор КТ8105А, данные смотрим в табличке. При токе коллектора 10А напряжение насыщения у данного транзистора не более 2В. Это хорошо.

При неимении все этих замен я всегда собираю приблизительный аналог на дискретных элементах. Схемы транзисторов и их вид приведены на фото 1.

Собираю обычно навесным монтажом, один из возможных вариантов показан на фото 2.

В зависимости от нужных параметров составного транзистора можно подобрать транзисторы для замены. На схеме указаны диоды Д223А, я обычно применяю КД521 или КД522.

На фото 3 собранный составной транзистор работает на нагрузку при температуре 90 градусов. Ток через транзистор в данном случае равен 4А, а падение напряжения на нем 5 вольт, что соответствует выделяемой тепловой мощности 20Вт. Обычно такую процедуру я устраиваю полупроводникам в течении двух, трех часов. Для кремния это совсем не страшно. Конечно для работы такого транзистора на данном радиаторе внутри корпуса устройства потребуется дополнительный обдув.

Для выбора транзисторов привожу таблицу с параметрами.

Параметры самодельного составного транзистора (Рвых, Iк макс.)будут конечно соответствовать параметрам примененного выходного транзистора. Вот вроде и все. До свидания. К.В.Ю.

Принципиальная схема очень простого но достаточно мощного источника питания, который выполненный на мощных составных транзисторах, вполне пригоден не только для зарядки автомобильных аккумуляторов, но и для питания различных электронных схем.

Напряжение на выходе устройства регулируется от 0 до 15 В. Выходной ток блока питания может достигать 20 А.

Рис. 1. Принципиальная схема мощного стабилизатора напряжения на 0-15В и ток 5А, 10А, 20А.

Так как катоды диодов и коллекторы транзисторов соединены между собой, то все эти детали размещаются на одном большом радиаторе без изолирующих прокладок.

Если не предъявляются особые требования к стабильности напряжения, то резистор R1 и стабилитрон VD3 из схемы можно исключить. Добавив емкости, показанные на схеме пунктиром, можно использовать устройство в качестве блока питания.

  • PCBWay — всего $5 за 10 печатных плат, первый заказ для новых клиентов БЕСПЛАТЕН
  • Сборка печатных плат от $88 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет
  • Онлайн просмотрщик Gerber-файлов от PCBWay!

Всем привет! есть вопрос? FU1 это что за деталька) и T1 сколько витков нужно? или это намотка на резистор или трансформатор.

FU1 — (от слова Fuse) это плавкий предохранитель, в данной схеме его нужно ставить на 1,5-2 Ампера.
Т1трансформатор переменного напряжения. На первичную обмотку подают — 220В, а на вторичной (та что идет к диодам) получаем примерно 14-16В переменного напряжения.
Трансформатор можно изготовить самостоятельно, если есть опыт и материалы, а можно купить готовый в магазине, на базаре, в интернете. В данной схеме нужен трансформатор с вторичной обмоткой на 14-16В и ток порядка 20А.
P = U*I = 14*20 = примерно 300 Ватт.
Если вам не нужен такой ток то можно брать менее мощный.

Желательно помнить: трансформатор должен быть с запасом по мощности по отношению к той что вам нужна!

..827 проходной с током 20А..на выход. и потом что за странный выбор Кт947?—высокочастотный npn транзик для передатчиков.. туда 827 а впереди составного любой обратный средней мощн.. хоть кт817..

У транзистора КТ947 выходная мощность в пределах 200-250 Ватт, что явно выше чем у КТ827 (125 Ватт). А то что у КТ947 граничная частота передачи тока 75МГц то это в данной схеме особой роли не сыграет.

а на раскачку зачем 827. явно не оправданно. и потом два в паралель 827 как раз.. а себестоимость гораздо дешевле будет.. ВЧ мощные с позолоченными ногами на дешевые. да и применение получше найдется чем в простой бп ставить..

КТ827 — составной транзистор с высоким коэффициентом усиления, в данном случае он хорошо заменяет два каскада.
КТ947 стоит недешево, в данной схеме он избыточен.

Удешевить схему можно также за счет замены транзистора КТ827 на пару КТ819+КТ815 как на рисунке ниже:

Вместо КТ947 можно подключить в параллель несколько штук КТ819+резистор, как на схеме: Источник питания для автомобильного трансивера 13В 20А.

Если нужна схема с выходом порядка 5-6А то вполне подойдет решение на КТ827+КТ815 — Блок питания 12В 6А (КТ827).

В данной статье расскажем про универсальный блок стабилизированного питания, про их основные требования и сбор схемы описанного блока питания.

В различных источниках – интернете, книжных изданиях встречаются схемы стабилизированных источников питания. Как правило, чем совершеннее (лучше) схема, тем она сложнее.

Источники питания стабилизированным напряжением имеющие широкие пределы регулирования выходного напряжения, высокую нагрузочную способность, защиту от превышения тока нагрузки и при этом – низкий коэффициент пульсаций классически состоят из следующих основных элементов:

— схема компенсационного стабилизатора напряжения.

— контрольные измерительные приборы;

— схема (элементы) защиты от перегрузки.

Мной были изучены различные варианты лабораторных блоков стабилизированного питания, схемы которых публикуют в различных изданиях.

Основные требования, предъявленные к источникам питания:

1. Пределы регулировки постоянного выходного напряжения – 0…25 вольт;

2. Максимальный ток нагрузки – 10 А;

3. Напряжение пульсаций на нагрузке током 10 А – не более 0,2 вольта;

4. Нестабильность выходного напряжения при нестабильности напряжения в сети 20% — не более 0,3%;

5. Порог срабатывания защиты по току – от 6 А и выше (устанавливается по желанию).

Эти требования довольно высоки и очень мало вариантов получения таких характеристик без значительного усложнения схем.

В результате изучения и переработки схем мощных источников питания была разработана наиболее оптимальная простейшая схема источника стабилизированного напряжения, полностью удовлетворяющая высоким предъявленным требованиям по параметрам.

Для уменьшения количества элементов (упрощения схемы), за основу стабилизатора был взят микросхемный стабилизатор напряжения с плавной регулировкой выходного напряжения – LM317 (его отечественный аналог – КР142ЕН12А). Исполнена микросхема в обычном транзисторном корпусе ТО-220. Возможна замена этой микросхемы на LM350, LM338, LТ1083 (аналог – КР142ЕН22А), LТ1084 (аналог – КР142ЕН22), LТ1085 (аналог – КР142ЕН22Б). Все эти микросхемы обладают хорошей нагрузочной способностью (в зависимости от микросхемы – от 3-х, до 7,5 ампер). Они все имеют собственную защиту от перегрузки по току, но так как предъявлено требование к выходному току в 10 ампер, то эта защита в моей схеме не используется. Кроме того, имеется недостаток – минимальное напряжение, которое микросхема выдаёт – 1,25 вольта, а нам надо – 0 вольт. Для возможности получения выходного напряжения от нуля, радиолюбителями предлагаются схемы с дополнительными источниками отрицательного напряжения смещения, но мы пойдём по другому пути.

Для получения выходного напряжения от 0 вольт и повышения нагрузочной способности до тока более 10 ампер, в представленной мной схеме используются два составных транзистора КТ827А. Суть снижения минимального предела выходного напряжения до нуля состоит в том, что эти самые 1,25 вольта «падают» на базово-эмиттерных переходах транзисторов. О том, что это за падение, я описывал в своей статье Стабилизаторы напряжения, их расчёт. Кроме того, поставив в схему два составных транзистора КТ827А мы «убиваем второго зайца» – значительно увеличиваем нагрузочную способность блока питания, подняв запас по току до 40 ампер, чем повышаем надёжность блока питания. Для выравнивания токов нагрузки между транзисторами в эмиттерных цепях транзисторов используются резисторы R13 и R14. Регулировка выходного напряжения блока питания осуществляется резистором R10.

В основном все «продвинутые» изученные мной схемы в качестве элементов защиты используют либо оптопары, либо электромагнитные реле. Мне это крайне не понятно потому, что оптопары обычно используются для гальванической развязки, а в представленных схемах никакой гальванической развязки и не требовалось. Электромагнитные реле, это довольно медлительный элемент схемы, способный «залипать» и тогда Ваш блок питания всё равно сгорит. Реле – это элемент электрики, а не электроники. Я лично использую электромагнитное реле, в крайнем случае, когда транзисторные и тиристорные схемы не могут заменить реле.

Разработанная мной схема защиты проста и надёжна. Работает она следующим образом:

В качестве элемента, на котором измеряется ток, используется резистор R2 на 0,1 Ом. При токе нагрузки, равном 6 ампер, на нём падает напряжение равное ровно 0,6 вольта (по закону Ома). Если шлиц резистора R4 находится в крайнем правом положении, то это напряжение в 0,6 вольта прикладывается к переходу эмиттер-база транзистора VT1. Транзистор открывается. Ток, протекающий через открытый транзистор VT1, открывает транзистор VT2, а тот в свою очередь откроет транзистор VT3. Открытый транзистор VT3 закорачивает вывод 1 микросхемы (управления выходным напряжением) на корпус и выходное напряжение стабилизатора падает до нуля. Транзисторы VT1 и VT2 совместно представляют собой схему тиристорного управления, они «самоблокируются» в открытом состоянии двумя токами, протекающими по пути: 1) плюс выпрямителя – эмиттер VT1 – база VT1 – коллектор VT2 – эмиттер VT2 – элементы R7, VD3, R8, R9, транзистор VT3 – минус выпрямителя; 2) плюс выпрямителя – эмиттер VT1 – коллектор VT1 – база VT2 – эмиттер VT2 – элементы R7, VD3, R8, R9, транзистор VT3 – минус выпрямителя. Одновременно загорается светодиод VD3 «Перегрузка». Для отключения защиты, необходимо кратковременно нажать кнопку S2, которая разорвёт цепь протекания первого тока и транзисторы закроются. Если причина срабатывания защиты не устранена (например замыкание выходных клемм), то нажатие кнопки не сбросит защиту. Для уменьшения чувствительности схемы защиты по току, необходимо двигать ползунок резистора R4 из крайнего правого положения влево. Настройка производится экспериментально, путём кратковременного создания соответствующей нагрузки. Я сделал просто: в качестве нагрузки использовал внешний 10-ти амперный Амперметр, подключив его напрямую к выходным клеммам. Повышая выходное напряжение резистором R10 от нуля, я добился срабатывания схемы защиты на выбранном мной уровне (9,5А). Дополнительная защита по первичной обмотке – предохранитель FU1.

Важно

Особое внимание следует уделить выбору трансформатора. Он должен быть достаточной мощности. Я использую всё тот же ТПП-320-220-50, который я использовал и в зарядном устройстве, подобрав выходное напряжение на выходе выпрямителя VD1, равным 30 вольтам, путём выбора определённых обмоток. Не смотря на использование мощных транзисторов, при эксплуатации блока питания необходимо помнить, что нагрузочные способности любых блоков питания ограничены суммарной рассеиваемой мощностью выходных транзисторов. В данном случае, это — 250 ватт (по справочнику). Силовые транзисторы будут сильно греться и могут выйти из строя от падения на их переходах отдаваемого трансформатором напряжения. Так, при выходном напряжении 2,5 В и токе нагрузки 9 А, рассеиваемая на транзисторах мощность будет равна (30 – 2,5) * 9 = 247,5 Ватт. Эта работа «на пределе» приведёт к быстрому выходу транзисторов из строя от перегрева. Поэтому транзисторы необходимо установить на радиаторы достаточного размера. Я использовал в качестве радиаторов алюминиевый корпус своего блока, установив транзисторы через слюдяные прокладки.

В качестве выпрямителя VD1, как и в зарядном устройстве, я использовал силовой выпрямительный мост типа КЦ419 (импортный аналог – МВ5010), как результат – не нужна изоляция, компактность и запас по току до 25 ампер (МВ5010 – до 16А). Он также прикручивается непосредственно на корпус.

При сборке конструкции обязательно учтите тот факт, что ушко крепления микросхемы соединено с входным выводом микросхемного стабилизатора. Поскольку её выходные токи не превышают 0,2 А, то можете её даже не прикручивать на радиатор, но лучший вариант, если вы прикрутите её через диэлектрическую прокладку на радиатор, на котором стоят выходные транзисторы. Таким образом, Вы сможете использовать тепловую защиту, встроенную в микросхему. Если установить транзисторы и микросхему на отдельный изолированный теплоотвод, то никаких изолирующих прокладок не потребуется.

Для контроля тока использован миллиамперметр, резистор R3 подбирают таким, чтобы при подаче напряжения в 1 вольт, было отклонение стрелки прибора на максимум шкалы (на значение = 10). Вольтметр использован заводской, на 25 вольт, без дополнительных добавочных резисторов.

Большинство радиоэлементов блока питания размещено на радиоплате(печатной плате) размерами 130 х 75 мм, изготовленной из одностороннего фольгированного текстолита. Размещение элементов приводится на рисунке ниже. Микросхема D1 установлена со стороны печатных проводников, под её ушко просверлено большое отверстие в плате (чтобы можно было прикрутить микросхему к металлическому корпусу винтом).

Правильно собранная конструкция начинает работать сразу. Настройке подлежит только установка уровня срабатывания защиты по току нагрузки. Если не установите, то блок всё равно будет выдавать требуемое Вам напряжение, но без защиты. В крайнем случае – самое правое положение ползунка резистора R4 соответствует защите при токе около 6 Ампер. Обратите внимание, что при включении блока с выставленным на выходе выходным напряжением отличным от нуля, сразу срабатывает защита. Это нормальная работа, связана с тем, что на выходе блока питания стоит конденсатор С5 достаточно большой ёмкости. Для работы блока необходимо нажать кнопку сброса аварии. Впрочем, можете уменьшить номинал конденсатора на целый порядок, но это увеличит чувствительность схемы защиты к резким импульсным изменениям нагрузки, и на больших токах увеличит коэффициент пульсаций.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Мощный выходной транзистор в блоке питания

10 августа 2019 — Admin

Продолжаем исследовать схему блока питания с регулируемым предельным током, начало тут. В предыдущей статье мы разобрались с подключением операционного усилителя и научились управлять его коэффициентом усиления.

Не смотря на все достоинства операционного усилителя, его максимальный выходной ток весьма ограничен. Он не способен обеспечить питание мощной нагрузки. Поэтому, после ОУ ставят выходной транзистор, а операционный усилитель лишь управляет этим транзистором.

Вот о чём пойдёт речь далее:

  • что такое транзистор Дарлингтона
  • зачем нужна защита эмиттерного перехода
  • как эта защита реализована в схеме

Герой сегодняшней статьи изображён на самом первом рисунке. Как видно, у этого транзистора предусмотрено крепление на радиатор, так как при больших токах он может заметно нагреваться.

На самом деле, это составной транзистор (состоящий из двух транзисторов и некоторых дополнительных деталей, всё это упаковано в один корпус). Такая схема ещё называется транзистор Дарлингтона, по имени изобретателя:

Схема транзистора КТ829 (транзистор Дарлингтона)

Защита эмиттерного перехода

Посмотрим вот этот участок схемы:

Мощный выходной транзистор в блоке питания

Речь пойдёт о диоде VD4. В описании к схеме указано, что он защищает эмиттерный переход от обратного напряжения, в котором виноват конденсатор С5. Давайте разбираться, что это за напряжение и откуда оно берётся.

Мы помним, что транзистор открывается подачей прямого напряжения на эмиттерный переход. В данном случае, у нас транзитор структуры n-p-n, и прямое напряжение — это плюс на базе относительно эмиттера. Соответственно, обратное напряжение — это плюс на эмиттере относительно базы. Казалось бы, что страшного — транзистор при этом заперт да и всё. Но, считается, что такое напряжение может пробить эмиттерный переход и вывести транзистор из строя. В силу особенностей конструкции транзистора, иногда для пробоя достаточно обратного напряжения всего в несколько вольт. От этой неприятности и защищает диод VD4. Он включён как раз таким образом, что обратное напряжение его открывает. Следовательно, на эмиттере теперь не может оказаться более 0.6 вольт (именно столько падает на открытом кремниевом транзисторе) относительно базы.

