Самый простой двухполярный ИИП | AUDIO-CXEM.RU

Сегодня речь пойдет о схеме двухполярного импульсного источника питания, которая является одной из самых простейших. Мощность представленного ИИП находится в пределах 100Вт при работе на статическую нагрузку (резистор), что достаточно для использования в связке с двумя усилителями по 50Вт или одного канала мощностью 100Вт.

Схема ничем не отличается от представленной в статье «Импульсный источник питания для TDA7294 на IR2153». Отличием является импульсный трансформатор, а точнее форма сердечника. В этой статье будет продемонстрирован способ намотки трансформатора на сердечнике EI-образной формы, в прошлой же статье я наглядно показывал, как выполнить намотку на кольцевом ферритовом сердечнике.

Схема простого двухполярного ИИП

Работу схемы я разъяснял в статье со ссылкой выше.

Сердцем источника является драйвер управления полевыми транзисторами IR2153. При указанных на схеме R2=15кОм и C3=1нФ, драйвер будет работать на частоте 47кГц.

Да, у этого ИИП нет защиты от перегрузки и короткого замыкания, поэтому и является самой простой схемой двухполярного источника. При выходе из строя ИИП, на его выходе напряжение падает до нуля, поэтому усилителю он вреда не принесет, разве что пострадает сам.

Учитывая, что выходная мощность источника составляет 100Вт, система мягкого старта для ограничения токов зарядки емкостей (для облегчения работы ключей на старте) здесь в принципе и не нужна. При первом старте пусковой ток ограничивается термистором NTC.

Компоненты схемы

Резистор R1 должен быть мощным, не менее 2Вт, так как на нем выделяется большое количество тепла. Можно соединить в параллель два резистора по 36кОм. Изначально я установил R1 мощностью 1Вт (другого не было), но позже был вынужден заменить на более мощный. Остальные резисторы мощностью 0.25Вт.

Все конденсаторы керамические, кроме C6, C10 и C11 (пленка).

Варистор защищает схему от бросков напряжения в сети выше 275В, поэтому он должен быть рассчитан на такое напряжение. При броске, он замыкает сетевой вход, и предохранитель F1 перегорает.

Термистор NTC сопротивлением 5Ом (5D7, 5D9, 5D11).

Диодный мост VDS1 на ток не менее 4А.

Диод VD1 не обязательно должен быть быстрым (HER108), любой выпрямительный диод на ток 1А и напряжение 1000В.

Диод VD2 должен быть быстрым (FR, UF, SF или HER) на ток 1А, можно установить HER108, FR107, FR157.

Диоды VD3-VD6 должны быть очень быстрыми (FR302, FR304, FR602, UF600B, BY397 и так далее) на ток не менее 3А и обратное напряжение более 100В. Можно установить диоды Шоттки (КД213А и другие). Также для повышения надежности, можно соединить в параллель по два диода.

Транзисторы VT1 и VT2 должны быть оригинальными. При установке подделок ИИП может выходить из строя еще при запуске, либо при минимальной нагрузке. Транзисторы нужно установить на радиатор через изоляционные втулки и прокладки, иначе будут искры и дым.

Трансформатор

Сердечник трансформатора двухполярного импульсного источника питания должен иметь габариты 33×12.7×9.7мм. Обязательно проверьте отсутствие зазора у сердечника, его быть ни в коем случае не должно!

Как разобрать трансформатор от блока питания персонального компьютера я описывал в статье.

Подобные сердечники применяются в блоках питания ПК (мощностью до 300Вт).

Первичная обмотка.

Эмалированным медным проводом (диаметр по меди не менее 0.63мм) мотаем 32 витка. В какую сторону? В любую! Просто мотайте все обмотки в одну сторону и сюрпризов не будет. Витки улаживать необходимо с натяжением, чтобы при работе ИИП трансформатор не гудел, не пищал.

 

Если 32 витка не влезли в один слой, то оставшиеся витки равномерно распределяем по участку каркаса, а между слоями необходимо положить несколько слоев изоляции. В качестве изоляции рекомендую купить пакет для запекания и нарезать лентами, либо купить специальный термоскотч для трансформаторов. Простым скотчем изолировать нельзя.

Внимание! В высокочастотных трансформаторах (наш случай) необходимо использовать хороший обмоточный провод, без повреждения изоляции. Настоятельно не рекомендую использовать провод б/у. При эксплуатации может прошивать изоляцию и ИИП будет выходить из строя, а вы будете гадать, в чем же причина?

Вторичная обмотка.

Между вторичной и первичной обмотками необходимо обеспечить хорошую изоляцию.

Вторичная обмотка мотается двумя жилами провода диаметром 0.63мм.

Первые 8 витков мотаем от основания каркаса в ту же сторону, что и мотали первичную обмотку. Намотав 8 витков, оставляем длинный хвост (12-15см), это будет средняя точка.