Теперь, откуда оно может взяться, это обратное напряжение. Могу предложить целых 3 версии.

  • При отключённой нагрузке мы резко поворачиваем ручку R2 в сторону уменьшения напряжения. ОУ тут же начинает уменьшать напряжение на базе транзистора, стараясь его прикрыть. Это процесс очень быстрый. А вот конденсатор С5 — сравнительно инертный элемент. Он ведь заряжен до предыдущего напряжения. Нагрузка отключена, разрядиться он может только через R11-R7, но это медленно. Вот и получается, что своим зарядом он создаёт плюс на эмиттере относительно базы VT2.
  • Другая ситуация: резкое отключение мощной нагрузки. Механизм примерно тот же: операционный усилитель начнёт закрывать транзистор, а конденсатор C5 своим остаточным зарядом создаст плюс на его эмиттере.
  • Наиболее реалистичная версия. Подключение устройств, содержащих собственный источник питания, напряжение с которого может попасть на нашу схему. Ну, примитивный пример: мы решили использовать наш блок питания, чтобы зарядить аккумуляторы. Напряжение, которое приходит с аккумулятора, как раз будет для нашего транзистора обратным, особенно если выставить собственное напряжение блока питания слишком низким с помощью движка R2.

На практике, я подсоединял осциллограф между базой и эмиттером, всячески крутил ручки резисторов, пробовал подключать и отключать разные нагрузки — но так и не «поймал» сильного скачка обратного напряжения. При отсутствии нагрузки на базе около 0.7 В относительно эмиттера, при большой нагрузке может быть 1.5 — 2 В. Но, максимальный скачок обратного напряжения, который я видел — порядка 0.7 В. Да и транзистор здесь (как уже говорилось) далеко не маломощный, даже не знаю — можно ли пробить транзистор Дарлингтона? Склоняюсь к тому, VD4 здесь включён по инерции, как стандартный элемент защиты в подобных схемах, а на практике он не очень-то и нужен. С интересом почитаю Ваши комментарии на эту тему.

На этом всё, в следующей статье разбираем работу блока защиты от перегрузки.

Поделиться в соцсетях:

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

   Вашему вниманию предлагается проверенная конструкция универсального блока питания. Данный простой источник питания, выполнен на мощных составных транзисторах. Основное преимущество схемы в том, что БП пригоден не только для питания различных электронных схем, но и для зарядки различных, в том числе и мощных свинцовых аккумуляторов. 

   Схема стабилизированного блока питания:


   Напряжение на выходе БП, с данными значениями деталей, регулируется от нуля до 15В. Если поставить трансформатор и стабилитрон на большее напряжение, то и макимальный вольтаж выхода тоже возрастёт. Диоды любые выпрямительные, на соответствующий нагрузке ток с двухкратным запасом. Конденсатор С1 на напряжение не менее 25В. Старайтесь не использовать советские алюминиевые электролиты — они часто выходят из строя. Транзисторы заменимы на аналогичные по мощности и структуре.


   Обратите внимание, что катоды диодов и коллекторы обеих транзисторов соединены между собой — значит их можно разместить на одном большом радиаторе без всяких изолирующих прокладок. Если поставить конденсаторы, показанные на схеме пунктиром, можно использовать устройство в качестве блока питания. В этом случае после диодов тоже не помешает конденсатор 1000-2000мкФ 25В. А если требуется только режим зарядного устройства (как это сделано в авторском варианте на фотографии), то можно их исключить.


   Готовый стабилизированный источник питания размещается в любом подходящем корпусе. Наружу для удобства контроля выводится зелёный светодиод — сеть 220В, и красный — выход. Причём чем больше напряжение на выходе — тем ярче он будет светиться. Естественно подключают светодиод не напрямую между плюсом и минусом, а через резистор 1-2кОм.

   Форум по блокам питания

   Форум по обсуждению материала СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ



ИК ДАТЧИК ПРИБЛИЖЕНИЯ

Инфракрасный датчик приближения объектов к транспортным средствам — схема для самостоятельной сборки на базе E18-D80NK.



Схема стабилизированного блока питания

Вашему вниманию предлагается проверенная конструкция универсального блока питания. Данный простой источник питания, выполнен на мощных составных транзисторах. Основное преимущество схемы в том, что БП пригоден не только для питания различных электронных схем, но и для зарядки различных, в том числе и мощных свинцовых аккумуляторов.

Схема стабилизированного блока питания:

Напряжение на выходе БП, с данными значениями деталей, регулируется от нуля до 15В. Если поставить трансформатор и стабилитрон на большее напряжение, то и макимальный вольтаж выхода тоже возрастёт. Диоды любые выпрямительные, на соответствующий нагрузке ток с двухкратным запасом. Конденсатор С1 на напряжение не менее 25В. Старайтесь не использовать советские алюминиевые электролиты – они часто выходят из строя. Транзисторы заменимы на аналогичные по мощности и структуре.

Обратите внимание, что катоды диодов и коллекторы обеих транзисторов соединены между собой – значит их можно разместить на одном большом радиаторе без всяких изолирующих прокладок. Если поставить конденсаторы, показанные на схеме пунктиром, можно использовать устройство в качестве блока питания. В этом случае после диодов тоже не помешает конденсатор 1000-2000мкФ 25В. А если требуется только режим зарядного устройства (как это сделано в авторском варианте на фотографии), то можно их исключить.

Готовый стабилизированный источник питания размещается в любом подходящем корпусе. Наружу для удобства контроля выводится зелёный светодиод – сеть 220В, и красный – выход. Причём чем больше напряжение на выходе – тем ярче он будет светиться. Естественно подключают светодиод не напрямую между плюсом и минусом, а через резистор 1-2кОм.

Обсудить статью СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

В этой рубрике будут представлены схемы различных стабилизаторов, лабораторных блоков питания и сопутствующих устройств.

Простой стабилизатор тока на LM317

Приветствуем Вас уважаемый посетитель данной Интернет странички. Хотим обратить Ваше внимание, что существует множество схем и вариантов изготовления светодиодного драйвера, посредством простого стабилизатора тока на LM317. Наиболее трудоёмкие и материально затратные, представляют собой дополнительные схематические решения, позволяющие при критических перепадах напряжения и силы тока, сохранить наиболее дорогостоящие электронные компоненты. Схема и принцип работы стабилизатора до …

Бестрансформаторые стабилизаторы

Бестрансформаторные стабилизаторы отлично подойдут для питания маломощного устройства не критичного к пульсациям напряжения. К том же они просты в изготовлении и компактны. Внимание схема работает от 220В, будьте внимательны, соблюдайте технику безопасности! Недостатки Следует учесть, что такие стабилизаторы обладают рядом недостатков и их применение ограничено: Имеется связь с фазой электросети. Выдаваемая мощность таким стабилизатором достаточно мала, около …

Стабилизатор напряжения на транзисторах

Стабилизатор на одном стабилитроне Стабилизатор на одном транзисторе Стабилизатор на транзисторах с защитой от КЗ Стабилизатор с регулируемым выходным напряжением Стабилизатор на одном стабилитроне Для сглаживания пульсаций напряжения и постоянства тока на выходе блока питания применяют стабилизаторы. Как правило в основе стабилизатора лежит стабилитрон. Стабилитрон – полупроводниковый прибор обладающий свойством стабилизации напряжения. В отличии от …

Простейшая защита от короткого замыкания

Простейшая защита от короткого замыкания При наладке различной электро-радио аппаратуры бывает все идет не так как нам хотелось бы и происходит КЗ (короткое замыкание). Короткое замыкание опасно как для устройства, так и для человека, налаживающего его. Для защиты аппаратуры можно использовать устройство, схема которого представлена ниже. Принцип работы В качестве контролирующего элемента от короткого замыкания выступает …

Двуполярный регулируемый стабилизатор

Двуполярный регулируемый стабилизатор основана на микросхеме КР142ЕН5А. Такой стабилизатор обладает следующими характеристиками: используется малое количество элементов; простота в выборе трансформатора, так как можно использовать вторичную обмотку без центрального отвода; максимальный выходной ток до 1А; регулировка напряжения в пределах ± 5…15В. Принцип работы Диоды VD1, VD2 представляют собой выпрямитель с удвоением напряжения. Конденсаторы С1-С4 выполняют роль …

Простое устройство для защиты от перепадов в сети

Здравствуйте друзья! Для сохранения современной электроники в рабочем состоянии я рекомендую использовать средства защиты от перепадов напряжения в сети 220 В. Это особенно актуально в частном секторе, особенно зимой, когда многие люди используют электро обогреватели . Импульсные блоки питания могут выйти из строя как от высокого напряжения, так и от низкого. Предлагаемый мной способ достаточно дешевый, прост …

Автомобильный блок питания для ноутбука

Здравствуйте друзья! Для питания ноутбука от сети автомобиля я рекомендую использовать преобразователь напряжения с 12 в 19 Вольт. По сравнению с инверторами в 220В ток потребления данного устройства значительно ниже. В современных легковых автомобилях провода идущие на прикуриватель не предназначены на нагрузку более 10А. Соответственно для инверторов 220В я рекомендую протянуть отдельный силовой провод на …

Импульсный стабилизатор с регулировкой по напряжению

ШИМ-стабилизатор с регулировкой и защитой по напряжению Данная схема представляет собой понижающий регулятор с возможностью регулировки и защиты или ограничения тока. Особенностью устройства является применение в силовой части биполярного транзистора со статической индукцией (БСИТ) и микросхемы TL494 с двумя операционными усилителями. ОУ используются в цепи обратной отрицательной связи регулятора, обеспечивая оптимальный режим работы. Рабочие параметры …

Простой лабораторный блок питания на LM317

Лабораторный блок питания на LM317 Здравствуйте друзья! Лабораторный блок питания необходим радиолюбителю, без него как без рук. Для начинающих радиолюбителей я предлагаю собрать схему простого стабилизатора с регулировкой по напряжению на микросхеме LM317, на очень распространенных и не дорогих радиоэлементах. Диапазон выходного напряжения от 1,5 до 37В. Ток может достигать 5А, зависит от используемого силового …

В данной статье расскажем про универсальный блок стабилизированного питания, про их основные требования и сбор схемы описанного блока питания.

В различных источниках – интернете, книжных изданиях встречаются схемы стабилизированных источников питания. Как правило, чем совершеннее (лучше) схема, тем она сложнее.

Источники питания стабилизированным напряжением имеющие широкие пределы регулирования выходного напряжения, высокую нагрузочную способность, защиту от превышения тока нагрузки и при этом – низкий коэффициент пульсаций классически состоят из следующих основных элементов:

— схема компенсационного стабилизатора напряжения.

— контрольные измерительные приборы;

— схема (элементы) защиты от перегрузки.

Мной были изучены различные варианты лабораторных блоков стабилизированного питания, схемы которых публикуют в различных изданиях.

Основные требования, предъявленные к источникам питания:

1. Пределы регулировки постоянного выходного напряжения – 0…25 вольт;

2. Максимальный ток нагрузки – 10 А;

3. Напряжение пульсаций на нагрузке током 10 А – не более 0,2 вольта;

4. Нестабильность выходного напряжения при нестабильности напряжения в сети 20% — не более 0,3%;

5. Порог срабатывания защиты по току – от 6 А и выше (устанавливается по желанию).

Эти требования довольно высоки и очень мало вариантов получения таких характеристик без значительного усложнения схем.

В результате изучения и переработки схем мощных источников питания была разработана наиболее оптимальная простейшая схема источника стабилизированного напряжения, полностью удовлетворяющая высоким предъявленным требованиям по параметрам.

Для уменьшения количества элементов (упрощения схемы), за основу стабилизатора был взят микросхемный стабилизатор напряжения с плавной регулировкой выходного напряжения – LM317 (его отечественный аналог – КР142ЕН12А). Исполнена микросхема в обычном транзисторном корпусе ТО-220. Возможна замена этой микросхемы на LM350, LM338, LТ1083 (аналог – КР142ЕН22А), LТ1084 (аналог – КР142ЕН22), LТ1085 (аналог – КР142ЕН22Б). Все эти микросхемы обладают хорошей нагрузочной способностью (в зависимости от микросхемы – от 3-х, до 7,5 ампер). Они все имеют собственную защиту от перегрузки по току, но так как предъявлено требование к выходному току в 10 ампер, то эта защита в моей схеме не используется. Кроме того, имеется недостаток – минимальное напряжение, которое микросхема выдаёт – 1,25 вольта, а нам надо – 0 вольт. Для возможности получения выходного напряжения от нуля, радиолюбителями предлагаются схемы с дополнительными источниками отрицательного напряжения смещения, но мы пойдём по другому пути.

Для получения выходного напряжения от 0 вольт и повышения нагрузочной способности до тока более 10 ампер, в представленной мной схеме используются два составных транзистора КТ827А. Суть снижения минимального предела выходного напряжения до нуля состоит в том, что эти самые 1,25 вольта «падают» на базово-эмиттерных переходах транзисторов. О том, что это за падение, я описывал в своей статье Стабилизаторы напряжения, их расчёт. Кроме того, поставив в схему два составных транзистора КТ827А мы «убиваем второго зайца» – значительно увеличиваем нагрузочную способность блока питания, подняв запас по току до 40 ампер, чем повышаем надёжность блока питания. Для выравнивания токов нагрузки между транзисторами в эмиттерных цепях транзисторов используются резисторы R13 и R14. Регулировка выходного напряжения блока питания осуществляется резистором R10.

В основном все «продвинутые» изученные мной схемы в качестве элементов защиты используют либо оптопары, либо электромагнитные реле. Мне это крайне не понятно потому, что оптопары обычно используются для гальванической развязки, а в представленных схемах никакой гальванической развязки и не требовалось. Электромагнитные реле, это довольно медлительный элемент схемы, способный «залипать» и тогда Ваш блок питания всё равно сгорит. Реле – это элемент электрики, а не электроники. Я лично использую электромагнитное реле, в крайнем случае, когда транзисторные и тиристорные схемы не могут заменить реле.

Разработанная мной схема защиты проста и надёжна. Работает она следующим образом:

В качестве элемента, на котором измеряется ток, используется резистор R2 на 0,1 Ом. При токе нагрузки, равном 6 ампер, на нём падает напряжение равное ровно 0,6 вольта (по закону Ома). Если шлиц резистора R4 находится в крайнем правом положении, то это напряжение в 0,6 вольта прикладывается к переходу эмиттер-база транзистора VT1. Транзистор открывается. Ток, протекающий через открытый транзистор VT1, открывает транзистор VT2, а тот в свою очередь откроет транзистор VT3. Открытый транзистор VT3 закорачивает вывод 1 микросхемы (управления выходным напряжением) на корпус и выходное напряжение стабилизатора падает до нуля. Транзисторы VT1 и VT2 совместно представляют собой схему тиристорного управления, они «самоблокируются» в открытом состоянии двумя токами, протекающими по пути: 1) плюс выпрямителя – эмиттер VT1 – база VT1 – коллектор VT2 – эмиттер VT2 – элементы R7, VD3, R8, R9, транзистор VT3 – минус выпрямителя; 2) плюс выпрямителя – эмиттер VT1 – коллектор VT1 – база VT2 – эмиттер VT2 – элементы R7, VD3, R8, R9, транзистор VT3 – минус выпрямителя. Одновременно загорается светодиод VD3 «Перегрузка». Для отключения защиты, необходимо кратковременно нажать кнопку S2, которая разорвёт цепь протекания первого тока и транзисторы закроются. Если причина срабатывания защиты не устранена (например замыкание выходных клемм), то нажатие кнопки не сбросит защиту. Для уменьшения чувствительности схемы защиты по току, необходимо двигать ползунок резистора R4 из крайнего правого положения влево. Настройка производится экспериментально, путём кратковременного создания соответствующей нагрузки. Я сделал просто: в качестве нагрузки использовал внешний 10-ти амперный Амперметр, подключив его напрямую к выходным клеммам. Повышая выходное напряжение резистором R10 от нуля, я добился срабатывания схемы защиты на выбранном мной уровне (9,5А). Дополнительная защита по первичной обмотке – предохранитель FU1.

Важно

Особое внимание следует уделить выбору трансформатора. Он должен быть достаточной мощности. Я использую всё тот же ТПП-320-220-50, который я использовал и в зарядном устройстве, подобрав выходное напряжение на выходе выпрямителя VD1, равным 30 вольтам, путём выбора определённых обмоток. Не смотря на использование мощных транзисторов, при эксплуатации блока питания необходимо помнить, что нагрузочные способности любых блоков питания ограничены суммарной рассеиваемой мощностью выходных транзисторов. В данном случае, это — 250 ватт (по справочнику). Силовые транзисторы будут сильно греться и могут выйти из строя от падения на их переходах отдаваемого трансформатором напряжения. Так, при выходном напряжении 2,5 В и токе нагрузки 9 А, рассеиваемая на транзисторах мощность будет равна (30 – 2,5) * 9 = 247,5 Ватт. Эта работа «на пределе» приведёт к быстрому выходу транзисторов из строя от перегрева. Поэтому транзисторы необходимо установить на радиаторы достаточного размера. Я использовал в качестве радиаторов алюминиевый корпус своего блока, установив транзисторы через слюдяные прокладки.

В качестве выпрямителя VD1, как и в зарядном устройстве, я использовал силовой выпрямительный мост типа КЦ419 (импортный аналог – МВ5010), как результат – не нужна изоляция, компактность и запас по току до 25 ампер (МВ5010 – до 16А). Он также прикручивается непосредственно на корпус.

При сборке конструкции обязательно учтите тот факт, что ушко крепления микросхемы соединено с входным выводом микросхемного стабилизатора. Поскольку её выходные токи не превышают 0,2 А, то можете её даже не прикручивать на радиатор, но лучший вариант, если вы прикрутите её через диэлектрическую прокладку на радиатор, на котором стоят выходные транзисторы. Таким образом, Вы сможете использовать тепловую защиту, встроенную в микросхему. Если установить транзисторы и микросхему на отдельный изолированный теплоотвод, то никаких изолирующих прокладок не потребуется.

Для контроля тока использован миллиамперметр, резистор R3 подбирают таким, чтобы при подаче напряжения в 1 вольт, было отклонение стрелки прибора на максимум шкалы (на значение = 10). Вольтметр использован заводской, на 25 вольт, без дополнительных добавочных резисторов.

Большинство радиоэлементов блока питания размещено на радиоплате(печатной плате) размерами 130 х 75 мм, изготовленной из одностороннего фольгированного текстолита. Размещение элементов приводится на рисунке ниже. Микросхема D1 установлена со стороны печатных проводников, под её ушко просверлено большое отверстие в плате (чтобы можно было прикрутить микросхему к металлическому корпусу винтом).

Правильно собранная конструкция начинает работать сразу. Настройке подлежит только установка уровня срабатывания защиты по току нагрузки. Если не установите, то блок всё равно будет выдавать требуемое Вам напряжение, но без защиты. В крайнем случае – самое правое положение ползунка резистора R4 соответствует защите при токе около 6 Ампер. Обратите внимание, что при включении блока с выставленным на выходе выходным напряжением отличным от нуля, сразу срабатывает защита. Это нормальная работа, связана с тем, что на выходе блока питания стоит конденсатор С5 достаточно большой ёмкости. Для работы блока необходимо нажать кнопку сброса аварии. Впрочем, можете уменьшить номинал конденсатора на целый порядок, но это увеличит чувствительность схемы защиты к резким импульсным изменениям нагрузки, и на больших токах увеличит коэффициент пульсаций.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Мощная цепь питания. Схема мощного питания Блок питания 220 12 вольт 30 ампер

Рано или поздно любому радиолюбителю понадобится мощный блок питания, как для тестирования различных электронных компонентов и блоков, так и для питания мощных радиолюбительских самоделок.

В схеме используется обычная микросхема LM7812, но выходной ток может достигать предела 30А, он усиливается с помощью специальных транзисторов Дарлингтона TIP2955, их еще называют композитными.Каждый из них может выдавать до 5 ампер, и, поскольку их шесть, общий выходной ток составляет около 30 А. При необходимости вы можете увеличить или уменьшить количество составных транзисторов, чтобы получить необходимый выходной ток. .

Микросхема LM7812 обеспечивает около 800 мА. Предохранитель используется для защиты от сильных скачков тока. Транзисторы и микросхему необходимо размещать на больших радиаторах. Для силы тока 30 ампер нам понадобится радиатор очень большого размера. Сопротивления в схемах эмиттера используются для стабилизации и выравнивания токов каждого плеча составного транзистора, поскольку уровень их усиления будет разным для каждого конкретного случая.Резисторы 100 Ом.

Выпрямительные диоды должны быть рассчитаны на ток не менее 60 ампер или выше. Сетевой трансформатор с вторичным током 30 ампер — самая сложная часть конструкции. Входное напряжение стабилизатора должно быть на несколько вольт выше выходного напряжения 12 В.

Внешний вид блока питания показан на рисунке ниже; К сожалению, чертеж печатной платы не сохранился, но рекомендую сделать его самостоятельно в утилите.

Настройка схемы. На первых порах нагрузку лучше не подключать, а с помощью мультиметра убедиться, что на выходе схемы есть 12 вольт. Затем подключите нагрузку с нормальным сопротивлением 100 Ом и не менее 3 Вт. Показания мультиметра не должны измениться. Если нет 12 вольт, отключите питание и внимательно проверьте все соединения.

В предлагаемом блоке питания используется мощный полевой транзистор IRLR2905. В открытом состоянии сопротивление канала равно 0.02 Ом. Мощность, рассеиваемая VT1, более 100 Вт.

Переменное сетевое напряжение поступает на выпрямитель и сглаживающий фильтр, а отфильтрованное — на сток полевого транзистора и через сопротивление R1 на затвор, открывая VT1. Часть выходного напряжения через делитель поступает на вход микросхемы КР142ЕН19, замыкая цепь отрицательной обратной связи. Напряжение на выходе стабилизатора увеличивается до тех пор, пока напряжение на управляющем входе DA1 не достигнет порогового уровня 2.5 В. В момент достижения микросхема размыкается, снижая напряжение на затворе, таким образом, схема питания переходит в режим стабилизации. Для плавной регулировки выходного напряжения сопротивление R2 меняют на потенциометр.

Наладка и регулировка: Устанавливаем необходимое выходное напряжение R2. Проверяем стабилизатор на самовозбуждение с помощью осциллографа. Если это происходит, то параллельно конденсаторам С1, С2 и С4 керамические конденсаторы номиналом 0.Должен быть подключен 1 мкФ.

Сетевое напряжение проходит через предохранитель на первичную обмотку силового трансформатора. С его вторичной обмотки уже идет пониженное напряжение на 20 вольт при силе тока до 25А. При желании этот трансформатор можно сделать своими руками на основе силового трансформатора от старого лампового телевизора.

Продолжая тему блоков питания, заказал еще один блок питания, но на этот раз более мощный, чем предыдущий.
Обзор будет не очень длинным, но как всегда буду разглядывать, разбирать, тестировать.

По сути, этот обзор — лишь промежуточный шаг на пути к тестированию более мощных блоков питания, которые уже на пути ко мне. Но я подумал, что этот вариант тоже не стоит игнорировать, поэтому заказал его для ознакомления.

Несколько слов об упаковке.
Обычная белая коробка, из опознавательных знаков только артикул, вот и все.

При сравнении с блоком питания из предыдущего обзора оказалось, что наблюдаемый чуть длиннее.Это связано с тем, что у наблюдаемого БП активное охлаждение, поэтому при практически одинаковом объеме корпуса у нас мощность в полтора раза больше.
Размеры корпуса — 214х112х50мм.

Все контакты выведены на одну клеммную колодку. Назначение контактов выбито на корпусе блока питания, этот вариант немного надежнее наклейки, но менее заметен.
Крышка закрывается с заметным усилием и надежно фиксируется при закрытии.При открытии предоставляется полный доступ к контактам. Иногда у БП возникает ситуация, когда крышка не открывается полностью, поэтому сейчас я должен проверить этот момент.

1. На корпусе блока питания есть наклейка с указанием основных параметров, мощности, напряжения и тока.
2. Также имеется переключатель входного напряжения 115/230 В, который в наших сетях является резервным и не всегда безопасным.
3. Блок питания выпущен почти год назад.
4. Рядом с клеммной колодкой находится светодиод индикации работы и подстроечный резистор для изменения выходного напряжения.

Вентилятор расположен сверху. Как я писал в предыдущем обзоре, мощность 240-300 Вт — максимальная для блоков питания с пассивным охлаждением. Конечно, есть безвентиляторные БП на большую мощность, но они гораздо реже и очень дороги, потому что внедрение активного охлаждения направлено на экономию денег и удешевление блока питания.

Крышка крепится шестью винтиками, но при этом сидит сама по себе плотно, корпус алюминиевый и, как и у других блоков питания, выполняет роль радиатора.

Для сравнения приведу фото рядом с 240-ваттным БП. Видно, что они в основном одинаковые, а на самом деле БП на 360 Вт отличается от своего младшего собрата только наличием вентилятора и некоторыми небольшими поправками, связанными с большей выходной мощностью.

Например, их силовой трансформатор имеет такой же размер, но выходной дроссель контролируемого намного больше.
Общей чертой обоих БП является очень свободная установка, и если это оправдано для БП с пассивным охлаждением, то при активном охлаждении размер корпуса можно безопасно уменьшить.

Функциональная проверка перед дальнейшей разборкой.
Изначально напряжение на выходе немного завышено относительно заявленных 12 Вольт, хотя по большому счету это не беда, меня больше интересует диапазон настройки и он составляет 10-14,6 Вольт.
В конце выставляю 12 вольт и перехожу к дальнейшему осмотру.

Как ни странно, но емкость входных конденсаторов совпадает с указанной на их корпусе 🙂
Емкость каждого из конденсаторов составляет 470 мкФ, итого порядка 230-235 мкФ, что заметно меньше рекомендованных 350 -400, которые нужны для блока питания на 360 Вт.Во всяком случае, должны быть конденсаторы емкостью не менее 680 мкФ каждый.

Выходные конденсаторы имеют общую емкость 10140мкФ, что тоже не очень много для заявленных 30 Ампер, но часто конденсаторы имеют такую ​​емкость в фирменных блоках питания.

Транзисторы и выходные диоды прижаты к корпусу через теплораспределительную пластину, только теплопроводящая резина действует как изоляция.
Обычно в более дорогих БП используется колпачок из более толстой резины, который полностью закрывает компонент и если он особо не нужен для выходных диодов, то для высоковольтных транзисторов явно не помешает.Собственно по этой причине я советую из соображений безопасности заземлить корпус блока питания.
Пластины распределения тепла прижаты к алюминиевому корпусу, но между ними и корпусом нет термопасты.

После инцидента с одним из блоков питания теперь всегда проверяю качество зажатия силовых элементов. С этим здесь проблем нет, правда, с двойными элементами проблем обычно не бывает, чаще бывает сложно, когда есть один мощный элемент и прижимается Г-образной скобой.

Вентилятор самый обычный, с подшипниками скольжения, но он почему-то рассчитан на 14 вольт.
Размер 60мм.

Дальше разбираем.
Плата удерживается на месте тремя винтами и силовыми компонентами. Снизу корпуса есть защитная изолирующая пленка.

Фильтр вполне стандартный для таких блоков питания. Входной диодный мост — KBU808, рассчитан на токи до 8 А и напряжение до 800 В.
Радиатора нет, хотя при такой мощности уже желательно.

1. На входе установлен термистор диаметром 15 мм и сопротивлением 5 Ом.
2. Параллельно сети установлен шумоподавляющий конденсатор класса Х2.
3. Установлены помехоподавляющие конденсаторы с прямым подключением к сети класса Y2
4. Между общим выходным проводом и корпусом БП устанавливается обычный высоковольтный конденсатор, но в этом месте его достаточно, так как при отсутствии заземление он подключен последовательно с конденсаторами класса Y2, показанными выше.

ШИМ-контроллер KA7500, аналог классического TL494. Схема более стандартная, производители просто штампуют одни и те же блоки питания, которые отличаются только номиналами некоторых компонентов и характеристиками трансформатора и выходного дросселя.
Выходные транзисторы инвертора тоже классика недорогих БП -.

1. Как я уже писал выше, входные конденсаторы имеют емкость 470 мкФ и что интересно, если у конденсаторов изначально непонятное название, то чаще емкость указывается как настоящая, а если фальшивая — например Рубикон г , его часто занижают.Вот такое наблюдение. 🙂
2. Магнитопровод выходного трансформатора имеет размеры 40х45х13мм, обмотка покрыта лаком, правда очень поверхностно.
3. Рядом с трансформатором находится разъем вентилятора. Обычно в описании таких блоков питания указывается автоматическая регулировка скорости, на самом деле ее здесь нет. Хотя вентилятор меняет свою скорость в небольших пределах в зависимости от выходной мощности, это просто побочный эффект. При включении вентилятор работает очень тихо, а на полную мощность выходит при токе около 2.5 ампер, что меньше 10% от максимума.
4. На выходе пара диодных сборок по 30 Ампер по 100 Вольт каждая.

1. Размеры выходного дросселя заметно больше, чем у версии на 240 Вт, намотанной тремя проводами на двух кольцах 35/20/11.
2. Как и ожидалось после предварительной проверки, выходные конденсаторы имеют емкость 3300 мкФ, так как они новые, в сумме показали не 9900, а 10140 мкФ, напряжение 25 вольт. Производитель, известный всем noname.
3. Токовые шунты для цепей защиты от короткого замыкания и перегрузки. Обычно ставят один такой «провод» на ток 10 Ампер, соответственно есть блок питания на 30 Ампер и три таких провода, но места 7, т.к. предположу, что есть аналогичный вариант но с током 60 ампер и более низкое напряжение.
4. И вот небольшая разница, компоненты, отвечающие за блокировку при низком выходном напряжении, были перемещены ближе к выходу, хотя даже сохранили свои позиционные места согласно схеме.Те. R31 в цепи питания 36 Вольт соответствует R31 в цепи питания 12 Вольт, хотя они расположены в разных местах на плате.

При беглом взгляде оценил бы качество пайки на твердую четверку, все чисто, аккуратно.

Пайка достаточно качественная; на доске в узких местах делаются защитные надрезы.

Но «ложка дегтя» нашлась. Некоторые элементы обладают противоскользящим покрытием.Место особенно неактуально, важен сам факт.
В данном случае была обнаружена плохая пайка на одном из выводов предохранителя и конденсатора выходной цепи защиты от пониженного напряжения.
Исправить дело за несколько минут, но как говорится — «ложки нашли, а осадок остался».

Поскольку я уже рисовал схему, в данном случае я просто внес коррективы в существующую схему.
Кроме того, я выделил измененные элементы.
1. Красный — элементы, меняющиеся в зависимости от изменения выходного напряжения и тока.
2. Синий — мне непонятно изменение номиналов этих элементов при постоянной выходной мощности. И если с входными конденсаторами отчасти понятно, они были указаны как 680мкФ, а на самом деле показали 470, то зачем тогда в полтора раза увеличили емкость С10?

По окончании проверки перейдем к тестам, для этого я использовал обычный «тестовый стенд», правда, дополненный ваттметром.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. и лист бумаги.

На холостом ходу пульсации практически нет.

Небольшое уточнение к тесту. На дисплее электронной нагрузки вы увидите значения токов заметно ниже, чем я напишу. Дело в том, что аппаратная нагрузка может быть нагружена большими токами, но программная ограничена 16 Амперами. В связи с этим пришлось сделать «финт ушами», т.е.е. откалибруйте нагрузку, чтобы удвоить ток, в результате 5 Ампер на дисплее в реальности равны 10 Ампер.