После чего, мотаем еще 8 витков в ту же сторону, что и предыдущие витки. Начинаем мотать от средней точки (хвоста) в сторону основания каркаса. Хвосты зачищаем, скручиваем и лудим.

Далее стягиваем сердечник. Я использую термоскотч, но для стяжки можно применить и простой скотч. Сердечник я не проклеиваю, а просто стягиваю.

Нагрев при номинальной мощности

При испытаниях собранного мной двухполярного импульсного источника питания, я нагружал его резистором с сопротивлением 102Ома. Мощность составила 54Вт. Работа длилась 20мин.

После остывания всех элементов я нагрузил свой ИИП резистором на 51Ом. Мощность составила примерно 107Вт. Гонка продолжалась 10мин. Трансформатор нагрелся до температуры 55⁰C, диодный мост VDS1 нагрелся до температуры 60⁰C, диоды VD3-VD6 нагрелись до 77⁰C. Полевые транзисторы, установленные на радиатор с площадью поверхности 300см², были совершенно холодные.

Для уменьшения нагрева, на VDS1 можно установить алюминиевую пластинку. А для VD3-VD6, как говорилось выше, установить в параллель по 2шт (диода) и отвести их дальше от платы (обеспечить зазор).

Вывод. Представленный в этой статье двухполярный импульсный источник питания вполне может обеспечить питание двух каналов усилителей НЧ таких, как TDA7294, LM3886, STK402-070 или усилителя Дорофеева. Ведь при прослушивании музыки нагрузка совсем иная (не статическая) и нагрев элементов будет меньше, невзирая на КПД усилителей класса AB примерно равный 55%.

Можно ли повысить мощность этого ИИП?

Можно! Скажем для 200-300Вт необходимо развести другую печатную плату, обеспечив более широкими дорожками и местом под более мощные компоненты. Заменить диодный мост VDS1 на более мощный (6-8А), заменить предохранитель F1 и термистор NTC на элементы с большим током. Увеличить сечение обмоточных проводов трансформатора, а также увеличить габаритную мощность его сердечника и заменить диоды Шоттки на ток не менее 10А, с установкой их на теплоотвод.

Печатная плата простого двухполярного ИИП СКАЧАТЬ

Похожие статьи

Двухполярное питание из однополярного источника напряжения

Как сделать двухполярное питание из однополярного источника: трансформатор с одной вторичной обмоткой

Двухполярное питание из однополярного. Хотел бы в этой статье рассказать как я сделал двухполярное питания используя при этом однополярное. Не так давно я для собственных нужд собрал пару усилителей мощности на микросхеме TDA7294, далее для них нужно было подогнать импульсник с двухполярным питанием.

Электронные компоненты для импульсного блока питания у меня были заготовлены не полностью, а собранные усилители протестировать хотелось уже сейчас. Силового транса с двумя вторичками, да еще и с необходимым мне напряжение, в моем загашнике конечно не нашлось.

Но зато у меня хранились на всякий случай пара мощных трансов, каждый только с одной вторичной обмоткой, и причем на разные напряжения. Вообщето у меня была своя задумка как выйти из этого положения исходя из наличия имеющихся деталей. Поэтому поискав в Интернете дополнительную информацию я начал делать схему, с помощью которой можно было бы с одной вторичной обмотки снять напряжение имеющее две разные полярности.

Конечно в устройстве, которое способно обеспечить двухполярное питание из однополярного, ничего сложного нет, но я думаю для начинающих радиолюбителей он будет полезна:

Необходимые электронные компоненты:

ОБОЗНАЧЕНИЕ	ТИП	НОМИНАЛ	КОЛИЧЕСТВО	КОММЕНТАРИЙ
VDS1,VDS2	Выпрямительный диодный мост	Любой на нужное напряжение и ток	2	Распространенные KBU-610, KBU-810
C1,C5	Электролит	4700 мкФ 50В	2
C2,C6	Конденсатор неполярный	100 нФ	2	Пленка или керамика
C3,C4	Электролит	470 мкФ 100В	2

Предложенная в этой публикации схема электронного устройства для конвертирования двухполярного питания из однополярного работает только с переменным входным напряжением, входной постоянный ток для нее не приемлем. Принцип работы этого модуля заключается в том, чтобы получить от одной вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение с двумя полярными значениями.

Диоды для выпрямителя выбирайте такие, чтобы выдерживали ток в 2,5 больше, чем максимальный ток потребления усилителя или любого другого устройства куда вы намерены его ставить. В моем распоряжении оказались плоские мостовые выпрямители KBL рассчитанные на ток 15А и напряжение 400V. Вот как на фото ниже:

Это конечно очень жирно, на этот усилитель ставить такие мощные мосты, но для проверки работоспособности аппарата пришлось ставить их. В дальнейшем я их конечно заменю, например, на 4 амперные RBA401У с напряжением 100v, такие мосты свободно обеспечат корректную работу усилителя. Вообщето сейчас выбор мостов большой, не только по электрическим параметрам, но и по типу корпуса.