При токе нагрузки 7,5 и 15 Ампер источник питания вёл себя одинаково, общий размах пульсаций в обоих случаях составлял около 50 мВ.

При токах нагрузки 22,5 и 30 Ампера пульсации заметно увеличивались, но при этом были на одном уровне. Повышение уровня пульсаций произошло при токе около 20 ампер.
В результате полная размах составлял 80 мВ.
Отмечу очень хорошую стабилизацию выходного напряжения, при изменении тока нагрузки от нуля до 100% напряжение изменилось всего на 50 мВ. Причем с увеличением нагрузки напряжение увеличивается, а не падает, что может быть полезно. В процессе нагрева напряжение не менялось, что тоже плюс.

Я суммировал результаты испытаний на одной табличке, которая показывает температуру отдельных компонентов.
Каждый этап теста длился 20 минут, и тест при полной нагрузке проводился дважды для теплового нагрева.
Крышка с вентилятором была вставлена ​​на место, но не прикручена; для измерения температуры снял, не отключая блок питания и нагрузку.

Я взял несколько термограмм в качестве дополнения.
1. Нагрев проводов к электронной нагрузке при максимальном токе, в том числе через пазы в корпусе, видно тепловое излучение от внутренних компонентов.
2. Наибольший нагрев имеют диодные сборки, думаю, если бы производитель добавил радиатор, как это сделано в версии на 240 Вт, то нагрев значительно снизился бы.
3. Кроме того, большой проблемой был отвод тепла от всей конструкции, поскольку общая рассеиваемая мощность всей конструкции составляла более 400 Вт.

Кстати, по поводу тепловыделения. Когда готовился к тесту, больше боялся, что на такой мощности нагрузка будет сильно работать. В общем, я уже проводил тесты на этой мощности, но 360-400 Вт — это максимальная мощность, которую моя электронная нагрузка может рассеивать длительное время. За короткое время без проблем «тянет» 500 ватт.
Но проблема вылезла в другом месте. На радиаторах силовых элементов у меня есть термовыключатели, рассчитанные на 90 градусов. У них один контакт припаян, а вот второй припаять не удалось, и я использовал клеммные колодки.
При токе через каждый переключатель 15 Ампер эти контакты стали достаточно сильно нагреваться и срабатывание произошло раньше, эту конструкцию тоже пришлось принудительно охлаждать. К тому же пришлось частично «разгрузить» нагрузку, подключив к блоку питания несколько мощных резисторов.

Но в целом переключатели рассчитаны максимум на 10 ампер, поэтому я не ожидал, что они будут нормально работать при токе в 1,5 раза превышающем максимальный. Сейчас думаю, как их переделать, видимо придется делать электронную защиту, управляемую этими термовыключателями.

И кроме того, теперь у меня есть еще одна задача. По просьбе некоторых читателей заказал для обзора блоки питания на 480 и 600 Вт. Теперь думаю, как лучше их нагружать, ведь такую ​​мощность (не говоря уже о токах до 60 Ампер) моя нагрузка точно не выдержит.

Поскольку в прошлый раз я измерял эффективность блока питания, я планирую провести этот тест в будущих обзорах. Тест проводился при мощности 0/33/66 и 100%

Вход — Выход — КПД.
5,2 — 0-0
147,1 — 120,3 — 81,7%
289 — 241 — 83,4%
437,1 — 362 — 82,8%

Что можно сказать в итоге .
Блок питания прошел все тесты и показал неплохие результаты. По нагреву даже заметный запас, но выше 100% загружать не рекомендовал бы.Порадовала очень высокая стабильность выходного напряжения и отсутствие температурной зависимости.
К тому, что мне не очень понравилось, отнесу безымянные входные и выходные конденсаторы, недоработки пайки некоторых компонентов и посредственную изоляцию между высоковольтными транзисторами и радиатором.

В остальном блок питания самый обычный, работает, держит напряжение, не греется.

Вот и все, как обычно жду вопросов.

Товар предоставлен магазином для написания отзыва. Отзыв публикуется в соответствии с пунктом 18 Правил сайта.

Планирую купить +47 Добавить в избранное Обзор понравился +78 +144

Электрические системы часто требуют сложного анализа конструкции, так как необходимо обрабатывать множество различных величин, ватт, вольт, ампер и т. Д. В этом случае необходимо точно рассчитать их соотношение при определенной нагрузке на механизм. В некоторых системах напряжение фиксировано, например, в домашней сети, но мощность и ток означают разные понятия, хотя они являются взаимозаменяемыми величинами.

Онлайн калькулятор для пересчета ватт в амперы

Для получения результата обязательно укажите напряжение и потребляемую мощность.

В таких случаях очень важно иметь помощника для точного преобразования ватт в амперы при постоянном значении напряжения.

Онлайн-калькулятор поможет нам перевести амперы в ватты. Перед тем, как использовать онлайн-калькулятор, необходимо разобраться в значении необходимых данных.

  1. Мощность — это скорость потребления энергии.Например, лампочка мощностью 100 Вт потребляет 100 джоулей энергии в секунду.
  2. Ампер — величина измерения силы электрического тока, определяется в кулонах и показывает количество электронов, прошедших через определенный участок проводника за указанное время.
  3. В вольтах измеряется напряжение электрического тока.

Чтобы преобразовать ватты в амперы, калькулятор очень прост в использовании, пользователь должен ввести индикатор напряжения (В) в указанные столбцы, затем потребляемую мощность устройства (Вт) и нажать кнопку расчета.Через несколько секунд программа покажет точное текущее значение в амперах. Формула, сколько ватт в амперах

Внимание: если показатель количества имеет дробное число, то его нужно вводить в систему через точку, а не через запятую. Таким образом, калькулятор мощности может преобразовать ватты в амперы за считанные секунды, вам не нужно расписывать сложные формулы и думать об их повторном использовании.

шения. Все просто и доступно!


Таблица расчета ампер и нагрузки в ваттах

Используя один встроенный стабилизатор напряжения 7812 и несколько, вы можете собрать достаточно мощный, чтобы обеспечить ток нагрузки до 30 ампер.Ниже представлена ​​схема блока питания.

Описание работы мощного блока питания

Схема входа источника питания, вероятно, будет самой дорогой частью всего проекта. Входное напряжение регулятора должно быть на несколько вольт выше выходного напряжения (12 В). При использовании трансформатора диоды должны выдерживать очень высокий максимальный прямой ток, обычно 100 А или более.

Стабилизатор напряжения 7812 потребляет только 1 ампер или меньше выходного тока, а остальная часть тока нагрузки будет проходить через составные транзисторы.Для обеспечения достаточной мощности 30 А параллельно соединены шесть транзисторов TIP2955.

Мощность, рассеиваемая каждым силовым транзистором, равна одной шестой общей мощности, поэтому для них не требуются дополнительные радиаторы. Достаточно лишь использовать небольшой вентилятор, чтобы продуть теплые транзисторы.

Мы дадим описание в следующей статье.

24.06.2015

Представляем мощный стабилизированный блок питания 12 В. Он построен на микросхеме стабилизатора LM7812 и транзисторах TIP2955, обеспечивающий ток до 30 А.Каждый транзистор может подавать ток до 5 А, соответственно 6 транзисторов обеспечат ток до 30 А. Вы можете изменить количество транзисторов и получить желаемое значение тока. Микросхема выдает ток около 800 мА.

На его выходе установлен предохранитель

A 1 A для защиты от больших переходных токов. Необходимо обеспечить хороший отвод тепла от транзисторов и микросхем. Когда ток через нагрузку велик, мощность, рассеиваемая каждым транзистором, также увеличивается, поэтому избыточное тепло может вызвать пробой транзистора.

В этом случае для охлаждения требуется очень большой радиатор или вентилятор. Резисторы 100 Ом используются для обеспечения стабильности и предотвращения насыщения. коэффициенты усиления могут варьироваться для одного и того же типа транзистора. Диоды моста рассчитаны минимум на 100 А.

Банкноты

Самым затратным элементом всей конструкции, пожалуй, является входной трансформатор. Вместо него можно использовать два последовательно соединенных автомобильных аккумулятора. Напряжение на входе регулятора должно быть на несколько вольт выше, чем требуемый выход (12 В), чтобы он оставался стабильным на выходе.Если используется трансформатор, диоды должны выдерживать достаточно большой пиковый прямой ток, обычно 100 А или более.

Через LM 7812 будет протекать не более 1 А, остальное обеспечивают транзисторы. Поскольку схема рассчитана на нагрузку до 30 А, шесть транзисторов включены параллельно. Мощность, рассеиваемая каждым из них, составляет 1/6 от общей нагрузки, но все же необходимо обеспечить достаточный отвод тепла. Максимальный ток нагрузки приведет к максимальному рассеянию, требуя большого радиатора.

Для эффективного отвода тепла от радиатора рекомендуется использовать вентилятор или радиатор с водяным охлаждением. Если блок питания загружен на максимальную нагрузку, а силовые транзисторы вышли из строя, то весь ток пройдет по микросхеме, что приведет к плачевному результату. Для предотвращения поломки микросхемы на ее выходе установлен предохранитель на 1 А. Нагрузка 400 МОм предназначена только для тестирования и не входит в конечную схему.

Расчеты

Эта диаграмма отлично демонстрирует законы Кирхгофа.Сумма токов, входящих в узел, должна быть равна сумме токов, выходящих из этого узла, а сумма падений напряжения на всех ветвях любой замкнутой цепи должна быть равна нулю. В нашей схеме входное напряжение 24 вольта, из них 4В падает на R7 и 20В на входе LM 7812, то есть 24-4-20 = 0. На выходе общий ток нагрузки 30А, Регулятор подает 0,866А и 4,855А на каждые 6 транзисторов: 30 = 6 * 4,855 + 0,866.

Базовый ток составляет около 138 мА на транзистор, чтобы получить ток коллектора около 4.86A коэффициент усиления по постоянному току для каждого транзистора должен быть не менее 35.

TIP2955 отвечает этим требованиям. Падение напряжения на R7 = 100 Ом при максимальной нагрузке составит 4В. Рассеиваемая на нем мощность рассчитывается по формуле P = (4 * 4) / 100, т.е. 0,16 Вт. Желательно, чтобы этот резистор был 0,5Вт.

Входной ток микросхемы поступает через резистор в цепь эмиттера и переход транзисторов B-E. Еще раз применим законы Кирхгофа. Входной ток регулятора состоит из тока 871 мА через базовую цепь и 40 мА.3 мА через R = 100 Ом.
871,18 = 40,3 + 830. 88. Входной ток стабилизатора всегда должен быть больше выходного. Мы видим, что он потребляет всего около 5 мА и практически не должен нагреваться.

Тестирование и ошибки

Во время первого теста нельзя подключать нагрузку. Сначала измеряем выходное напряжение вольтметром, оно должно быть 12 вольт, или не сильно другое значение. Затем подключаем в качестве нагрузки сопротивление около 100 Ом, 3 Вт.Показания вольтметра не должны измениться. Если вы не видите 12В, то после выключения питания следует проверить правильность установки и качество пайки.

Один из считывателей получил на выходе 35 В вместо стабилизированных 12 В. Это произошло из-за короткого замыкания в силовом транзисторе. При коротком замыкании на каком-либо из транзисторов придется распаять все 6, чтобы мультиметром проверить переходы коллектор-эмиттер.

Схема питания p210.Мощный лабораторный транзисторный источник питания

Блок питания простой 1. В 2. 0ААвт. 2. 01. Подписывайтесь на нашу группу Вконтакте — http: // vk. Facebook — https: // www. Простой, но мощный источник питания с фиксированным напряжением может быть построен с использованием линейного регулятора L7.

SD1. 13, имеющий максимальный ток коллектора 3 А. Стабилизатор микросхемы с участием двух параллельных транзисторов позволяет получить стабилизированное напряжение 1.

В при выходном токе 2.А или больше, в зависимости от параметров силового трансформатора.

Цепь защищена от короткого замыкания. Ток защиты определяется делителем напряжения в базе транзистора КТ8. После срабатывания защиты или при включении питания для приведения стабилизатора в рабочий режим нажмите кнопку. При срабатывании защиты выходное напряжение упадет до 1. В, транзистор КТ8 закроется.

КТ8. 16, далее микросхема стабилизатора и два мощных транзистора.Выходное напряжение упадет и будет удерживаться в этом состоянии долгое время. Мощность блока питания зависит от параметров силового трансформатора, силового фильтра и количества силовых транзисторов, установленных на соответствующем радиаторе.


Транзисторы П210 — германиевые, мощные низкочастотные, структуры — p-n-p. Для питания такой радиостанции от бортовых аккумуляторов понадобится специальный блок питания, в состав которого входит преобразователь напряжения.

Простой, но достаточно мощный блок питания с током защиты определяется делителем напряжения в базе транзистора КТ817 и.


  • Стабилизатор напряжения P210, хочу понять принцип работы роботов. P210 — это просто транзистор (на мой взгляд германиевый), мощный.
  • Схема блока питания, блока питания, импульсного. Предлагаемая схема простого (всего 3 транзистора) блока питания выгодна.
  • При коротком замыкании на выходе блока питания эмиттер транзистора VT1 будет подключен к аноду диода VD5, а к нему.
  • Замена транзисторов в лабораторном блоке питания.Зарядное устройство на базе блоков питания ПК. БП от этого свободен.
  • Транзисторы П210 — германиевые, мощные низкочастотные, структуры — p-n-p.
  • Зарядное устройство на транзисторе р210 ремонтируется без особых усилий, Схема питания на транзисторе р210.

Типичные ошибки при проектировании германиевых усилителей связаны с желанием получить от усилителя широкую полосу пропускания, низкие искажения и т. Д.
Вот схема моего первого германиевого усилителя, который я сконструировал в 2000 году.
Хотя схема вполне функциональна, качество ее звучания оставляет желать лучшего.

Практика показала, что использование дифференциальных каскадов, генераторов тока, каскадов с динамической нагрузкой, токовых зеркал и других ухищрений с ООС не всегда приводит к желаемому результату, а иногда просто приводит в тупик.
Наилучшие практические результаты для получения высококачественного звука дает использование ранее несимметричных каскадов. усиление и использование межкаскадных согласующих трансформаторов.
Представляем вашему вниманию германиевый усилитель выходной мощностью 60 Вт на нагрузку 8 Ом. Выходные транзисторы использованы в усилителе П210А, П210Ш. Линейность 20-16000 Гц.
Субъективного недостатка высоких частот практически нет.
При нагрузке 4 Ом усилитель выдает 100 Вт.

Схема усилителя на транзисторах П-210.

Питание усилителя осуществляется от нестабилизированного источника питания с выходным, двухполюсным напряжением +40 и -40 вольт.
Для каждого канала используется отдельный мост из диодов D305, которые устанавливаются на небольшие радиаторы.
Конденсаторы фильтра, рекомендуется использовать не менее 10000мк на плечо.
Данные силового трансформатора:
— железо от 40 до 80. Первичная обмотка содержит 410 вит. провода 0,68. Среднее для 59 вит. провода 1,25, намотанные четыре раза (две обмотки — верхнее и нижнее плечо одного канала усилителя, оставшиеся две — второго канала)
. Дополнительно для силового трансформатора:
железо w 40 на 80 от блока питания блока питания. КВН ТВ.После первичной обмотки устанавливается экран из медной фольги. Один разомкнутый контур. К нему припаивается вывод, который затем заземляется.
Можно использовать любой утюг, подходящий для раздела ш.
Согласующий трансформатор изготовлен на Ш20 на 40 железа.
Первичная обмотка разделена на две части и содержит 480 витков.
Вторичная обмотка содержит 72 витка и намотана одновременно на два провода.
Сначала наматывается первичный 240 вит, затем вторичный, затем снова первичный 240 вит.
Диаметр провода первичной обмотки 0.355 мм, вторичный — 0,63 мм.
Трансформатор собран в стык, зазор — бумажная прокладка кабеля около 0,25 мм.
В комплект входит резистор на 120 Ом, чтобы исключить самовозбуждение при отключенной нагрузке.
Цепи 250 Ом +2 на 4,7 Ом, служат для подачи начального смещения на базы выходных транзисторов.
С помощью подстроечных резисторов 4,7 Ом устанавливается ток покоя 100 мА. На резисторах в эмиттерах выходных транзисторов 0,47 Ом должно быть напряжение 47 мВ.
Выходные транзисторы P210, при этом должны быть чуть-чуть теплыми.
Для точной установки нулевого потенциала резисторы 250 Ом должны быть точно согласованы (в реальной конструкции они состоят из четырех резисторов 1 кОм 2 Вт).
Для плавной установки тока покоя используются подстроечные резисторы R18, R19 типа СП5-3В 4,7 Ом 5%.
Вид усилителя сзади показан на фото ниже.

Можете ли Вы узнать свои впечатления от звучания этой версии усилителя по сравнению с предыдущей бестрансформаторной версией на П213-217?

Еще более насыщенный, сочный звук.Особо подчеркну качество баса. Прослушивание велось с открытой акустикой на колонки 2А12.

— Жан, а почему именно P215 и P210, а не GT806 / 813 в цепи?

Посмотрите внимательно параметры и характеристики всех этих транзисторов, думаю, вы все поймете, и вопрос отпадет сам собой.
Я отчетливо осознаю стремление многих сделать германиевый усилитель более широкополосным. Но реальность такова, что многие высокочастотные германиевые транзисторы не совсем подходят для аудио целей.Из отечественных я могу порекомендовать P201, P202, P203, P4, 1T403, GT402, GT404, GT703, GT705, P213-P217, P208, P210. Метод расширения полосы пропускания — это использование общих базовых схем или использование импортных транзисторов.
Использование схем с трансформаторами позволило добиться отличных результатов на кремнии. Разработан усилитель на базе 2N3055.
Скоро поделюсь.

— А что с «0» на выходе? При токе 100 мА трудно поверить, что удастся сохранить его в процессе работы на приемлемом уровне + -0.1 В.
В аналогичных схемах 30-летней давности (схема Григорьева) это решается либо «виртуальной» средней точкой, либо электролитом:

Усилитель Григорьев.

Нулевой потенциал удерживается в пределах указанного вами лимита. Ток покоя можно сделать хорошо и 50мА. Контролируется осциллографом до исчезновения ступеньки. Больше не нужно. Кроме того, со всеми операционными усилителями легко работать при нагрузке 2 кОм. Поэтому особых проблем с сопоставлением с CD нет.
Некоторые высокочастотные германиевые транзисторы в аудиосхемах требуют внимания и дополнительных исследований. 1T901A, 1T906A, 1T905A, P605-P608, 1TS609, 1T321. Попробуйте, наберитесь опыта.
Иногда случались внезапные отказы транзисторов 1Т806, 1Т813, поэтому могу рекомендовать их с осторожностью.
Им нужно поставить «быструю» токовую защиту, рассчитанную на ток больше максимального в этой цепи. Для предотвращения срабатывания защиты в нормальном режиме. Тогда они работают очень надежно.
Добавлю свой вариант схемы Григорьева

Вариант схемы усилителя Григорьева.

При выборе резистора из базы входного транзистора половина напряжения питания устанавливается в точке соединения резисторов 10 Ом. Подбором резистора параллельно диоду 1N4148 устанавливается ток покоя.

— 1. В моих справочниках D305 нормированы на 50в. Может безопаснее использовать D304? Думаю 5А хватит.
— 2. Укажите реальный h31 для устройств, установленных в данной схеме, или их минимально необходимые значения.

Вы абсолютно правы.Если нет необходимости в большой мощности. Напряжение на каждом диоде составляет около 30 В, поэтому проблем с надежностью нет. Использовались транзисторы со следующими параметрами; П210 х31-40, П215 х31-100, GT402G х31-200.

Предлагаемый блок питания выполнен на транзисторах. Он имеет относительно простую схему (рис.1) и следующие параметры:

выходное напряжение ……………………………………….. . ……………………………… 3 … 30 В;
Коэффициент стабилизации при изменении сетевого напряжения от 200 до 240 В……… 500;
Максимальный ток нагрузки ………………………………………. . ……………………………… 2 А;
Температурная нестабильность ……………………………………….. . …………………. 10 мВ / ° С;
амплитуда пульсаций при I max …………………………………….. . ……………………….. 2 мВ; Выходное сопротивление
……………………………………….. . ………………………….. 0,05 Ом.

Главный выпрямитель собран на диодах VD5-VD8, напряжение с которых поступает на конденсатор фильтра С2 и регулирующий составной транзистор VT2, VT4-VT6, включенные по схеме с общим коллектором.
Усилитель сигнала обратной связи выполнен на транзисторах VT3, VT7. Транзистор VT7 питается от выходного напряжения блока питания. Резистор R9 — его нагрузка. Напряжение эмиттера транзистора VT7 стабилизируется стабилитроном VD17. В результате ток этого транзистора зависит только от напряжения на базе, которое можно изменить, изменив падение напряжения на резисторе R10 делителя напряжения R10, R12-R21. Любое увеличение или уменьшение тока базы транзистора VT7 приводит к увеличению или уменьшению тока коллектора транзистора VT3.При этом регулирующий элемент блокируется или разблокируется в большей степени, соответственно уменьшая или увеличивая выходное напряжение блока питания. Коммутируя резисторы R13-R21 секцией SA2.2 переключателя SA2, выходное напряжение блока изменяется с шагом 3 В. Плавно в пределах каждого шага выходное напряжение регулируется с помощью резистора R12.

Вспомогательный параметрический стабилизатор на стабилитроне VD9 и резисторе R1 служит для питания транзистора VT3, напряжение питания которого равно сумме выходного напряжения блока и напряжения стабилизации стабилитрона VD9.Резистор R3 является нагрузкой транзистора VT3.

Конденсатор C4 устраняет самовозбуждение на высоких частотах, конденсатор C5 снижает пульсации выходного напряжения. Диоды VD16, VD15 ускоряют разряд конденсатора С6 и подключенной к блоку емкостной нагрузки при установке более низкого уровня выходного напряжения.

На транзисторе VT1, тиристоре VS1 и реле К1 выполнено устройство защиты источника питания от перегрузки. Как только падение напряжения на резисторе R5, пропорциональное току нагрузки, превышает напряжение на диоде VD12, транзистор VT1 открывается.После этого тринистор VS1 открывается, шунтируя базу регулирующего транзистора через диод VD14, и ограничивается ток через регулирующий элемент стабилизатора. При этом срабатывает реле К1, контакты К1.2 подключают базу регулирующего транзистора к общему проводу. Теперь выходной ток стабилизатора определяется только током утечки транзисторов VT2, VT4-VT6. По контактам К1.1 реле К1 включает лампу h3 «Перегрузка». Чтобы вернуть стабилизатор в исходный режим, его необходимо выключить на несколько секунд, а затем снова включить.Конденсатор С3, резистор R2 и диод VD11 служат для устранения скачка напряжения на выходе блока при его включении, а также для предотвращения срабатывания защиты при значительной емкостной нагрузке. При включении питания конденсатор заряжается по двум цепям: через резистор R2 и через резистор R3 и диод VD11. В этом случае напряжение на базе регулирующего транзистора медленно увеличивается вслед за напряжением на конденсаторе C3, пока не установится напряжение стабилизации.Затем диод VD11 закрывается и конденсатор C3 продолжает заряжаться через резистор R2. Диод VD11, замыкаясь, исключает влияние конденсатора на работу стабилизатора. Диод VD10 служит для ускорения разряда конденсатора С3 при отключении питания.

Все элементы блоков питания, кроме силового трансформатора, мощных регулирующих транзисторов, переключателей SA1-SA3, предохранителей FU1, FU2, лампочек h2, h3, индикатора часового типа, выходных разъемов и плавного регулятора выходного напряжения, расположены на печатной плате. печатные платы.

Расположение блоков питания внутри корпуса видно из рис. 4. Транзисторы P210A закреплены на игольчатом радиаторе, установленном в задней части корпуса и имеющем эффективную площадь рассеивания около 600 см 2. Внизу корпуса в месте крепления радиатора просверливаются вентиляционные отверстия диаметром 8 мм. Крышка корпуса закреплена таким образом, чтобы между ней и радиатором оставался воздушный зазор около 0,5 см. Для лучшего охлаждения регулирующих транзисторов рекомендуется просверлить вентиляционные отверстия в крышке.

В центре корпуса закреплен силовой трансформатор, а рядом с ним с правой стороны на дюралюминиевой пластине размером 5х2,5 см закреплен транзистор П214А. Пластина изолирована от корпуса изоляционными втулками. Диоды КД202В основного выпрямителя установлены на дюралюминиевых пластинах, прикрученных к печатной плате. Плата устанавливается над силовым трансформатором деталями вниз.

Силовой трансформатор выполнен на тороидальной ленточной магнитопроводе ОЛ 50-80 / 50.Первичная обмотка содержит 960 витков провода ПЭВ-2 0,51. Обмотки II и IV имеют выходное напряжение 32 и 6 В соответственно при напряжении на первичной обмотке 220 В. Они содержат 140 и 27 витков провода ПЭВ-2 0,31. Обмотка III намотана проводом ПЭВ-2 1,2 и содержит 10 секций: нижняя (по схеме) — 60, а остальные по 11 витков. Выходные напряжения секций равны соответственно 14 и 2,5 В. Силовой трансформатор можно намотать на другой магнитопровод, например на стержень от телевизоров CNT 47/59 и других.Первичная обмотка такого трансформатора сохраняется, а вторичные обмотки перематываются для получения указанных выше напряжений.

В источниках питания вместо транзисторов P210A можно использовать транзисторы серии P216, P217, P4, GT806. Вместо транзисторов П214А любой серии П213-П215. Транзисторы MP26B могут быть заменены на любые из серий MP25, MP26, а транзисторы P307V — на любые из серий P307 — P309, KT605. Диоды Д223А можно заменить диодами Д223Б, КД103А, КД105; Диоды КД202В — любые мощные диоды с допустимым током не менее 2 А.Вместо стабилитрона D818A можно использовать любой другой стабилитрон из этой серии. Вместо тринистора КУ101Б подойдет любой из серии КУ101, КУ102. В качестве реле К1 использовалось малогабаритное реле типа РЭС-9, паспорта: РС4.524.200, РС4.524.201, РС4.524.209, РС4.524.213.

Реле этих паспортов рассчитаны на рабочее напряжение 24 … 27 В, но срабатывать они начинают уже при напряжении 15 … 16 В. При возникновении перегрузки блока питания (см. Рис. 2). ), как уже отмечалось, тринистор VS1 разблокирован, что ограничивает ток стабилизатора до небольшого значения.В этом случае конденсатор фильтра главного выпрямителя (С2) сразу перезаряжается примерно до амплитудного значения переменного напряжения (при нижнем положении переключателя SA2.1 это напряжение не менее 20 В) и условиях созданы для быстрой и надежной работы реле.

Выключатели SA2 — малогабаритные вафельные типа 11П3НПМ. Во втором блоке контакты двух секций этого переключателя включены параллельно и используются для переключения секций силового трансформатора.При включенном питании положение переключателя SA2 следует изменять при токах нагрузки не более 0,2 … 0,3 А. Если ток нагрузки превышает указанные значения, то во избежание искрения и подгорания контактов переключателя, изменять выходное напряжение блока только после его выключения. Переменные резисторы для плавной регулировки выходного напряжения следует подбирать с учетом зависимости сопротивления от угла поворота ползуна типа «А» и желательно проволочные.В качестве сигнальных ламп h2, h3 используются миниатюрные лампы накаливания НСМ-9 В-60 мА.

Любой стрелочный прибор можно использовать при токе полного отклонения стрелки до 1 мА при размере лицевой части не более 60X60 мм. Следует помнить, что включение шунта в выходную цепь блока питания увеличивает его выходное сопротивление. Чем больше ток полного отклонения стрелки прибора, тем больше сопротивление шунта (при условии, что внутренние сопротивления приборов одного порядка).Чтобы исключить влияние устройства на выходное сопротивление блока питания, переключатель SA3 во время работы должен быть установлен на измерение напряжения (верхнее положение по схеме). В этом случае шунт устройства замыкается и исключается из выходной цепи.

Установка

сводится к проверке правильности установки, подбору резисторов ступеней управления для регулировки выходного напряжения в требуемых пределах, установке тока срабатывания защиты и подбору сопротивлений резисторов Rsh и Rd для индикатора часового типа.Перед настройкой вместо шунта припаивается перемычка с коротким проводом.

При настройке блока питания переключатель SA2 и ползунок резистора R12 устанавливаются в положение, соответствующее минимальному выходному напряжению (нижнее положение по схеме). Подбором резистора R21 достигается напряжение на выходе блока 2,7 … 3 В. Затем движок резистора R12 переводят в крайнее правое положение (верхнее по схеме) и подбором резистора R10 устанавливают напряжение на выходе блока равным 6-6.5 В. Далее переместите переключатель SA2 на одно положение вправо и выберите резистор R20 так, чтобы выходное напряжение блока увеличилось на 3 В. И так, чтобы каждый раз перемещая переключатель SA2 на одно положение вправо, выберите резисторы R19-R13 до установки конечного напряжения на выходе блока питания 30 В. Резистор R12 для плавной регулировки выходного напряжения можно брать другого номинала: от 300 до 680 Ом, однако примерно пропорционально вам нужно изменить сопротивление резисторов R10, R13-R20.

Срабатывание защиты регулируется подбором резистора R5.

Дополнительный резистор Rd и шунт Rsh выбираются путем сравнения показаний измерителя PA1 с показаниями внешнего измерительного прибора. В этом случае внешнее устройство должно быть максимально точным. В качестве дополнительного резистора можно использовать один или два последовательно соединенных резистора OMLT, MT на рассеиваемую мощность не менее 0,5 Вт. При выборе резистора Rd переключатель SA3 переводится в положение «Напряжение» и напряжение 30 В устанавливается на выходе блока питания.К выходу блока подключают внешнее устройство, не забывая переключать его для измерения напряжений.

Рассматриваемый ниже стабилизированный блок питания — одно из первых устройств, которое собирают начинающие радиолюбители. Это очень простое, но очень полезное устройство. Для его сборки не потребуются дорогостоящие комплектующие, подобрать которые новичку достаточно легко в зависимости от требуемых характеристик блока питания.
Материал будет также полезен тем, кто желает более подробно разобраться в назначении и расчете простейших радиодеталей.В том числе вы подробно узнаете о таких компонентах блока питания, как: силовой трансформатор

  • ;
  • диодный мост;
  • конденсатор сглаживающий;
  • стабилитрон
  • ;
  • резистор
  • для стабилитрона;
  • транзистор
  • ;
  • нагрузочный резистор
  • ;
  • светодиод
  • и резистор к нему.
В статье также подробно рассказывается, как выбрать радиодетали для своего блока питания и что делать, если необходимый номинал отсутствует. Будет наглядно продемонстрирована разработка печатной платы и раскрыты нюансы этой операции.Несколько слов сказано конкретно о проверке радиодеталей перед пайкой, а также о сборке устройства и его тестировании.

Типовая схема стабилизированного питания

На сегодняшний день существует множество всевозможных схем питания со стабилизацией напряжения. Но одна из простейших конфигураций, с которой стоит начать новичку, построена всего на двух ключевых компонентах — стабилитроне и мощном транзисторе. Естественно, на схеме есть и другие детали, но они вспомогательные.