В случае применения вами данного модуля на устройствах требующих напряжения питания больше 50v, тогда нужно будет установить электролиты C1 и C5 с напряжением соответствующему рабочему напряжению устройства, ну разумеется с запасом. Если у вас не под рукой емкостей с номиналом, который указан на схеме, то можно поставить четыре кондера по 2200µF, соединив параллельно по два в каждое плечо.

Конденсаторы C2,C6 можно ставить пленочные или керамические, отлично подходят высоковольтные конденсаторы с полипропиленовым диэлектриком, которые можно извлечь из ненужных блоков питания применяющихся в компьютере.

В качестве силового источника питания я использовал тороидальный трансформатор, имеющий только одну выходную обмотку с напряжением 30v и потребляемой мощностью мощностью немного больше 55V·A. В итоге, на концах выходной цепи выпрямителя получилось ±43v постоянного напряжения.

Во время тестирования усилителя я его нагрузил по полной, и мощность в нагрузке составила, где то 38W при падении напряжения 24v на максимальной мощности. Но в таком слишком большом падение, ясное дело, виноват маломощный трансформатор. Электронные компоненты установленные на печатной плате были абсолютно холодными.

Снимаем двухполярное питание с одной вторичной обмотки

В заключение хочу сказать, что такое устройство отлично работает, никаких нареканий к нему нет.

Файл печатной платы в формате .lay: Скачать Dvuhpolyarka

Двухполярный блок питания из готовых китайских модулей dc-dc step down LM2596

Заявлены довольно высокие параметры, а стоимость готового модуля меньше стоимости входящих в него деталей. Прельщают малые размеры платы.
Я решил приобрести несколько штук и испытать их. Надеюсь, мой опыт будет полезен не слишком опытным радиолюбителям.

Содержание / Contents

Я купил на Aliexpress модули LM2596, как на фото выше. Хотя на сайте были показаны твердотельные конденсаторы на напряжение 50 В, конденсаторы обычные, а половина модулей с конденсаторами на напряжение 16 В. Можно подумать, что достаточно взять трансформатор, диодный мост, подключить к ним модуль, и перед нами стабилизатор с выходным напряжением 3…30 В и током до 2 А (кратковременно до 3 А).

Я так и сделал. Без нагрузки всё было хорошо. Трансформатор с двумя обмотками по 18 В и обещанным током до 1,5 А (провод на глаз был явно тонковат, так оно и оказалось).
Мне нужен был стабилизатор +-18 В и я выставил нужное напряжение.

При нагрузке 12 Ом ток 1,5 А, вот осциллограмма, 5 В /клетка по вертикали.

Это трудно назвать стабилизатором.

Причина проста и понятна: конденсатор на плате 200 мкФ, он служит только для нормальной работы DC-DC преобразователя. При подаче на вход напряжения от лабораторного блока питания, всё было нормально. Выход очевиден: надо питать стабилизатор от источника с малыми пульсациями, т. е. добавить после моста ёмкость.

Вот напряжение при нагрузке 1,5 А на входе модуля без дополнительного конденсатора.

С дополнительным конденсатором 4700 мкФ на входе, пульсации на выходе резко уменьшились, но при 1,5 А были ещё заметны. При уменьшении выходного напряжения до 16 В, идеальная прямая линия (2 В /клетка).

Падение напряжения на модуле DC-DC должно быть минимум 2…2,5 В.

Теперь можно смотреть пульсации на выходе импульсного преобразователя.

Видны небольшие пульсации с частотой 100 Гц промодулированные частотой несколько десятков кГц. Datasheet на LM2596 рекомендует дополнительный LC фильтр на выходе. Так мы и сделаем. В качестве сердечника я использовал цилиндрический сердечник от неисправного БП компьютера и намотал обмотку в два слоя проводом 0,8 мм.

На плате красным цветом показано место для установки перемычки – общего провода двух каналов, стрелкой – место для припаивания общего провода, если не использовать клеммы.

Посмотрим, что стало с ВЧ-пульсациями.

Их больше нет. Остались небольшие пульсации с частотой 100 Гц.
Неидеально, но неплохо.

Замечу, что при увеличении выходного напряжения, дроссель в модуле начинает дребезжать и на выходе резко растёт ВЧ-помеха, стоит напряжение чуть уменьшить (всё это при нагрузке 12 Ом), помехи и шум полностью пропадают.

Схема проста и очевидна.

При длительной нагрузке током 1 А детали заметно нагреваются: диодный мост, микросхема, дроссель модуля, больше всего дроссель (дополнительные дроссели холодные). Нагрев на ощупь 50 градусов.

При работе от лабораторного блока питания, нагрев при токах 1,5 и 2 А терпимый в течение нескольких минут. Для длительной работы с большими токами желателен теплоотвод на микросхему и дроссель большего размера.

Для монтажа модуля я применил самодельные «стойки» из луженого провода диаметром 1 мм.