Цепи в электронике обычно разбирают в направлении, в котором через них течет ток. В источнике питания со стабилизированным напряжением все начинается с трансформатора (TR1). Он выполняет сразу несколько функций. Сначала трансформатор снижает напряжение в сети. Во-вторых, он обеспечивает работу схемы. В-третьих, он питает устройство, подключенное к агрегату.
Диодный мост (BR1) — предназначен для выпрямления пониженного напряжения. Другими словами, в него поступает переменное напряжение, а выход уже постоянный.Без диодного моста ни сам блок питания, ни устройства, которые будут к нему подключаться, работать не будут.
Электролитический сглаживающий конденсатор (C1) необходим для устранения пульсаций, присутствующих в бытовой сети. На практике они создают помехи, негативно влияющие на работу электроприборов. Если, например, взять аудиоусилитель с питанием от блока питания без сглаживающего конденсатора, то именно эта рябь будет отчетливо слышна в динамиках в виде посторонних шумов.В других устройствах помехи могут вызвать сбои в работе, сбои или другие проблемы.
Стабилитрон (D1) — это компонент источника питания, который стабилизирует уровень напряжения. Дело в том, что трансформатор выдаст нужные 12 В (например) только тогда, когда в сетевой розетке ровно 230 В. Однако на практике таких условий не существует. Напряжение может как понижаться, так и повышаться. Трансформатор выдаст то же самое на выходе. Благодаря своим свойствам стабилитрон выравнивает пониженное напряжение независимо от скачков напряжения.Для правильной работы этого компонента требуется ограничительный резистор (R1). Более подробно это обсуждается ниже.
Транзистор (Q1) — нужен для усиления тока. Дело в том, что стабилитрон не способен пропускать через себя весь потребляемый прибором ток. Причем корректно работать он будет только в определенном диапазоне, например от 5 до 20 мА. Для питания любых устройств этого откровенно недостаточно. С этой проблемой справляется мощный транзистор, открытием и закрытием которого управляет стабилитрон.
Сглаживающий конденсатор (C2) — предназначен для того же, что и C1 выше. В типовых схемах стабилизированных источников питания также присутствует подтягивающий резистор (R2). Он нужен для того, чтобы схема оставалась работоспособной, когда к выходным клеммам ничего не подключено.
В таких схемах могут присутствовать и другие компоненты. Это и предохранитель, который ставят перед трансформатором, и светодиод, сигнализирующий о том, что блок включен, и дополнительные сглаживающие конденсаторы, и еще один усилительный транзистор, и переключатель.Все они усложняют схему, однако увеличивают функциональность устройства.

Расчет и выбор радиодеталей для простейшего блока питания

Трансформатор выбирается по двум основным критериям — напряжение вторичной обмотки и мощность. Есть и другие параметры, но они не очень важны в рамках материала. Если вам нужен блок питания, скажем, на 12 В, то трансформатор нужно подбирать так, чтобы с его вторичной обмотки можно было снять чуть больше.С мощностью все так же — берем с небольшим запасом.
Главный параметр диодного моста — это максимальный ток, который он может выдерживать. Именно на эту характеристику следует ориентироваться в первую очередь. Давайте посмотрим на несколько примеров. Блок будет использоваться для питания устройства, потребляющего 1 А. Это означает, что диодный мост нужно взять примерно на 1,5 А. Допустим, вы планируете запитать какое-то 12-вольтное устройство мощностью 30 Вт. Это означает, что потребляемый ток будет около 2.5 А. Соответственно диодный мост должен быть не менее 3 А. Остальными его характеристиками (максимальное напряжение и т. Д.) В рамках такой простой схемы можно пренебречь.


Кроме того, следует сказать, что диодный мост можно не брать готовым, а собрать его из четырех диодов. В этом случае каждый из них должен быть рассчитан на ток, протекающий по цепи.
Для расчета емкости сглаживающего конденсатора используются довольно сложные формулы, которые в данном случае бесполезны.Обычно берется емкость 1000-2200 мкФ, и для простого блока питания этого будет вполне достаточно. Можно взять конденсатор большего размера, но это существенно увеличит стоимость изделия. Еще один важный параметр — максимальная нагрузка. По нему конденсатор подбирается в зависимости от того, какое напряжение будет присутствовать в цепи.
Здесь следует иметь в виду, что на отрезке между диодным мостом и стабилитроном после включения сглаживающего конденсатора напряжение будет примерно на 30% выше, чем на выводах трансформатора.То есть если сделать блок питания на 12 В, а трансформатор выдает с запасом 15 В, то на этом участке из-за работы сглаживающего конденсатора он будет примерно 19,5 В. Соответственно, он должен быть рассчитан на это напряжение (ближайший стандартный номинал 25 В).
Второй сглаживающий конденсатор в цепи (С2) обычно берут небольшой емкости — от 100 до 470 мкФ. Напряжение на этом участке схемы уже будет стабилизировано, например, до уровня 12 В.Соответственно, конденсатор должен быть рассчитан на это (ближайший стандартный номинал — 16 В).
А что делать, если конденсаторов необходимого номинала нет в наличии, и вы неохотно идете в магазин (или просто не хотите их покупать)? В этом случае вполне возможно использование параллельного подключения нескольких конденсаторов меньшего размера. Следует учитывать, что максимальное рабочее напряжение при таком подключении суммироваться не будет!
Стабилитрон подбирается в зависимости от того, какое напряжение нам нужно получить на выходе блока питания.Если подходящего номинала нет, то можно последовательно соединить несколько штук. Стабилизированное напряжение в этом случае будет суммироваться. Например, возьмем ситуацию, когда нам нужно получить 12 В, а доступны только два стабилитрона на 6 В. Соединив их последовательно, мы получим желаемое напряжение. Стоит отметить, что для получения среднего рейтинга параллельное соединение двух стабилитронов не подойдет.
Наиболее точный подбор токоограничивающего резистора для стабилитрона возможен только экспериментальным путем.Для этого в уже работающую схему (например, на макетной плате) подключают резистор номиналом около 1 кОм, а между ним и стабилитроном в разомкнутой цепи ставят амперметр и переменный резистор. После включения схемы нужно повернуть ручку переменного резистора до тех пор, пока по участку схемы не потечет требуемый номинальный ток стабилизации (указан в характеристиках стабилитрона).
Усиливающий транзистор выбирается по двум основным критериям.Во-первых, для рассматриваемой схемы она обязательно должна быть n-p-n структурой. Во-вторых, в характеристиках имеющегося транзистора нужно смотреть на максимальный ток коллектора. Он должен быть немного выше максимального тока, на который будет рассчитан собранный блок питания.
Нагрузочный резистор в типовых схемах берется от 1 кОм до 10 кОм. Меньшее сопротивление брать не стоит, так как в случае, когда блок питания не нагружен, через этот резистор будет протекать слишком большой ток, и он сгорит.

Разработка и изготовление печатной платы

Теперь кратко рассмотрим наглядный пример разработки и сборки стабилизированного блока питания своими руками. Прежде всего, вам нужно найти все компоненты, представленные на схеме. Если нет конденсаторов, резисторов или стабилитронов требуемых номиналов, выходим из ситуации описанными выше способами.


Далее вам необходимо спроектировать и изготовить печатную плату для нашего устройства.Новичкам лучше всего использовать простое и, самое главное, бесплатное программное обеспечение, такое как Sprint Layout.
Размещаем все компоненты на виртуальной плате по выбранной схеме. Оптимизируем их расположение, корректируем в зависимости от того, какие именно запчасти есть в наличии. На этом этапе рекомендуется перепроверить фактические размеры компонентов и сравнить их с добавленными в разработанную схему. Обратите особое внимание на полярность электролитических конденсаторов, распиновку транзистора, стабилитрона и диодного моста.
Если пойти добавить в блок питания сигнальный светодиод, то его можно включать в схему как до стабилитрона, так и после (желательно). Чтобы выбрать для него токоограничивающий резистор, нужно произвести следующий расчет. Вычтите падение напряжения на светодиоде из напряжения участка цепи и разделите результат на его номинальный ток питания. Пример. В зоне, к которой мы планируем подключить сигнальный светодиод, находится стабилизированное напряжение 12 В. Падение напряжения для стандартных светодиодов составляет около 3 В, а номинальный ток питания — 20 мА (0.02 А). Получаем, что сопротивление токоограничивающего резистора R = 450 Ом.

Проверка комплектующих и сборка блока питания

После отработки платы в программе переводим на стеклопластик, подбираем, лужим дорожки и убираем лишний флюс.
Резисторы проверяют омметром. Стабилитрон должен «звенеть» только в одном направлении. Проверяем диодный мост по схеме. Встроенные в него диоды должны проводить ток только в одном направлении.Для проверки конденсаторов вам понадобится специальный прибор для измерения электрической емкости. В npn-транзисторе ток должен течь от базы к эмиттеру и коллектору. Он не должен течь в других направлениях.
Сборку лучше всего начинать с мелких деталей — резисторов, стабилитрона, светодиода. Затем припаиваются конденсаторы и диодный мост.
Обратите особое внимание на процесс установки мощного транзистора. Если запутать его выводы, схема работать не будет.Кроме того, этот компонент будет сильно нагреваться под нагрузкой, поэтому его необходимо установить на радиатор.
Последней устанавливается самая большая деталь — трансформатор. Далее к выводам его первичной обмотки припаивается вилка питания с проводом. На выходе блока питания тоже предусмотрены провода.


Осталось только тщательно перепроверить правильность монтажа всех компонентов, смыть остатки флюса и подключить блок питания в сеть.Если все сделать правильно, загорится светодиод, а мультиметр покажет на выходе нужное напряжение.

Схема блока питания со стабилизатором на транзисторе P210 показана на рисунке 1. В свое время это была очень популярная схема. Его можно было встретить в различных модификациях, как в промышленном оборудовании, так и в радиолюбительской аппаратуре.

Вся схема собрана шарнирно прямо на радиаторе с помощью опорных ножек и жестких выводов транзисторов. Площадь радиатора при токе нагрузки в шесть ампер должна составлять около 500 см².Поскольку коллекторы транзисторов VT1 и VT2 соединены, не нужно изолировать их корпуса друг от друга, а лучше изолировать сам радиатор от корпуса (если он металлический). Диоды Д1 и Д2 — любые 10А. Площадь радиатора для диодов ≈ 80 см². Примерный расчет площади радиатора для различных полупроводниковых приборов, так сказать, можно оценить по схеме, приведенной в статье. Я обычно использую П-образные радиаторы, гнутые из полосы 3 мм алюминия (см. Фото 1).
Размер ленты 120 × 35 мм. Трансформатор Тр1 — перемотанный трансформатор от телевизора. Например, ТС-180 или аналогичный. Диаметр вторичной проволоки — 1,25 ÷ 1,5 мм. Количество витков вторичной обмотки будет зависеть от используемого трансформатора. О том, как рассчитать трансформатор, читайте в статье, заголовок — «Самостоятельные расчеты». Каждая из обмоток III и IV должна быть рассчитана на 16 В. Заменив подстроечный резистор R4 на регулируемый и дополнив схему амперметром, этот блок питания можно использовать для зарядки автомобильных аккумуляторов.

Не совсем 101 Использование для блока питания ATX

Блок питания для ПК был стандартом для мусорных ящиков в течение последних двух десятилетий и, вероятно, будет оставаться таковым в обозримом будущем. Продукт, который часто создается в соответствии с очень высокими стандартами и который прослужит годы верной службы, но имеет срок службы всего несколько лет, поскольку ПК, частью которого он является, устаревает. За десятилетия он превратился из оригинального ПК и AT в ATX, обеспечивая постоянно расширяющийся диапазон шин напряжения с возрастающими уровнями мощности.За прошедшие годы было несколько различных редакций стандарта блоков питания ATX, но все они имеют один и тот же базовый форм-фактор.

Значит, куча расходных материалов ATX, вероятно, попадет в жизнь довольно многих читателей. Большинство из них, вероятно, будут старыми и устаревшими версиями, мало пригодными для современных материнских плат, так что вот они. Не достаточно маленький, чтобы игнорировать, но Слишком хорошо, чтобы выбросить . Мы собираемся взглянуть на них, попытаться выяснить, какие полезные части они содержат, и посмотрим, как они используются в нескольких проектах.Возможно, это послужит вдохновением, если вы один из тех читателей, у которых куча читателей ищет какую-то цель.

Что внутри коробки?

Типичная схема блока питания ATX с использованием TL494. Форум Dianyuan.com [общественное достояние], через Wikimedia Commons. Источники питания ATX следуют строго определенному стандарту, поэтому неудивительно, что многие из них имеют очень похожие схемы внутри, даже если они поступают от разных производителей. Есть множество интегральных схем, которые вы найдете в шоу, чьи спецификации часто дают вам полную схему блока питания ATX, но, поскольку их схемы часто очень похожи, мы показываем вам одну из самых распространенных.

TL494 — это импульсный контроллер источника питания, разработанный для работы в различных конфигурациях и производимый несколькими производителями полупроводников.

Основная работа импульсного блока питания довольно проста, а блоки питания ATX имеют очень мало отклонений от нормы. Есть сетевой выпрямитель и фильтр, пара высоковольтных силовых транзисторов, которые переключают результирующий постоянный ток с частотой несколько десятков кГц в трансформатор с ферритовым сердечником, выход которого выпрямляется до низкого напряжения постоянного тока.TL494 производит выборку выходного напряжения и выдает сигнал переключения ШИМ, который подается на базы или затворы силовых транзисторов через управляющий трансформатор. Также будет резервный источник питания 5 В с использованием другого небольшого трансформатора и схема «power good», чтобы сообщить материнской плате, что блок питания готов, и активировать питание на внешнем входе.

Типичный интерьер блока питания ATX

Легенда:

A: мостовой выпрямитель

B: конденсаторы входного фильтра, между B и C — радиатор для высоковольтных транзисторов

C: трансформатор, между C и D — Радиатор для низковольтных выпрямителей

D: змеевик выходного фильтра

E: конденсаторы выходного фильтра

Алан Лифтинг [PD], через Wikimedia Commons.

Эти расходные материалы немного необычны для эпохи компонентов для поверхностного монтажа, поскольку большинство из них, которые вы найдете в ящике для мусора, по-прежнему имеют сквозную конструкцию. Это делает их подходящими целями для электронного мусорщика, так как детали легче извлекать в целости и сохранности. Стоит уделить время тому, чтобы взглянуть на компоненты, которые вы найдете, и предложить им несколько вариантов использования.

Детали, детали, детали

Наиболее очевидными при демонтаже одной из этих коробок являются металлический корпус, разъем IEC, выключатель питания и вентилятор.Вам не нужно объяснять, как их можно использовать повторно, если вы не возражаете против сверления стали, а корпус вашего проекта, очевидно, представляет собой блок питания для ПК, тогда это очень надежные корпуса. То же самое касается жгута проводов материнской платы и разъемов питания дисков, удобного источника соединительных проводов среднего размера.

Если вы посмотрите на компоненты на печатной плате, многие из них являются стандартными дискретными. Да, мы все когда-то убирали резистор 10 кОм, но, если не считать нескольких высоковольтных конденсаторов в целом, они не вызывают особого восторга.Так что же стоит поднять на этой доске?

Просто набор магнитов и сердечников блока питания ATX.

На плате блока питания ATX в изобилии присутствует магнитное поле. Тороидальные дроссели и ферритовые катушки, используемые в фильтрах, а также в различных трансформаторах с ферритовым сердечником. Трансформаторы наматываются для определенной цели, поэтому, если у вас не хватит терпения перемотать их, они могут быть мало полезны, но дроссели имеют большее применение. Это не экзотические ВЧ-ферриты, а более утилитарные сердечники из железной пыли, хотя они все еще могут найти широкое применение там, где требуется дроссель.Я даже использовал их в качестве сердечников для коаксиальных балунов, когда их цель — просто остановить утечку радиочастотного сигнала в фидере, их плохие радиочастотные характеристики являются преимуществом. С точки зрения радиочастот также стоит отметить, что эти дроссели также являются удобным источником большого количества эмалированных медных проводов большого сечения для других ваших катушек индуктивности.

Полупроводники в блоке питания ATX включают некоторые специализированные компоненты, но для них все еще есть альтернативные применения. На стороне высокого напряжения есть набор высоковольтных диодов и тех переключающих транзисторов, которые являются плодородным источником деталей, если вы собираете вместе высоковольтные инверторы.На стороне низкого напряжения, кроме TL494 или другой микросхемы контроллера, вы найдете несколько сильноточных выпрямителей и более одного трехконтактного регулятора серии 78XX, если вам повезет, а также во многих случаях регулируемое опорное напряжение TL431. Вы также можете найти различные радиаторы, которые пригодятся в других проектах.

Используй, не ломай!

Как видите, блок питания ATX может содержать некоторые полезные компоненты. Но поскольку их почти безграничный запас, не стоит ломать один, если вам не нужны детали, так что же делать с целым?

Проект довольно симпатичного настольного блока питания, который мы рассмотрели еще в 2010 году.

Ответ довольно прост: как насчет использования его в качестве настольного источника питания? Эти источники питания не являются самыми тихими и регулируемыми в мире, но у них есть то преимущество, что они предоставляют несколько полезных шин при значительных уровнях тока. Требуется небольшая модификация, чтобы использовать его таким образом, одна из линий является линией разрешения, которая удерживается на высоком уровне. Потяните контакт 16 до низкого уровня (обычно это зеленый провод), и питание включится. На Hackaday.io есть множество проектов, показывающих, как это удалось другим, и быстрый поиск в OSH Park обнаружит ряд прорывных печатных плат, подобных этой.

Если фиксированного напряжения недостаточно, существует множество проектов настольных блоков питания ATX, подобных изображенному на фотографии, оснащенным регулируемыми регуляторами LM317 на линиях 12 В для обеспечения регулируемого выхода. Это не единственный способ, которым это может быть достигнуто, TL494 можно легко превратить в регулируемый регулятор с простой модификацией. Стандартные предупреждения и заявления об отказе от ответственности относятся к опасностям работы с сетевым и высоковольтным оборудованием, если вы будете следовать этому маршруту.

Конечно, использование блока питания в качестве блока питания очень полезно, но вряд ли это новаторский подход, даже если иногда требуется взлом оборудования.Как насчет другого использования одного? Одна область, для которой, например, может подойти источник питания, способный производить большие токи, — это сварка. Важно отметить, что под сваркой мы не имеем в виду сварку, из которой можно делать корабли или даже автомобили, но это не единственное место, где вы найдете сварщика (этот точечный сварщик, использующий только корпус ATX поставка — прекрасный проект, но в данном контексте он не считается). Например, в прошлом году мы рассмотрели источник питания ATX, который используется с графитовым электродом для сварки термопар, что дает значительную экономию по сравнению с коммерческими альтернативами.И на этом возможности блоков питания ATX в металлообработке не исчерпываются, вы найдете людей, использующих их для пайки сопротивлением в сообществе производителей моделей.

Итак, у вас все еще есть эта куча металлических кирпичей под скамейкой от всех старых компьютеров, которые попадались вам на пути, но, если повезет, после прочтения этого у вас появится немного вдохновения, которое может помочь вам что-то с ними сделать. . Что бы вы ни делали, обязательно поделитесь этим с нами на Hackaday.io и не забудьте отправить нам ссылку!

Цепи питания

| Практические аналоговые полупроводниковые схемы

Существует три основных типа источников питания: нерегулируемый (также называемый грубой силой ), линейный регулируемый и переключающий .Четвертый тип схемы источника питания, называемый с регулируемой пульсацией, , представляет собой гибрид между схемами «грубой силы» и «переключением» и заслуживает отдельного раздела.

нерегулируемый

Нерегулируемый источник питания — самый примитивный тип, состоящий из трансформатора , выпрямителя и фильтра нижних частот . Эти источники питания обычно демонстрируют большое количество пульсаций напряжения (то есть быстро меняющуюся нестабильность) и другие «шумы» переменного тока, накладываемые на мощность постоянного тока.Если входное напряжение изменяется, выходное напряжение будет изменяться пропорционально. Преимущество нерегулируемых поставок в том, что они дешевы, просты и эффективны.

линейно регулируемый

Линейный регулируемый источник питания — это просто «грубый» (нерегулируемый) источник питания, за которым следует транзисторная схема, работающая в «активном» или «линейном» режиме, отсюда и название линейный стабилизатор . (В ретроспективе это очевидно, не так ли?) Типичный линейный регулятор предназначен для вывода фиксированного напряжения для широкого диапазона входных напряжений, и он просто сбрасывает любое избыточное входное напряжение, чтобы обеспечить максимальное выходное напряжение на нагрузку.Это чрезмерное падение напряжения приводит к значительному рассеиванию мощности в виде тепла. Если входное напряжение станет слишком низким, транзисторная схема потеряет стабилизацию, что означает, что она не сможет поддерживать постоянное напряжение. Он может только снизить избыточное напряжение, но не восполнить недостаток напряжения в цепи грубой силы. Следовательно, вы должны поддерживать входное напряжение как минимум на 1–3 вольт выше желаемого выходного напряжения, в зависимости от типа регулятора. Это означает, что эквивалент мощности не менее от 1 до 3 вольт, умноженный на ток полной нагрузки, будет рассеиваться схемой регулятора, генерируя много тепла.Это делает источники питания с линейной регулировкой неэффективными. Кроме того, чтобы избавиться от всего этого тепла, они должны использовать большие радиаторы, которые делают их большими, тяжелыми и дорогими.

Переключение

Импульсный регулируемый источник питания («переключатель») — это попытка реализовать преимущества схем с прямым и линейным регулированием (компактность, эффективность и дешевизна, но также «чистое» стабильное выходное напряжение). Импульсные источники питания работают по принципу выпрямления входящего переменного напряжения линии электропередачи в постоянный ток, преобразования его в высокочастотный прямоугольный переменный ток через транзисторы, работающие как переключатели включения / выключения, повышая или понижая это напряжение переменного тока с помощью легкого веса. трансформатор, затем выпрямляет выход переменного тока трансформатора в постоянный ток и фильтрует его для конечного выхода.Регулировка напряжения достигается путем изменения «рабочего цикла» инверсии постоянного тока в переменный на первичной стороне трансформатора. Помимо меньшего веса из-за меньшего размера сердечника трансформатора, коммутаторы имеют еще одно огромное преимущество перед двумя предыдущими конструкциями: этот источник питания типа может быть сделан настолько независимым от входного напряжения, что может работать в любой системе электроснабжения в стране. мир; они называются «универсальными» источниками питания. Обратной стороной коммутаторов является то, что они более сложны и из-за своей работы имеют тенденцию генерировать много высокочастотного «шума» переменного тока в линии электропередачи.Большинство коммутаторов также имеют на своих выходах значительные пульсации напряжения. У более дешевых типов этот шум и пульсации могут быть такими же сильными, как и для нерегулируемого источника питания; такие коммутаторы начального уровня не бесполезны, потому что они по-прежнему обеспечивают стабильное среднее выходное напряжение, и есть «универсальные» входные возможности. Дорогие переключатели не имеют пульсаций и имеют почти такой же низкий уровень шума, как и некоторые линейные переключатели; эти переключатели обычно столь же дороги, как и линейные источники питания. Причина использования дорогого коммутатора вместо хорошего линейного в том, что вам нужна универсальная совместимость с энергосистемой или высокая эффективность.Высокая эффективность, легкий вес и небольшие размеры — вот причины, по которым импульсные источники питания почти повсеместно используются для питания цифровых компьютерных схем.

Регулируемая пульсация

Источник питания с пульсирующим регулированием является альтернативой линейно регулируемой проектной схеме: источник питания «грубой силы» (трансформатор, выпрямитель, фильтр) составляет «входной конец» схемы, но транзистор работает строго в его включенном состоянии. В режиме выключения (насыщение / отсечка) мощность постоянного тока передается на большой конденсатор по мере необходимости для поддержания выходного напряжения между высокой и низкой уставкой.Как и в переключателях, транзистор в стабилизаторе пульсаций никогда не пропускает ток, находясь в «активном» или «линейном» режиме в течение значительного промежутка времени, что означает, что очень мало энергии будет потрачено впустую в виде тепла. Однако самым большим недостатком этой схемы регулирования является необходимое присутствие некоторой пульсации напряжения на выходе, поскольку напряжение постоянного тока изменяется между двумя уставками управления напряжением. Кроме того, эта пульсация напряжения изменяется по частоте в зависимости от тока нагрузки, что затрудняет окончательную фильтрацию постоянного тока.Цепи регулятора пульсаций, как правило, немного проще, чем схемы переключателя, и они не должны обрабатывать высокие напряжения в линии питания, с которыми должны работать переключающие транзисторы, что делает их более безопасными в эксплуатации.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

PSU 101: резисторы, транзисторы и диоды

Резисторы, транзисторы и диоды

Резисторы

Резисторы — это наиболее часто используемые электронные компоненты. Их роль — просто ограничить прохождение электрического тока, когда это необходимо, и убедиться, что на компонент подается правильное напряжение.Измеряем сопротивление в Омах. Однако, поскольку ом представляет собой очень маленькое сопротивление, в большинстве случаев вы увидите сопротивление, измеренное в кОм (1000 Ом) или МОм (1000000 Ом) .

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Когда мы объединяем несколько резисторов последовательно, мы просто складываем их сопротивление (уравнение 1 ниже). Одинаковый ток протекает через все последовательно включенные резисторы, но на каждом резисторе наблюдается некоторое падение напряжения.

(1) R серия = R1 + R2 + R3…

Когда мы объединяем несколько резисторов параллельно, мы уменьшаем общее сопротивление (уравнение 2).Кроме того, когда в цепи имеется несколько ветвей сопротивления, ток, протекающий в каждую из них, обратно пропорционален сопротивлению ветви.

(2) R параллельно = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3…)

Поскольку мы зашли так далеко, мы должны упомянуть закон Ома: напряжение равно току, умноженному на сопротивление ( уравнение 3). Другой не менее известный закон — это закон Джоуля (уравнение 4), который устанавливает связь мощности (P) с напряжением (V) и током (I).

(3) V = I x R

(4) P = V x I = (I x R) x I = I 2 XR

Транзисторы

Транзистор считается крупнейшее открытие или нововведение 20 -го века. Действительно, в настоящее время внутри каждого электронного устройства вы найдете транзисторы, работающие легко и надежно. Двумя наиболее распространенными типами транзисторов являются транзисторы с биполярным переходом (BJT), которые можно разделить на транзисторы NPN и PNP, и полевые транзисторы (FET).Подобно BJT, полевые транзисторы бывают N-канального и P-канального типов. Двумя основными типами полевых транзисторов являются полевые МОП-транзисторы (полевые транзисторы из оксида металла и полупроводника) и полевые транзисторы JFET (полевые транзисторы с переходом).

Транзистор имеет три вывода: исток, затвор и сток. Чтобы объяснить его работу, мы будем использовать простую парадигму. Представьте трубу, соединяющую источник воды с канализацией. Клапан (шибер) регулирует поток воды, будучи полностью закрытым, частично открытым или полностью открытым. То же самое и с транзистором. Подавая напряжение или ток (в зависимости от типа транзистора) на затвор, мы можем управлять током, протекающим от истока к стоку.В NPN-транзисторах исток, затвор и сток называются соответственно коллектором, базой и эмиттером. Две основные роли транзисторов — усиление слабых сигналов и переключение.

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

В блоках питания в основном используются полевые транзисторы NPN в преобразователе APFC и в качестве основных переключателей. Для дальнейшего повышения эффективности они также используются во вторичной обмотке для выпрямления выходов постоянного тока (синхронная конструкция).

Диоды

Диод можно рассматривать как односторонний клапан.Когда к нему приложено напряжение, он позволяет току течь в одном направлении, но не в другом. Этот процесс иногда также называют процессом исправления. Один конец диода называется анодом, а другой — катодом. Большинство диодов позволяют току свободно течь от анода к катоду. Когда через диод начинает течь ток, на нем наблюдается постоянное падение напряжения. Для большинства диодов это падение напряжения составляет примерно 0,7 В.

Все диоды имеют номинальный ток, который указывает максимальный прямой ток, который они могут выдержать.Кроме того, рейтинг пикового обратного напряжения (PIV) показывает максимальное обратное напряжение, с которым диод может справиться до того, как он выйдет из строя. Теперь, если вы хотите узнать, правильно ли работает диод, все, что вам нужно сделать, это измерить его мультиметром, используя шкалу Ом. В одном направлении диод должен иметь низкое сопротивление (смещение в прямом направлении), а в противоположном направлении вы увидите высокое сопротивление (смещение в обратном направлении).

Изображение 1 из 2

Изображение 2 из 2

Диоды имеют множество применений.К наиболее распространенным из них относятся регулировка напряжения, выпрямление переменного тока (мостовые выпрямители), светодиодные приложения, защита от перенапряжения и многое другое. Во многих блоках питания, помимо обычных диодов, мы почти всегда находим мостовые выпрямители (четыре диода в мостовой схеме, обеспечивающие двухполупериодное выпрямление входящего сигнала переменного тока) и диоды с барьером Шоттки (SBR). SBR используются в секции APFC (повышающие диоды) и иногда для процесса выпрямления выходов постоянного тока на вторичной стороне. Диоды Шоттки — это специальные диоды с меньшим прямым падением напряжения, чем обычные диоды.Однако в высокоэффективных блоках питания они полностью заменены полевыми транзисторами, которые рассеивают меньше энергии. Но бывают также случаи, когда SBR работают вместе с полевым транзистором, заменяющим его внутренний диод, обеспечивая повышенную эффективность, поскольку фактическое регулирование по-прежнему осуществляется полевым транзистором.

Сильноточные катушки индуктивности для автомобильной электроники — маленькие, но мощные

Современные ИС для импульсных источников питания и переключающих транзисторов позволяют использовать все более высокие частоты переключения, сохраняя при этом низкие потери переключения благодаря более крутым переходам.Увеличение частоты коммутации позволяет использовать конденсаторы с низкими значениями емкости и катушки индуктивности с низкими значениями индуктивности. По мере уменьшения электрических значений уменьшается и размер компонентов, что означает меньшее пространство, занимаемое конструкцией, меньший вес и меньшую стоимость схемы в целом. И это также увеличивает удельную мощность цепи, что помогает компонентам вносить свой вклад в снижение выбросов CO 2 транспортного средства.

Для достижения хорошей эффективности необходимо минимизировать паразитные эффекты, несмотря на миниатюризацию.В катушках сопротивление постоянному току (DCR) и эффективное сопротивление являются ключевыми факторами, учитывающими потери в сердечнике на эквивалентной схеме. Серия Vishay IHLP® — это серия миниатюрных индукторов с превосходными электрическими свойствами (см. Рисунок).

Материал сердечника для низких потерь на вихревые токи

IHLP означает «Индуктор, сильноточный, низкопрофильный». Сердечник в этом случае не феррит, а сжатый композит, сделанный из порошка магнитомягкого железа с эпоксидной смолой, используемой в качестве связующего.Порошки железа определяют магнитные свойства. Композит является плохим электрическим проводником, который изолирует частицы порошка железа друг от друга, что снижает потери на вихревые токи.

Повышение качества с превосходными характеристиками ЭМС …

Во время производства компонента медная катушка с покрытием приводится в контакт с проволочной рамой, залитой в порошковую смесь в пресс-форме, а затем эта смесь сжимается. в свою форму при давлении до 2.8т / см 2 . Результирующая катушка индуктивности обеспечивает эффект магнитного экранирования и снижает помехи от паразитных электромагнитных полей. В результате получается компактный высокопроизводительный индуктор для устройств поверхностного монтажа, обеспечивающий превосходные свойства электромагнитной совместимости.

Типичные области применения таких катушек индуктивности со сжатыми катушками включают драйверы светодиодов, импульсные блоки питания, преобразователи постоянного / постоянного тока и электромагнитные фильтры. Они также отвечают особым требованиям за счет изменения пропорций смеси в композите и использования различных порошковых материалов и размеров зерен.Хотя концепции уже более 20 лет, Vishay продолжает развивать формулу. Даже сегодня производятся новые версии, оптимизированные для насыщения (IHLP … суффикс A1), постоянных времени (L / DCR), качества змеевика (IHLP … суффикс 1A) или рабочей температуры (IHLP … суффикс 5A). , 8А).