Это обеспечило удобный монтаж и охлаждение модулей. Стойки можно сильно нагревать при пайке, они не сместятся в отличие от простых штырей. Эта же конструкция удобна, если надо припаять к плате внешние провода – хорошая жесткость и контакт.
Плата позволяет легко заменить при необходимости модуль DC-DC.

Общий вид платы с дросселями от половинок какого-то ферритового сердечника (индуктивность не критична).

Несмотря на крошечные размеры модуля DC-DC, общие размеры платы получились соизмеримыми с платой аналогового стабилизатора.

1. Необходим трансформатор с сильноточной вторичной обмоткой или с запасом по напряжению, в этом случае ток нагрузки может превышать ток обмотки трансформатора.

2. При токах порядка 2 А и более желателен небольшой теплоотвод на диодный мост и микросхему 2596.

3. Конденсатор питания желателен большой ёмкости, это благоприятно сказывается на работе стабилизатора. Даже крупная и качественная ёмкость немного нагревается, следовательно желательно малое ESR.

4. Для подавления пульсаций с частотой преобразования, LC фильтр на выходе необходим.

5. Данный стабилизатор имеет явное преимущество перед обычным компенсационным в том, что может работать в широком диапазоне выходных напряжений, при малых напряжениях можно получить на выходе ток больше, чем может обеспечить трансформатор.

6. Модули позволяют сделать блок питания с неплохими параметрами просто и быстро, обойдя подводные камни изготовления плат для импульсных устройств, то есть хороши для начинающих радиолюбителей.

Файл печатной платы в формате lay.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Сергей (Chugunov)

РФ, Москва

О себе автор ничего не сообщил.

 

Двухканальный лабораторный блок питания своими руками

В радиолюбительской практике нельзя обойтись одним стандартным блоком питания с фиксированным напряжением, так как электронные схемы необходимо питать от разного напряжения. Хороший лабораторный источник питания должен также иметь индикацию установленного напряжения и регулируемую защиту по току, чтобы в случае каких-либо проблем не вывести из строя подключенную конструкцию и не перегореть самому.

Такой универсальный блок питания можно приобрести, однако интереснее, а иногда и выгоднее собрать его самостоятельно. Тем более, что сейчас можно серьёзно сэкономить время разработки, взяв за основу универсальный преобразователь напряжения PW841 (см. рис.1.).

 

Это идеальное решение для реализации лабораторного блока питания, PW841 позволяет:

— устанавливать необходимое выходное напряжение в диапазоне 1…30В;

— регулировать максимальный потребляемый ток от 0 до 5А;

— индицировать на двух четырёхразрядных индикаторах одновременно напряжение и потребляемый ток;

— защищать от превышения выходного тока и от короткого замыкания в нагрузке.

Рис.1. Модуль Мастер Кит PW841

 

В качестве источника входного напряжения для PW841 можно применить готовый адаптер питания от бытовой техники. Удобно использовать сетевой адаптер от ноутбука: как правило, они имеют выходное напряжение 19В и ток нагрузки 3А и более. Нельзя получить на выходе готовой конструкции напряжение выше входного значения, но для большинства задач этого напряжения будет вполне достаточно. Чтобы сохранить возможность использовать адаптер ноутбука по прямому назначению, необходимо подобрать подходящее к его разъёму гнездо питания.     

Но можно не искать лёгких путей и собрать силовую часть блока питания самостоятельно. Схема самого простого линейного источника питания приведена на рис.2.

 

Рис.2. Простейший трансформаторный блок питания

 

Схема содержит трансформатор, диодный мост и конденсатор. Трансформатор понижает высокое сетевое напряжение 220В до необходимого безопасного уровня. Трансформатор можно приобрести или найти в старой технике (телевизорах, усилителях и т.п.). Но учтите, что в большинстве современных электронных конструкций применяются импульсные трансформаторы, а для сборки линейного источника питания подойдут именно классические трансформаторы: они обычно большие и тяжёлые.

 

Мне удалось найти трансформатор серии ТТП (трансформатор тороидальный). В этой серии очень много трансформаторов разных типов, отличающихся выходным напряжением, мощностью и количеством выходных обмоток. В моём случае у трансформатора одна первичная обмотка 220В (чёрные провода) и две одинаковые вторичные обмотки (выводы красных и белых проводов). Каждый из независимых выходов выдаёт переменное напряжение 15В с максимальным током нагрузки до 2А.

 

Раз уж мне повезло раздобыть трансформатор с двумя вторичными обмотками, я решил собрать двухканальный лабораторный блок питания на базе двух модулей PW841. В некоторых случаях электронной схеме для работы требуются два разных напряжения: например, 5В и 12В; и для наладки таких схем гораздо удобнее пользоваться двухканальным блоком питания. 

 

Трансформатор выдаёт переменное напряжение, поэтому потребуется дополнить схему диодным выпрямителем. Удобнее использовать сборку из четырёх диодов в одном корпусе, которую можно приобрести или выпаять из неисправного блока питания. Я применил диодные мосты типа RS405, которые рассчитаны на ток до 4А, но больше в моём случае и не нужно. Также в схему необходимо включить конденсаторы фильтра, которые уберут пульсации напряжения после выпрямления переменного тока. Подойдут конденсаторы ёмкостью в несколько тысяч микрофарад. На рис.3. показаны компоненты, которые я использовал для сборки источника питания.

Рис.3. Компоненты для сборки трансформаторного блока питания

 

При выборе трансформатора и расчёте элементов схемы надо понимать, что после выпрямления постоянное напряжение становится выше переменного примерно в 1.4 раза. В моём случае из 15В переменного напряжения на выходе выпрямителя получилось 15х1.4=21В постоянного напряжения. Рабочее напряжение конденсатора необходимо выбирать с некоторым запасом, то есть в данном случае не менее 25В. Я нашёл конденсаторы ёмкостью 6800 мкФ и на рабочее напряжение 50В.    

 

Осталось смонтировать всю конструкцию в корпусе подходящих размеров. Желательно подобрать более свободный корпус, чтобы трансформатор и электронные компоненты лучше охлаждались. Для этой же цели рекомендуется просверлить в корпусе вентиляционные отверстия, если они не были предусмотрены конструкцией изначально.

Рис.4. Монтаж блока питания в корпусе

 

Трансформатор я притянул пластиковыми стяжками ко дну корпуса. Конденсаторы фильтров закрепил термоклеем из клей-пистолета, диодные мосты распаял прямо на выводах конденсаторов навесным монтажом. Параллельно выводам конденсаторов припаяны резисторы сопротивлением 6.8Мом: это необязательные компоненты, они служат для более быстрой разрядки конденсаторов после отключения блока питания от сети.

 

Для монтажа модулей PW841 пришлось их доработать: выпаял неиспользуемые белые разъёмы с лицевой части рядом с дисплеями и подстроечные резисторы регулировки тока и напряжения, их я заменил переменными резисторами соответствующего номинала (50 кОм).

 

Большинство компонентов блока питания я смонтировал на передней пластиковой панели корпуса (см. рис.5.).

Рис.5. Монтаж передней панели

 

В передней панели я просверлил четыре отверстия диаметром 7мм для переменных резисторов, выпилил два прямоугольных отверстия для индикаторов PW841, сами модули приклеил к передней панели клей-пистолетом. В качестве выходных клемм питания применил колодку аудиовыхода, выпаянную из сломанного музыкального центра. Под неё тоже пришлось выпилить окно. На боковой стенке установил сетевой выключатель питания.

 

Новые переменные резисторы и клеммы питания я соединил с соответствующими монтажными точками PW841 проводами. Для минимизации потерь тока желательно использовать гибкие проводники минимальной длины и сечением не менее 1.5 мм2. 

Рис. 6. Резистор, выключатель, разъём питания

 

На рис.7. демонстрируется работа собранного блока питания. На левом канале установлено напряжение 5.03В, потребляемый ток – 90 мА, в качестве нагрузки используется резистор общим сопротивлением 50 Ом. Левый канал в этом примере работает в режиме классического источника питания, если же ток нагрузки превысит установленный порог, блок перейдёт в режим работы с ограничением тока, при этом на плате PW841 загорится соответствующий светодиод. На правом канале установлено напряжение 12В, он не нагружен. При токах нагрузки до 2А нагрев элементов схемы минимальный и дополнительного охлаждения не требуется. Если же Вы будете работать с более высокими токами и заметите перегрев компонентов схемы, обеспечьте активный обдув трансформатора и модуля PW841, установив в корпус блока питания компьютерный кулер.

Рис.7. Блок питания в сборе

 

Как сделать лабораторный источник питания своими руками

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

 

Программируемые и управляемые модули для ЛБП

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

Компактные преобразователи питания

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

Стационарные источники питания все-в-одном

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

Модули сетевого питания для сборки ЛБП

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

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

Регулируемый биполярный блок питания | Модульный синтезатор

Для питания модульной системы необходим биполярный источник питания, обеспечивающий напряжение от ± 9 В до ± 18 В в зависимости от используемой системы. Могут потребоваться дополнительные линии электропередач. Стандарт Eurorack предлагает симметричную линию ± 12 В и дополнительную линию + 5 В, что полезно для микроконтроллеров и некоторых других цифровых ИС. Можно использовать компьютерный блок питания для модульных систем, но блоки питания с ШИМ имеют довольно нестабильное напряжение в изменчивой среде. Из-за этого настройка и громкость синтезатора, питаемого от источника ШИМ, могут иметь нежелательные модуляции.В некоторых случаях его можно использовать в качестве художественного эффекта, но для получения полностью предсказуемого звука вам понадобится традиционный источник питания, в котором используется трансформатор.

Вот один из таких блоков питания — регулируемый биполярный блок питания. Он дает достаточно мощности практически для любой системы.

Напряжение регулируемого источника питания может быть точно установлено для получения идеальной симметрии для генераторов, стабильной настройки и низкого уровня шума. Этот источник питания состоит из мостового выпрямителя, фильтра и трех идентичных частей схемы восстановления напряжения, защиты и индикации.Положительная линия работает следующим образом: мост ( D1 , D3 ) выпрямляет переменный ток, затем он фильтруется двумя конденсаторами по 3300 мкФ ( C1 , C3 ) и керамическим дисковым конденсатором 100n. ( C5 ), которые подключены параллельно. Затем идет регулятор LM317, работающий как регулируемый регулятор. ( IC2 , R2 , R5 , D8 , C8 ) Требуемый резистор нагрузки ( R8 ) и светодиод обеспечивают индикацию минимальной нагрузки для регулировки.Сопротивление резистора должно быть от 2 до 10 кОм, поэтому лучше использовать не очень яркий светодиод.

Отрицательная линия работает так же, как и положительная, за исключением LM337, используемого в качестве регулятора.

Эта схема очень похожа на решение Кена Стоуна. Думаю, он тоже был вдохновлен таблицей данных LM317.

Версия 1.2

Схема
Вид компонентов
Компоновка печатной платы (зеркальное отображение)

BOM

Часть	Кол. Акций	Значение	Упаковка
C1, C2, C3, C4	4	3300u 35v	E7,5-18
C5, C6	2	100n 35v Керамика	C050-024X044
C7, C8, C9	3	10u 16v	Э2,5-5
D1-D13	13	1n4004 / 1n4002	DO41-10
IC1, IC2	2	LM317	317ТС
IC3	1	LM337	337TS
J1, J2, J3, J4	4	Клеммная колодка 2pos 5MM (или 2 шт. 4 позиции)	ТЕРМИНАЛ_БЛОК_2P_5
JP1	1	Заголовок 2 × 8 контактов	2X08
LED1	1	3мм красный светодиод	LED3MM
LED2	1	3мм желтый светодиод	LED3MM
LED3	1	3мм синий светодиод	LED3MM
R1, R2, R3	3	10K Триммер Bourns W3296	S64W
R4, R5, R6	3	1 К 1/4 Вт 1%	0207/10
R7	1	4K7 1/4 Вт 1%	0207/10
R8, R9	2	10K 1/4 Вт 1%	0207/10

Блок в сборе (старая версия) выглядит так:

Эта схема опубликована под лицензией Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» 3.0 лицензия.
Любое использование сверх этой лицензии должно быть согласовано с автором.

.

Схема источника питания макетной платы DIY на печатной плате

Блок питания — очень часто используемый инструмент большинством инженеров на этапе разработки. Лично я часто использую его, когда экспериментирую с моими схемами на макетной плате или для включения простого модуля. Большинство цифровых схем или встроенных схем имеют стандартное рабочее напряжение 5 В или 3,3 В, поэтому я решил создать источник питания , который может подавать 5 В / 3,3 В на шины питания макета и плотно умещается на макетной плате. .

Полный блок питания будет разработан на печатной плате с использованием EasyEDA. В схеме используется 7805 для питания 5 В и LM317 для подачи 3,3 В с максимальным номинальным током 1,5 А, что достаточно для источников питания цифровых ИС и схем микроконтроллера. Итак, приступим …

Необходимые материалы

• LM317 Регулятор переменного напряжения
• 7805
• Домкрат для цилиндров постоянного тока
• Резистор 330 Ом и 560 Ом
• 0.Конденсатор 1 и 1 мкФ
• Светодиодный светильник
• Мужской Bergstik
• Печатная плата (от JLCPCB)

Принципиальная схема

Полная принципиальная схема для этого проекта источника питания макетной платы показана ниже. Схема была создана с использованием Easy EDA.

Для упрощения понимания схема разделена на четыре части. Верхняя левая и нижняя левая часть — это регулятор 5 В и 3.Регулятор 3В соответственно. Верхняя правая и нижняя правая часть — это контакты заголовка , с которых мы можем получить либо 5 В, либо 3,3 В, в зависимости от необходимости, путем изменения положения перемычки .

Для людей, которые плохо знакомы с этикетками, это просто виртуальный провод, который используется в принципиальных схемах для создания более аккуратных и простых для понимания. В приведенной выше схеме названия + 12V, + 5V и + 3.3V являются метками. Любые два места, где написана метка + 12В, фактически соединены проводом, то же самое применимо и для двух других меток + 5В и +3.3В тоже.

+ 5V Цепь регулятора

Мы использовали стабилизатор положительного напряжения 7805 , чтобы получить стабилизированное питание +5 В. Вход микросхемы осуществляется от адаптера 12 В, подключенного к цилиндрическому разъему постоянного тока. Для устранения пульсаций мы использовали конденсатор емкостью 1 мкФ на входе и конденсатор емкостью 0,1 мкФ на выходе. Регулируемое выходное напряжение +5 В можно получить для контакта 3. При правильном радиаторе мы можем получить около 1.5A образуют микросхему 7805 IC.

Цепь регулятора + 3,3 В

Аналогично для получения + 3,3 В мы использовали регулятор напряжения LM317 . LM317 — это регулируемый стабилизатор напряжения, который принимает входное напряжение 12 В и обеспечивает фиксированное выходное напряжение 3,3 В. Выходное напряжение V _out зависит от номиналов внешнего резистора R ₁ и R ₂ в соответствии со следующим уравнением:

Рекомендуемое значение для R1 — 240 Ом, но может быть и другое значение от 100 Ом до 1000 Ом.Мы можем использовать этот онлайн-калькулятор для расчета значений R1 и R2, я установил, что значение R1 равно 330R, а значение выходного напряжения — 3,3 В. После нажатия на кнопку расчета я получил следующий результат.

Поскольку у нас нет резистора на 541,19 Ом, мы использовали ближайшее возможное значение, которое составляет 560 Ом. Мы также добавили светодиод через еще один резистор 560 Ом, который будет работать как индикатор питания.

Размещение штифтов жатки

В двух вышеупомянутых блоках цепей мы отрегулировали + 5В и +3.3 В образуют источник 12 В. Теперь мы должны предоставить пользователю возможность выбирать между напряжением + 5 В или напряжением + 3,3 В в соответствии с требованиями пользователя. Для этого мы использовали штыри с перемычками. Пользователь может переключать перемычку для выбора значений напряжения + 5В и + 3,3В . Мы также разместили еще один штырь заголовка в нижней части печатной платы, чтобы мы могли установить его прямо на макетной плате.

Дизайн печатной платы с использованием EasyEDA

Для разработки этого источника питания Breadboard мы выбрали онлайн-инструмент EDA под названием EasyEDA.Раньше я много раз использовал EasyEDA и нашел его очень удобным в использовании, поскольку он имеет хороший набор следов и имеет открытый исходный код. После проектирования печатной платы мы можем заказать образцы печатной платы в их недорогих услугах по изготовлению печатных плат. Они также предлагают услуги по подбору компонентов, когда у них есть большой запас электронных компонентов, и пользователи могут заказывать необходимые компоненты вместе с заказом печатной платы.

При разработке схем и печатных плат вы также можете сделать общедоступными свои схемы и конструкции печатных плат, чтобы другие пользователи могли их копировать или редактировать и извлекать выгоду из вашей работы. Мы также сделали общедоступными макеты всех схем и печатных плат для этой схемы, проверьте ссылку ниже:

https: // easyeda.com / circuitdigest / макетная-схема-источника питания

Вы можете просмотреть любой слой (верхний, нижний, верхний, нижний, шелковый и т. Д.) Печатной платы, выбрав слой в окне «Слои».

Вы также можете просмотреть печатную плату, как она будет выглядеть после изготовления, используя кнопку Photo View в EasyEDA:

Расчет и заказ образцов онлайн

После завершения проектирования этого блока питания Bread Board PCB, вы можете заказать печатную плату через JLCPCB.com. Чтобы заказать печатную плату в JLCPCB, вам потребуется файл Gerber. Чтобы загрузить файлы Gerber вашей печатной платы, просто нажмите кнопку Generate Fabrication File на странице редактора EasyEDA, затем загрузите файл Gerber оттуда или вы можете щелкнуть Order в JLCPCB , как показано на изображении ниже. Это перенаправит вас на JLCPCB.com, где вы можете выбрать количество плат, которые вы хотите заказать, сколько слоев меди вам нужно, толщину печатной платы, вес меди и даже цвет печатной платы, как показано на снимке ниже:

После того, как вы выбрали все параметры, нажмите «Сохранить в корзину», после чего вы попадете на страницу, где вы можете загрузить свой файл Gerber, который мы загрузили с EasyEDA.Загрузите свой файл Gerber и нажмите «Сохранить в корзину». И, наконец, нажмите «Оформить заказ», чтобы завершить заказ, и через несколько дней вы получите свои печатные платы. Они производят печатную плату по очень низкой цене — 2 доллара. Их время сборки также очень мало, что составляет 48 часов с доставкой DHL 3-5 дней, в основном вы получите свои печатные платы в течение недели с момента заказа.

После заказа печатной платы вы можете проверить Production Progress вашей печатной платы с указанием даты и времени.Вы можете проверить это, перейдя на страницу учетной записи и щелкнув ссылку «Production Progress» под печатной платой, как показано на изображении ниже.

После нескольких дней заказа печатных плат я получил образцы печатных плат в красивой упаковке, как показано на рисунках ниже.

И после того, как достал эти детали, я припаял все необходимые компоненты поверх печатной платы.

Работа цепи питания макета

После сборки вашей печатной платы убедитесь, что нет холодной пайки, и удалите весь лишний флюс с вашей платы.Закрепите плату поверх макета, и она должна плотно прилегать между обеими шинами питания макета, теперь используйте адаптер 12 В для питания вашей платы через разъем постоянного тока, и вы должны увидеть, как загорится светодиод питания (здесь белый цвет). Затем вы можете установить перемычку на сторону 5 В или 3,3 В, используя информацию шелкографии. Убедитесь, что вы используете перемычки, иначе на выходной стороне не будет напряжения.

На изображении выше я установил перемычку для обеспечения + 5В и измерил то же самое с помощью мультиметра, который также показывает 4.97V, что достаточно близко. Аналогичным образом можно проверить и 3,3 В. Полная работа и тестирование проекта также показаны на видео ниже .

Теперь вы можете использовать эту плату для питания всей вашей будущей электроники на макетной плате с напряжением 5 В или 3,3 В. Надеюсь, вы поняли проект и получили удовольствие от его создания. Если у вас возникли проблемы с его запуском, вы можете опубликовать его в разделе комментариев или использовать наши форумы для получения дополнительных технических вопросов.

.

Настольный программируемый источник питания DIY (SCPI)

Программная часть прошивка, написанная с использованием Arduino IDE и поддерживающая как AVR (Mega2560) и платформа ARM (Due). Модифицированный, он также может использоваться в другие проекты. Поставляется с обязательным набором команд SCPI. особенность серьезного торгового оборудования и обычно за маркетинговое слово «программируемый». Благодаря SCPI можно дистанционно программировать и контролировать электропитание. Есть много коммерческих программные комплексы, позволяющие общаться с различными лабораториями оборудования, а некоторые производители, такие как Keysight, предлагают начальный уровень решение бесплатно (например,грамм. Command Expert ).

Этот проект находится в стадии зрелости оставив после себя множество ошибок, заблуждений и тупиков. Мне бы хотели бы представить здесь текущее состояние и с этого момента новые идеи и прогресс будет представлен, конечно, спрашивая ваше мнение и Комментарии.

Короче говоря, этот проект должен соединить огромный разрыв, который существует между коммерческими и простыми программируемыми DIY источники питания (если бы мы могли принять вышеупомянутое уведомление о программируемость вряд ли заслуживает такого названия) — первый предлагает много функции и остается безнадежно закрытым, а позже предлагает ОТКРЫТОСТЬ в публикация и обсуждение всех проблем и в целом много проще в строительстве (это не обязательно означает, что такая конструкция по умолчанию сомнительный, плохой исполнитель, небезопасный или даже опасный для любого вовлеченная сторона).

Продолжим список основных особенности:

• «Сделай сам дружелюбный »в начале предполагает использование большого количества« мармеладов »THT компоненты, но после нескольких доработок преимущество SMD становится ясно: вы можете упаковать больше компонентов, и это будет проще демонтаж / перепайка во время экспериментов. Вся сборка пока есть сделано с помощью паяльника и благодаря этой «безводной» упаковке таких как QFN или BGA, избегали. «Сделай сам» также означает что не используются экзотические, нестандартные или труднодоступные компоненты.Фактически все детали поставляются только двумя дистрибьюторами (+ корпус третий).
• «Полный подход »- проект начинается с учета электричества, механические и программные аспекты одновременно и постоянно (почти ;). Например, размеры печатных плат подбираются таким образом, чтобы радиатора, корпус выбран для установки двух каналов и основного трансформатор, лицевая панель спроектирована с учетом юзабилити и т. д. Такой подход может упростить окончательную подготовку для групповой покупки, инициированной «закрытой» группой участников форума или даже кампанию краудфандинга.Кто будет делать это не так важно — весь проект открыт и останется открытым. Если выбранный TAPR 1.0 (аппаратный) и GPLv3 (прошивка) кажется слишком ограничительным с любым потенциальным производителем мы открыты для обсуждения.
• Безопасность во время фаза тестирования / сборки и в повседневной эксплуатации. Блок питания должен быть безопасным для человека-оператора, подключенной нагрузки и самого себя. В связи с этим не используются цепи высокого напряжения (что, конечно, сделать полный дизайн более эффективным), что могло бы быть менее опытным строитель (как и я) может стоить жизни.Напряжение сети составляет присутствует только во входной части модуля вспомогательного источника питания но даже это можно будет пропустить в будущем, если изолировать внешние Адаптеры переменного / постоянного тока, аналогичные адаптерам для ноутбуков, но с более высокой напряжение (например, 36 или 48 В). Защита нагрузки достигается с предложением постоянного напряжения и постоянного тока в режиме работа с программной защитой от перенапряжения и сверхтоковые ситуации. Защита по питанию достигается с добавлением компонентов защиты входа переменного тока и выхода постоянного тока и перегрев программного обеспечения и…

Читать далее » .