… и предназначен для температур до 180 ° C

Для использования в приложениях, где условия окружающей среды требуют высокой прочности с более строгими требованиями к теплу, в серии IHLP есть некоторые индукторы, предназначенные для эксплуатации. температура до 180 ° C.Это обеспечивает преимущества в управлении теплом или расширяет потенциальные возможности использования до приложений, в которых исполнительные механизмы расположены непосредственно рядом с управляемым компонентом транспортного средства. Значение FIT (отказ по времени) индуктора падает, а срок его службы увеличивается.

Дополнительные характеристики индукторов IHLP:

Оптимальное соотношение сопротивления постоянному току (DCR) и индуктивности (L) к размеру корпуса (большой τ = L / DCR).

В пределах рабочего диапазона зависимость индуктивности L от наложенного постоянного тока относительно мала, поэтому дифференциальная проницаемость μ r, diff = dH / дБ почти постоянна.Это делает индукторы IHLP особенно подходящими для использования в импульсных блоках питания и в качестве фильтрующих компонентов в блоках питания.

Зависимость этих индукторов от температуры мала по сравнению с другими материалами сердечников.

Напряженность поля насыщения сравнительно мало зависит от температуры.

Помощь в проектировании

Чтобы помочь разработчикам в использовании катушек индуктивности, Vishay предлагает «IHLP Inductor Loss Calculator Tool» (www.vishay.com / индукторы / калькулятор / калькулятор), который поддерживает топологии импульсных источников питания повышающего, понижающего и понижающего-повышающего режимов. Для виртуальных моделей собранных печатных плат доступны 3D-модели индукторов. Эквивалентные принципиальные схемы также доступны по запросу в Vishay для электрического моделирования.

Найдите компоненты на сайте www.rutronik24.com.

Подпишитесь на нашу рассылку и будьте в курсе.

Стабилизатор регулируемый на 10 ампер 12 вольт.Схема источника питания

В одной из своих работ я показал, как самому сделать хороший блок питания, и пожаловался на то, почему хорошие блоки питания редко попадают в продажу. Мне этот блок питания понравился именно по картинке, но так как картинка обманчива, я решил разобрать его получше и опробовать.
В обзоре будет описание, картинки, тесты и разбор небольшой ошибки в дизайне.
Читайте под катом.

Мои читатели, вероятно, помнят обзор «Блок питания на 12 В, 5 А или как это можно сделать.«Этот блок питания напомнил мне тот, который я сделал в конце обзора 🙂

Но тесты и проверки, безусловно, хороши, но я начну, как всегда, с того, как все прошло и как пришло.
Блок питания был не один, о втором продукте расскажу в другой раз, думаю, будет не менее интересно. Ехал быстро, выехал на трассу за 8 дней.
А вот к упаковке были претензии, но так как упаковка нравится не всем, скрою несколько фото под спойлер.

Упаковка

Заказ пришел в обычном сером пакете, обмотанном поролентой.

Вот у меня были претензии к такой упаковке. Упаковщик просто сложил две мои сумки, обмотал их скотчем и заклеил скотчем, но края остались открытыми.
В итоге пакеты и рулон скотча пошли отдельно. Очень повезло, что они ехали недолго и сами были упакованы в отдельные пакеты, иначе они могли прорвать упаковку своими радиаторами и выбраться наружу.

Плата была упакована в знакомый многим антистатический пакет с не менее знакомой наклейкой.


Краткие характеристики:
Входное напряжение 85-265 Вольт
Выходное напряжение — 12 Вольт
Номинальный ток нагрузки 6 ампер, максимум 8 ампер.
Выходная мощность — 100 Вт (максимальная)

Размеры платы не очень большие, 107х57х30мм.

Есть чертеж с более точными размерами, думаю будет полезно.

Сама плата выглядит очень аккуратно, полностью соответствует фотографиям в магазине, что меня приятно удивило.

На плате довольно большие радиаторы, а сама плата выполнена в открытом исполнении, т.е. предназначена для установки в какое-то устройство и не имеет собственного корпуса.
Взял не просто так, а на корпус 🙂 Есть идея сломать одно из моих устройств, но так как я не был уверен в качестве этого блока питания, решил сначала заказать и попробовать только он, так что продолжение будет.Ну, по крайней мере, я на это надеюсь.

На плате присутствует входной фильтр, ограничитель пускового тока и безвинтовая клеммная колодка на входе 220 В.
На силовом трансформаторе есть наклейка DC12V-8.
Выходная обмотка трансформатора намотана на 5 проводов

Пайка очень аккуратная, выводы закусаны довольно коротко, ничего не торчит, флюс смывается полностью. Отсутствуют недостающие компоненты.
Плата двухслойная с двухсторонним креплением.
Но есть небольшое замечание, на каждом из радиаторов припаяна только одна монтажная шпилька.
На мой взгляд это не очень хорошо. Что мешало спаять оба — непонятно.
А на фото магазина все точно так же.
Замечу, что выходное напряжение измеряется в точке максимально приближенной к выходному разъему, по этому плюс влияет на точность удержания выходного напряжения.

Основные компоненты платы ближе.
Установлен ШИМ-контроллер CR6842S, который является полным аналогом более известного контроллера
. Практически все установленные резисторы точны, не хуже 1%, на это указывает четырехзначная маркировка.

Силовой транзистор 600 Вольт 20 Ампер, 0,19 Ом производства Infineon.
Еще один мелочь, слишком сильно затянули крепежный винт и прижали изоляционную втулку. Транзистор остался изолированным от радиатора, а сам радиатор изолирован от других компонентов, но впечатление было несколько испорчено.
Транзистор изолирован от радиатора слюдяной пластиной.

Немного отвлекся, на фото небольшой электролитический конденсатор, судя по пайке то припаял потом, то поменял, на работоспособность не повлияло (или почти ничего).
Дело в том, что при резком изменении нагрузки с нуля до 4 Ампер и более БП может отключиться на 0,5 секунды. Я бы посоветовал заменить этот электролит на что-то вроде 47мкФх50 В.
Если такие режимы не планируется, то можно и так оставить.

Сборка выходных диодов 100 Вольт 2×20 Ампер производства ST.
Радиатор собственно ровный, именно он на фото вышел 🙂

Также можно увидеть пару выходных конденсаторов 1000мкФ х 35 Вольт, дроссель выходного фильтра и светодиод для индикации включения питания поставлять.
Здесь уже установлен разъем обычный, винтовой.
Хотя, как по мне, для встраиваемой платы разъемы вообще лишнее.

Выходные конденсаторы установлены с хорошим запасом по напряжению, это очень хорошо.
Попутно проверил ёмкость и ESR этих конденсаторов, и оказалось тоже.
Прибор показал общую емкость и ESR, если посчитать по отдельности, это будет примерно 1050 мкФ и 30 мА.
Конденсаторы вряд ли брендовые, но характеристики вполне нормальные, порадовал рабочим напряжением 35 Вольт. Обычно я использую в источниках питания конденсаторы на 25 Вольт.

Ну «чтоб дважды не бегать» проверил входной электролит.
Написано 82 мкФ 400 Вольт 105 градусов.
Емкость почти в норме, СОЭ в норме.
Производитель конденсаторов Taicon.

И конечно же нарисовал схему этого блока питания. Нумерация большинства компонентов соответствует печатной плате.

Для тестирования блока питания я приготовил вот такую ​​кучу разных вещей 🙂
Ничего необычного:
Нагрузочные резисторы 3 штуки по 10 Ом и один набор, всего 3 Ом (5 штук по 15 Ом подключен параллельно) + вентилятор.
Мультиметр
Бесконтактный термометр
Осциллограф
Всевозможные разъемы и провода.

Тестирование источника питания

Процесс тестирования включал последовательное увеличение нагрузки, и после каждого увеличения нагрузки я ждал около 15 минут, затем я измерял температуру основных компонентов и переходил к следующему этапу увеличения нагрузки.
Делитель осциллографа все это время находился в положении 1: 1.

1.Режим холостого хода. Напряжение 12,29 Вольт.
2. Подключен одиночный резистор 10 Ом. Напряжение немного просело до 12,28 Вольт.

1. Подключил 2 резистора 10 Ом, напряжение 12,28 Вольт.
2. Подключил 3 резистора 10 Ом, напряжение 12,27 Вольт.

1. Подключен комплект сопротивления 3 Ом + вентилятор, напряжение 12,27 Вольт
2. Комплект 3 Ом + резистор 10 Ом, напряжение 12,27 Вольт.

Небольшое замечание, при подключении нагрузки более 4 ампер БП может отключаться на 0.5 секунд, а затем снова включите. Это происходит только при переходе из режима ожидания, хотя бы небольшая нагрузка убирает этот эффект полностью.

1. Комплект из 3 Ом + 2 резистора 10 Ом, напряжение 12,27 Вольт.
2. Режим максимальной нагрузки, комплект 3 Ом + 3 резистора 10 Ом, напряжение 12,27 Вольт.

Как я уже писал выше, в процессе тестирования я измерял температуры различных компонентов.
Измерены температуры:
Силовой транзистор
Трансформатор
Выходной диод
Первый по схеме выходной конденсатор.

Для более точных измерений температура измерялась непосредственно транзистора и диодной сборки, а не их радиаторов.
При мощности нагрузки 80 Вт температуру измеряли дважды, второе измерение было после дополнительных 10 минут нагрева.


Резюме:
плюсы
Качественная сборка
Достаточно качественные комплектующие с запасом.
Соответствие заявленным параметрам.
Отличная точность стабилизации выходного напряжения
Не вижу необходимости в доработке.
Низкая цена.

Минусы
Комплектация (минус магазин)
Не припаивается к одному монтажному контакту на радиаторе.

Мое мнение.
Если честно, на фото в магазине этот БП внешне мне уже понравился, и уже была некоторая уверенность, что получу в итоге, но одно дело посмотреть, а другое попробовать.
Блок питания оставил положительные эмоции, идеально подходит в качестве встраивания в какой-то самодельный девайс.
Конечно, были свои минусы, но они очень маленькие по сравнению с плюсами.

Блок питания для обзора предоставил banggood.

Надеюсь, мой обзор будет вам полезен.
Конечно, можно сказать, что товар хвалю, но могу сказать, что с блоками питания работаю около 15 лет, за это время собрал более 1000 штук, сколько ремонтировал и переделывал, счет потерял. Потому что я не могу похвалить нормальное. Я видел лучше, особенно серию БП для выпускного вечера, но есть другой ценник.
Можно также рассмотреть такой БП, но на меньшую мощность.

Краткая записка для китайских инженеров

Блок питания показал очень хорошие результаты, но есть небольшой замечание по конструкции, а точнее по печатной плате.
Трассировка некоторых цепей была выполнена некорректно, и если бы все было как надо, то уровень пульсации все равно можно было бы снизить.
Я покажу вам пример.
1. Как это сделано в блоке питания, этот участок можно увидеть на плате, я его немного упростил для наглядности.
2. Как это можно сделать лучше, не перемещая компоненты на плате
3.как сделать еще лучше, но с движением компонентов.
Дело в том, что в силовых цепях нежелательно иметь участки, где ток может течь в двух направлениях, так как это увеличивает уровень помех.
Ток должен течь только в одном направлении.
В первоначальном варианте ток заряда конденсатора сначала течет по тем же путям, а затем по ним течет ток разряда.


Планирую купить +349 Добавить в избранное Отзыв понравился +174 +380

На 1-2 ампера, но больший ток уже проблематично.Здесь будет описан усиленный блок питания на стандартное напряжение 13,8 (12) вольт. Схема на 10 ампер, но вы можете увеличить это значение еще больше. В схеме предлагаемого БП нет ничего особенного, разве что, как показали тесты, он способен на короткое время выдавать ток до 20 Ампер или непрерывно 10А. Для дальнейшего увеличения мощности используйте трансформатор большего размера, выпрямительный диодный мост, большую емкость конденсаторов и количество транзисторов.Схема блока питания для удобства представлена ​​на нескольких рисунках. Транзисторы не обязательно ставить строго таковыми в схеме. 2N3771 (50В, 20А, 200Вт) использовались потому, что их много в наличии.




Регулятор напряжения работает в небольших пределах, от 11 В до 13,8 при полной нагрузке. При напряжении холостого хода 13,8 В (номинальное напряжение батареи 12 В) выходная мощность упадет на 13,5 около 1,5 А и на 12,8 В около 13 А.



Выходные транзисторы подключены параллельно, с 0.Проволочные резисторы на 1 Ом 5 ​​Вт в цепях эмиттера. Чем больше транзисторов вы используете, тем выше пиковый ток можно удалить из схемы.



Светодиоды покажут неправильную полярность, и реле заблокирует стабилизатор БП от выпрямителей. Тиристор большой мощности ВТ152-400 открывается при перенапряжении и принимает на себя удар, приводящий к перегоранию предохранителя. Не думайте, что первым сгорит симистор, BT152-400R выдерживает до 200А за 10 мс. Этот источник питания может служить в качестве зарядного устройства . для автомобильных аккумуляторов, но во избежание происшествий, не нужно оставлять аккумулятор подключенным на длительное время без присмотра .

Рано или поздно любому радиолюбителю понадобится мощный блок питания как для проверки различных электронных узлов и блоков, так и для питания мощных любительских радиостанций.

В схеме используется обычная микросхема LM7812, но выходной ток может достигать предела 30А, он усиливается с помощью специальных транзисторов Дарлингтона TIP2955, их еще называют композитными. Каждый из них может выдавать на выходе до 5 ампер, а поскольку их шесть, общий выходной ток составляет около 30 А.При необходимости вы можете увеличить или уменьшить количество составных транзисторов, чтобы получить необходимый выходной ток.


Микросхема LM7812 обеспечивает около 800 мА. Предохранитель используется для защиты от высоких пусковых токов. Транзисторы и микросхему нужно ставить на большие радиаторы. На ток 30 ампер нам понадобится радиатор очень большого размера. Сопротивления в схемах эмиттера используются для стабилизации и выравнивания токов каждого плеча составного транзистора, поскольку уровень их усиления будет разным для каждого конкретного случая.Номинал резистора 100 Ом.

Выпрямительные диоды должны быть рассчитаны на ток не менее 60 ампер, а желательно выше. Сетевой трансформатор с токовой вторичной обмоткой 30 ампер достать сложнее всего. Входное напряжение стабилизатора должно быть на несколько вольт больше выходного напряжения 12 В.

Внешний вид блока питания можно увидеть на рисунке ниже, чертеж печатной платы, к сожалению, не сохранился, но я рекомендую сделать его своими руками в утилите.


Настройка схемы. На первых порах лучше не подключать нагрузку, а с помощью мультиметра проверить наличие 12 вольт на выходе схемы. Затем подключите нагрузку с нормальным сопротивлением 100 Ом и не менее 3 Вт. Мультиметр менять не должен. Если нет 12 вольт, отключите питание и внимательно проверьте все переключения.

В предлагаемом блоке питания используется мощный полевой транзистор IRLR2905. В открытом состоянии сопротивление канала равно 0.02 Ом. Мощность, рассеиваемая VT1, более 100 Вт.


Переменное сетевое напряжение должно быть на выпрямителе и сглаживающем фильтре, после чего уже отфильтрованное поступает на сток полевого транзистора и через сопротивление R1 на затвор, открывая VT1. Часть выходного напряжения через делитель следует на вход микросхемы КР142ЕН19, замыкая отрицательную цепь ОС. Напряжение на выходе стабилизатора увеличивается до тех пор, пока напряжение на управляющем входе DA1 не достигнет порогового уровня 2.5 В. По достижении микросхемы размыкается, снижается напряжение на затворе, таким образом, БП переходит в режим стабилизации. Для плавной регулировки выходного напряжения сопротивление R2 меняют на потенциометр.

Наладка и регулировка: Устанавливаем необходимое выходное напряжение R2. Проверить стабилизатор на самовозбуждение с помощью осциллографа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *