Какой бп взять для самодельного усилителя. Усилитель своими руками

Импульсный блок питания, обеспечивающий двухполярное напряжение +/-50В мощностью до 300 Вт, предназначен для применения , либо лабораторных БП повышенной мощности (). Эта относительно простая схема импульсного БП собрана в основном из радиоэлементов взятых из старых блоков питания AT/ATX.

Принципиальная схема преобразователя 220/2х50В

Схема самодельного импульсного БП для УМЗЧ

Трансформатор инвертора был намотан на ферритовом сердечнике ETD39. Моточные данные практически не отличаются, только выходные обмотки немного домотаны под увеличение вольтажа. Транзисторы ключевые — мощные IRFP450. Драйвер — популярная микросхема TL494. Питание осуществляется через специальный стабилизатор. В нём резистор пусковой с выпрямленным напряжением сети заряжает конденсатор питания, на котором, когда напряжение достигнет порога, включится стабилизатор, запустив драйвер. Он будет питаться только в моменты накопления энергии на конденсаторе, а после запуска преобразователя, питание драйвера возьмет на себя дополнительная обмотка трансформатора. Принцип работы такого варианта запуска известен давно и используется в популярной м/с UC384x.

Печатная плата

Силовой каскад

Еще одна особенность схемопостроения БП — управление полевыми транзисторами. Тут нижний по схеме IRFP450 управляется прямо с выхода драйвера, а верхний с помощью небольшого трансформатора.

Кроме того, система была оснащена защитой по току, отслеживая ток нижнего полевика, используя его сопротивление Rdson .

Результаты испытания БП

Готовый блок питания — плата с деталями

На практике, удалось получить около 100-150 выходной мощности на 4 омных АС. Напряжение +/-50В выставляется резистором P1 10к. Конечно оно может принимать любые значения, в зависимости от применяемой схемы УНЧ. В настоящее время система работает в составе .

Изготовление хорошего источника питания для усилителя мощности (УНЧ) или другого электронного устройства — это очень ответственная задача. От того, каким будет источник питания зависит качество и стабильность работы всего устройства.

В этой публикации расскажу о изготовлении не сложного трансформаторного блока питания для моего самодельного усилителя мощности низкой частоты «Phoenix P-400».

Такой, не сложный блок питания можно использовать для питания различных схем усилителей мощности низкой частоты.

Предисловие

Для будущего блока питания (БП) к усилителю у меня уже был в наличии тороидальный сердечник с намотанной первичной обмоткой на ~220В, поэтому задача выбора «импульсный БП или на основе сетевого трансформатора» не стояла.

У импульсных источников питания небольшие габариты и вес, большая мощность на выходе и высокий КПД. Источник питания на основе сетевого трансформатора — имеет большой вес, прост в изготовлении и наладке, а также не приходится иметь дело с опасными напряжениями при наладке схемы, что особенно важно для таких начинающих как я.

Тороидальный трансформатор

Тороидальные трансформаторы, в сравнении с трансформаторами на броневых сердечниках из Ш-образных пластин, имеют несколько преимуществ:

• меньший объем и вес;
• более высокий КПД;
• лучшее охлаждение для обмоток.

Первичная обмотка уже содержала примерно 800 витков проводом ПЭЛШО 0,8мм, она была залита парафином и заизолирована слоем тонкой ленты из фторопласта.

Измерив приблизительные размеры железа трансформатора можно выполнить расчет его габаритной мощности, таким образом можно прикинуть подходит ли сердечник для получения нужной мощности или нет.

Рис. 1. Размеры железного сердечника для тороидального трансформатора.

• Габаритная мощность (Вт) = Площадь окна (см 2) * Площадь сечения (см 2)
• Площадь окна = 3,14 * (d/2) 2
• Площадь сечения = h * ((D-d)/2)

Для примера, выполним расчет трансформатора с размерами железа: D=14см, d=5см, h=5см.

• Площадь окна = 3,14 * (5см/2) * (5см/2) = 19,625 см 2
• Площадь сечения = 5см * ((14см-5см)/2) = 22,5 см 2
• Габаритная мощность = 19,625 * 22,5 = 441 Вт.

Габаритная мощность используемого мною трансформатора оказалась явно меньшей чем я ожидал — где-то 250 Ватт.

Подбор напряжений для вторичных обмоток

Зная необходимое напряжение на выходе выпрямителя после электролитических конденсаторов, можно приблизительно рассчитать необходимое напряжение на выходе вторичной обмотки трансформатора.

Числовое значение постоянного напряжения после диодного моста и сглаживающих конденсаторов возрастет примерно в 1,3..1,4 раза, по сравнению с переменным напряжением, подаваемым на вход такого выпрямителя.

В моем случае, для питания УМЗЧ нужно двуполярное постоянное напряжение — по 35 Вольт на каждом плече. Соответственно, на каждой вторичной обмотке должно присутствовать переменное напряжение: 35 Вольт / 1,4 = ~25 Вольт.

По такому же принципу я выполнил приблизительный расчет значений напряжения для других вторичных обмоток трансформатора.

Расчет количества витков и намотка

Для питания остальных электронных блоков усилителя было решено намотать несколько отдельных вторичных обмоток. Для намотки катушек медным эмалированным проводом был изготовлен деревянный челнок. Также его можно изготовить из стеклотекстолита или пластмассы.

Рис. 2. Челнок для намотки тороидального трансформатора.

Намотка выполнялась медным эмалированным проводом, который был в наличии:

• для 4х обмоток питания УМЗЧ — провод диаметром 1,5 мм;
• для остальных обмоток — 0,6 мм.

Число витков для вторичных обмоток я подбирал экспериментальным способом, поскольку мне не было известно точное количество витков первичной обмотки.

Суть метода:

1. Выполняем намотку 20 витков любого провода;
2. Подключаем к сети ~220В первичную обмотку трансформатора и измеряем напряжение на намотанных 20-ти витках;
3. Делим нужное напряжение на полученное из 20-ти витков — узнаем сколько раз по 20 витков нужно для намотки.

Например: нам нужно 25В, а из 20-ти витков получилось 5В, 25В/5В=5 — нужно 5 раз намотать по 20 витков, то есть 100 витков.

Расчет длины необходимого провода был выполнен так: намотал 20 витков провода, сделал на нем метку маркером, отмотал и измерил его длину. Разделил нужное количество витков на 20, полученное значение умножил на длину 20-ти витков провода — получил приблизительно необходимую длину провода для намотки. Добавив 1-2 метра запаса к общей длине можно наматывать провод на челнок и смело отрезать.

Например: нужно 100 витков провода, длина 20-ти намотанных витков получилась 1,3 метра, узнаем сколько раз по 1,3 метра нужно намотать для получения 100 витков — 100/20=5, узнаем общую длину провода (5 кусков по 1,3м) — 1,3*5=6,5м. Добавляем для запаса 1,5м и получаем длину — 8м.

Для каждой последующей обмотки измерение стоит повторить, поскольку с каждой новой обмоткой необходимая на один виток длина провода будет увеличиваться.

Для намотки каждой пары обмоток по 25 Вольт на челнок были параллельно уложены сразу два провода (для 2х обмоток). После намотки, конец первой обмотки соединен с началом второй — получились две вторичные обмотки для двуполярного выпрямителя с соединением посередине.

После намотки каждой из пар вторичных обмоток для питания схем УМЗЧ, они были заизолированы тонкой фторопластовой лентой.

Таким образом были намотаны 6 вторичных обмоток: четыре для питания УМЗЧ и еще две для блоков питания остальной электроники.

Схема выпрямителей и стабилизаторов напряжения

Ниже приведена принципиальная схема блока питания для моего самодельного усилителя мощности.

Рис. 2. Принципиальная схема источника питания для самодельного усилителя мощности НЧ.

Для питания схем усилителей мощности НЧ используются два двуполярных выпрямителя — А1.1и А1.2. Остальные электронные блоки усилителя будут питаться от стабилизаторов напряжения А2.1 и А2.2.

Резисторы R1 и R2 нужны для разрядки электролитических конденсаторов, в момент когда линии питания отключены от схем усилителей мощности.

В моем УМЗЧ 4 канала усиления, их можно включать и выключать попарно с помощью выключателей, которые коммутируют линии питания платок УМЗЧ с помощью электромагнитных реле.

Резисторы R1 и R2 можно исключить из схемы если блок питания будет постоянно подключен к платам УМЗЧ, в таком случае электролитические емкости будут разряжаться через схему УМЗЧ.

Диоды КД213 рассчитаны на максимальный прямой ток 10А, в моем случае этого достаточно. Диодный мост D5 рассчитан на ток не менее 2-3А,собрал его из 4х диодов. С5 и С6 — емкости, каждая из которых состоит из двух конденсаторов по 10 000 мкФ на 63В.

Рис. 3. Принципиальные схемы стабилизаторов постоянного напряжения на микросхемах L7805, L7812, LM317.

Расшифровка названий на схеме:

• STAB — стабилизатор напряжения без регулировки, ток не более 1А;
• STAB+REG — стабилизатор напряжения с регулировкой, ток не более 1А;
• STAB+POW — регулируемый стабилизатор напряжения, ток примерно 2-3А.

При использовании микросхем LM317, 7805 и 7812 выходное напряжение стабилизатора можно рассчитать по упрощенной формуле:

Uвых = Vxx * (1 + R2/R1)

Vxx для микросхем имеет следующие значения:

• LM317 — 1,25;
• 7805 — 5;
• 7812 — 12.

Пример расчета для LM317: R1=240R, R2=1200R, Uвых = 1,25*(1+1200/240) = 7,5V.

Конструкция

Вот как планировалось использовать напряжения от блока питания:

• +36В, -36В — усилители мощности на TDA7250
• 12В — электронные регуляторы громкости, стерео-процессоры, индикаторы выходной мощности , схемы термоконтроля, вентиляторы, подсветка;
• 5В — индикаторы температуры, микроконтроллер, панель цифрового управления.

Микросхемы и транзисторы стабилизаторов напряжения были закреплены на небольших радиаторах, которые я извлек из нерабочих компьютерных блоков питания. Корпуса крепились к радиаторам через изолирующие прокладки.

Печатная плата была изготовлена из двух частей, каждая из которых содержит двуполярный выпрямитель для схемы УМЗЧ и нужный набор стабилизаторов напряжения.

Рис. 4. Одна половинка платы источника питания.

Рис. 5. Другая половинка платы источника питания.

Рис. 6. Готовые компоненты блока питания для самодельного усилителя мощности.

Позже, при отладке я пришел к выводу что гораздо удобнее было бы изготовить стабилизаторы напряжений на отдельных платах. Тем не менее, вариант «все на одной плате» тоже не плох и по своему удобен.

Также выпрямитель для УМЗЧ (схема на рисунке 2) можно собрать навесным монтажом, а схемы стабилизаторов (рисунок 3) в нужном количестве — на отдельных печатных платах.

Соединение электронных компонентов выпрямителя показано на рисунке 7.

Рис. 7. Схема соединений для сборки двуполярного выпрямителя -36В+36В с использованием навесного монтажа.

Соединения нужно выполнять используя толстые изолированные медные проводники.

Диодный мост с конденсаторами на 1000pF можно разместить на радиаторе отдельно. Монтаж мощных диодов КД213 (таблетки) на один общий радиатор нужно выполнять через изоляционные термо-прокладки (терморезина или слюда), поскольку один из выводов диода имеет контакт с его металлической подкладкой!

Для схемы фильтрации (электролитические конденсаторы по 10000мкФ, резисторы и керамические конденсаторы 0,1-0,33мкФ) можно на скорую руку собрать небольшую панель — печатную плату (рисунок 8).

Рис. 8. Пример панели с прорезями из стеклотекстолита для монтажа сглаживающих фильтров выпрямителя.

Для изготовления такой панели понадобится прямоугольный кусочек стеклотекстолита. С помощью самодельного резака (рисунок 9), изготовленного из ножовочного полотна по металлу, прорезаем медную фольгу вдоль по всей длине, потом одну из получившихся частей разрезаем перпендикулярно пополам.

Рис. 9. Самодельный резак из ножовочного полотна, изготовленный на точильном станке.

После этого намечаем и сверлим отверстия для деталей и крепления, зачищаем тоненькой наждачной бумагой медную поверхность и лудим ее с помощью флюса и припоя. Впаиваем детали и подключаем к схеме.

Заключение

Вот такой, не сложный блок питания был изготовлен для будущего самодельного усилителя мощности звуковой частоты. Останется дополнить его схемой плавного включения (Soft start) и ждущего режима.

UPD : Юрий Глушнев прислал печатную плату для сборки двух стабилизаторов с напряжениями +22В и +12В. На ней собраны две схемы STAB+POW (рис. 3) на микросхемах LM317, 7812 и транзисторах TIP42.

Рис. 10. Печатная плата стабилизаторов напряжения на +22В и +12В.

Скачать — (63 КБ).

Еще одна печатная плата, разработанная под схему регулируемого стабилизатора напряжения STAB+REG на основе LM317:

Рис. 11. Печатная плата для регулируемого стабилизатора напряжения на основе микросхемы LM317.

Представляю вашему вниманию импульсный источник питания для УМЗЧ на популярной микросхеме IR2153.

Данный блок питания обладает следующими достоинствами:

• Защита от перегрузок и короткого замыкания как в первичной обмотке импульсного трансформатора, так и во вторичных цепях питания.
• Схема плавного пуска ИБП.
• Варистор на входе ИБП защищает от повышение сетевого напряжения выше опасного значения и от подачи на вход 380В.
• Простая и дешевая схема.

Основные технические характеристики ИБП (характеристики приведены для моего конкретного экземпляра):
Долговременная выходная мощность — 300Вт
Кратковременная выходная мощность — 500Вт
Рабочая частота — 50кГц
Выходное напряжение — 2х35В (можно получить любое необходимое выходное напряжение в зависимости от намотки трансформатора).
КПД — не менее 85% (зависит от трансформатора)

Управляющая часть ИБП является стандартной и взята прямиком из даташита на IR2153.
Схема ИБП включает в себя так же: защиту от перегрузок и КЗ. Защита может быть настроена на любой необходимый ток срабатывания с помощью подстроечного резистора — R10. О срабатывании защиты свидетельствует свечение светодиода HL1. При активной защите, в аварийном состоянии ИБП может находится сколько угодно долго, при этом он потребляет ток такой же как и на холостом ходу без нагрузки. В моей версии защита настроена на срабатывание при потреблении от ИБП мощности 300Вт и более. Это гарантирует то, что ИБП не будет перегружен и не выйдет из строя в результате перегрева.В качестве датчика тока в данной схеме используются резисторы включенные последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора. Это позволяет отказаться от трудоемкого процесса намотки токового трансформатора. При КЗ или перегрузке, когда падение напряжения на R11 достигает заданной величины, такой величины при котором на базе VT1 напряжение станет больше 0,6 — 0,7В, сработает защита и питание микросхемы будет шунтировано на землю. Что в свою очередь отключает драйвер и весь БП в целом. Как только перегрузка или КЗ устранено, питание драйвера возобновляется и блок питания продолжает работу в штатном режиме.

Схема ИБП предусматривает плавный пуск, для этого в ИБП присутствует специальный узел, который ограничивает пусковой ток. Это необходимо для того, чтобы облегчить работу ключам при запуске ИБП. При подключении ИБП в сеть, пусковой ток ограничивается резистором R6. Через данный резистор течет ВЕСЬ ток. Этим током заряжается основная первичная емкость С10 и вторичные емкости. Все это происходит в считанные доли секунд, и когда зарядка завершена и ток потребления снизился до номинального значения, происходит замыкание контактов реле К1 и контакты реле шунтируют R6, тем самым запуская ИБП на полную мощность. Весь процесс занимает не более 1 секунды. Этого времени достаточно чтобы завершились все переходные процессы.

Драйвер запитывается непосредственно от сети, через диод и гасящий резистор, а не после основного выпрямителя от шины +310В как это делают обычно. Такой способ запитки дает нам сразу несколько преимуществ:

1. Снижает мощность рассеиваемую на гасящем резисторе. Что снижает выделение тепла на плате и повышает общий КПД схемы.
2. В отличает от запитки по шине +310В обеспечивает более низкий уровень пульсаций напряжения питания драйвера.

На входе блока питания, сразу после предохранителя установлен варистор. Он служит для защиты от повышения напряжение в сети выше опасного предела. При аварии сопротивление варистора резко падает и происходит короткое замыкание, в следствии которого перегорает предохранитель F1, тем самым размыкая цепь.

Таким вот образом я тестировал ИБП на полной мощности.

В качестве нагрузки у меня выступают 4 керамических, проволочных резистора мощностью 25Вт, погруженные в емкость с «кристально чистой» водой. После часа прохождения тока через такую воду все примеси всплывают наверх и чистая вода превращается в бурую, ржавую жижу. Вода усиленно испарялась и за час испытаний нагрелась практически до кипения. Вода необходима для отвода тепла от мощных резисторов, если кто не понял.

Трансформатор в моем варианте ИБП, намотан на сердечнике EPCOS ETD29. Первичная обмотка проводом 0,8мм2, 46 витков в два слоя. Все четыре вторичные обмотки намотаны тем же проводом в один слой по 12 витков. Может показаться, что сечение провода не достаточно, но это не так. Для работы этого ИБП на питание УМЗЧ этого достаточно, так как средняя потребляемая мощность значительно ниже максимальной, а кратковременные пики тока ИБП без труда отрабатывает за счет емкостей питания. При долговременной работе на резистор, при выходной мощности 200Вт, температура трансформатора не превысила 45 градусов.

Для увеличения выходного напряжение более 45В необходимо заменить выходные диоды VD5 VD6 на более высоковольтные.

Для увеличение выходной мощности необходимо использовать сердечник с большей габаритной мощностью и обмотками, намотанными проводом большего сечения. Для установки другого трансформатора придется изменить рисунок печатной платы.

Печатная плата в готовом виде выглядит так (выполнено ):

Размеры платы 188х88мм. Текстолит я использовал с толстой медью — 50мкм, вместо стандартных 35мкм. Можно использовать медь стандартной толщины. В любом случае не забывайте хорошенько пролудить дорожки.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Драйвер питания и MOSFET	IR2153D	1			В блокнот
VT1	Биполярный транзистор	2N5551	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	2N5401	1			В блокнот
VT3	Биполярный транзистор	KSP13	1	Или MPSA13		В блокнот
VT4, VT5	MOSFET-транзистор	IRF740	2			В блокнот
VD1	Стабилитрон	1N4743A	1	13В 1.3Вт		В блокнот
VD2, VD4	Выпрямительный диод	HER108	2	Или другой быстрый диод		В блокнот
VD3	Выпрямительный диод	1N4148	1			В блокнот
VD5, VD6	Диод Шоттки	MBR20100CT	2	Или другой на соответствующее напряжение и ток		В блокнот
VDS1	Выпрямительный диод	1N4007	4			В блокнот
VDS2	Диодный мост	RS607	1			В блокнот
VDR1	Варистор	MYG14-431	1			В блокнот
HL1	Светодиод	Красный 5мм	1	Только красный! Другие цвета не допустимы!		В блокнот
K1	Реле	TIANBO HJR-3FF-S-Z	1	Катушка 12В 400Ом		В блокнот
R1	Резистор 0,25Вт	8.2 кОм	1			В блокнот
R2	Резистор 2Вт	18 кОм	1			В блокнот
R3	Резистор 0,25Вт	100 Ом	1			В блокнот
R5	Резистор 0,25Вт	47 кОм	1			В блокнот
R6	Резистор 2Вт	22 Ом	1			В блокнот
R4, R7	Резистор 0,25Вт	15 кОм	2			В блокнот
R8, R9	Резистор 0,25Вт	33 Ом	2			В блокнот
R10	Резистор подстроечный	3.3 кОм	1	Многооборотный

Доброе время суток, уважаемые радиолюбители! Все когда-то начинают собирать усилители НЧ — сначала это простые схемы на микросхемах c однополярным питанием, затем это микросхемы с двухполярным питанием (TDA 7294, LM3886 и прочие) — бывает приходит время УНЧ на транзисторах, по крайней мере у меня происходит именно так! Так вот, какие бы не были схемы усилителей, объединяет их одно — это питание. При первых запусках нужно, как все знают, подключать источник питания через лампочку и, при возможности, меньшим питанием по вольтажу, чтобы предостеречь от сгорания дорогостоящих деталей при ошибке в монтаже. А почему бы не сделать универсальный блок питания для пробных запусков или ремонта усилителей? Я это всё к тому что у меня это был трансформатор подключенный через лампу, диодный мост с конденсаторами и целая куча проводов, занимающая весь стол. В общем в один прекрасный момент мне это всё надоело и решил БП облагородить — сделать компактным и мобильным! Также решил добавить в него простую схемку для подбора или проверки стабилитронов. И вот что у нас получается:

Схемотехника

Корпус использовал от нерабочего блока питания компьютера. На штатном месте остался выключатель и разъём для сетевого шнура. Трансформатор у меня такой. Информацию про него в интернете не нашёл, и поэтому сам искал первичную, вторичную обмотку.

Напомню: при прозвонке неизвестного трансформатора нужно подключать его к сети через лампочку!

В моём случае выяснилось что он имеет 4 обмотки по 10 вольт. Соединил обмотки последовательно — получилось 2 по 20 вольт или 1 на 40 вольт. Диодных мостов у меня два: один на +/-28 вольт и второй +/-14, сделал для проверки схем на операцинниках (фнч, темброблоки и прочие).

Для проверки стабилитронов была выбрана самая простая хорошо рабочая схемка, которая есть на другом сайте . Изменил только номиналы резисторов R1 и R2: R1 — 15k, R2 — 10k. И соответственно питается она у меня от 56 вольт. Разместил на небольшой кусочек текстолита. Платку изготовил путем прорезания дорожек. Кнопку взял советскую, так как её проще прикрепить к передней панели. Контакты для подсоединения стабилитронов вывел на переднюю панель. Вольтметр не стал размещать на панели, вывел 2 клеммы для подсоединения мультиметра. Диодные мосты с конденсаторами разместил также на кусочках текстолита: можно было конечно разместить на одну плату, просто было несколько «обрезков», вот на них и разместил. Выходы питания, для подсоединения тестируемых устройств, реализовал на зажимах для проводки. В общем получилась такая схематика.

Фото сборки блока питания

Видео

Напряжение 220 вольт идет через лампу на выключатель, с выключателя на трансформатор. Далее на диодные мостики и конденсаторы. Также в корпусе было место, и я прикрутил розетку — для проверки тех же неизвестных трансформаторов или при наладке импульсных блоков питания. Патрон для лампочки прикрепил на верхнюю крышку корпуса, с помощью трубки с резьбой от люстры. Внутри блока питания просто ни как её не разместишь, поэтому пришлось сделать именно так. Итого получилась такая схема, подробнее можно рассмотреть на картинках. Простой блок питания с несколькими функциями, а самое главное занимает немного места на столе. Казалось бы — простая примитивная конструкция, но очень полезная тем, кто занимается изготовлением или , а главное, экономит время и нервы.

реклама

Если нужен блок питания для нестандартных условий, можно воспользоваться построением с низкочастотным трансформатором. Такое решение просто в реализации и не требует особо глубоких специальных знаний, но есть у него и ряд недостатков – большие габариты, низкий КПД и качество стабилизации выходных напряжений. Можно изготовить импульсный БП, но это довольно сложная процедура с массой подводных камней – при малейшей ошибке будет «хлопок» и куча ненужных деталей.

Попробуем снизить планку и ограничимся модернизацией обычного компьютерного блока питания ATX под необходимые требования. Гм, а что именно станет предметом рассмотрения? Вообще-то, 300-400 ваттный БП может обеспечить довольно значительную мощность, область применения у него большая. В одной статье трудно объять необъятное, поэтому ограничимся самым распространенным – усилителем низкой частоты, под него и попробуем осуществить переделку.

Блок питания довольно большой мощности, хотелось бы его использовать по максимуму. Из 12 вольт мощный усилитель не сделать, здесь требуется совсем другой подход – двуполярное питание с выходным напряжением явно побольше 12 В. Если БП будет запитывать самодельный усилитель, собранный из дискретных элементов, то его напряжение питания может быть любым (в разумных пределах), а вот интегральные микросхемы довольно придирчивы. Для определенности возьмем усилитель на – напряжение питания до 100 В (+/-50 В) с выходной мощностью 100 Вт. Микросхема обеспечивает ток в динамике до 10 ампер, что определяет максимальный ток нагрузки блока питания.

Вроде всё ясно, остается уточнить уровень выходного напряжения. Допускается работа от источника питания 100 вольт (+/-50 В), но попытка выбора такого значения выходного напряжения оказалась бы большой ошибкой. Микросхемы крайне отрицательно относятся к предельным режимам работы, особенно при одновременном максимальном значении нескольких параметров — напряжения питания и мощности. К тому же, вряд ли в обычной квартире есть смысл обеспечивать столь высокий уровень мощности, даже для низкочастотных динамиков с их низкой эффективностью.

С.Б.Шмаков Как создать источники питания своими руками 2013 год. :: Библиотека технической литературы

Описание:

Создание своими руками различных источников питания — большая и практически значимая область технического творчества многих радиолюбителей. Книга призвана оказать им практическую помощь в этом интересном деле.

Собраны воедино и систематизированы наиболее интересные и оригинальные схемы основных групп источников питания: линейных, импульсных, сварочных, а также преобразователей, стабилизаторов, зарядных устройств. Представленные схемные решения не повторяют друг друга, интересны, содержат определенные элементы оригинальности.

Рассмотренные источники питания построены на недорогих компонентах, ко многим из них указаны доступные аналоги. Для удобства восприятия информации описание источников питания идет по единой схеме. Все источники питания, рассмотренные в книге, были проверены их авторами на практике, демонстрировались на выставках, были отмечены призами и дипломами.

Предлагаемая книга рассчитана, в первую очередь, на радиолюбителей средней квалификации. Для самостоятельного изготовления понравившейся конструкции вполне достаточно приводимого описания и представленного схемного материала. Приводятся рисунки монтажа и печатных плат многих описываемых схем.

 

Содержание:

Глава 1. Создаем стабилизированные источники питания с током нагрузки от 30 мА до 200 А

Принцип действия линейных источников питания

Микромощный источник питания с током нагрузки до 30 мА и выходным напряжением 9 В

Стабилизированный источник питания с током нагрузки до 50 мА

Стабилизированный источник питания 60 В 100 мА

Стабилизированный источник питания с током нагрузки до 100 мА

Стабилизированный источник питания на полевом транзисторе с током нагрузки до 100 мА

Низковольтный регулируемый стабилизатор напряжения на 3—5 В и с током нагрузки до 100 мА

Низковольтный стабилизатор напряжения с регулирующим транзистором в минусовом проводнике на 3—5 Вис током нагрузки до 100 мА

Стабилизированный источник питания на полевом транзисторе с током нагрузки до 150 мА

Стабилизатор напряжения на операционных усилителях серии К140 и с током нагрузки до 200 мА

Стабилизированный источник питания на шесть значений выходного напряжения и с током нагрузки до 250 мА

Стабилизатор напряжения, защищенный от коротких замыканий выхода, с током нагрузки до 300 мА и диапазоном выходных напряжений 2—12 В

Стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания для питания маломощных устройств

Стабилизированный источник питания с регулируемым напряжением на выходе 0—12 В и током нагрузки до 300 мА

Источник питания для детских электрифицированных игрушек током до 350 мА

Простой стабилизатор напряжения на ИМС 142ЕН1Г с выходным напряжением 5 В и током нагрузки 500 мА

Стабилизатор напряжения с защитой и током нагрузки до 500 мА

Комбинированный источник питания с максимальным током нагрузки каждого из источников 500 мА

Простой источник питания для питания стабилизированным напряжением +5 В различных цифровых устройств с током потребления до 500 мА

Простой стабилизатор напряжения с высоким коэффициентом стабилизации и с током нагрузки до 500 мА

Простой источник питания с плавной инверсией выходного напряжения и током нагрузки до 500 мА.

Простой стабилизатор напряжения с током нагрузки до 500 мА

Двуполярный источник питания с выходным стабилизированным

напряжением ±12,6 В и током нагрузки до 500 мА

Стабилизированный источник питания для любительского УНЧ

с током нагрузки до 700 мА

Простой импульсный стабилизатор напряжения с выходным напряжением 5 В

и током нагрузки до 700 мА

Линейный стабилизатор напряжения с высоким КПД, построенный

на дискретных элементах, с током нагрузки до 1000 мА

Стабилизатор напряжения с логическими элементами и током нагрузки до 1000 мА

Стабилизатор напряжения 12 В с током нагрузки до 1000 мА 47

Стабилизатор напряжения 10 В, построенный на полевом транзисторе, с током нагрузки до 1000 мА

Источник питания на транзисторах и трансформаторе кадровой развертки

телевизора ТВК-110 ЛМ с током нагрузки до 10ОО мА

Источник питания «Ступенька» с выходом на наиболее

часто применяемые напряжения и током нагрузки до 10ОО мА

Источник питания с плавным изменением полярности и напряжением от+12 до-12 В

Стабилизированный источник питания 40 В 1200 мА

Комбинированный лабораторный источник питания с током нагрузки до 1200 мА 

Регулируемый двуполярный источник питания с током нагрузки до 2000 мА в каждом плече

Стабилизированный источник питания 1—29 Вис током нагрузки до 2000 мА

Простой стабилизатор напряжения с защитой от КЗ и током нагрузки до 3000 мА

Транзисторный стабилизатор с защитой от КЗ с током нагрузки до 3000 мА

Простой регулируемый стабилизатор напряжения (1,8—32 В) с током нагрузки до 3000 мА

Мощный источник питания для усилителя низкой частоты с током нагрузки до 3000 мА

Стабилизатор напряжения на мощных биполярных транзисторах с возможностью

регулировки выходного напряжения 11,5—14 В и током нагрузки до 4000 мА

Мощный стабилизатор напряжения -5 В с током нагрузки до 5000 мА

Мощный стабилизатор напряжения с током нагрузки до 5000 мА

Мощный стабилизатор с защитой по току с током нагрузки до 5000 мА

Мощный источник питания 12 В и током нагрузки до 6000 мА

Стабилизатор напряжения 20 В и током нагрузки до 7000 мА

Регулируемый стабилизатор тока с напряжением на нагрузке 16 В и током нагрузки до 7000 мА

Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и током нагрузки до 10 А

Источник питания повышенной мощности с током нагрузки до 20 А

Стабилизатор напряжения для питания УМЗЧ с током нагрузки до 20 А

Стабилизированный источник питания 12 В, построенный на ИМС К142ЕНЗ, с током нагрузки до 20 А

Мощный источник питания на дискретных элементах с регулировкой напряжения от 0 до 15 В и током нагрузки до 20 А

Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе с током нагрузки до 20 А

Источник питания для автомобильного трансивера 13 В 20 А

Стабилизатор тока на с плавной регулировкой 100—200 А

Глава 2. Создаем полезные схемы преобразователей напряжения

Как работают преобразователи постоянного напряженияи в постоянное (DC-DC конвертеры)

Как работают преобразователи постоянного напряжения тв переменное (DC-АС конвертеры)

Низковольтный преобразователь напряжения

Стабилизированный сетевой преобразователь напряжения 

Преобразователь напряжения с 1,5 В до 4,5 В для авометра Ц20 

Преобразователь напряжения с 9 В до 400 В

Преобразователь напряжения с ШИ модуляцией

без гальванической развязки цепей нагрузки и управления

Преобразователь напряжения с ШИ модуляцией

с гальванической развязки цепей нагрузки и управления

Универсальный преобразователь напряжения

Трехфазный инвертор

Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное

для питания трехфазного электродвигателя.

Преобразователь питания от элемента А316 с напряжением 1,5 В

на питание 9 В (батарейка типа «Крона»)

Формирователь двуполярного напряжения ±8,5 В с допустимой нагрузкой 10 мА

Электроподжиг в газовой плите

высоковольтный преобразователь 220 В — 10 кВ

Модернизированный электроподжиг

высоковольтный преобразователь 220 В — 10 кВ

Источник питания для ионизатора — люстры Чижевского

Источник питания для часов на БИС

Глава 3. Преобразуем напряжение автомобильного аккумулятора 12В в другие величины

«Обратимый» преобразователь напряжения

Тринисторный преобразователь постоянного тока релаксационного типа

Преобразователь напряжения автомобильной бортсети в переменное напряжение 220 В

Преобразователь напряжения 12 В — 220 В

для питания радиоэлектронных устройств с мощностью до 100 Вт

Преобразователь 12 В в 220 В для походов

Преобразователь напряжения бортсети автомобиля

в переменное напряжение 36,127 и 220 В

Несложный бестрансформаторный преобразователь 12В — 220 В

Преобразователь 12В — 220 В на полевых транзисторах

Двухтактный преобразователь напряжения на полевых транзисторах, выполненный с использованием специализированного

ШИМ-контроллера 1114ЕУ4

Мощный тиристорный преобразователь с мощностью в нагрузке до 500 Вт

Импульсный преобразователь с 12 В на 220 В 50 Гц

Мощный малогабаритный преобразователь постоянного напряжения 12 В в постоянное напряжение большей величины

Глава 4. Стабилизаторы напряжения, построенные на интегральных микросхемах

Особенности микросхем серий 142, К142 и КР142

Стабилизатор напряжения на ИМС КР142

защищенный от повреждения разрядным током конденсаторов

Стабилизатор напряжения на ИМС КР142 со ступенчатым включением

Стабилизатор напряжения на ИМС КР142

с выходным напряжением повышенной стабильности

Стабилизатор напряжения на ИМС КР142

с регулируемым выходным напряжением от 0 до 10 В

Стабилизаторы напряжения на ИМС КР142

с внешними регулирующими транзисторами

Стабилизатор напряжения на ИМС КР142

с высоким коэффициентом стабилизации

Двуполярный стабилизатор напряжения на основе однополярной микросхемы

Стабилизатор напряжения на ИМС КР142 с регулируемым выходным напряжением

Импульсный стабилизатор напряжения на ИМС КР142

Стабилизатор тока на ИМС КР142

для зарядки аккумуляторной батареи напряжением 12 В

Стабилизатор тока на ИМС КР142

для зарядки аккумуляторной батареи напряжением 6 В

Глава 5. Создаем импульсные источники питания

Достоинства и недостатки импульсных источников питания

Структурная схема нерегулируемого импульсного источника питания

Структурная схема регулируемого импульсного источника питания

Импульсный источник питания 5 В 0,2 А

Миниатюрный импульсный сетевой источник питания с выходом 5 В 3 Вт

Импульсный источник питания 5 В 6 А, построенный на ИМС КР142ЕН19А

Импульсный стабилизатор напряжения на трех транзисторах

Экономичный импульсный источник питания, формирующий

на выходе двуполярное напряжение + 27 В и -27 В при токе нагрузки до 0,6 А

Импульсный источник питания УЗЧ

Импульсный стабилизатор напряжения на 5 В с высоким КПД

Стабилизатор напряжения 5 В на микросхеме К554САЗ

Импульсный стабилизатор напряжения на 5 В с током нагрузки до 2 А

Ключевой стабилизатор напряжения 5 В 2 А, выполненный по классической схеме

Глава 6. Создаем бестрансформаторные источники питания

Источник питания с гасящим конденсатором

Конденсаторно-стабилитронный выпрямитель

Бестрансформаторный пятивольтовый источник питания общего назначения на ток нагрузки до 0,3 А

Бестрансформаторный источник бесперебойного питания для кварцованных электронно-механических часов

Бестрансформаторный источник питания большой мощности для любительского передатчика

Стабилизированный выпрямитель с малым уровнем пульсаций

Бестрансформаторное зарядное устройство

Бестрансформаторный источник питания с регулируемым выходным напряжением

Маломощный конденсаторный выпрямитель с ШИМ стабилизатором

Бестрансформаторные источники питания с симметричным динистором

Бестрансформаторный источник питания на полевом транзисторе

Высоковольтный преобразователь — электронная ловушка для тараканов

Глава 7. Создаем стабилизаторы сетевого напряжения

Стабилизатор напряжения переменного тока

Релейный стабилизатор напряжения

Мощный транзисторный регулятор сетевого напряжения

Глава 8. Создаем трансформаторные источники сварочного тока

Разновидности источников сварочного тока

Типы сварочных трансформаторов

Сварочный трансформатор со ступенчатой регулировкой тока

Сварочный источник с резонансным конденсатором

Сварочный источник переменного тока с плавной регулировкой

Сварочный источник постоянного тока с электронной регулировкой

Глава 9. Создаем инверторные источники сварочного тока

Принцип действия инверторных сварочных источников

Однотактный прямоходовый преобразователь

Двухтактный мостовой преобразователь

Простой самодельный инверторный сварочный источник

Сварочный инвертор на одном транзисторе

Сварочный источник Большакова

Список литературы и ресурсов сети Интернет

 

Как создать источники питания своими руками

Автор: С. Шмаков
Название: Как создать источники питания своими руками
Год издания: 2013
Формат: DjVu
Страниц: 288
Язык: русский

Создание своими руками различных источников питания — большая и практически значимая область технического творчества многих радиолюбителей. Книга призвана оказать им практическую помощь в этом интересном деле.

Собраны воедино и систематизированы наиболее интересные и оригинальные схемы основных групп источников питания: линейных, импульсных, сварочных, а также преобразователей, стабилизаторов, зарядных устройств.

Представленные схемные решения не повторяют друг друга, интересны, содержат определенные элементы оригинальности. Рассмотренные источники питания построены на недорогих компонентах, ко многим из них указаны доступные аналоги. Для удобства восприятия информации описание источников питания идет по единой схеме.

Все источники питания, рассмотренные в книге, были проверены их авторами на практике, демонстрировались на выставках, были отмечены призами и дипломами.

Предлагаемая книга рассчитана, в первую очередь, на радиолюбителей средней квалификации. Для самостоятельного изготовления понравившейся конструкции вполне достаточно приводимого описания и представленного схемного материала. Приводятся рисунки монтажа и печатных плат многих описываемых схем.

Содержание:

Глава 1. Создаем стабилизированные источники питания с током нагрузки от 30 мА до 200 А

Принцип действия линейных источников питания
Микромощный источник питания с током нагрузки до 30 мА и выходным напряжением 9 В
Стабилизированный источник питания с током нагрузки до 50 мА
Стабилизированный источник питания 60 В 100 мА
Стабилизированный источник питания с током нагрузки до 100 мА
Стабилизированный источник питания на полевом транзисторе с током нагрузки до 100 мА
Низковольтный регулируемый стабилизатор напряжения на 3—5 В и с током нагрузки до 100 мА
Низковольтный стабилизатор напряжения с регулирующим транзистором в минусовом проводнике на 3—5 В и с током нагрузки до 100 мА
Стабилизированный источник питания на полевом транзисторе с током нагрузки до 150 мА
Стабилизатор напряжения на операционных усилителях серии К140 и с током нагрузки до 200 мА
Стабилизированный источник питания на шесть значений выходного напряжения и с током нагрузки до 250 мА
Стабилизатор напряжения, защищенный от коротких замыканий выхода, с током нагрузки до 300 мА и диапазоном выходных напряжений 2—12 В
Стабилизатор напряжения с защитой от короткого замыкания для питания маломощных устройств
Стабилизированный источник питания с регулируемым напряжением на выходе 0—12 В и током нагрузки до 300 мА
Источник питания для детских электрифицированных игрушек током до 350 мА
Простой стабилизатор напряжения на ИМС 142ЕН1Г с выходным напряжением 5 В и током нагрузки 500 мА
Стабилизатор напряжения с защитой и током нагрузки до 500 мА
Комбинированный источник питания с максимальным током нагрузки каждого из источников 500 мА
Простой источник питания для питания стабилизированным напряжением +5 В различных цифровых устройств с током потребления до 500 мА
Простой стабилизатор напряжения с высоким коэффициентом стабилизации и с током нагрузки до 500 мА
Простой источник питания с плавной инверсией выходного напряжения и током нагрузки до 500 мА
Простой стабилизатор напряжения с током нагрузки до 500 мА
Двуполярный источник питания с выходным стабилизированным напряжением ±12,6 В и током нагрузки до 500 мА
Стабилизированный источник питания для любительского УНЧ с током нагрузки до 700 мА
Простой импульсный стабилизатор напряжения с выходным напряжением 5 В и током нагрузки до 700 мА
Линейный стабилизатор напряжения с высоким КПД, построенный на дискретных элементах, с током нагрузки до 1000 мА
Стабилизатор напряжения с логическими элементами и током нагрузки до 1000 мА
Стабилизатор напряжения 12 В с током нагрузки до 1000 мА
Стабилизатор напряжения 10 В, построенный на полевом транзисторе, с током нагрузки до 1000 мА
Источник питания на транзисторах и трансформаторе кадровой развертки телевизора ТВК-110 ЛМ с током нагрузки до 10ОО мА
Источник питания «Ступенька» с выходом на наиболее часто применяемые напряжения и током нагрузки до 10ОО мА
Источник питания с плавным изменением полярности и напряжением от+12 до-12 В
Стабилизированный источник питания 40 В 1200 мА
Комбинированный лабораторный источник питания с током нагрузки до 1200 мА
Регулируемый двуполярный источник питания с током нагрузки до 2000 мА в каждом плече
Стабилизированный источник питания 1—29 В и с током нагрузки до 2000 мА
Простой стабилизатор напряжения с защитой от КЗ и током нагрузки до 3000 мА
Транзисторный стабилизатор с защитой от КЗ с током нагрузки до 3000 мА
Простой регулируемый стабилизатор напряжения (1,8—32 В) с током нагрузки до 3000 мА
Мощный источник питания для усилителя низкой частоты с током нагрузки до 3000 мА
Стабилизатор напряжения на мощных биполярных транзисторах с возможностью регулировки выходного напряжения 11,5—14 В и током нагрузки до 4000 мА
Мощный стабилизатор напряжения -5 В с током нагрузки до 5000 мА
Мощный стабилизатор напряжения с током нагрузки до 5000 мА
Мощный стабилизатор с защитой по току с током нагрузки до 5000 мА
Мощный источник питания 12 В и током нагрузки до 6000 мА
Стабилизатор напряжения 20 В и током нагрузки до 7000 мА
Регулируемый стабилизатор тока с напряжением на нагрузке 16 В и током нагрузки до 7000 мА
Стабилизатор напряжения с защитой от перегрузок и током нагрузки до 10 А
Источник питания повышенной мощности с током нагрузки до 20 А
Стабилизатор напряжения для питания УМЗЧ с током нагрузки до 20 А
Стабилизированный источник питания 12 В, построенный на ИМС К142ЕНЗ, с током нагрузки до 20 А
Мощный источник питания на дискретных элементах с регулировкой напряжения от 0 до 15 В и током нагрузки до 20 А
Стабилизатор напряжения на мощном полевом транзисторе с током нагрузки до 20 А
Источник питания для автомобильного трансивера 13 В 20 А
Стабилизатор тока на 14 В с плавной регулировкой 100—200 А

Глава 2. Создаем полезные схемы преобразователей напряжения

Как работают преобразователи постоянного напряжения в постоянное (DC-DC конвертеры)
Как работают преобразователи постоянного напряжения в переменное (DC-АС конвертеры)
Низковольтный преобразователь напряжения
Стабилизированный сетевой преобразователь напряжения
Преобразователь напряжения с 1,5 В до 4,5 В для авометра Ц20
Преобразователь напряжения с 9 В до 400 В
Преобразователь напряжения с ШИ модуляцией без гальванической развязки цепей нагрузки и управления
Преобразователь напряжения с ШИ модуляцией с гальванической развязки цепей нагрузки и управления
Универсальный преобразователь напряжения
Трехфазный инвертор
Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное для питания трехфазного электродвигателя
Преобразователь питания от элемента А316 с напряжением 1,5 В на питание 9 В (батарейка типа «Крона»)
Формирователь двуполярного напряжения ±8,5 В с допустимой нагрузкой 10 мА
Электроподжиг в газовой плите — высоковольтный преобразователь 220 В — 10 кВ
Модернизированный электроподжиг — высоковольтный преобразователь 220 В — 10 кВ
Источник питания для ионизатора — люстры Чижевского
Источник питания для часов на БИС

Глава 3. Преобразуем напряжение автомобильного аккумулятора 12В в другие величины

«Обратимый» преобразователь напряжения
Тринисторный преобразователь постоянного тока релаксационного типа
Преобразователь напряжения автомобильной бортсети в переменное напряжение 220 В
Преобразователь напряжения 12 В — 220 В для питания радиоэлектронных устройств с мощностью до 100 Вт
Преобразователь 12 В в 220 В для походов
Преобразователь напряжения бортсети автомобиля в переменное напряжение 36,127 и 220 В
Несложный бестрансформаторный преобразователь 12В — 220 В
Преобразователь 12В — 220 В на полевых транзисторах
Двухтактный преобразователь напряжения на полевых транзисторах, выполненный с использованием специализированного ШИМ-контроллера 1114ЕУ4
Мощный тиристорный преобразователь с мощностью в нагрузке до 500 Вт
Импульсный преобразователь с 12 В на 220 В 50 Гц
Мощный малогабаритный преобразователь постоянного напряжения 12 В в постоянное напряжение большей величины

Глава 4. Стабилизаторы напряжения, построенные на интегральных микросхемах

Особенности микросхем серий 142, К142 и КР142
Стабилизатор напряжения на ИМС КР142, защищенный от повреждения разрядным током конденсаторов
Стабилизатор напряжения на ИМС КР142 со ступенчатым включением
Стабилизатор напряжения на ИМС КР142 с выходным напряжением повышенной стабильности
Стабилизатор напряжения на ИМС КР142 с регулируемым выходным напряжением от 0 до 10 В
Стабилизаторы напряжения на ИМС КР142 с внешними регулирующими транзисторами
Стабилизатор напряжения на ИМС КР142 с высоким коэффициентом стабилизации
Двуполярный стабилизатор напряжения на основе однополярной микросхемы
Стабилизатор напряжения на ИМС КР142 с регулируемым выходным напряжением
Импульсный стабилизатор напряжения на ИМС КР142
Стабилизатор тока на ИМС КР142 для зарядки аккумуляторной батареи напряжением 12 В
Стабилизатор тока на ИМС КР142 для зарядки аккумуляторной батареи напряжением 6 В

Глава 5. Создаем импульсные источники питания

Достоинства и недостатки импульсных источников питания
Структурная схема нерегулируемого импульсного источника питания
Структурная схема регулируемого импульсного источника питания
Импульсный источник питания 5 В 0,2 А
Миниатюрный импульсный сетевой источник питания с выходом 5 В 3 Вт
Импульсный источник питания 5 В 6 А, построенный на ИМС КР142ЕН19А
Импульсный стабилизатор напряжения на трех транзисторах
Экономичный импульсный источник питания, формирующий на выходе двуполярное напряжение + 27 В и -27 В при токе нагрузки до 0,6 А
Импульсный источник питания УЗЧ
Импульсный стабилизатор напряжения на 5 В с высоким КПД
Стабилизатор напряжения 5 В на микросхеме К554САЗ
Импульсный стабилизатор напряжения на 5 В с током нагрузки до 2 А
Ключевой стабилизатор напряжения 5 В 2 А, выполненный по классической схеме

Глава 6. Создаем бестрансформаторные источники питания

Источник питания с гасящим конденсатором
Конденсаторно-стабилитронный выпрямитель
Бестрансформаторный пятивольтовый источник питания общего назначения на ток нагрузки до 0,3 А
Бестрансформаторный источник бесперебойного питания для кварцованных электронно-механических часов
Бестрансформаторный источник питания большой мощности для любительского передатчика
Стабилизированный выпрямитель с малым уровнем пульсаций
Бестрансформаторное зарядное устройство
Бестрансформаторный источник питания с регулируемым выходным напряжением
Маломощный конденсаторный выпрямитель с ШИМ стабилизатором
Бестрансформаторные источники питания с симметричным динистором
Бестрансформаторный источник питания на полевом транзисторе
Высоковольтный преобразователь — электронная ловушка для тараканов

Глава 7. Создаем стабилизаторы сетевого напряжения

Стабилизатор напряжения переменного тока
Релейный стабилизатор напряжения
Мощный транзисторный регулятор сетевого напряжения

Глава 8. Создаем трансформаторные источники сварочного тока

Разновидности источников сварочного тока
Типы сварочных трансформаторов
Сварочный трансформатор со ступенчатой регулировкой тока
Сварочный источник с резонансным конденсатором
Сварочный источник переменного тока с плавной регулировкой
Сварочный источник постоянного тока с электронной регулировкой

Глава 9. Создаем инверторные источники сварочного тока

Принцип действия инверторных сварочных источников
Однотактный прямоходовый преобразователь
Двухтактный мостовой преобразователь
Простой самодельный инверторный сварочный источник
Сварочный инвертор на одном транзисторе
Сварочный источник Большакова
Список литературы и ресурсов сети Интернет

Сетевой блок питания на tl494 схема. Импульсный блок питания своими руками. Конструкция микросхемы TL494CN

1

TL494 в полноценном блоке питания http://www.radiokot.ru/circuit/power/supply/38/ Прошло больше года как я всерьез занялся темой блоков питания. Прочитал замечательные книги Марти Браун «Источники питания» и Семенов «Силовая электроника». В итоге заметил множество ошибок в схемах из интернета, а в последнее время и только и вижу жестокое издевательство над моей любимой микросхемой TL494. Люблю я TL494 за универсальность, наверное нету такого блока питания, который невозможно было бы на ней реализовать. В данном случае я хочу рассмотреть реализацию наиболее интересной топологии «полумост». Управление транзисторами полумоста делается гальванически развязанным, это требует немало элементов, впринципе преобразователь внутри преобразователя. Несмотря на то, что существует множество полумостовых драйверов, использование в качестве драйвера трансформатора (GDT) списывать еще рано, этот способ наиболее надежный. Бутстрепные драйвера взрывались, а вот взрыва GDT я еще не наблюдал. Драйверный трансформатор представляет собой обычный импульсный трансформатор, рассчитывается по тем же формулами как и силовой учитывая схему раскачки. Часто я видел использование мощных транзисторов в раскачке GDT. Выходы микросхемы могут выдать 200 миллиампер тока и в случае грамотно построенного драйвера это очень даже много, лично я раскачивал на частоте в 100 килогерц IRF740 и даже IRFP460. Посмотрим на схему этого драйвера: Данная схема включается на каждую выходную обмотку GDT. Дело в том, что в момент мертвого времени первичкая обмотка трансформатора оказывается разомкнутой, а вторичные не нагруженными, поэтому через саму обмотку разряд затворов будет идти крайне долго, введение подпирающего, разрядного резистора будет мешать быстро заряжаться затвору и кушать много энергии впустую. Схема на рисунке избавлена от этих недостатков. Фронты замеренные на реальном макете составили 160нс нарастающий и 120нс спадающий на затворе транзистора IRF740. Аналогично построены дополняющие до моста транзисторы в раскачке GDT. Применение раскачки мостом обусловлено тем, что до срабатывания триггера питания tl494 по достижении 7 вольт, выходные транзисторы микросхемы будут открыты, в случае включения трансформатора как пуш-пул произойдет короткое замыкание. Мост работает стабильно. Диодный мост VD6 выпрямляет напряжение с первичной обмотки и если оно превысит напряжение питания то вернет его обратно в конденсатор С2. Происходит это по причине появления напряжения обратного хода, всетаки индуктивность трансформатора не бесконечна. Схему можно питать через гасящий конденсатор, сейчас работает 400 вольтовый к73-17 на 1.6мкф. диоды кд522 или значительно лучше 1n4148, возможна замена на более мощные 1n4007. Входной мост может быть построен на 1n4007 или использовать готовый кц407. На плате ошибочно применен кц407 в качестве VD6, его туда ни в коем слуdчае недопустимо ставить, этот мост должен быть выполнен на вч диодах. Транзистор VT4 может рассеивать до 2х ватт тепла, но играет он чисто защитную роль, можно применить кт814. Остальные транзисторы кт361, причем крайне нежелательна замена на низкочастотные кт814. Задающий генератор tl494 настроен здесь на частоту в 200 килогерц, это означает что в двухтактном режиме получим 100 килогерц. Мотаем GDT на ферритовом кольце 1-2 сантиметра диаметром. Провод 0.2-0.3мм. Витков должно быть в десяток раз больше чем рассчетное значение, это сильно улучшает форму выходного сигнала. Чем больше намотато — тем меньше нужно подгружать GDT резистором R2. Я намотал на кольце внешним диаметром 18мм 3 обмотки по 70 витков. Связано завышение числа витков и обязательная подгрузка с треугольной составляющей тока, она уменьшается с увеличеним витков, а подгрузка просто уменьшает его процентное влияние. Печатная плата прилагается, однако не совсем соответсвует схеме, но основные блоки на ней есть плюс добавлен обвес одного усилителя ошибки и последовательный стабилизатор для запитки от трансформатора. Плата выполнена под монтаж в разрез платы силовой части. Стабилизированный полумостовой импульсный блок питания

Блок питания содержит малое количество компонентов. В качестве импульсного трансформатора используется типовой понижающий трансформатор из компьютерного блока питания. На входе стоит NTC термистор (Negative Temperature Coefficient) – полупроводниковый резистор с положительным температурным коэффициентом, который резко увеличивает свое сопротивление, когда превышена некоторая характеристическая температура TRef. Защищает силовые ключи в момент включения на время зарядки конденсаторов. Диодный мост на входе для выпрямления сетевого напряжения на ток 10А. Пара конденсаторов на входе берется из расчета 1 мкф на 1 Вт. В нашем случае конденсаторы «вытянут» нагрузку в 220Вт. Драйвер IR2151 – для управления затворами полевых транзисторов, работающих под напряжением до 600В. Возможная замена на IR2152, IR2153. Если в названии есть индекс «D», например IR2153D, то диод FR107 в обвязке драйвера не нужен. Драйвер поочередно открывает затворы полевых транзисторов с частотой, задаваемой элементами на ножках Rt и Ct. Полевые транзисторы используются предпочтительно фирмы IR (International Rectifier) . Выбирают на напряжение не менее 400В и с минимальным сопротивлением в открытом состоянии. Чем меньше сопротивление, тем меньше нагрев и выше КПД. Можно рекомендовать IRF740, IRF840 и пр. Внимание! Фланцы полевых транзисторов не закорачивать; при монтаже на радиатор использовать изоляционные прокладки и шайбы-втулки. Трансформатор типовой понижающий из блока питания компьютера. Как правило, цоколевка соответствует приведенной на схеме. В этой схеме работают и самодельные трансформаторы, намотанные на ферритовых торах. Расчет самодельных трансформаторов ведется на частоту преобразования 100 кГц и половину выпрямленного напряжения (310/2 = 155В). Вторичные обмотки можно расчитать на другое напряжение. Диоды на выходе с временем восстановления не более 100 нс. Этим требованиям отвечают диоды из семейства HER (High Efficiency Rectifier – высоко-эффективные выпрямительные). Не путать с диодами Шоттки. Емкость на выходе – буферная емкость. Не следует злоупотреблять и устанавливать емкость более 10000 мкф. Как и любое устройство, этот блок питания требует внимательной и аккуратной сборки, правильной установки полярных элементов и осторожности при работе с сетевым напряжением. Правильно собранный блок питания не нуждается в настройке и налаживании. Не следует включать блок питания без нагрузки.

Импульсные блоки питания часто используются радиолюбителями в самодельных конструкциях. При сравнительно малых габаритах они могут обеспечить высокую выходную мощность. С применением импульсной схемы стало реально получить выходную мощность от нескольких сотен до нескольких тысяч Ватт. При этом размеры самого импульсного трансформатора не больше коробка из-под спичек.

Импульсные блоки питания — принцип работы и особенности

Основная особенность импульсных БП в повышенной рабочей частоте, которая в сотни раз больше сетевой частоты 50 Гц. При высоких частотах с минимальными количествами витков в обмотках, можно получить большое напряжение. К примеру, для получения 12 Вольт выходного напряжении при токе 1 Ампер (в случае сетевого трансформатора), нужно намотать 5 витков проводом сечением примерно 0,6–0,7 мм.

Если говорить об импульсном трансформаторе, задающая схема которого, работает на частоте 65 кГц, то для получения 12 Вольт с током 1А, достаточно намотать всего 3 витка проводом 0,25–0,3 мм. Именно поэтому многие производители электроники используют именно импульсный блок питания.

Однако, несмотря на то, что такие блоки гораздо дешевле, компактнее, обладают большой мощностью и малым весом, они имеют электронную начинку, следовательно — менее надежны, если сравнить с сетевым трансформатором. Доказать их ненадежность очень просто — возьмите любой импульсный блок питания без защиты и замкните выходные клеммы. В лучшем случае блок выйдет из строя, в худшем — взорвется и никакой предохранитель не спасет блок.

Практика показывает, что предохранитель в импульсном блоке питания сгорает в самую последнюю очередь, первым делом вылетают силовые ключи и задающий генератор, затем поочередно все части схемы.

Импульсные БП имеют ряд защит как на входе, так и на выходе, но и они спасают не всегда. Для того, чтобы ограничить бросок тока при запуске схемы — почти во всех ИИП с мощностью более 50 Ватт используют термистор, который стоит на входе схем.

Давайте сейчас рассмотрим ТОП-3 лучших схем импульсных блоков питания, которые можно собрать своими руками.

Простой импульсный блок питания своими руками

Рассмотрим, как сделать самый простой миниатюрный импульсный блок питания. Создать прибор по представленной схеме сможет любой начинающий радиолюбитель. Он не только компактный, но и работает в широком диапазоне питающих напряжений.

Самодельный импульсный блок питания обладает относительно небольшой мощностью, в пределах 2-х Ватт, зато он буквально неубиваемый, не боится даже долговремнных коротких замыканий.

Схема простого импульсного блока питания

Блок питания представляет собой маломощный импульсный источник питания автогенераторного типа, собранный всего на одном транзисторе. Автогенератор запитывается от сети через токоограничительный резистор R1 и однополупериодный выпрямитель в виде диода VD1.

Трансформатор простого импульсного блока питания

Импульсный трансформатор имеет три обмотки, коллекторная или первичная, базовая обмотка и вторичная.

Важным моментом является намотка трансформатора — и на печатной плате, и на схеме указаны начала обмоток, потому проблем возникнуть не должно. Количество витков обмоток мы позаимствовали от трансформатора для зарядки сотовых телефонов, так как схематика почти та же, количество обмоток то же.

Первой мотаем первичную обмотку, которая состоит из 200 витков, сечение провода от 0,08 до 0,1 мм. Затем ставим изоляцию и таким же проводом мотаем базовую обмотку, которая содержит от 5 до 10 витков.

Поверх мотаем выходную обмотку, количество ее витков зависит от того, какое напряжение нужно. В среднем получается около 1 Вольта на один виток.

Видео о тестировании данного блока питания:

Стабилизированный импульсный блок питания на SG3525 своими руками

Рассмотрим пошагово, как сделать стабилизированный блок питания на микросхеме SG3525. Сразу поговорим о достоинствах данной схемы. Первое, самое важное — это стабилизация выходного напряжения. Также тут есть софт старт, защита от короткого замыкания и самозапит.

Для начала давайте рассмотрим схему устройства.

Новички сразу же обратят внимание на 2 трансформатора. В схеме один из них силовой, а второй — для гальванической развязки.

Не стоит думать, что из-за этого схема усложнится. Наоборот все становится проще, безопаснее и дешевле. К примеру, если ставить на выходе микросхемы драйвер, то для нее нужна обвязка.

Смотрим дальше. В данной схеме реализован микростарт и самозапит.

Это очень продуктивное решение, оно позволяет избавиться от потребности в дежурном блоке питания. И действительно, делать блок питания для блока питания не очень хорошая идея, а такое решение просто идеально.

Работает всё следующим образом: от постоянки заряжается конденсатор и когда его напряжение превысит заданный уровень, открывается данный блок и разряжает конденсатор на схему.

Его энергии вполне достаточно для запуска микросхемы, а как только она запустилась, напряжение со вторичной обмотки начало питать саму микросхему. Также к микростарту необходимо добавить вот этот резистор по выходу, он служит нагрузкой.

Без этого резистора блок не запустится. Данный резистор для каждого напряжения свой и его необходимо рассчитать из таких соображений, что при номинальном выходном напряжении на нем рассеивался 1 Вт мощности.

Считаем сопротивление резистора:

R = U в квадрате/P
R = 24 в квадрате/1
R = 576/1 = 560 Ом.

Также на схеме есть софт старт. Реализован он с помощью вот этого конденсатора.

И защита по току, которая в случае короткого замыкания начнет сокращать ширину ШИМ.

Частота данного блока питания изменяется с помощью вот этого резистора и кондёра.

Теперь поговорим о самом важном — стабилизации выходного напряжения. За нее отвечают вот эти элементы:

Как видим здесь установлены 2 стабилитрона. С их помощью можно получить любое напряжение на выходе.

Расчет стабилизации напряжения:

U вых = 2 + U стаб1 + U стаб2
U вых = 2 + 11 + 11 = 24В
Возможна погрешность +- 0.5 В.

Чтобы стабилизация работала корректно нужен запас по напряжению в трансформаторе, иначе при уменьшении входного напряжения микросхема попросту не сможет выдать нужного напряжения. Поэтому при расчете трансформатора следует нажать на вот эту кнопку и программа автоматом добавит вам напряжения на вторичной обмотке для запаса.

Теперь можно перейти к рассмотрению печатной платы. Как видим, тут все довольно таки компактно. Также видим место под трансформатор, он тороидальный. Без особых проблем его можно заменить на Ш-образный.

Оптрон и стабилитроны расположены возле микросхемы, а не на выходе.

Ну некуда их было поставить на выход. Если не нравится, сделайте свою разводку печатной платы.

Вы можете спросить, почему бы не увеличить плату и не сделать все нормально? Ответ следующий: сделано это с тем расчетом, чтобы дешевле было заказать плату на производстве, так как платы размером больше 100 кв. мм стоят гораздо дороже.

Ну а теперь настало время собрать схему. Тут все стандартно. Запаиваем без особых проблем. Наматываем трансформатор и устанавливаем.

Проверяем напряжение на выходе. Если оно присутствует, то уже можно включать в сеть.

Для начала проверим выходное напряжение. Как видим блок рассчитан на напряжение 24В, но получилось чуть меньше из-за разброса стабилитронов.

Такая погрешность не критична.

Теперь давайте проверим самое главное — стабилизацию. Для этого возьмем лампу на 24В, мощностью 100Вт и подключим ее в нагрузку.

Как видим, напряжение не просело и блок выдержал без проблем. Можно нагрузить еще сильнее.

Видео о данном импульсном блоке питания:

Мы рассмотрели ТОП-3 лучших схем импульсных блоков питания. На их основе можно собрать простой БП, приборы на TL494 и SG3525. Пошаговые фото и видео помогут вам разобраться во всех вопросах по монтажу.

ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА TL494 И IR2110

В основу большинства автомобильных и сетевых преобразователей напряжения положен специализированный контроллер TL494 и поскольку он главный, было бы не справедливо вкратце не рассказать о принципе его работы.
Контрллер TL494 представляет из себя пластиковый корпус DIP16 (есть варианты и в планарном корпусе, но в данных конструкциях он не используется). Функциональная схема контроллера приведена на рис.1.

Рисунок 1 — Структурная схема микросхемы TL494.

Как видно из рисунка у микросхемы TL494 очень развиты цепи управления, что позволяет на ее базе строить преобразователи практически под любые требования, но вначале несколько слов о функциональных узлах контроллера.
Цепи ИОНа и защиты от недонапряжения питания. Схема включается при достижении питанием порога 5.5..7.0 В (типовое значение 6.4В). До этого момента внутренние шины контроля запрещают работу генератора и логической части схемы. Ток холостого хода при напряжении питания +15В (выходные транзисторы отключены) не более 10 мА. ИОН +5В (+4.75..+5.25 В, стабилизация по выходу не хуже +/- 25мВ) обеспечивает вытекающий ток до 10 мА. Умощнять ИОН можно только используя npn-эмиттерный повторитель (см TI стр. 19-20), но на выходе такого «стабилизатора» напряжение будет сильно зависеть от тока нагрузки.
Генератор вырабатывает на времязадающем конденсаторе Сt (вывод 5) пилообразное напряжение 0..+3.0В (амплитуда задана ИОНом) для TL494 Texas Instruments и 0…+2.8В для TL494 Motorola (чего же ждать от других?), соответственно для TI F=1.0/(RtCt), для Моторолы F=1.1/(RtCt).
Допустимы рабочие частоты от 1 до 300 кГц, при этом рекомендованный диапазон Rt = 1…500кОм, Ct=470пФ…10мкФ. При этом типовой температурный дрейф частоты составляет (естественно без учета дрейфа навесных компонентов) +/-3%, а уход частоты в зависимости от напряжения питания — в пределах 0.1% во всем допустимом диапазоне.
Для дистанционного выключения генератора можно внешним ключом замкнуть вход Rt (6) на выход ИОНа, или — замкнуть Ct на землю. Разумеется, сопротивление утечки разомкнутого ключа должно учитываться при выборе Rt, Ct.
Вход контроля фазы покоя (скважности) через компаратор фазы покоя задает необходимую минимальную паузу между импульсами в плечах схемы. Это необходимо как для недопущения сквозного тока в силовых каскадах за пределами ИС, так и для стабильной работы триггера — время переключения цифровой части TL494 составляет 200 нс. Выходной сигнал разрешен тогда, когда пила на Cт превышает напряжение на управляющем входе 4 (DT). На тактовых частотах до 150 кГц при нулевом управляющем напряжении фаза покоя = 3% периода (эквивалентное смещение управляющего сигнала 100..120 мВ), на больших частотах встроенная коррекция расширяет фазу покоя до 200..300 нс.
Используя цепь входа DT, можно задавать фиксированную фазу покоя (R-R делитель), режим мягкого старта (R-C), дистанционное выключение (ключ), а также использовать DT как линейный управляющий вход. Входная цепь собрана на pnp-транзисторах, поэтому входной ток (до 1.0 мкА) вытекает из ИС а не втекает в нее. Ток достаточно большой, поэтому следует избегать высокоомных резисторов (не более 100 кОм). На TI, стр. 23 приведен пример защиты от перенапряжения с использованием 3-выводного стабилитрона TL430 (431).
Усилители ошибки — фактически, операционные усилители с Ку=70..95дБ по постоянному напряжению (60 дБ для ранних серий), Ку=1 на 350 кГц. Входные цепи собраны на pnp-транзисторах, поэтому входной ток (до 1.0 мкА) вытекает из ИС а не втекает в нее. Ток достаточно большой для ОУ, напряжение смещения тоже (до 10мВ) поэтому следует избегать высокоомных резисторов в управляющих цепях (не более 100 кОм). Зато благодаря использованию pnp-входов диапазон входных напряжений — от -0.3В до Vпитания-2В
При использовании RC частотнозависимой ОС следует помнить, что выход усилителей — фактически однотактный (последовательный диод!), так что заряжать емкость (вверх) он зарядит, а вниз — разряжать будет долго. Напряжение на этом выходе находится в пределах 0..+3.5В (чуть больше размаха генератора), далее коэффициент напряжения резко падает и примерно при 4.5В на выходе усилители насыщаются. Аналогично, следует избегать низкоомных резисторов в цепи выхода усилителей (петли ОС).
Усилители не предназначены для работы в пределах одного такта рабочей частоты. При задержке распространения сигнала внутри усилителя в 400 нс они для этого слишком медленные, да и логика управления триггером не позволяет (возникали бы побочные импульсы на выходе). В реальных схемах ПН частота среза цепи ОС выбирается порядка 200-10000 Гц.
Триггер и логика управления выходами — При напряжении питания не менее 7В, если напряжение пилы на генераторе больше чем на управляющем входе DT, и если напряжение пилы больше чем на любом из усилителей ошибки (с учетом встроенных порогов и смещений) — разрешается выход схемы. При сбросе генератора из максимума в ноль — выходы отключаются. Триггер с парафазным выходом делит частоту надвое. При логическом 0 на входе 13 (режим выхода) фазы триггера объединяются по ИЛИ и подаются одновременно на оба выхода, при логической 1 — подаются парафазно на каждый выход порознь.
Выходные транзисторы — npn Дарлингтоны со встроенной тепловой защитой (но без защиты по току). Таким образом, минимальное падение напряжение между коллектором (как правило замкнутым на плюсовую шину) и эмитттером (на нагрузке) — 1.5В (типовое при 200 мА), а в схеме с общим эмиттером — чуть лучше, 1.1 В типовое. Предельный выходной ток (при одном открытом транзисторе) ограничен 500 мА, предельная мощность на весь кристалл — 1Вт.
Импульсные блоки питания постепенно вытесняют своих традиционных сородичей и в звукотехнике, поскольку и экономически и габаритно выглядят заметно привлекательней. Тот же фактор, что импульсные блоки питания вносят свою не малую лепку искажения усилителя, а именно появления дополнительных призвуковуже теряет свою актуальность в основном по двух причинам — современная элементная база позволяет конструировать преобразователи с частотой преобразования значительно выше 40 кГц, следовательно вносимые источником питания модуляции питания будут находиться уже в ультразвуке. Кроме этого более высокую частоту по питанию гораздо легче отфильтровать и использование двух Г-образных LC фильтров по цепям питания уже достаточно сглаживают пульсации на этих частотах.
Конечно же есть и ложка дегтя в этой бочке меда — разница в цене между типовым источником питания для усилителя мощности и импульсным становиться более заметной при увеличении мощности этого блока, т.е. чем мощней блок питания, тем больше он выгодней по отношению к своему типовому аналогу.
И это еще не все. Используя импульсные источники питания необходимо придерживаться правил монтажа высокочастотных устройств, а именно использование дополнительных экранов, подачи на теплоотводы силовой части общего провода, а так же правильной разводке земли и подключения экранирующих оплеток и проводников.
После небольшого лирического отступления об особеностях импульсных блоков питания для усилителей мощности собсвенно принципиальная схема источника питания на 400Вт:

Рисунок 1. Принципиальная схема импульсного блока питания для усилителей мощности до 400 Вт
УВЕЛИЧИТЬ В ХОРОШЕМ КАЧЕСТВЕ

Управляющим контроллером в данном блоке питания служит TL494. Разумеется, что есть и более современные микросхемы для выполнения этой задачи, однако мы используем именно этот контроллер по двум причинам — его ОЧЕНЬ легко приобрести. Довольно продолжительное время в изготавливаемых блоках питания использовались TL494 фирмы Texas Instruments проблем по качеству обнаружено не было. Усилитель ошибки охвачен ООС, позволяющей добиться довольно большого коф. стабилизации (отношение резисторов R4 и R6).
После контроллера TL494 стоит полумостовой драйвер IR2110, который собственно и управляет затворами силовых транзисторов. Исполльзование драйвера позволило отказаться от согласующего трансформатора, широко используемого в комьютерных блоках питания. Драйвер IR2110 нагружен на затворы через ускоряющие закрытие полевиков цепочки R24-VD4 и R25-VD5.
Силовые ключи VT2 и VT3 работают на первичную обмотки силового трансформатора. Средняя точка, необходимая для получения переменного напряжения в первичной обмотке трансформатора формируется элементами R30-C26 и R31-C27.
Несколько слов об алгоритме работы импульсного блока питания на TL494:
В момент подачи сетевого напряжения 220 В емкости фильтров первичного питания С15 и С16 заражаются через резисторы R8 и R11, что не позволяет перегрузиться диолному мосту VD током короткого замыканияполностью разряженных С15 и С16. Одновременно происходит зарядка конденсаторов С1, С3, С6, С19 через линейку резисторов R16, R18, R20 и R22, стабилизатор 7815 и резистор R21.
Как только величина напряжения на конденсаторе С6 достигнет 12 В стабилитрон VD1 «пробивается» и через него начинает течть ток заряжая конденсатор C18 и как только на плюсовом выводе этого конденсатора будет достигнута величина достаточная для открытия тиристора VS2 он откроется. Это повлечет включение реле К1, которое своими кнтактами зашунтирует токоограничивающие резисторы R8 и R11.Кроме этого открывшийся тиристор VS2 откроет транзистор VT1 и на контроллер TL494 и полумостовой драйвер IR2110. Контроллер начнет режим мягкого старта, длительность которого зависит от номиналов R7 и C13.
Во время мягкого старта длительность импульсов, открывающих силовые транзисторы увеличиваются постепенно, тем самым постепенно заряжая конденсаторы вторичного питания и ограничивая ток через выпрямительные диоды. Длительность увеличивается до тех пор, пока величина вторичного питания не станет достаточной для открытия светодиода оптрона IC1. Как только яркость светодиода оптрона станет достаточной для открытия транзистора длительность импульсов перестанет увеличиваться (рисунок 2).

Рисунок 2. Режим мягкого старта.

Тут следует отметить, что длительность мягкого старта ограничена, поскольку проходящего через резисторы R16, R18, R20, R22 тока не достаточно для питания контроллера TL494, драйвера IR2110 и включившейся обмотки рел — напряжение питания этих микросхем начнет уменьшаться и вскоре уменьшиться до величины, при которой TL494 перестанет вырабатывать импульсы управления. И именно до этого момента режим мягкого старта должен быть окончен и преобразователь должен выйти на нормальный режим работы, поскольку основное питание контроллер TL494 и дрейвер IR2110 получают от силового трансформатора (VD9, VD10 — выпрямитель со средней точкой, R23-C1-C3 — RC фильтр, IC3 — стабилизатор на 15 В) и именно поэтому конденсаторы C1, C3, C6, C19 имеют такие большие номиналы — они должны удерживать величину питания контроллера до выхода его на обычный режим работы.
Стабилизацию выходного напряжения TL494 осуществляет путем изменения длительности импульсов управления силовыми транзисторами при неизменной частоте — Ш иротно И мпульсная М одуляция — ШИМ . Это возможно лишь при условии, когда величина вторичного напряжения силового трансформатора выше требуемой на выходе стабилизатора минимум на 30%, но не более 60%.

Рисунок 3. Принцип работы ШИМ стабилизатора.

При увеличении нагрузки выходное напряжение начинает уменьшаться, светодиод оптрона IС1 начинает светиться меньше, транзистор оптрона закрывается, уменьшая напряжение на усилителе ошибки и тем самым увеличивая длительность импульсов управления до тех пор, пока действующее напряжение не достигнет величины стабилизации (рисунок 3). При уменьшении нагрузки напряжение начнет увеличиваться, светодиод оптрона IC1 начнет светиться ярче, тем самым открывая транзистор и уменьшая длительность управляющих импульсов до тех пор, пока величина действующего значения выходного напряжения не уменьшиться до стабилизируемой величины. Величину стабилизируемого напряжения регулируют подстроечным резистором R26.
Следует отметить, что контроллером TL494 регулируется не длительность каждого импульса в зависимости от выходного напряжения, а лишь среднее значение, т.е. измерительная часть имеет некотрую инерционость. Однако даже при установленных конденсаторах во вторичном питании емкостью 2200 мкФ провалы питания при пиковых кратковременных нагрузках не превышают 5 %, что вполне приемлемо для аппаратуры HI-FI класса. Мы же обычно ставим конденсаторы во вторичном питании 4700 мкФ, что дает уверенный запас на пиковые значения, а использование дросселя групповой стабилизации позволяет контролировать все 4 выходных силовых напряжения.
Данный импульсный блок питания оснащен защитой от перегрузки, измерительным элементом которой служит трансформатор тока TV1. Как только ток достигнет критической величины открывается тиристор VS1 и зашунитрует питание оконечного каскада контроллера. Импульсы управления исчезают и блок питания переходит в дежурный режим, в котором может находиться довольно долго, поскольку тиристор VS2 продолжает оставаться открытым — тока протекающего через резисторы R16, R18, R20 и R22 хватает для удержание его в открытом состоянии. Как расчитать транформатор тока .
Для вывода блока питания из дежурного режима необходимо нажать кнопку SA3, которая своим контактами зашунтирует тиристор VS2, ток через него перестанет течь и он закроется. Как только контакты SA3 разомкнуться транзистор VT1 закроется тме самы снимая питания с контроллера и драйвера. Таким образом схема управления перейдет в режим минимального потребления — тиристор VS2 закрыт, следовательно реле К1 выключено, транзистор VT1 закрыт, следовательно контроллер и драйвер обесточены. Конденсаторы С1, С3, С6 и С19 начинают заряжаться и как только напряжение достигнет 12 В откроется тиристор VS2 и произойдет запуск импульсного блока питания.
При необходимости перевести блок питания в дежурный режим можно воспользоваться кнопкой SA2, при нажатии на которую будут соеденены база и эмиттер транзистора VT1. Транзистор закроется и обесточит контроллер и драйвер. Импульсы управления исчезнут, исчезнут и вторичные напряжения. Однако питание не будет снято с реле К1 и повторного запука преобразователя не произойдет.
Данная схемотехника позволяет собрать источники питания от 300-400 Вт до 2000Вт, разумеется, что некоторые элементы схемы придется заменить, поскольку по своим параметрам они просто не выдержат больших нагрузок.
При сборке более мощных вариантов следует обратить внимание на конденсаторы слаживающих фильтров первичного питания С15 и С16. Суммарная емкость этих конденсатоов должна быть пропорционалаьная мощности блока питания и соответствовать пропорции 1 Вт выходной мощности преобразователя напряжения соответствует 1 мкФ емкости конденсатора фильтра первичного питания. Другими словами, если мощность блока питания составляет 400 Вт, то должно использоваться 2 конденсатора по 220 мкФ, если мощность 1000 Вт, то необходимо устанавливать 2 конденсатора по 470 мкФ или два по 680 мкФ.
Данное требование имеет две цели. Во первых снижаются пульсации первичного напряжение питания, что облегчает стабилицацию выходного напряжения. Во вторых использование двух конденсаторов вместо одного облегчает работу самого конденсатора, поскольку электролитические конденсаторы серии ТК гораздо легче достать, а они не совсем предназначены для использования в высокочастотных блоках питания — слишком велико внутренне сопроивление и на больших частотах эти конденсаторы будут греться. Используя два штуки снижается внутреннее сопротивление, а возникающий нагрев делится уже между двумя конденсаторами.
При использовании в качестве силовых транзисторов IRF740, IRF840, STP10NK60 и им аналогичных (подробнее о наиболее часто используемых в сетевых преобразователях транзисторах смотри таблицу внизу страницы) от диодов VD4 и VD5 можно отказаться вообще, а номиналы резисторов R24 и R25 уменьшить до 22 Ом — мощности драйвера IR2110 вполне хватит для управления этими транзисторами. Если же собирается более мощный импульсный блок питания, то потребуются и более мощные транзисторы. Внимание следует обращать и на максимальный ток транзистора и на его мощность рассеивания — импульсные стабилизированные блоки питания весьма чувствительны к правильности поставлееного снабера и без него силовые транзисторы греются сильнее поскольку через установленные в транзисторах диоды начинают протекать токи образовавшиеся из за самоиндукции. Подробнее о выборе снабера .
Так же не малую лепту в нагрев вносит увеличивающееся без снабера время закрытия — транзистор дольше находится в линейном режиме.
Довольно часто забывают еще об одной особенности полевых транзисторов — с увеличением температуры их максимальный ток снижается, причем довольно сильно. Исходя из этого при выборе силовых транзисторов для импульсных блоков питания следует иметь минимум двухкратный запас по максимальному току для блоков питания усилителей мощности и трехкратный для устройств работающих на большую не меняющуюся нагрузку, например индукционную плавильню или декоративное освещение, запитку низковольтного электроинструмента.
Стабилизация выходного напряжения осуществляется за счет дросселя групповой стабилизации L1 (ДГС). Следует обратить внимание на направление обмоток данного дросселя. Количество витков должно быть пропорционально выходным напряжениям. Разумеется, что есть формулы для расчета данного моточного узла, однако опыт показал, что габаритная мощность сердечника для ДГС должна составлять 20-25% от габаритной мощности силового трансформатора. Мотать можно до заполнения окна примерно на 2/3, не забывая, что если выходные напряжения разные, то обмотка с более высоким напряжением должна быть пропорциоанально больше, например нужно два двуполярных напряжения, одно на ±35 В, а второе для питания сабвуфера с напряжением ±50 В.
Мотаем ДГС сразу в четыре провода до заполнения 2/3 окна считая витки. Диаметр расчитывается исходя из напряженности тока 3-4 А/мм2 . Допустим у нас получилось 22 витка, составляем пропорцию:
22 витка / 35 В = Х витков / 50 В.
Х витков = 22 × 50 / 35 = 31,4 ≈ 31 виток
Далее обрезам два провода для ±35 В и доматываем еще 9 витков для напряжения ±50.
ВНИМАНИЕ! Помните, что качество стабилизации напрямую зависит от того как быстро будет изменяться напряжение к кторому подключен диод оптрона. Для улучшения коф стаилизации имеет смысл подключить дополнительную нагрузку к каждому напряжению в виде резисторов на 2 Вт и споротивлением 3,3 кОм. Нагрузочный резистор подключенный к напряжению, контролируемому оптроном должен быть меньше в 1,7…2,2 раза.

Моточные данные данные для сетевых импульсных источников питания на ферритовых кольцах проницаемостью 2000НМ сведены в таблицу 1.

МОТОЧНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ РАСЧИТАНЫ ПО МЕТОДИКЕ ЭНОРАСЯНА Как показали многочисленные эксперименты количество витков можно смело уменьшать на 10-15 % без боязни входа сердечника в насыщение.

Реали- зация Типоразмер Частота преобразования, кГц

1 кольцо К40х25х11 Габ. мощность Витков на первичку

2 кольца К40х25х11 Габ. мощность Витков на первичку

1 кольцо К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

2 кольца К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

3 кольца К45х28х81 Габ. мощность Витков на первичку

4 кольца К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

5 колец К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

6 колец К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

7 колец К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

8 колец К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

9 колец К45х28х8 Габ. мощность Витков на первичку

10 колец К45х28х81 Габ. мощность Витков на первичку

Однако марку феррита узнать получается далеко не всегда, особенно если это феррит от строчных трансформаторов телевизоров. Выйти из ситуации можно выяснив количество витков опытным путем. Более подробно об этов в видео:

Используя приведенную выше схемотехнику импульсного блока питания были разработаны и опробованы несколько подмодификаций, предназначенные для решени той или иной задачи на различные мощности. Чертежи печатных платах этих блоков питания приведены ниже.
Печатная плата для импульсного стабилизированного блока питания мощностью до 1200…1500 Вт. Размер платы 269х130 mm. По сути это более усовершенствованный вариант предыдущей печатной платы. Отличается наличием дросселя групповой стабилизации позволяющим контролировать величену всех силовых напряжений, а так же дополнительным LC фильтром. Имеет управление вентилятором и защиту от перегрузки. Выходные напряжения состоят из двух двуполярных силовых источника и одного двуполярного слаботочного, предназначенного для питания предварительных каскадов.

Внешний вид печатной платы блока питания до 1500 Вт. СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Стабилизированный импульсный сетевой блок питания мощностью до 1500…1800 Вт может быть выполне на печатной плате размером 272х100 mm. Блок питания расчитан под силовой трансформатор выполненный на кольцах К45 и расположенный горизонтально. Имеет два силовых двуполярных источника, которые могут объединиться в один источник для питания усилителя с двухуровневым питанием и один двуполярный слаботочный, для предварительных каскадов.

Печатная плата импульсного блока питания до 1800 Вт. СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Этот блок питания может использоваться для питания от сети автомобильной аппаратуры большой мощности, например мощных автомобильных усилителей, автомобильных кондиционеров. Размеры платы 188х123. Используемые выпрямительные диоды Шотки паралеляться перемычками и выходной ток может достигать 120 А при напряжениии 14 В. Кроме этого блок питания может выдавать двуполярное напряжение с нагрузочной способностью до 1 А (больше не позволяют установленные интегральные стабилизаторы напряжения). Силовой трансформатор выполнен на кольца К45, фильтрующий дроссель силового напряжения на да двух кольцах К40х25х11. Встроена защита от перегрузки.

Внешний вид печатной платы блока питания для автомобильной аппаратуры СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Блок питания до 2000 Вт вы полнены на двух платах размером 275х99, расположенных друг над другом. Напряжение контролируется по одному напряжению. Имеет защиту от перегрузки. В файле имеются насколько вариантов «второго этажа» для двух двуполярных напряжений, для двух однополярных напряжений, для напряжений необходимых для двух и трех уровневых напряжений. Силовой трансформатор расположен горизонтально и выполнен на кольцах К45.

Внешний вид «двухэтажного» блока питания СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Блок питания с двумя двуполярными напряжениями или одним для двухуровневого усилителя выполнен на плате размером 277х154. Имет дроссель групповой стабилизации, защиту от перегрузки. Силовой трансформатора на кольцах К45 и расположен горизонтально. Мощность до 2000 Вт.

Внешний вид печатной платы СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Практически такой же блок питания, что и выше, но имеет одно двуполярное выходное напряжение.

Внешний вид печатной платы СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Импульсный блок питания имеет два силовых двуполярных стабилизированных напряжения и одно двуполярное слаботочное. Оснащен управлением вентилятора и зашитой от перегрузки. Имеет дроссель групповой стабилизации и дополнительные LC фильтры. Мощность до 2000…2400 Вт. Плата имеет размеры 278х146 mm

Внешний вид печатной платы СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Печатная плата импульсного блока питания для усилителя мощности с двухуровневыми питанием размером 284х184 mm имеет дроссель групповой стабилизации и дополнительные LC фиьтры, защиту от перегрузки и управление вентилятором. Отличительной чертой является использование дискретных транзисторов для ускорения закрытия силовых транзисторов. Мощность до 2500…2800 Вт.

с двухуровневым питанием СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Несколько измененный вариант предыдущей печатной платы с двумя двуполярными напряжениями. Размер 285х172. Мощность до 3000 Вт.

Внешний вид печатной платы блока питания для усилителя СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Мостовой сетевой импульсный блок питания мощностью до 4000…4500 Вт выполнен на печатной плате размером 269х198 mm Имеет два двуполярных силовых напряжения, управление вентилятором и защиту от перегрузки. Использует дроссель групповой стабилизации. Желательно использование выносных дополнительных Lфильтров вторичного питания.

Внешний вид печатной платы блока питания для усилителя СКАЧАТЬ В ФОРМАТЕ LAY

Места под ферриты на платах гораздо больше, чем могло бы быть. Дело в том, что далеко не всегда быват необходитьмость уходить за пределы звукового диапазона. Поэтому и предусмотрены дополнительные площади на платах. На всякий случай небольшая подборка справочных данных по силовым транзисторам и ссылки, где бы их стал покупать я. Кстати сказать уже не единожды заказывал и TL494 и IR2110, и конечно же силовые транзисторы. Брал правда далеко не весь ассортимент, однако брака пока не попадалось.

ПОПУЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ ДЛЯ ИМПУЛЬСНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
НАИМЕН-НИЕ	НАПРЯЖЕНИЕ			МОЩНОСТЬ	ЕМКОСТЬ ЗАТВОРА	Qg (ПРОИЗ-ТЕЛЬ)

Этот проект является одним из самых долгих, который делал. Заказал блок питания один человек для усилителя мощности.
Ранее никогда не довелось делать такие мощные импульсники стабилизированного типа, хотя опыт в сборке ИИП довольно большой. Проблем во время сборки было много. Изначально хочу сказать, что схема часто встречается в сети, а если точнее, то на сайте интервалка, но…. схема изначально не идеальна, с ошибками и скорее всего ничего не заработает, если собрать точно по схеме с сайта.

В частности изменил схему подключения генератора, взял схему с даташита. Переделал узел питания управляющей цепи, вместо параллельно соединенных 2-х ваттных резисторов, задействовал отдельный ИИП 15 Вольт 2 Ампер, что дало возможность избавиться от многих хлопот.
Заменил некоторые компоненты под свои удобства и все запустил по частям, настроив каждый узел отдельно.
Несколько слов о конструкции блока питания. Это мощный импульсный сетевой блок питания по мостовой топологии, имеет стабилизацию выходного напряжения, защиту от кз и перегруза, все эти функции подлежат регулировке.
Мощность в моем случае 2000 ватт, но схема без проблем позволит снять до 4000 ватт, если заменить ключи, мост и напичкать электролитов на 4000 мкФ. На счет электролитов — емкость подбирается исходя из расчета 1 ватт — 1мкФ.
Диодный мост — 30 Ампер 1000 Вольт — готовая сборка, имеет свой отдельный обдув (кулер)
Сетевой предохранитель 25-30 Ампер.
Транзисторы — IRFP460 , старайтесь подобрать транзисторы с напряжением 450-700 Вольт, с наименьшей емкостью затвора и с наименьшим сопротивлением открытого канала ключа. В моем случае эти ключи были единственным вариантом, хотя в мостовой схеме обеспечить заданную мощность они могут. Устанавливаются на общий теплоотвод, обязательно нужно изолировать их друг от друга, теплоотвод нуждается в интенсивном охлаждении.
Реле режима плавного пуска — 30 Ампер с катушкой 12 Вольт. Изначально, когда блок подключается в сеть 220 Вольт пусковой ток на столь велик, что может спалить мост и еще много чего, поэтому режим плавного пуска для блоков питания такого ранга необходим. При подключении в сеть через ограничительный резистор (цепочка последовательно соединенных резисторов 3х22Ом 5 Ватт в моем случае) заряжаются электролиты. Когда напряжение на них достаточно велико, срабатывает блок питания управляющей цепи (15 Вольт 2 Ампер), который и замыкает реле и через последний подается основное (силовое) питание на схему.
Трансформатор — в моем случае на 4-х кольцах 45х28х8 2000НМ, сердечник не критичен и все, что с ним связано придется рассчитать по специализированным программам, тоже самое с выходными дросселями групповой стабилизации.

Мой блок имеет 3 обмотки, все они обеспечивают двухполярное напряжение. Первая (основная, силовая) обмотка на +/-45 Вольт с током 20 Ампер — для запитки основных выходных каскадов (усилителя по току) УМЗЧ, вторая +/-55 вольт 1,5Ампер — для запитки дифф каскадов усилителя, третья +/-15 для запитки блока фильтров.

Генератор построен на TL494 , настроен на частоту 80 кГц, дальше драйвера IR2110 для управления ключей.
Трансформатор тока намотан на кольце 2000НМ 20х12х6 — вторичная обмотка намотана проводом МГТФ 0,3мм и состоит из 2х45витковв.
В выходной части все стандартно, в качестве выпрямителя для основной силовой обмотки задействован мост из диодов KD2997 — с током 30 ампер. Мостом для обмотки 55 вольт стоят диоды UF5408, а для маломощной обмотки 15 Вольт — UF4007. Использовать только быстрые или ультрабыстрые диоды, хотя и можно обычные импульсные диоды с обратным напряжением не менее 150-200 Вольт (напряжение и ток диодов зависит от параметров обмотки).
Конденсаторы после выпрямителя стоят на 100 Вольт (с запасом), емкость 1000мкФ, но разумеется на самой плате усилителей будут еще.

Устранение неполадок начальной схемы.
Приводить свою схему не буду, поскольку она мало чем отличается от указанной. Скажу только, что в схеме 15 вывод ТЛ отцепляем от 16 и припаиваем к 13/14 выводам. Дальше убираем резисторы R16/19/20/22 2 ватт, и питаем узел управления отдельным блоком питания 16-18 Вольт 1-2 ампер.
Резистор R29 заменяем на 6,8-10кОм. Исключаем из схемы кнопки SA3/SA4 (ни в коем случае не замкнуть их! будет бум!). R8/R9 заменяем — при первом же подключении они выгорят, поэтому заменяем на резистор 5 ватт 47-68Ом, можно использовать несколько последовательно соединенных резисторов с указанной мощностью.
R42 — заменяем на стабилитрон с нужным напряжением стабилизации. Все переменные резисторы в схеме очень советую использовать многооборотного типа, для наиболее точной настройки.
Минимальная грань стабилизации напряжения 18-25 Вольт, дальше уже пойдет срыв генерации.

Этот стабилизатор обладает неплохими характеристиками, имеет плавную регулировку тока и напряжения, хорошую стабилизацию, без проблем терпит короткие замыкания, относительно простой и не требует больших финансовых затрат. Он обладает высоким кпд за счет импульсного принципа работы, выходной ток может доходить до 15 ампер, что позволит построить мощное зарядное устройство и блок питания с регулировкой тока и напряжения. При желании можно увеличить выходной ток до 20-и и более ампер.

В интернете подобных устройств, каждое имеет свои достоинства и недостатки, но принцип работы у них одинаковый. Предлагаемый вариант — это попытка создания простого и достаточно мощного стабилизатора.

За счет применения полевых ключей удалось значительно увеличить нагрузочную способность источника и снизить нагрев на силовых ключах. При выходном токе до 4-х ампер транзисторы и силовой диод можно не устанавливать на радиаторы.

Номиналы некоторых компонентов на схеме могут отличаться от номиналов на плате, т.к. плату разрабатывал для своих нужд.

Диапазон регулировки выходного напряжения от 2-х до 28 вольт, в моем случае максимальное напряжение 22 вольта, т.к. я использовал низковольтные ключи и поднять напряжение выше этого значения было рискованно, а так при входном напряжении около 30 Вольт, на выходе спокойно можно получить до 28-и Вольт. Диапазон регулировки выходного тока от 60mA до 15A Ампер, зависит от сопротивления датчика тока и силовых элементов схемы.

Устройство не боится коротких замыканий, просто сработает ограничение тока.

Собран источник на базе ШИМ контроллера TL494 , выход микросхемы дополнен драйвером для управления силовыми ключами.

Хочу обратить ваше внимание на батарею конденсаторов установленных на выходе. Следует использовать конденсаторы с низким внутренним сопротивлением на 40-50 вольт, с суммарной емкостью от 3000 до 5000мкФ.

Нагрузочный резистор на выходе применен для быстрого разряда выходных конденсаторов, без него измерительный вольтметр на выходе будет работать с запаздыванием, т.к. при уменьшении выходного напряжения конденсаторам нужно время, для разрядки, а этот резистор быстро их разрядит. Сопротивление этого резистора нужно пересчитать, если на вход схемы подается напряжение больше 24-х вольт. Резистор двух ваттный, рассчитан с запасом по мощности, в ходе работы может греться, это нормально.

Как это работает:

ШИМ контроллер формирует управляющие импульсы для силовых ключей. При наличии управляющего импульса транзистор, и питание по открытому каналу транзистора через дроссель поступает на накопительный конденсатор. Не забываем, что дроссель является индуктивной нагрузкой, которым свойственно накапливание энергии и отдача за счет самоиндукции. Когда транзистор закрывается накопленный в дросселе заряд через диод шоттки продолжит подпитывать нагрузку. Диод в данном случае откроется, т.к. напряжение с дросселя имеет обратную полярность. Этот процесс будет повторяться десятки тысяч раз в секунду, в зависимости от рабочей частоты микросхемы ШИМ. По факту ШИМ контроллер всегда отслеживает напряжение на выходном конденсаторе.

Стабилизация выходного напряжения происходит следующим образом. На неинвертирующий вход первого усилителя ошибки микросхемы (вывод 1) поступает выходное напряжение стабилизатора, где оно сравнивается с опорным напряжением, которое присутствует на инверсном входе усилителя ошибки. При снижении выходного напряжения будет снижаться и напряжение на выводе 1, и если оно будет меньше опорного напряжения, ШИМ контроллер будет увеличивать длительности импульсов, следовательно транзисторы больше времени будут находиться в открытом состоянии и больше тока будет накачиваться в дроссель, если же выходное напряжение больше опорного, произойдет обратное — микросхема уменьшит длительность управляющих импульсов. Указанным делителем можно принудительно менять напряжение на неинвертирующщем входе усилителя ошибки, этим увеличивая или уменьшая выходное напряжение стабилизатора в целом. Для наиболее точной регулировки напряжения применён подстроечный многооборотный резистор, хотя можно использовать обычный.

Минимальное выходное напряжение составляет порядка 2 вольт, задается указанным делителем, при желании можно поиграться с сопротивлением резисторов для получения приемлемых для вас значений, не советуется снижать минимальное напряжение ниже 1 вольта.

Для отслеживания потребляемого нагрузкой тока установлен шунт. Для организации функции ограничения тока задействован второй усилитель ошибки в составе ШИМ контроллера тл494. Падение напряжения на шунте поступает на неинвертирующий вход второго усилителя ошибки, опять сравнивается с опорным, а дальше происходит точно тоже самое, что и в случае стабилизации напряжения. Указанным резистором можно регулировать выходной ток.

Токовый шунт изготовлен из двух параллельно соединённых низкоомных резисторов с сопротивлением 0,05Ом.

Накопительный дроссель намотан на желто белом кольце от фильтра групповой стабилизации компьютерного блока питания.

Так как схема планировалась на довольно большой входной ток, целесообразно использовать два сложенных вместе кольца. Обмотка дросселя содержит 20 витков намотанных двумя жилами провода диаметром 1,25мм в лаковой изоляции, индуктивность около 80-90 микрогенри.

Экономичный двухполярный импульсный блок питания своими руками

Данный самодельный двухполярный импульсный блок питания можно применить для питания различных радиоэлектронных устройств, в частности 15 ваттного усилителя звука на TDA2030.

Технические параметры импульсного блока питания:

• мощность —  180 Вт
• напряжение на выходе — 2 x 25 вольт
• ток  нагрузки — 3,5 А.

Описание работы импульсного блока питания

  В первую очередь происходит выпрямление переменного напряжения электросети диодным мостом VD1, пульсация которого сглаживается емкостями C1-C4. Для уменьшения тока заряда, протекающего через эти конденсаторы в момент включения импульсного блока  питания, в схему добавлено сопротивление R1.

Далее выпрямленное напряжение идет на полумостовой инвертор (преобразователь напряжения), собранный на транзисторах VT1-VT2. Нагрузкой данного преобразователя служит I обмотка трансформатора T1, он же также служит гальванической развязкой с электросетью. Емкости C3, С4 играют роль ВЧ фильтра. Частота преобразования происходит на частоте 27 кГц.

Напряжение, полученное с третьей обмотки трансформатора T1 идет на первичную обмотку T2, посредством данной обратной связи обеспечивается автоколебательный режим функционирования преобразователя. Для уменьшения напряжения на первичной обмотке добавлено сопротивление R4. Данным сопротивлением в какой-то мере определяется частота работы преобразователя.

Для выполнения стабильного пуска импульсного блока питания и его надежного функционирования собран модуль пуска — генератор на биполярном транзисторе VT3, который работает в лавинном режиме.

В момент подачи питания сквозь сопротивление R6 происходит заряд емкости С9. В случае если на нем напряжение поднимается до 50-70 В, транзистор VT3 мгновенно отпирается и данный конденсатор разряжается. Появившийся в результате разряда импульс тока отпирает VT2 и запускает преобразователь импульсного блока питания.

Каждый транзисторы VT1 и VT2 необходимо разместить на радиаторе с площадью 55 см. Тоже самое нужно проделать и с диодами VD2-VD5.

Параметры трансформаторов импульсного блока питания

Т1 : Два кольца марки М2000НМ, К31х18,5х7

• I – 82 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,5 мм.
• II – 32 вит. с отводом посередине, ПЭВ-2 диаметр 1 мм.
• III – 2 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.

Т2 : Кольцо марки М2000НМ, К10х6х5

• I – 10 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
• II – 6 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
• III – 6 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.

Для стабильного запуска III обмотка Т1 должна быть намотана на месте, не занятом обмоткой II. Обмотки необходимо надежно изолировать друг от друга стеклотканью или любым другим подходящим изоляционным материалом. Диоды КД213А можно заменить на КД213Б. Транзисторы КТ812А возможно поменять на КТ809А, КТ704В, КТ812Б, КТ704А. Конденсаторы C1, C2 на напряжение не менее 160В.

Исправно построенный импульсный блок питания как правило в настройке не нуждается, но в определенных случаях возможно будет подобрать транзистор VT3. Для контроля его работоспособности на некоторое время отсоединяют контакт эмиттера и подключают его к минусовому контакту сетевого выпрямителя.

При исправном транзисторе при помощи осциллографа на емкости С9 можно наблюдать пилообразный электросигнал амплитудой около 20…50 В и частотой несколько герц. Если этого нет, транзистор следует заменить. Смотрите так же схему простого самодельного лабораторного блока питания.

Простой импульсный блок питания на IR2153 своими руками

Простой импульсный блок питания на IR2153 своими руками

Импульсный источник питания на IR2153 с отдельной платой управления. Включение трансформатора полумост.

Понадобилось сделать печку для инкубатора от 12В. Решил БП собрать сам. Выбор пал на IR2153, так как стабилизация была не нужна. Перечитал много статей по этому БП, плавный старт на реле решил не делать, так как тестировал без реле и даже при КЗ ничего и так не сгорело.

Скачать схему и разводку в формате DipTrace.

Намотка трансформатора для ИБП.

Трансформатор намотал на колечке из неизвестной марки феррита диаметром 40 мм. Сначала обточил края. Затем обмотал термоскотчем.

Рассчитал в программке число витков для феррита марки 2000. Мотал проводом примерно 1 мм с втягивающего реле от авто. Измерив индуктивность показания примерно сошлись.

Вторичную обмотку мотал в 3 провода, рассчитывал на 200 Вт. Так же сделал еще одну обмотку на питание самой платы управления.

Схема силовой части ИБП на IR2153.

Тут все стандартно.

Начальное питание IR2153 берется сразу со входа. Это позволит запустить микросхему немного раньше, и уменьшить стартовый ток. То есть пока ток потечет через входной фильтр и будут заряжаться емкости на микросхему напряжение уже пойдет.

С15 будет зависеть от индуктивности рассеивания трансформатора + L1. Я путем подбора выяснил, что лучшие показатели для моего БП это 220 нФ.

C16, R7 — снаббер, я не ставил, т.к. нет осциллографа и наугад не вижу смысла ставить. И так работает.

R8 0.5 Ом, 5 Вт. Этот резистор для измерения тока, для защиты от перегрузки и КЗ.

R2, R3 — подтягивают гейты к земле во избежании открытия если контакт плохой или плату не установили. В конечном девайсе я установил на 23 кОм.

C17 — Y конденсатор.

Вот такая вышла плата.

Схема платы управления БП на IR2153.

Сразу после включения в сеть плата будет запитана через 1 и 6 вход J1. R1 5 Вт. Можно поставить на 18 кОм и более. В теории тока должно хватить для запуска. Я установил какой был, на 10 кОм.

На Q3, D1 собран линейный стабилизатор.  D1 на 12В. Этого напряжения достаточно для запуска микросхемы.

Когда с трансформатора пойдет ток через 7 ногу J1, напряжение будет ограниченно внутренним стабилитроном IR2153 до 15.6В. Расчетное напряжение обмотки 16В. Таким образом транзистор Q3 будет всегда закрыт и через R1 ток будет мизерный, через R6 на D1. R6 можно увеличить, я ставил более 100 кОм и работало. Тут зависит от характеристик стабилитрона, какой ток ему достаточен для работы.

D7, D8 я не ставил, это диоды Шоттки которые должны быстрей закрыть силовые ключи.

R10 для регулировки частоты. Я выставил смотря через логический анализатор частоту 40 кГц.

Я сделал два варианта, для DIP и SMD корпусов.

  

Защита от перегрузки и КЗ для БП на IR2153.

Схемы защиты от КЗ с прижатием питания к земле через светодиод показались странными. В ДШ на IR2153 сказано, что выключать тактирование нужно замыканием полевым транзистором 3 ноги на землю. Так и сделал.

Чем больше тока на R8 с силовой схемы, тем больше будет падение напряжение на данном резисторе. Допустим ток 2 А, резистор 0.5 Ом. Напряжение будет U = 2 * 0.5 = 1 В.

1 В прийдет на 5 ногу J1 платы управления. Чтобы открыть Q4, достаточно 0.6В на его базе. R12 выполняет роль делителя напряжения. С его помощью можно выставить при каком токе будет срабатывать защита.

Q4 откроет Q5 Который в свою очередь откроет Q1 и будет поддерживать открытым Q4. Таким образом Q4, Q5 образуют защелку, то есть даже если ток больше не превышает норму, БП будет отключен пока не будет обесточен.

Когда Q1 открыт, на 3 ноге IR2153 будет низкий уровень и микросхема не будет генерировать импульсы переключения силовых ключей.

Видео демонстрации работы защиты от КЗ:

При копировании материалов ссылка на https://terraideas.ru/ обязательна

Простой импульсный блок питания своими руками

Простой импульсный блок питания своими руками

Всем привет! Как то захотел я собрать усилитель на TDA7294. И друг продал за копейки корпус. Такой черный, красивый, а в нем когда то жил спутниковый ресивер 95-х годов. И как на зло ТС-180 не помещался, не хватило по высоте буквально 5 мм. Начал смотреть в сторону тороидального трансформатора. Но увидел цену, и как то сразу перехотелось. И тут же в глаз пал компьютерный БП, думал перемотать, но снова же куча регулировок, защит по току, брррр. Начал гуглить схемы импульсных блоков питания, большая плата, куча деталей, лень вообще что то делать стало. Но случайно на форуме нашел тему о переделке электронных трансформаторах Ташибра. Почитал так, вроде ничего сложного.

 

 

На следующий день поехал хоз-маг и купил пару подопытных. Один такой стоит 40 грн.

Тот что сверху  BUKO.
Снизу копия Ташибры, только имя сменилось.
Между собой они немного различаются. У ташибры например 5 витков у вторичной обмотке, а у BUKO 8 витков. У последнего еще немного плата побольше, с дырками под установку доп. деталей.
Но доработка обоих блоков идентична!
Во время доработок нужно быть предельно осторожным, т.к. на транзисторах присутствует сетевое напряжение.
И если вы случайно закоротите выход, и транзисторы сделают новогодний салют я не виноват, все вы делаете на свой страх и риск!

Рассмотрим схему:

Все блоки от 50 до 150 ватт идентичны, отличаются только только мощностью деталей.
В чем состоит доработка?
1) Необходимо добавить электролит после сетевого диодного моста. Чем больше — тем лучше. Я поставил 100 мкф на 400 вольт.
2) Необходимо поменять обратную связь по току на связь по напряжению. Зачем? А затем что бп запускается только с нагрузкой, а без нагрузки он не запуститься.
3) Перемотать трансформатор (при необходимости).
4) Установить на выходе диодный мост (например КД213, импортные шоттки приветствуются) и конденсатор.

В синему кружку катушка обратной связи по току. Необходимо выпаять ее 1 конец, и на плате ее замкнуть. Сделали КЗ на плате? Значить идем дальше!
Потом берем кусок витой пары на силовой трансформатор мотаем 2 витка и на трансформатор связи мотаем 3 витка. На концы припаиваем к резистору 2.4-2.7 ом 5-10W. Подключаем лампочку на выход и ОБЯЗАТЕЛЬНО лампочку на 150 ватт в разрыв сетевого провода. Включаем — лампочка не засветилась, убираем ее, снова включаем и видим что лампочка на выходе светиться. А если не засветилась то нужно провод в трансформатор звязи завести с другой стороны. Посветила лампочка теперь выключаем. НО перед тем как что то делать обязательно разрядите сетевой конденсатор резистором на 470 ом!!
Я собирал БП для стерео УНЧ на TDA7294. Соответственно мне нужно перемотать его на напряжение 2Х30 вольт.
На трансформаторе 5 витков. 12V/5вит.=2,8 вит/вольт.
30V/2,8V=11витков. Тоесть нам надо намотать 2 катушки по 11 витков.
Выпаиваем трансформатор из платы, снимаем 2 витка из транса, и соответственно сматываем вторичную обмотку. Потом я намотал катушки обычным многожильным проводом. Сразу одну катушку, потом вторую. И соединяем начала обмоток или концы и получаем средний отвод.
То есть таким образом мы можем намотать катушку на необходимое напряжение!
Частота блока питания с ОС по напряжению 30 кгц.
Потом я собрал диодный мост из КД213, поставил электролиты и обязательно надо керамику!!!
Как соединять катушки, и какие возможные вариации можно посмотреть на схеме из соседней статьи.

Запомните — при замыканию выхода бп горит! Я сам спалил один раз. Сгорели, диоды, транзисторы и резисторы в базе! Заменил их и бп благополучно начал работать!Ну и теперь пару фотографий готового БП для УНЧ.

Красным обозначено место закорачивания ОС по току.Вот еще есть вариация для шуруповерта. Трансформатор тут я не перематывал. Просто его поднял вертикально, и сбоку прилепил диодный мост. Все это дело установил у коробку из аккумулятора. И сзади поставил кнопку для выключения.

Резистор припаян на плату в свободный пятачок. Желательно применять резисторы на 10W т.к. он греется во время работы!

Таким образом мы получаем отличный ИБП за копейки, который можно применить куда угодно!!!

Как умный инженер по аппаратному обеспечению может легко проектировать блоки питания: мини-учебник

Аннотация

Это мини-руководство дает обзор возможностей проектирования источников питания. В нем будут рассмотрены основные и часто используемые топологии изолированных и неизолированных источников питания, а также их преимущества и недостатки. Мы также рассмотрим электромагнитные помехи (EMI) и вопросы фильтрации. Это мини-руководство призвано обеспечить упрощенное понимание и новое понимание искусства проектирования источников питания.

Введение

Для большинства электронных систем требуется какое-то преобразование напряжения между напряжением источника энергии и напряжением схемы, которая должна быть запитана. По мере того, как батареи теряют заряд, напряжение падает. Некоторое преобразование постоянного тока в постоянный может гарантировать, что гораздо больше энергии, накопленной в батарее, будет использоваться для питания схемы. Также, например, с линией 110 В переменного тока мы не можем напрямую запитать полупроводник, такой как микроконтроллер. Поскольку преобразователи напряжения, также называемые источниками питания, используются почти во всех электронных системах, за эти годы они были оптимизированы для различных целей.Конечно, некоторые из обычных целей оптимизации — это размер решения, эффективность преобразования, EMI и стоимость.

Самый простой блок питания: LDO

Одной из простейших форм источника питания является стабилизатор с малым падением напряжения (LDO). LDO — это линейные регуляторы в отличие от импульсных регуляторов. Линейные регуляторы помещают перестраиваемый резистор между входным напряжением и выходным напряжением, что означает, что выходное напряжение фиксируется независимо от того, как изменяется входное напряжение и какой ток нагрузки проходит через устройство.На рисунке 1 показан основной принцип работы этого простого преобразователя напряжения.

Рисунок 1. Линейный регулятор преобразует одно напряжение в другое.

В течение многих лет типичный преобразователь мощности состоял из трансформатора 50 Гц или 60 Гц, подключенного к электросети, с определенным соотношением обмоток для генерирования нерегулируемого выходного напряжения, на несколько вольт выше необходимого напряжения питания в системе. Затем был использован линейный регулятор, чтобы преобразовать это напряжение в хорошо регулируемое по мере необходимости для электроники.На рисунке 2 показана блок-схема этой концепции.

Рисунок 2. Сетевой трансформатор, за которым следует линейный регулятор.

Проблема с базовой схемой, показанной на Рисунке 2, заключается в том, что трансформатор 50/60 Гц является относительно громоздким и дорогим. Кроме того, линейный регулятор рассеивает довольно много тепла, поэтому общая эффективность системы низкая, а избавление от выделяемого тепла затруднено при высокой мощности системы.

Импульсные источники питания на помощь

Чтобы избежать недостатков источника питания, показанного на рисунке 2, были изобретены импульсные источники питания.Они не полагаются на напряжение переменного тока 50 или 60 Гц. Они принимают постоянное напряжение, иногда выпрямленное переменное напряжение, и генерируют переменное напряжение гораздо более высокой частоты для использования трансформатора гораздо меньшего размера или, в неизолированных системах, для выпрямления напряжения с помощью LC-фильтра для генерации выходного постоянного напряжения. Преимущества — небольшой размер решения и относительно невысокая стоимость. Генерируемое переменное напряжение не обязательно должно быть синусоидальным. Простая форма сигнала ШИМ будет работать нормально, и ее легко сгенерировать с помощью генератора ШИМ и переключателя.

Вплоть до 2000 года биполярные транзисторы были наиболее часто используемыми переключателями. Они работали бы хорошо, но имели относительно низкую скорость переключения. Они были не очень энергоэффективны, ограничивая частоту переключения до 50 кГц или, может быть, 100 кГц. Сегодня мы используем переключаемые полевые МОП-транзисторы вместо биполярных транзисторов, что обеспечивает гораздо более быструю коммутацию переходов. Это, в свою очередь, снижает потери на переключение, позволяя переключать частоты до 5 МГц. Такие высокие частоты переключения позволяют использовать в силовом каскаде катушки индуктивности и конденсаторы очень небольшого размера.

Импульсные регуляторы имеют много преимуществ. Обычно они обеспечивают энергоэффективное преобразование напряжения, позволяют повышать и понижать напряжение, а также предлагают относительно компактные и недорогие конструкции. Недостатки в том, что их не так просто спроектировать и оптимизировать, и они создают электромагнитные помехи из-за переходов переключения и частоты переключения. Наличие импульсных регуляторов источника питания, а также инструментов проектирования источников питания, таких как LTpowerCAD ^® и LTspice ^® , значительно упростили этот сложный процесс проектирования.С помощью таких инструментов процесс проектирования схемы импульсного источника питания может быть полуавтоматизирован.

Изоляция в источниках питания

При проектировании источника питания первый вопрос, на который нужно ответить, — требуется ли гальваническая развязка. Гальваническая развязка используется по нескольким причинам. Он может сделать схемы более безопасными, он позволяет работать с плавающей системой и предотвращает распространение зашумленных токов заземления через различные электронные устройства в одной схеме. Две наиболее распространенные изолированные топологии — это обратный и прямой преобразователи.Однако для более высокой мощности используются другие изолированные топологии, такие как двухтактная, полумостовая и полномостовая.

Если гальваническая развязка не требуется, в большинстве случаев используется неизолированная топология. Изолированные топологии всегда требуют трансформатора, и такое устройство, как правило, дорогое, громоздко и часто бывает трудно получить в готовом виде с точными требованиями, предъявляемыми к индивидуальному источнику питания.

Наиболее распространенные топологии, когда изоляция не требуется

Наиболее распространенной неизолированной топологией импульсного источника питания является понижающий преобразователь.Он также известен как понижающий преобразователь. Он принимает положительное входное напряжение и генерирует выходное напряжение ниже входного. Это одна из трех основных топологий импульсных источников питания, для которых требуются только два переключателя, катушка индуктивности и два конденсатора. На рисунке 3 показан основной принцип этой топологии. Переключатель верхнего плеча подает импульс тока со входа и генерирует напряжение коммутационного узла, чередующееся между входным напряжением и напряжением заземления. LC-фильтр принимает это импульсное напряжение на коммутационном узле и генерирует выходное напряжение постоянного тока.В зависимости от рабочего цикла сигнала ШИМ, управляющего переключателем верхнего плеча, генерируется другой уровень выходного напряжения постоянного тока. Этот понижающий преобразователь постоянного тока очень энергоэффективен, относительно прост в сборке и требует небольшого количества компонентов.

Рисунок 3. Концепция простого понижающего понижающего преобразователя.

Понижающий преобразователь подает импульсный ток на входной стороне, в то время как выходная сторона имеет постоянный ток, идущий от катушки индуктивности. По этой причине понижающий стабилизатор очень шумит на входе и не так шумит на выходе.Понимание этого важно при проектировании систем с низким уровнем шума.

Помимо понижающей топологии, второй базовой топологией является повышающая или повышающая топология. В нем используются те же пять основных компонентов питания, что и в понижающем преобразователе, но с измененной компоновкой, так что катушка индуктивности размещается на стороне входа, а переключатель высокого уровня — на стороне выхода. Топология форсирования используется для повышения определенного входного напряжения до выходного напряжения, которое выше входного напряжения.

Рисунок 4.Концепция простого повышающего преобразователя.

При выборе повышающего преобразователя важно отметить, что повышающие преобразователи всегда указывают в своих технических паспортах максимальный номинальный ток переключения, а не максимальный выходной ток. В понижающем преобразователе максимальный ток переключения напрямую связан с максимально достижимым выходным током, независимо от соотношения напряжений между входным и выходным напряжением. В повышающем стабилизаторе соотношение напряжений напрямую влияет на возможный максимальный выходной ток на основе фиксированного максимального тока переключения.При выборе подходящей ИС повышающего регулятора вам необходимо знать не только желаемый выходной ток, но также входное и выходное напряжение разрабатываемой конструкции.

Повышающий преобразователь имеет очень низкий уровень шума на входе, поскольку катушка индуктивности, установленная на входе, предотвращает быстрые изменения тока. Однако на выходе такая топология довольно шумная. Мы видим только импульсный ток, протекающий через внешний переключатель, и, таким образом, пульсации на выходе вызывают большую озабоченность по сравнению с топологией понижающего преобразователя.

Третья базовая топология, состоящая только из пяти основных компонентов, — это повышающий инвертирующий преобразователь. Название происходит от того факта, что этот преобразователь принимает положительное входное напряжение и преобразует его в отрицательное выходное напряжение. Кроме того, входное напряжение может быть выше или ниже абсолютного значения инвертированного выходного напряжения. Например, выходное напряжение –12 В может генерироваться из 5 В или 24 В на входе. Это возможно без каких-либо специальных модификаций схемы.На рисунке 5 показана принципиальная схема инвертирующего повышающего преобразователя.

Рис. 5. Концепция простого инвертирующего повышающего преобразователя.

В инвертирующей повышающе-понижающей топологии катушка индуктивности подключается от коммутирующего узла к земле. Как на входе, так и на выходе преобразователя наблюдается импульсный ток, что делает эту топологию относительно шумной как на стороне входа, так и на стороне выхода. В приложениях с низким уровнем шума этот характер компенсируется добавлением дополнительной входной и выходной фильтрации.

Одним из весьма положительных аспектов топологии инвертирующего повышающего-понижающего преобразователя является тот факт, что для такого преобразователя можно использовать любую микросхему понижающего импульсного стабилизатора. Это так же просто, как подключить выходное напряжение понижающей цепи к заземлению системы. Заземление цепи понижающей ИС станет отрегулированным отрицательным напряжением. Эта черта дает очень большой выбор ИС импульсных стабилизаторов на рынке.

Специализированные топологии

Помимо трех основных неизолированных топологий импульсного источника питания, описанных ранее, существует еще много доступных топологий.Однако все они требуют дополнительных компонентов питания. Обычно это увеличивает их стоимость при более низкой эффективности преобразования энергии. Хотя есть определенные исключения, как правило, добавление дополнительных компонентов в тракт питания увеличивает потери. Некоторые из наиболее популярных топологий — это SEPIC, Zeta, uk и повышающий понижающий уровень с 4 переключателями. Каждая из них предлагает функции, которых нет в трех основных топологиях. Ниже приводится список наиболее важных функций каждой топологии:

XSEPIC SEPIC может генерировать положительное выходное напряжение из положительного входного напряжения, которое может быть выше или ниже выходного напряжения.ИС повышающего регулятора могут быть использованы для разработки источника питания SEPIC. Недостатком этой топологии является необходимость во второй катушке индуктивности или одной связанной катушке индуктивности, а также в конденсаторе SEPIC. XZeta Преобразователь Zeta похож на SEPIC, но он способен генерировать положительное или отрицательное выходное напряжение. Кроме того, он не имеет нулевой точки в правой полуплоскости (RHPZ), что упрощает контур регулирования. Для такой топологии может использоваться микросхема понижающего преобразователя. Преобразователь uk предлагает преобразование положительного входного напряжения в отрицательное выходное напряжение.В нем используются две катушки индуктивности, одна на входной стороне и одна на выходной стороне, что делает его довольно низким уровнем шума на входной и выходной сторонах. Недостатком является то, что существует не очень много ИС импульсного преобразования мощности, поддерживающих эту топологию, поскольку для контура регулирования требуется вывод отрицательной обратной связи по напряжению. X4-Switch Buck-Boost Этот тип преобразователя стал довольно популярным в последние годы. Он предлагает положительное выходное напряжение от положительного входного напряжения. Входное напряжение может быть выше или ниже установленного выходного напряжения.Этот преобразователь заменяет многие конструкции SEPIC, поскольку он обеспечивает более высокую эффективность преобразования мощности и требует только одного индуктора.

Наиболее распространенные изолированные топологии

Помимо неизолированной топологии, для некоторых приложений требуются преобразователи мощности с гальванической развязкой. Причины могут заключаться в соображениях безопасности, необходимости иметь плавающие заземления в более крупных системах, в которых различные цепи соединены между собой, или предотвращение контуров тока заземления в чувствительных к шуму приложениях. Наиболее распространенными топологиями изолированных преобразователей являются преобразователи прямого и обратного хода.

Обратный преобразователь обычно используется для уровней мощности до 60 Вт. Схема работает таким образом, что во время включения энергия накапливается в трансформаторе. Во время простоя эта энергия передается вторичной обмотке преобразователя, запитывая выход. Этот преобразователь прост в сборке, но для него требуются относительно большие трансформаторы для хранения всей энергии, необходимой для правильной работы. Этот аспект ограничивает топологию более низкими уровнями мощности. На рисунке 6 показан обратноходовой преобразователь вверху и прямой преобразователь внизу.

Рис. 6. Обратный преобразователь (вверху) и прямой преобразователь (внизу).

Помимо обратного преобразователя, большой популярностью пользуется прямой преобразователь. Он использует трансформатор иначе, чем обратный ход. Во время включения, пока есть ток через обмотку первичной стороны, также есть ток через вторичную обмотку. Энергия не должна накапливаться в сердечнике трансформатора. После каждого цикла переключения мы должны убедиться, что вся намагниченность сердечника сбрасывается до нуля, чтобы трансформатор не перешел в насыщение после нескольких циклов переключения.Это выделение энергии из ядра может быть достигнуто с помощью нескольких различных технологий. Один из популярных способов — использовать активный зажим с небольшим дополнительным переключателем и конденсатором.

На рисунке 7 показана схема среды моделирования LTspice для конструкции прямого активного зажима с использованием ADP1074. В прямом преобразователе есть дополнительная катушка индуктивности в выходном тракте по сравнению с обратным ходом, как показано на рисунке 6. Хотя это еще один дополнительный компонент, занимающий пространство и требующий затрат, он помогает генерировать более низкое выходное напряжение шума по сравнению с выходным напряжением. обратный преобразователь.Кроме того, размер трансформатора, необходимый для прямого преобразователя на том же уровне мощности, что и обратный преобразователь, может быть намного меньше.

Рис. 7. Схема прямого активного фиксатора, использующая ADP1074 для генерации изолированного выходного напряжения, как смоделировано в LTspice.

Расширенные изолированные топологии

Помимо обратной и прямой топологий, существует очень много различных концепций трансформаторных гальванически развязанных преобразователей. В следующем списке даны очень простые объяснения наиболее распространенных преобразователей:

XPush-Pull Двухтактная топология аналогична прямому преобразователю.Однако вместо одного переключателя нижнего плеча для этой топологии требуются два активных переключателя нижнего плеча. Также требуется первичная обмотка трансформатора с центральным отводом. Преимущество двухтактного преобразователя заключается в том, что он работает с меньшим шумом по сравнению с прямым преобразователем, а также необходим трансформатор меньшего размера. Гистерезис кривой BH трансформатора используется в двух квадрантах, а не только в одном. X Half-Bridge / Full-Bridge Эти две топологии обычно используются для более мощных схем от нескольких сотен ватт до нескольких киловатт.Для них требуются переключатели на верхней стороне, помимо переключателей на нижней стороне, но они обеспечивают передачу очень высокой мощности с относительно небольшими трансформаторами. Этот термин часто используется при обсуждении изолированных преобразователей большой мощности. Это означает переключение при нулевом напряжении. Другой термин для таких преобразователей — это преобразователи LLC (индуктор-индуктор-конденсатор). Эти архитектуры нацелены на преобразование с очень высокой эффективностью. Они генерируют резонансный контур и переключают силовые переключатели, когда напряжение или ток на переключателях близки к нулю.Таким образом, потери переключения сводятся к минимуму. Однако такие конструкции могут быть трудными в разработке, а частота переключения не фиксирована, что иногда приводит к проблемам с электромагнитными помехами.

Преобразователи импульсных конденсаторов

Помимо линейных регуляторов и импульсных источников питания, существует еще третья группа преобразователей мощности: преобразователи импульсных конденсаторов. Их также называют нагнетательными насосами. Они используют переключатели и конденсаторы для умножения или инвертирования напряжений. Они предлагают большое преимущество в том, что они не нуждаются в индукторе.Обычно такие преобразователи используются для низких уровней мощности ниже 5 Вт. Однако в последнее время были сделаны значительные усовершенствования, позволяющие создавать преобразователи с переключаемыми конденсаторами гораздо большей мощности. На рисунке 8 показан LTC7820 в конструкции мощностью 120 Вт при КПД 98,5%, преобразующем 48 В в 24 В.

Рис. 8. Контроллер DC-DC с фиксированным коэффициентом мощности зарядного насоса LTC7820.

Цифровые блоки питания

Все блоки питания, обсуждаемые в этой статье, могут быть реализованы как аналоговые или цифровые блоки питания.Что такое цифровые блоки питания на самом деле? Питание всегда должно проходить через аналоговый силовой каскад с переключателями, катушками индуктивности, трансформаторами и конденсаторами. Цифровой аспект представлен двумя цифровыми строительными блоками. Первый — это цифровой интерфейс, который позволяет электронной системе «разговаривать» и «слушать» источник питания. Различные параметры могут быть установлены на лету, чтобы оптимизировать источник питания для различных условий эксплуатации. Кроме того, источник питания может связываться с главным процессором и поднимать флажки предупреждения или неисправности.Например, ток нагрузки, превышение заданного порогового значения или чрезмерная температура источника питания могут легко контролироваться системой.

Второй цифровой строительный блок заменяет аналоговый контур регулирования на цифровой. Это может работать успешно, но для большинства приложений оптимальным вариантом является стандартный аналоговый контур обратной связи с некоторым цифровым влиянием на некоторые параметры, например, регулировка усиления усилителя ошибки на лету или динамическая установка параметров компенсации контура для включения стабильная, но быстрая обратная связь.Примером устройства с чисто цифровым контуром управления является ADP1046A от Analog Devices. Одним из примеров понижающего стабилизатора с цифровым интерфейсом и аналоговым контуром управления, оптимизированным за счет цифровых воздействий, является LTC3883.

Соображения по электромагнитным помехам

Электромагнитные помехи (EMI) — это всегда тема, на которую следует обращать внимание при разработке импульсных источников питания. Причина в том, что импульсные источники питания включают и выключают сильный ток за очень короткие промежутки времени.Чем быстрее переключение, тем выше общая эффективность системы. Более быстрые переходы переключения сокращают время, в течение которого переключатель частично включен. Во время этого частичного включения генерируется большинство коммутационных потерь. На рисунке 9 показана форма сигнала коммутирующего узла импульсного источника питания. Представим себе бак-регулятор. Высокое напряжение определяется током, протекающим через переключатель на стороне высокого напряжения, а низкое напряжение определяется отсутствием тока, протекающего через переключатель на стороне высокого давления.

Рисунок 9.Скорость переключения, а также частота переключения импульсного источника питания.

На рисунке 9 мы видим, что импульсный источник питания генерирует шум не только из-за настроенной частоты переключения, но также из-за скорости переключения, которая намного выше по частоте. Хотя частота переключения обычно составляет от 500 кГц до 3 МГц, время переключения может составлять несколько наносекунд. При времени переключения 1 нс мы увидим в спектре соответствующую частоту 1 ГГц.По крайней мере, обе эти частоты будут рассматриваться как излучаемые и кондуктивные излучения. Другие частоты также могут возникать из-за колебаний контура регулирования или взаимодействия между источником питания и фильтрами.

Есть две причины, по которым следует уменьшить электромагнитные помехи. Первая причина — защитить функциональность электронной системы, питаемой конкретным источником питания. Например, 16-разрядный АЦП, который используется на пути прохождения сигнала в системе, не должен улавливать коммутационный шум, исходящий от источника питания.Вторая причина заключается в соблюдении определенных правил EMI, которые вводятся правительствами во всем мире для одновременной защиты надежной работы различных электронных систем.

EMI бывает двух видов: излучаемые электромагнитные помехи и кондуктивные электромагнитные помехи. Наиболее эффективные способы снижения излучаемых электромагнитных помех — это оптимизация компоновки печатной платы и использование таких технологий, как технология Silent Switcher ^® от Analog Devices. Конечно, также эффективно поместить схему в экранированный металлический ящик.Однако это может быть непрактично и в большинстве случаев очень дорого.

Кондуктивные электромагнитные помехи обычно ослабляются дополнительной фильтрацией. В следующем разделе будет обсуждаться дополнительная фильтрация для уменьшения кондуктивных выбросов.

Фильтрация

Фильтры

RC — это базовые фильтры нижних частот. Однако в конструкции источника питания каждый фильтр представляет собой не что иное, как LC-фильтр. Часто достаточно последовательного добавления некоторой индуктивности, так как это сформирует LC- или CLC-фильтр вместе с входными или выходными конденсаторами импульсного источника питания.Иногда в качестве фильтров используются только конденсаторы, но, учитывая паразитную индуктивность силовых кабелей или проводов, вместе с конденсатором мы также формируем LC-фильтр. Индуктор L может быть индуктором с сердечником или ферритовым валиком. Назначение LC-фильтра на самом деле — эффект нижних частот, так что мощность постоянного тока может проходить через него, а высокочастотные помехи в значительной степени ослабляются. LC-фильтр имеет двойной полюс, поэтому мы получаем затухание высоких частот 40 дБ на декаду. Этот фильтр имеет относительно резкий спад.Разработка фильтра — это не ракетостроение; однако, поскольку паразитные компоненты схемы, такие как индуктивность следа, оказывают влияние, моделирование фильтра также требует моделирования основных паразитных эффектов. Это может сделать моделирование фильтра довольно трудоемким. Многие дизайнеры, имеющие опыт проектирования фильтров, знают, какие фильтры работали раньше, и могут итеративно оптимизировать определенный фильтр для нового дизайна.

При проектировании любого фильтра необходимо не только учитывать поведение слабого сигнала, например передаточную функцию фильтра на графике Боде, но также необходимо учитывать эффект сильного сигнала.В любом LC-фильтре мощность проходит через катушку индуктивности. Если эта мощность больше не нужна на выходе из-за внезапного переходного процесса нагрузки, энергия, накопленная в катушке индуктивности, должна куда-то уйти. Он заряжает емкость фильтра. Если фильтр не предназначен для таких наихудших условий, эта накопленная мощность может вызвать выбросы напряжения, которые могут повредить схему.

Наконец, фильтры имеют определенный импеданс. Этот импеданс взаимодействует с импедансами преобразователей мощности, прикрепленных к фильтру.Это взаимодействие может привести к нестабильности и колебаниям. Инструменты моделирования, такие как LTspice и LTpowerCAD от Analog Devices, могут оказать большую помощь в ответах на все эти вопросы и разработке идеального фильтра. На рисунке 10 показан графический пользовательский интерфейс разработчика фильтров в среде проектирования LTpowerCAD. С помощью этого инструмента дизайн фильтра очень прост.

Рисунок 10. Проектирование входного фильтра для понижающего стабилизатора с LTpowerCAD.

Бесшумные переключатели

Излучение трудно заблокировать.Требуется специальное экранирование из какого-либо металлического материала. Это может стоить очень дорого. В течение долгого времени инженеры искали способы уменьшить излучение, создаваемое импульсными источниками питания. Несколько лет назад в технологии Silent Switcher был сделан большой прорыв. За счет уменьшения паразитных индуктивностей в контурах нагрева импульсного источника питания, а также путем разделения контуров нагрева на два и установки их очень симметричным образом излучаемые излучения в основном компенсируют друг друга.Сегодня доступно множество устройств Silent Switcher с гораздо меньшим уровнем излучения, чем у традиционных продуктов. Уменьшение излучаемых излучений позволяет увеличить скорость переключения без серьезных потерь EMI. Ускорение коммутационных переходов снижает коммутационные потери и, таким образом, позволяет использовать гораздо более высокие частоты коммутации. Одним из примеров этой инновации является LTC3310S, который может работать с частотой коммутации 5 МГц, что позволяет создавать чрезвычайно компактные конструкции с очень дешевыми внешними компонентами.

Рис. 11. Бесшумный коммутатор LTC3310S обеспечивает минимальное излучаемое излучение.

Управление питанием — необходимость, но может доставлять удовольствие

В этом руководстве мы рассмотрели многие аспекты проектирования источников питания, включая различные топологии источников питания, а также их преимущества и недостатки. Для инженеров по источникам питания эта информация может быть очень простой, но как для экспертов, так и для неспециалистов полезно иметь программные инструменты, такие как LTpowerCAD и LTspice, которые помогут в процессе проектирования.С помощью этих инструментов преобразователи мощности можно проектировать и оптимизировать за очень короткое время. Надеюсь, это руководство вдохновило вас на решение следующей задачи по проектированию источников питания.

Как сделать наилучшие измерения импульсного источника питания

Страна или регион * —Выберите — United StatesUnited KingdomCanadaIndiaNetherlandsAustraliaSouth AfricaFranceGermanySingaporeSwedenBrazilAfghanistanÅland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrit / Индийский океан Terr.Бруней-ДаруссаламБолгарияБуркина-ФасоБурундиКамбоджаКамерунКанарские островаКапо-ВердеКаймановы островаЦентральноафриканская РеспубликаЧадЧилиКитайОстров РождестваКокос (Килинг) островаКолумбияКоморские островаКонгоКонго, The Dem. Республика OfCook IslandsCosta RicaCôte d’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland IslandsFaroe IslandsFijiFinlandFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный Terr.GabonGambiaGeorgiaGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard / McDonald ISL,.HondurasHong Kong, ChinaHungaryIcelandIndonesiaIranIraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea (Северная) Корея (Южная) KuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarN. Марьяна Isls.NamibiaNauruNepalNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorwayOmanPakistanPalauPalestinian край, OccupiedPanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSamoaSan MarinoSao Фолиант / PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbia и MontenegroSerbiaMontenegroSeychellesSierra LeoneSlovak RepublicSloveniaSolomon IslandsSomaliaSpainSri LankaSt.Елена Пьер и Микелон Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard / Ян Майен Isls.SwazilandSwitzerlandSyriaTaiwan, ChinaTajikistanTanzaniaThailandTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks / Кайкос Isls.TuvaluUgandaUkraineUnited Arab EmiratesUS Экваторияльная Is.UruguayUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaViet NamVirgin острова (Британские) Виргинские острова поле (США) Уоллис / Футуна Isls.Western SaharaYemenZambiaZimbabweRequired

Еще одно преобразование импульсного источника питания

DIY Импульсный источник постоянного тока

Итак, вот история: мне нужен был какой-то источник тока 1А +, может быть, 1.5А, точно не более 2Ампер.

Вы предложите мне использовать настольный блок питания в режиме ограничения тока. Но расходные материалы для верхней скамьи тяжелые и дорогие. Более того, я не хочу носить его на поле, против элементов, и в большинстве случаев я не хочу оставлять его без присмотра.

Исследования

Я начал искать альтернативы, зная, что компьютерные блоки питания дешевы, легки и доступны. Так почему бы не преобразовать один из них в текущий источник? Не должно быть так сложно.

С другой стороны, блок питания компьютера имеет резервное напряжение 5 В, которое я могу использовать для питания дополнительных схем. Как насчет того, чтобы поставить Arduino с маленьким дисплеем? !! Может быть позже.

А пока начинаю искать схемы блоков питания. Нашел кого-то еще, выполняющего преобразование с регулируемым напряжением и током, затем составил план по изменению схемы TL494 …
Затем я нашел старый компьютерный корпус:

добыл припасы,

Начал с чистки блока питания, зачистил провода, чтобы работать было легче и… получил сюрприз: № 494.В центре устройства находится микросхема DIP16 с маркировкой 2003:

.

Нет проблем, все просто: я найду таблицу и спроектирую новую конверсию…

Нет такой удачи. Не удалось найти в инете даташит на 2003 год. Расстроился и обратился к другому блоку питания, который у меня лежал, надеясь, что новый основан на 494. Я открыл блок, он был 494, пока все хорошо. Некоторые дымчатые следы напомнили мне, почему я его не использовал … также казалось, что я использовал его как источник компонентов, так что … я был более разочарован.

Опыт форумов

Вернулся в Интернет за помощью и нашел несколько дешевых старых блоков питания на продажу и некоторых других ребят, модифицирующих блоки питания ATX.
Теперь покупка выглядит поражением, поэтому я решил отложить ее и поискать чью-то еще возможность преобразования на постоянный ток (в центре внимания, конечно же, микросхема 2003 года).

Могущественный Интернет предоставил 2 типа решений:

1. “ Вы можете настроить LM317 в конфигурации с постоянным током. »- не поклонник из-за низкой эффективности
2. « Я не советую возиться с этими 400-ваттными блоками питания, если вы точно не знаете, что делаете… Джон. ”- определенно не фанат, также не уверен в том, что делал…

Поблагодарив Джона за его совет, я перешел к результатам поиска, отличным от английского.

Эврика момент

И я нашел на diodnik.com статью «Сделай сам»: какой-то парень модифицировал SMPS на базе микросхемы 2003 года и любезно поделился подробностями.

Спасибо, парень, что забыл подписать свою работу.

Это был великий момент, еврика момент . Наконец появилась надежда, свет поднимался над горизонтом. Счастье было удвоено, когда открылась веб-страница с опцией на английском языке, на которой отображается русский текст. Это как в кино, когда все русские говорят по-английски с акцентом, только в этот раз все было наоборот.

Я перевел статью с помощью своего , большую часть времени иногда отсталый друг: переводи.google.com
Вот результат: оригинал 2003 года с переводом.pdf

Перевод выполнен, теперь я вернулся к своему проекту … запустил программу CAD и нарисовал схему:

После этого я заказал некоторые компоненты, затем я понял, что есть ситуация, когда что-то может пойти не так, совсем не так: нет нагрузки или загрузка R слишком большая.
Итак, я начал придумывать решение этой новой проблемы … Затем заказал дополнительные компоненты … Да, в это время я также задавался вопросом, действительно ли лабораторный источник питания настолько дорог, и да, я пришел к выводу, что нельзя ставить цену на удовольствие, так что фанк лабораторные принадлежности, я переделываю старый хлам.

Шаг 1

Первый шаг в моддинге — отказ от мода. Просто простой тест, чтобы увидеть, начну ли я с чего-нибудь функционального: заменить конденсаторы, которые, казалось, высохли (они выглядели на удивление хорошо по сравнению с беспорядком на плате), включили питание и…. да конечно THR задул… что за жизнь без веселья !?

При замене термистора возникли вопросы:

• какой термистор был? (SCK 082) нашел что-то для его замены … вроде как
• что вызывает отказ термистора? подозреваемый №1: новые колпачки — выглядят нормально; Следующие (я имею в виду, что близко) — диоды — посмотрите нормально, вытащили один, измерили нормально и… Я достаточно туп, чтобы не знать кодов диодов, и достаточно любопытен, чтобы задать вопрос Google: LH 3A05.Результат не выглядел однозначным, но я нашел некоторую информацию о том, что это диод 3A @ 50V. Я нормально отношусь к 3А, но 50В ??? !!! поэтому я вернулся и заказал новые компоненты: P600K 6A @ 800V (он не работал с тем, что на нем было установлено, поэтому я просто взял молоток побольше)

(позже редактировать) Друг сказал мне, что у него есть блок питания ATX 2003 года и диоды Lh5A05… так что, возможно, в оригиналах не было 50 В. Пожалуйста, помогите, если у вас есть техническое описание…

Воткнул плату и замерил напряжение на крышках: показалось правильным.Замерил вспомогательные 5В… все хорошо.

Шаг 2

Давайте займемся модом: первый этап — очистка платы от нежелательных компонентов. Это подразумевает огромный риск снятия полезных компонентов, но упрощает схему, освобождает место на плате для новых деталей, необходимых для дополнительной функциональности: одним из таких примеров является резистор для измерения тока, который устанавливается на радиаторе в пространстве. пары диодов TO220:

Вот чистая доска:

Шаг 3

После очистки я приступил к третьему этапу: подделке результатов.Итак, как указано в примере 78L12 + 3 руп. Снова мне было любопытно посмотреть, как выглядит сигнал… плохой. Плохой сигнал, плохие новости. Был значительный шум, ниже 13 В. Итак, быстрое исправление: добавление одного диода и конденсатора.

Первый конденсатор, несколько десятков нФ, оказался слишком маленьким, когда сеть была подключена к микросхеме 2003 года, поэтому я откопал старый электролитический 4,7 мкФ… измеренный как 7,8 мкФ… хорошо, я куплю новый мультиметр позже. Теперь напряжение остается правильным, а крышка остается.

Шаг 4

Обратная связь… позвольте мне еще раз представить схему:

Я перешел на резистор 2R2 с большей мощностью (точнее, HS25), повторно использовал R40 и добавил потенциометр на 50 кОм, который пришел на замену R60. Котел был настроен на целевое значение подаваемого тока 1,7 А.

Шаг 5

Последний мод: защита от перенапряжения. Почему? Помните воображаемую ситуацию, когда нагрузка на R слишком велика? В этом случае выходное напряжение поднимется выше 16 В фильтрующего колпачка бывшей выходной линии 12 В.А вот выходной цоколь и диоды это нехорошо.
Согласно ST, диоды STPR1020 рассчитаны на 200 В, поэтому они остались там, и я заменил оригинальный конденсатор на 16 В на конденсатор на 35 В. Таким образом, мы защищены от максимума 25 В, которого я ожидаю от источника питания.

Защита будет использовать возможности мониторинга 2003 года. Для этого я планирую подавать часть выходного напряжения выше 12 В на вывод 6, чтобы оно поднималось выше номинального значения и, таким образом, приводило к остановке питания.Давайте посмотрим на схему:

При равном Rs защита сработает при 2x (12 В + 0,7) = 25,5 В. Это слишком много … Кроме того, нам нужно отслеживать эквивалентное сопротивление 6 кОм делителя напряжения, используемого для подделки 5 В и 3 В 3. Для пары 1k3 и 2k2 сигнал тревоги должен звучать при выходном напряжении около 24 В. Однако значение будет немного другим из-за тока, который будет идти на входы 2003 года и допусков резисторов. Прошу прощения за то, что у меня нет изображений с этого этапа мода, я был пойман в процессе и забыл сделать снимки.

Проверка защиты

А теперь давайте проверим: мультиметр последовательно включил ампер и фиктивную нагрузку 4R7, включил питание… и все прошло нормально. Новый блок питания выдает 1,7 А.
Сработает ли защита? Проверьте это, отсоединив один из выводов мультиметра и… нет. Выходное напряжение достигает 29 В и остается на этом уровне. Что-то пошло не так … да, я пропустил внутреннюю выходную нагрузку 78L12:

Теперь, как это исправить !? Методом проб и ошибок. Я вынул резистор 1 кОм, заменил его потенциометром 1 кОм, который я подключал не к выходному напряжению, а к лабораторному источнику питания.Процедура выглядит так: я запускаю модифицированный источник питания с нагрузкой 4R7, затем подключаю лабораторный источник питания к входу потенциометра и повышаю напряжение до тех пор, пока не сработает защита от перенапряжения; затем измените значение банка и перезапустите процедуру.

После этого я настраивал значение потенциометра до тех пор, пока не был доволен напряжением, которое сработало срабатыванием защиты, затем я снял горшок, я измерил его значение, чтобы я мог заменить его некоторыми резисторами с фиксированным значением.

Новый модифицированный компьютерный ИИП сейчас проходит испытание на перенапряжение.Вроде все работает.

РАБОТА ВЫПОЛНЕНА !!

Вот так выглядит модификация:

DIY Импульсный источник постоянного тока — конец.

Позднее редактирование: похоже, что Taiwan Semi производит диоды 2A05 номиналом 2A при 600 В. Находятся ли оба модуля 3A05 и 4A05 в сегменте 600 В?
Позже, позже редактирование: также похоже, что Taiwan Semi производит диоды 6A05 с номиналом 6A при 50 В? Я сдаюсь. Если у кого-то есть таблица данных для 3A05, найденная в SMPS, поделитесь информацией.

Coda Effects — Сделайте свой собственный блок питания DIY: да или нет?

Давайте будем честными: покупка блока питания — это не самое смешное.

Это довольно дорого (и я должен признать, что я бы предпочел добавить другой пух, который мне не нужен хорошая педаль к моему педалборду, чем блок питания! 😁) и различий между несколькими моделями на рынке не очень очевидно …

Поэтому я спросил себя: можно ли сделать блок питания своими руками?
В этом сообщении в блоге я объясню, как работает блок питания, каковы хорошие критерии для его выбора с точки зрения электроники и стоит ли сделать его самостоятельно.Пойдем!

Как работает блок питания?

Блок питания играет простую роль: преобразует 220 В от вашей розетки во множество выходов 9 В постоянного тока для ваших педалей.

Легко? Не совсем! Давайте углубимся в предмет, заглянув внутрь моего блока питания Carl Martin Pro Power:

Как видите, внутри довольно многолюдно!

Основным элементом является трансформатор.

Не этот, конечно 😁 (badum tss!)

А вот большой квадратный синий компонент посередине блока питания.

Как следует из названия, он может преобразовать переменный ток 220 В из розетки в меньшее напряжение. Это трансформатор R10, который обеспечивает выходное напряжение 15 В.

Но нашим педалям нужен постоянный ток (DC)! Для перехода от переменного тока к постоянному обычно используется диодный мост. Остающийся ток стабилизируется конденсаторами, которые генерируют постоянный ток, который имеет много оставшихся пульсаций.

Чтобы сделать его более плавным, у есть два регулятора напряжения, которые вы можете увидеть здесь :

Возможно, вы уже использовали регуляторы в гитарных эффектах.Если да, то вы что-то заметили: они обнимаются!

Действительно, они обеспечивают высокий ток 1,5 А каждый ! Это LM317, они используются для обеспечения тока, достаточного для всех выходов источника питания. Carl Martin Pro Power имеет два выхода по 500 мА и шесть выходов по 100 мА, что в сумме составляет 1600 мА, что ниже макс. может обеспечить.

Видно, что у них огромные радиаторы, которые касаются корпуса, когда он закрыт.Они очень важны, потому что регуляторы рассеивают МНОГО тепла ! Рассеиваемая мощность 1,5 Вт может выделять тепло до 100 ° C. Таким образом, важно иметь хорошую систему отвода тепла, чтобы избежать возгорания!

Также можно увидеть много электролитических конденсаторов:

Все эти конденсаторы служат одной цели: фильтруют источник питания! Они устранят последние колебания переменного тока, которые все еще могут присутствовать, чтобы избежать шума 50 Гц в ваших педалях. Вы можете видеть, что на каждом выходе есть как минимум один.

Слишком долго, не читал: такое случилось в блоке питания: 220 переменный ток от вашей розетки преобразовал в 15 В переменного тока трансформатором, затем в постоянный ток мостовым выпрямителем. Остающийся постоянный ток стабилизируется регуляторами. Затем 9 В постоянного тока фильтруется множеством электролитических конденсаторов.

Тааааааааааааааааааааааааач … Что такое ХОРОШИЙ блок питания тогда?

Конечно, есть хорошие и плохие блоки питания.

Конечно, важная вещь, о которой нужно заботиться, — это количество выходов и их сила тока, но с точки зрения электроники необходимо учитывать два основных момента.

1. Качество фильтрации

Электролитические конденсаторы, которые используются для фильтрации, и тип схемы фильтрации, в которой они используются, будут определять общий выходной шум источника питания.

Фильтрация не одинакова в каждом источнике питания и может создавать различия в уровне шума. Однако производители не всегда включают выходной шум, и без сложных инструментов его довольно сложно измерить …

Как всегда, было бы замечательно, если бы производители могли немного повысить прозрачность!

2.Тип трансформатора

Трансформаторы могут излучать электромагнитные волны. Ваши кабели подобны антеннам, которые улавливают его, что создает шум … В зависимости от типа трансформатора будет больше или меньше шума.

Обычно в источниках питания гитарных педалей используется трансформатор с сердечником R , который имеет низкое электромагнитное излучение по сравнению с другими трансформаторами, такими как тороидальные трансформаторы. Например, Carl Martin Pro Power имеет трансформатор с сердечником R.

В лаборатории Voodoo используется «нестандартный тороидальный трансформатор», который снижает шум, но, на мой взгляд, не является оптимальным.

Strymon пошла по другому пути, использовав импульсный источник питания в своих источниках питания Ojaj и Zuma, который генерирует гораздо меньше электромагнитных излучений.

И работает! Посмотрите это видео:

Блок питания своими руками: возможно ли?

Короче говоря, ответ: да, но не стоит.

Сделать работоспособный блок питания довольно просто. Сделать эффективный, безопасный и бесшумный источник питания намного сложнее!

Действительно; ВЫ ДОЛЖНЫ быть очень осторожны с перегревом.Регуляторы выделяют много тепла и могут легко вызвать пожар в вашей системе или, что еще хуже, в вашем доме!

Существует также риск электробезопасности. Вы должны включить все элементы безопасности, которые обеспечивают вашу безопасность при использовании источника питания: предохранители, заземление, автоматический выключатель …

Поэтому все источники питания сертифицированы CE, что гарантирует электрическую и пожарную безопасность:

Еще одна проблема — корпус. К сожалению, это не стандартные корпуса.

Наконец, есть большая вероятность, что характеристики вашего блока питания будут довольно низкими по сравнению с коммерческими.

Вот почему я бы посоветовал вам просто купить сертифицированный CE блок питания с изолированными выходами.

Я думаю, что мой Carl Martin Pro Power действительно хорош и не слишком дорог. Если вам нужны блоки питания высшего качества, Strymon Zuma или Strymon Ojaj просто лучшие в своем классе.

Если вам понравилась эта статья, поблагодарите меня за лайк на странице Coda Effects в фейсбуке! Вы также можете следить за Coda Effects в Instagram.

Чтобы пройти дальше:

Конструкция блока питания постоянного и переменного тока

за 7 этапов

С тех пор, как Никола Тесла выиграл текущую войну и установил переменный ток (AC) в качестве системы передачи и распределения, источники питания с преобразованием высокого напряжения переменного тока в постоянный ток (DC) низкого напряжения, предназначенные для электронных компоненты были в наличии. До настоящего времени источники питания сначала развивались от громоздких линейных трансформаторов до различных импульсных источников питания с различной топологией.Помимо уменьшенных размеров, они стали более эффективными и надежными.

Выходная мощность обычного источника питания с линейным трансформатором пропорциональна его объему и весу. Линейный трансформатор мощностью около 10 Вт весит около 300 г, но если выходная мощность увеличится до 100 Вт, его вес увеличится в несколько раз до примерно 3-5 кг. Даже перемещение его дома похоже на силовую тренировку, не говоря уже о том, чтобы брать его с собой во время путешествий. Не только это, если требуется базовая функция обратной связи по напряжению, но также необходимо установить линейный регулятор.Этот регулятор потребляет напряжение, превышающее спецификацию, из-за потери тепла. Следовательно, для разумного контроля над повышением температуры необходимо установить большой радиатор, который увеличивает габариты всего блока питания и, следовательно, его вес вдвое. Тем не менее, за исключением некоторых аудиофилов, которые придерживаются чрезвычайно высоких стандартов шума пульсаций, линейные источники питания почти не востребованы.

В настоящее время существует множество сценариев применения и категорий источников питания. Помимо привычных нам домов и офисов, существуют определенные потребности в определенных сферах применения, таких как медицинское обслуживание, тяжелая промышленность, автомобили, лабораторное оборудование, центры обработки данных, приложения 5G, железные дороги, навигация и т. Д.В то же время, в ответ на различные применения были разработаны источники питания, электрические свойства, внешний вид, атмосферостойкость и резервирование которых отвечают конкретным задачам.

Источник питания переменного / постоянного тока

: что мне спроектировать и изготовить, или просто купить?

Что нужно для разработки хорошего источника питания в различных сценариях применения? Используя адаптер питания, наиболее часто используемый в портативных компьютерах (ноутбуках) в качестве примера ниже, давайте посмотрим, как адаптер для ноутбуков предназначен для решения поставленных задач.Давайте также сравним, покупать ли готовый продукт или пытаться спроектировать его и сделать продукт самостоятельно.

Ниже приведен процесс разработки источников питания переменного / постоянного тока:

• Планирование и определение основных характеристик электрических свойств
• Завершите компоновку печатной платы
• Отбор проб
• Приварите компоненты из списка BOM к печатной плате
• Электронная проверка и корректировка свойств
• Опытное производство и повторная проверка
• Получите сертификат безопасности для продажи на месте

Возьмем, к примеру, адаптер 120 Вт для ноутбуков, чтобы шаг за шагом объяснить, как проектировать блоки питания переменного / постоянного тока.

Процесс проектирования источника питания переменного / постоянного тока: в качестве примера возьмем адаптер на 120 Вт.

Шаг 1: Планирование и определение основных характеристик электрических свойств

Вообще говоря, на ранней стадии проектирования источника питания необходимо сначала определить основные электрические характеристики. Ниже адаптер 120 Вт для ноутбуков используется в качестве примера для просмотра элементов, которые необходимо определить, и общих параметров. Они включают в себя входное напряжение и частоту, внешний вид и размеры, рабочую температуру и влажность, входную розетку переменного тока, общую эффективность, энергопотребление в режиме ожидания, выходное напряжение, выходной ток, пиковую нагрузку, защиту (включая OCP / OVP / OTP), различные потребности в ЭМС, и т.п.

Вышеупомянутое сведено в таблицу, чтобы сделать их ясными и легкими для понимания.

Товар	Технические характеристики
Входное напряжение и частота	90 ~ 264 В переменного тока (50/60 Гц)
Внешний вид и размеры	123 * 45 * 67 мм
Рабочая температура и влажность	-10 ℃ ~ 40 ℃
Входная розетка переменного тока	C14
Выходное напряжение	19 В ± 5%
Выходной ток	6.3A
Общий КПД	Следуйте DoE уровня VI и CoC Ver. 5 уровень2
Энергопотребление в режиме ожидания	0,15 Вт
Пиковая нагрузка	x 2 (50 мс при периоде 1 с)
Защита (включая OCP / OVP / OTP)	Защелка / икота
Различные потребности в ЭМС	IEC62368-1

После приблизительного определения электрических характеристик пришло время выбрать подходящую топологию.Для адаптера мощностью 120 Вт доступные для выбора топологии обычно включают обратный ход, ACF (обратный ход с активным зажимом) и HB-LLC. При этом, ввиду ужесточения нормативных требований, Flyback, характеризующийся чрезмерно низкой эффективностью, может не подходить. Хотя остальные (ACF и HB-LLC) достижимы, учитывая, что регулировать эффективность легкой нагрузки ACF сложнее, на этот раз в качестве топологии была выбрана HB-LLC.

После выбора топологии, чтобы обеспечить плавный процесс проектирования, обычно выбирают блок-схему.Сначала примерно различаются схемные структуры различных блоков и названия основных выбранных ИС или компонентов. Кроме того, с учетом входной мощности> 75 Вт, в соответствии с требованиями ЕС по общему гармоническому искажению, следует добавить схему PFC для удовлетворения требований ЕС.

Схема ниже представляет собой блок-схему, построенную в соответствии с вышеупомянутыми электрическими характеристиками и в соответствии с соответствующими компонентами на основе структуры HB-LLC.

Пока еще продолжается фаза планирования, и проектировщики, знакомые со структурой источника питания, могут не показать очевидных различий в выборе между покупкой готового продукта или созданием его самостоятельно. Однако разница между ними постепенно становится очевидной при последующем переходе к фазе реализации.

Шаг 2: Завершите компоновку печатной платы

Как правило, этап компоновки печатной платы следует после подтверждения структуры схемы и выбора компонентов.Что касается того, как разместить все компоненты в соответствии со спецификациями, указанными клиентами, с учетом электрических характеристик и безопасного расстояния, уменьшения трудностей производства и сборки, автоматизации производства, тепловой конвекции и других условий, потребуется профессиональный инженер-компоновщик и подходящее программное обеспечение для работы. Возьмем, к примеру, этот адаптер мощностью 120 Вт. Опытному инженеру-компоновщику потребуется около недели, чтобы завершить первую редакцию печатной платы с нуля.

Шаг 3: Отбор проб

Законченный файл печатной платы затем будет отправлен поставщику печатных плат, специализирующемуся на отборе образцов, для планирования производства образца. Обычно для получения 10-15 образцов печатных плат требуется около 3–5 рабочих дней при затратах на отбор образцов в размере 200 долларов США. Чтобы сократить расходы, игроки, занимающиеся самостоятельным проектированием, могут, конечно, попытаться выполнить травление и промывку, используя плату PCB без покрытия с медной фольгой, которую они приобрели. Тем не менее, учитывая низкую точность, медная проволока легко ломается, и готовый продукт имеет только слой медной фольги (см. Рисунок 1 ниже) без шелкографии верхнего / нижнего слоя (см. Рисунки 2 и 3) в качестве справочного материала для сборки, не говоря уже о необходимость покупать кучу жидкостей для химического травления и задача точно просверливать отверстия в печатной плате одно за другим.В условиях, когда экономится не так много денег и высокая частота отказов, самостоятельное производство печатных плат не рекомендуется.

Рисунок 1: слой медной фольги

Рисунок 2: шелкография верхнего слоя

Рисунок 3: шелкография нижнего слоя

Шаг 4: Приварите компоненты из списка BOM к печатной плате

После того, как печатная плата завершена, все компоненты в списке спецификаций, подготовленном на ранней стадии, вручную привариваются к печатной плате.Обычно последовательность сборки — сначала SMD, а затем DIP. Сначала соберите небольшие компоненты, а затем — большие. Таким образом, вероятность столкновения сборки и отсутствия компонентов в сборке снижается. Однако ручная сборка не может быть полностью без ошибок. Более того, поскольку несколько прототипов собираются вручную, проблемы, возникающие в каждом прототипе, могут различаться. Отсутствующие детали, несовпадение, неправильная полярность и т. Д. — все это усложняет создание прототипов. В конечном итоге от отбора проб до запуска пройдет не менее недели, не считая времени на подготовку материала на ранней стадии для всех компонентов в списке спецификации.На этом этапе, если игроки, занимающиеся самостоятельным проектированием, производят только один прототип, это займет меньше времени, при условии, что время и затраты на подготовку материала на ранней стадии не включены в расчет. Поскольку отдельные игроки имеют ограниченный доступ к ресурсам, они должны покупать все компоненты один за другим в магазине электронных материалов. Подготовка всех материалов для одного прототипа определенно в 2–3 раза дороже, чем покупка готового блока питания.

Шаг 5: Электронная проверка и корректировка свойств

После завершения этапов запуска следует этап проверки и корректировки электронных свойств.Чтобы смоделировать питание систем в разных странах и различных условиях нагрузки, необходимо множество связанных инструментов и устройств для завершения проверки электронных свойств, включая программируемые источники питания переменного тока и аналоговые электронные фиктивные нагрузки. Конечно, также необходимы высокоточные осциллографы и соответствующие пробники (пробники напряжения / пробники тока / дифференциальные пробники), цифровые измерители, измерители мощности и паяльники с регулируемой температурой. В определенных ситуациях требуется подтверждение слабых сигналов в цепях.В этом случае необходим источник питания постоянного тока. Тем не менее, средний игрок не может себе позволить перечисленные выше инструменты. Чтобы продвинуться дальше, набор анализаторов частотных характеристик стоимостью 1 миллион тайваньских долларов также является необходимым оборудованием для достижения высокой стабильности обратной связи и адекватного запаса по фазе и запасу усиления.

Если вы до сих пор не переключили канал, значит, у вас есть страсть к источникам питания! Чтобы соответствовать вашему усердию, продолжим…

Что касается первого издания образцов, персонал отдела исследований и разработок обычно выполняет проверки, связанные с основными электрическими характеристиками, повышением температуры, электромагнитными помехами и EMS.Однако, поскольку источники питания относятся к аналоговым схемам, часто определенные меры противодействия изменению электрических параметров могут вызвать побочные эффекты. Это приведет к превышению технических характеристик другого электрического свойства или элемента проверки, что может иметь волновой эффект и время и снова и снова создавать проблемы для разработчиков (это явление известно как эффект качелей, при котором предположительно переданный параметр B снова выходит из строя после противодействие параметру A. изменено.Следовательно, то, как правильно справиться с ситуацией, будет зависеть от кропотливой настройки опытным инженером). Следовательно, в дополнение к предварительному тестированию, проводимому персоналом НИОКР, FSP создал отдел проверки, работающий на полную ставку, для проведения проверки одна за другой с точки зрения третьей стороны. Это, в свою очередь, обеспечит качество продукции.

В таблице ниже показаны стандартные блоки питания FSP, требующие проверки.

ОТЧЕТ О КВАЛИФИКАЦИОННОМ ИСПЫТАНИИ

Заказчик:	Название режима: FSP120-AAAN3	Проверено: XXX
Версия отчета: 01	Этап: B-TEST	Проверено: XXX
Спец.Рев: 1.00	Дата: XXX	Утвердил: XXX
Серийный номер: S7510030032

Товар	Подпозиция	Результаты	Страница	Комментарии
Входные характеристики	КПД	Пройд	1-3
	Входной ток	Пройд	1-2
	Коэффициент мощности	Пройд	1-2
	Пусковой ток	Пройд	4
	Время включения	Арт.	24
	Время поддержки	Пройд	25
Выходные характеристики	Регулировка выходного напряжения	Пройд	5-6
	Пульсация и шум	Пройд	7-8
	Динамическая нагрузка	Пройд	9-13
	Перебег	Пройд	14–18
	стр.Время задержки G	Пройд	26
	Время сбоя P.G	Пройд	27
	Время подъема	Пройд	28
Защиты	Короткое замыкание	Пройд	19-20
	Перегрузка по току	Пройд	21
	Перенапряжение	Пройд	22–23
Безопасность	Ток утечки	Пройд	37
	Хай-пот	Пройд	38
	Сопротивление изоляции	Пройд	39
	Заземление	Пройд	40	IEC60068-2-2
Окружающая среда / надежность	Тепловой	Пройд	32–36
	Записать	Пройд	41
	Акустическая эмиссия	Пройд	53-55
	Цикл ВКЛ / ВЫКЛ	Пройд	56
	Низкотемпературное хранение	Пройд	57	IEC60068-2-1
	Высокотемпературное хранение	Пройд	58	IEC60068-2-2
	Циклическое изменение температуры и влажности	Пройд	59	IEC60068-2-14
	Холодный старт	Пройд	60	IEC60068-2-1
	Напряжение напряжения	Пройд	61-74
	Вибрация	Пройд	75-77	IEC60068-2-64
E.M.C.	Гармоника тока	Пройд	29–31	EN61000-3-2
	Всплеск освещения	Пройд	42-43	EN61000-4-5
	ESD	Пройд	44-45	EN61000-4-2
	EFT	Пройд	46-47	EN61000-4-4
	Электромагнитная проводимость	Пройд	48-52	EN55032
	провалы переменного напряжения	Пройд	78-79	EN61000-4-11

Проигрывателям с собственной разработкой, как правило, не хватает полных тестовых инструментов и устройств.Поэтому после включения первого выпуска образцов они могут использовать только простой мультиметр для проверки правильности напряжения. В лучших сценариях игроки с самостоятельной конструкцией могут иметь сопротивление нагрузке, которое можно применять для основных тестов на старение и повышение температуры. Однако без более сложных устройств могут возникнуть более сложные проблемы, из-за которых игроки могут застрять и сделать дальнейшую проверку невозможной. Даже при нормальном включении стабильность и срок службы остаются неопределенными. При этом, если все процессы работают и проблемы будут решены, стоит иметь возможность самостоятельно завершить блок питания, даже если это может быть более затратным, чем прямая покупка имеющегося в продаже блока питания.В конце концов, чувство достижения бесценно.

При этом блоки питания собственной разработки подвержены более высокому риску и не рекомендуются для использования с более дорогими продуктами. Если в работе что-то пойдет не так, может выйти из строя блок питания; в тяжелых случаях внутренние электрические устройства будут повреждены, что является скорее потерей, чем прибылью. На данный момент это, вероятно, будет для обычных источников питания собственной разработки, но каждый из сертифицированных FSP источников питания все равно должен будет пройти следующие этапы.

Шаг 6: Пробное производство и повторная проверка

После первоначальной проверки электрических свойств научно-исследовательским персоналом на заводе будет организовано пробное производство. Это делается в надежде найти проблемные области производства до официального начала массового производства. Это снизит количество брака при массовом производстве. С другой стороны, поскольку образцы пробной продукции более полны, чем образцы, полученные вручную, и их количество больше, отдел проверки FSP будет использовать образцы для выполнения проверки.В дополнение к элементам, проверенным вышеупомянутым персоналом, занимающимся исследованиями и разработками, также выполняется снижение номинальных характеристик дополнительных компонентов и открытые короткие проверки. Снижение характеристик компонентов в основном предназначено для определения того, соответствуют ли излишки всех компонентов техническим характеристикам компонентов во время работы на мощности. Если есть избыток, он будет доведен до сведения сотрудников отдела НИОКР для внесения улучшений. Открытое короткое замыкание в основном предназначено для проверки того, какие реакции возникают в источнике питания при выходе из строя какого-либо компонента, возникновении разомкнутой цепи или короткого замыкания в отдельном устройстве.Поскольку блоки питания подключены к сети, теоретически энергия неисчерпаема. Отказ источника питания, вызывающий выделение тепла, дыма или даже искр, может привести к серьезным несчастным случаям, связанным с безопасностью. Такие исходы совершенно недопустимы. Таким образом, открытое короткое замыкание имитирует все возможные неблагоприятные результаты, чтобы исключить возможные опасности до того, как они произойдут. Поскольку два вышеупомянутых теста предназначены для проверки каждого компонента источника питания, проверка занимает очень много времени. Кроме того, имитация открытого короткого состояния часто приводит к повреждению источника питания.Таким образом, требуются многочисленные образцы, которые не могут быть заполнены только персоналом НИОКР, а специализированным подразделением по проверке.

Шаг 7: Получите сертификат безопасности для продажи на месте

Как упоминалось выше, при отказе источника питания могут возникнуть серьезные проблемы с безопасностью. Источники питания также могут иметь разные соображения безопасности при использовании в разных местах. Хотя многие международные организации, такие как IEEE (Институт инженеров по электротехнике и радиоэлектронике), установили рекомендуемые спецификации, учитывая различное сетевое напряжение в разных странах, розетка переменного тока и определение безопасности различаются от страны к стране.В конце концов, страны по всему миру разработали свои собственные наборы критериев. Таким образом, адаптеры для ноутбуков, которые могут быть проданы и использованы в любой стране мира, должны быть протестированы с помощью профессиональной лаборатории и в соответствии с требованиями страны, в которой они находятся. Наконец, необходимо наличие сертификата безопасности, выданного этой страной. быть полученными для продуктов, которые будут разрешены для продажи на местном уровне, и это всего лишь одна страна. Если необходимо принять во внимание универсальное использование, нам нужно будет подавать заявки на сертификат безопасности от каждой страны по очереди.Безусловно, это будет стоить немалых денег. Кроме того, такая сертификация безопасности является обязательным требованием, имеющим юридическую силу. Несоблюдение приведет к штрафу, и товар больше не будет продаваться.

Заключение

В настоящее время можно описать основные этапы квалифицированного источника питания с нуля. Конечно, многие детали невозможно описать подробно. Многочисленные формы сигналов и подтверждения данных испытаний, альтернативные проверки материалов, особые правила, особые требования к окружающей среде, корректировки новых материалов и т. Д.добавить непреодолимые неизвестности к сложности, связанной с проектированием мощности.

Возвращаясь к вопросу индивидуально разработанных источников питания, помимо их более высокой стоимости по сравнению с коммерчески доступными источниками питания, личные усилия в формулировании спецификации / выборе структуры схемы / выборе модели трансформатора / конструкции обмотки / чертеже схемы / компоновке печатной платы / закупке материалов / сборка прототипа / и, наконец, отладка электрических свойств не только будет стоить денег, но также потребует много времени и энергии для завершения всего процесса.Помимо личной компетентности, требуется значительный энтузиазм, не говоря уже об отсутствии возможности позволить себе дорогостоящие инструменты и устройства для проверки электрических свойств и сложных процессов проверки качества. Это, в свою очередь, приведет к высокой ненадежности готовой продукции.

Ясно, что блок питания DIY, который имеет низкое соотношение цены и качества, в конце концов, не такая уж и хорошая идея. С таким же успехом это может быть вызов для студентов или самореализующихся.

Статьи по теме: < Источник питания переменного и постоянного тока Введение >

Импульсный источник питания высокого напряжения и тока

Импульсный источник питания высокого напряжения и тока

Автор З. М. Петерсон и пуля; 4 мая 2020

От интегральных схем до больших источников питания от дискретных компонентов, вашей следующей печатной плате для правильной работы потребуется какая-то схема регулирования мощности.Нам нравится думать, что источники питания всегда обеспечивают плавный выход переменного или постоянного тока, но это почти никогда не бывает. Прецизионные аналоговые системы и цифровые системы нуждаются в стабильном, предсказуемом выходном напряжении с высокой эффективностью.

Имея это в виду, что определяет эффективность, стабильность и выходную мощность в конструкции импульсного источника питания? Мы можем свести это к пяти областям:

• Топология коммутационного преобразователя
• Вспомогательная схема
• Выбор компонентов
• Частота переключения
• Полное сопротивление PDN

Последние два пункта выше обычно являются второстепенными при проектировании импульсных источников питания, но они наиболее важны для систем низкого уровня, таких как маломощные устройства IoT и прецизионные аналоговые системы.Вот что вам нужно знать о конструкции импульсных источников питания.

Советы по проектированию импульсных источников питания

Системы постоянного тока низкого уровня

Типичный импульсный источник питания для маломощных / низкоуровневых цифровых систем может содержать схемы управления в небольшом корпусе ИС. В этом случае ваша главная задача — обеспечить, чтобы ваш нерегулируемый вход оставался в правильном диапазоне. Для систем с батарейным питанием напряжение батареи будет падать по мере разряда батареи, поэтому вам необходимо убедиться, что выходное напряжение будет оставаться при желаемом напряжении / токе для поддержания работы системы.Типичная топология заключается в размещении стабилизатора LDO на выходном каскаде, который будет обеспечивать постоянное выходное напряжение и ток, пока его входное напряжение выше требуемого запаса. Обычно вам нужно разместить входные и выходные цепи фильтра электромагнитных помех, а также индуктивность и конденсатор, необходимые для регулирования выходной мощности. Прочтите эту статью, чтобы узнать больше о различных топологиях преобразователей постоянного тока, которые вы можете использовать, а также о том, как выходной сигнал соотносится с рабочим циклом и пульсацией выходного сигнала.

Системы высокой мощности

Для высокого напряжения / низкого тока или для низкого напряжения / высокого тока вы можете приобрести микросхемы импульсных стабилизаторов, которые будут включать в себя необходимые вам схемы регулятора.В этом случае вам необходимо следовать той же стратегии для компоновки и выбора компонентов, что и при работе с низким энергопотреблением. Доступны ИС импульсного регулятора, которые обеспечивают диапазон выходной мощности и могут принимать широкий диапазон входов.

Для систем большой мощности (высокого напряжения и большого тока) ситуация совершенно иная. Вам нужно будет разметить каждый функциональный блок в проекте импульсного источника питания с нуля. Обычно вам необходимо учитывать следующие аспекты конструкции, чтобы система вырабатывала желаемую выходную мощность:

• Генератор ШИМ. Устанавливает выходной сигнал для понижающей, повышающей, пониженно-повышающей топологии преобразователя на определенный уровень в зависимости от рабочего цикла. В современных ИС регуляторов генератор ШИМ может быть программируемым и интегрированным в преобразователь. В других случаях вы можете подавать сигнал ШИМ с помощью MCU или отдельной ИС генератора.


• Схема управления с обратной связью. Цепи управления обычно полагаются на обратную связь для точного управления, и конструкция импульсного источника питания ничем не отличается.В системах большой мощности обычно используется усилитель считывания тока для проверки того, что выходной ток находится на желаемом уровне. Выходной усилитель затем используется генератором ШИМ или микроконтроллером для регулировки выходного напряжения путем регулировки рабочего цикла сигнала ШИМ.


• Прочные компоненты. Последнее, что вам нужно, это отказ вашей системы питания, потому что ваши компоненты не могут выдерживать ток / напряжение, которые им необходимо подавать. Полупроводники (в частности, полевые транзисторы, используемые в импульсных источниках питания) могут выйти из строя, если их перегрузить до экстремальных уровней (тепловой отказ).
• Управление температурой. Даже регулятор мощности с КПД 99% достигнет высокой температуры, если система не отводит тепло. Для охлаждения системы обычно требуются радиаторы, вентиляторы или и то, и другое.

Эталонный дизайн импульсного источника питания от Maxim Integrated. Обратите внимание на отдельные драйверы IC, MOSFET и пассивные элементы на плате.

Если вы проектируете преобразование мощности постоянного тока с источником питания переменного тока, лучше всего включить схему коррекции коэффициента мощности (PFC) для сети переменного тока.Это гарантирует, что каскад импульсного регулятора в вашем источнике питания будет потреблять почти синусоидальный источник тока, а не потреблять ток короткими импульсами. Это увеличивает общий коэффициент мощности всего регулятора, что, в свою очередь, снижает количество энергии, теряемой в виде тепла (т.е. более высокий КПД).

Выбор частоты переключения ШИМ

Частота переключения сигнала ШИМ в вашем импульсном источнике питания будет определять уровень потерь, поскольку этот сигнал отвечает за модуляцию напряжения затвора в управляющем МОП-транзисторе.Использование более высокой частоты приводит к более частому включению и выключению полевого МОП-транзистора, что затем позволяет меньше накапливаться в полевом МОП-транзисторе. Однако скорость фронта также имеет решающее значение, поскольку она определяет, достаточно ли модулирован канал MOSFET в выключенном состоянии. При низкой скорости фронта МОП-транзистор может оставаться проводящим, даже если сигнал ШИМ упал до 0 В.

Используя более высокую скорость фронта, вы можете глубже перевести полевой МОП-транзистор в состояние ВЫКЛЮЧЕНО, что затем снизит тепловые потери в секции импульсного регулятора.Сочетание более высокой частоты ШИМ и более высокой частоты фронтов ШИМ позволяет использовать в цепи регулятора компоненты меньшего размера. Однако компромисс между кондуктивными и излучаемыми электромагнитными помехами больше, поскольку сигнал ШИМ будет излучать на более высоких частотах. Частоты ШИМ ~ 100 кГц являются типичными для большинства источников питания, но высокоэффективный импульсный источник питания можно было бы сделать более эффективным и использовать более мелкие компоненты, когда частота ШИМ доведена до 1 МГц с фронтовой частотой ~ 1 нс.

Установка ШИМ-переключения выше частоты спада для вашего импульсного регулятора предотвратит передачу шума переключения на выход регулятора.Частота спада определяется на принципиальной схеме базового повышающего преобразователя, показанной ниже. Обратите внимание, что вы можете использовать большую частоту переключения ШИМ, если вы можете использовать меньшие компоненты в своем импульсном стабилизаторе. Вы можете узнать больше об этом в одной из моих недавних статей в блоге Altium PCB Design Blog.

Конструкция импульсного источника питания с понижающим усилением с уравнением частоты спада.

Изоляция и импеданс PDN

Один момент, который мы специально не обсуждали, — это изоляция в конструкции импульсного источника питания.Изоляция питания — отличный способ добавить меры безопасности к вашей энергосистеме. Эта часть конструкции источника питания, а также включение обратной связи управления в изолированной системе достаточно обширна для отдельной статьи.

Чтобы узнать больше об импедансе PDN и его влиянии на цифровые и аналоговые системы, вы можете прочитать другие статьи в блоге NWES:

Для вашей разводки обязательно следуйте стандартам IPC-2221 и IPC-2158, чтобы ваши дорожки не достигли чрезмерно высокой температуры, а также для предотвращения электростатического разряда между оголенными проводниками.Эти советы лишь касаются поверхности конструкции источника питания, но подходящая дизайнерская фирма может помочь вам создать совместимую компоновку, которую можно производить в любом масштабе.

В NWES мы создали цифровые и аналоговые системы малой мощности, а также системы постоянного тока большой мощности с различными топологиями конструкции импульсных источников питания. Мы знаем, как создать высококачественную полностью технологичную компоновку печатной платы для вашей системы. Мы здесь, чтобы помочь производителям электроники разрабатывать современные печатные платы и создавать передовые технологии.Мы также напрямую установили партнерские отношения с компаниями EDA и передовыми производителями печатных плат, и мы позаботимся о том, чтобы ваш следующий макет был полностью производимым в любом масштабе. Свяжитесь с NWES для консультации.

---

Готовы приступить к следующему дизайнерскому проекту?

---

---

---

Создание блока питания с двумя переменными параметрами с переключением режимов

Источник переменного тока — одна из самых важных частей оборудования на рабочем месте для электроники.Это только вопрос времени, когда напряжение или ток, необходимые в цепи, станут неприменимы для питания от батареи.

Доступные сегодня настольные регулируемые источники питания обычно представляют собой линейные регуляторы напряжения с питанием от трансформатора, которые просты и недороги в производстве. Однако эти блоки питания также большие, тяжелые и неэффективные для большей части диапазона выходных напряжений. Многие линейные конструкции не могут работать даже близко к номинальному выходному току, когда требуется большой Vo-Vi, но для приложений с низким энергопотреблением они обеспечивают стабильный и бесшумный выход.

Импульсные источники питания

имеют КПД более 90% практически во всем диапазоне выходного напряжения и тока, требуют гораздо меньше места для теплоотводов и сердечников трансформатора (на 90% меньше в конструкциях со средним и высоким током) и имеют целых 5 раз легче, чем аналогичный линейный блок питания. Но эти преимущества достигаются за счет пульсации, шума и переходной характеристики; три параметра, по которым линейные блоки питания превосходны.

Недавно я работал с некоторыми проектами мощных светодиодов, для которых требовалось 2.От 5 до 9 В и прямой ток от 1 до 2 ампер. Мой лабораторный блок питания на базе LM317 не мог работать более нескольких минут без отключения тепловой перегрузки из-за ограничений VI и Pmax. Это было довольно много, но становилось слишком жарко, чтобы работать надежно. Поэтому я решил создать свой собственный источник питания с двумя переменными переменными мощностью 100 Вт, который мог бы выдавать 2 А при выходном напряжении от 1 В до 20 В.

Я хотел, чтобы нормативные требования были конкурентоспособными с LM317, но мое приложение не требовало чрезвычайно низкого коэффициента пульсации / шума.Ограничение тока и защита от перегрузки были важны, поэтому требовалась независимая регулировка напряжения и тока. И было бы неплохо для удобства включить вольтметр для каждого источника питания.

В этом проекте будет показано, как построить переменный источник питания мощностью 100 Вт с двумя выходами и переключаемым режимом, который у меня есть примерно за 150 долларов, используя готовые модули и сборный корпус, доступные на amazon.com или ebay.com. Этот источник питания компактен, весит менее 3 фунтов и обеспечивает профессиональный внешний вид и производительность, не уступающие коммерческим импульсным источникам питания.

Я использовал этот источник питания для множества схем, работающих в тяжелых условиях, включая контроллер двигателя постоянного тока и прототип аудиоусилителя мощностью 50 Вт с отличными результатами. Я бы не рекомендовал этот источник питания для прецизионных операционных усилителей или радиочастотных схем, но практически для всего остального он работал очень хорошо.

Обзор конструкции блока питания

Источник переменного тока с переключаемым режимом был разработан с использованием готовых модулей, которые можно соединять вместе с помощью простых инструментов и базовых методов пайки и подключения.Два модуля требуют модификации, чтобы элементы управления на передней панели можно было использовать вместо установленных на печатной плате многооборотных потенциометров, поставляемых с модулями. Эти модификации описаны на более позднем этапе.

Технические характеристики источника питания

Вход: 120 В переменного тока (+/- 15%), 60 Гц, 1 А, полная нагрузка

Выход 1: 1,2 В — 20 В при 2 А

Выход 2: 1,2 В — 20 В при 2 А

Регулировка нагрузки: 0,5% от полной нагрузки

Линейное регулирование: 0,001% полного диапазона входного сигнала

Шум / пульсации: 20 мВ RMS, 100 мВ между пиками

Общее описание схемы

Питание

переменного тока подключается к источнику питания через входной модуль переменного тока IEC 320-C13.Защитное заземление переменного тока подключено к корпусу блока питания и проходит через импульсные блоки питания 1 и 2. Корпус блока питания заземлен на сеть переменного тока. Земля на выходе постоянного тока гальванически изолирована и не зависит от заземления сети переменного тока.

Импульсные источники питания 1 и 2 включаются и отключаются от питания через выключатель питания DPST с подсветкой. Эти источники питания обеспечивают постоянное напряжение 24 В постоянного тока, необходимое для преобразователей постоянного тока 1 и 2, охлаждающего вентилятора и дисплеев V / I. Преобразователи постоянного тока в постоянный 1 и 2 подают регулируемое выходное напряжение и ток на клеммы источника питания.

Уставки выходного напряжения и тока определяются двумя однооборотными потенциометрами на 50 кОм и двумя однооборотными потенциометрами на 100 кОм. Положительный источник питания постоянного тока можно отключить от цепи, переместив переключатель выходной мощности в положение «выключено» (вниз).

Два панельных счетчика обеспечивают прямое считывание уставки напряжения и тока, потребляемого цепью, подключенной к каждому источнику питания. В панельных счетчиках используется датчик тока шунтового типа, расположенный на одной линии с заземляющим проводом постоянного тока.Электропитание для каждого измерителя (<20 мА каждый) берется напрямую от импульсных источников питания 24 В.

Все источники питания защищены по току и от тепловой перегрузки и включают в себя последнюю защиту от короткого замыкания с помощью предохранителей на переключаемом входе переменного тока источника питания и выходе постоянного тока преобразователя. Охлаждение источника питания осуществляется принудительным воздушным охлаждением с помощью вентилятора 27 куб. Фут / мин с использованием 24 В при 100 мА, потребляемого от импульсного источника питания 2.

Компромиссы с дизайном

Чтобы сохранить общую стоимость около 150 долларов, вместо прецизионных многооборотных потенциометров использовались однооборотные потенциометры.Установить выходное напряжение проще с помощью прецизионных электролизеров на 10 витков, но хорошо сделанный набор увеличил бы стоимость источника на 40 долларов. Я решил жить с неудобной природой универсального однооборотного потенциометра для установки выходного напряжения. Мои приложения не требуют точного напряжения. Достаточно близко — достаточно хорошо.

Чтобы снизить затраты и упростить электромонтаж модулей, я не использовал преобразователи постоянного тока в постоянный с функцией измерения внешнего напряжения. Это приводит к небольшому ухудшению регулирования нагрузки (0.5% вместо 0,1%) из-за токового шунта, используемого в измерителе тока.

Вентилятор 60 мм x 60 мм, который я использовал, является излишним для этой конструкции и немного громче, чем мне хотелось бы. Нижние вентиляторы CFM от Delta Electronics не были в наличии на складе Mouser, поэтому я решил принять лишнее. Когда источник питания установлен на приборной полке, я почти не замечаю шум вентилятора среди всего остального шума вентилятора, происходящего в лаборатории.

Регулятор ограничения тока можно использовать только для половины диапазона из-за номинального тока преобразователя постоянного тока в постоянный ток 5 А.Я мог бы использовать два резистора для масштабирования регулятора тока, чтобы использовать полное вращение, но не чувствовал, что сложность проводки того стоит. Обычно я начинаю с минимального тока в новой цепи и медленно увеличиваю предел тока, пока не будет достигнуто стабильное выходное напряжение. Я мог бы добавить масштабирующие резисторы позже, если считаю, что это необходимо.

Полный PDF-файл со всеми схемами источников питания и списком деталей можно скачать >>> ЗДЕСЬ <<< .

Просмотрите список деталей

Получите детали, указанные для проекта источника питания.По состоянию на август 2015 года все можно приобрести на Amazon, eBay и Mouser. Все цены действительны по состоянию на август 2015 года.

У меня есть инвентарь пластиковых кабельных стяжек и различных винтов, гаек и шайб. Я использовал некоторые из них при отделке блока питания и не перечислил их в списке запчастей, потому что их стоимость за единицу чрезвычайно низка. Имейте под рукой 4-дюймовые кабельные стяжки и несколько винтов / гаек / шайб №6 и №10.

Что касается продукта IAASR SimCase, то в iaasr имеется ряд опций.com веб-сайт. Обязательно выберите нужный цвет, выберите вентилятор / питание / вход переменного тока и выберите вариант вентилятора 24 В.

Обратите внимание: у меня нет деловых отношений ни с одним из поставщиков, указанных в моем списке запчастей. Ничего ценного не было обменено на мою рекомендацию. Ни один из вышеперечисленных поставщиков не предоставил какой-либо компенсации во время создания этого проекта. Я не получу никакой компенсации, если вы решите создать этот проект или приобрести компоненты у любого поставщика, которого я рекомендую.У меня просто был хороший опыт работы с поставщиками, которых я рекомендую, и я верю, что вы тоже.

Полный PDF-файл со всеми схемами источников питания и списком деталей можно скачать >>> ЗДЕСЬ <<< .

Несколько слов о корпусах для электроники

Обожаю видеть профессионально завершенный полезный проект в красивом корпусе. Хорошо спроектированный корпус повышает долговечность и внешний вид дома, сделанного своими руками, и усиливает гордость «Я сделал это» за мастерство, которое строитель зарабатывает на своей работе.Однако у многих строителей есть следующие претензии к корпусам, доступным сегодня на рынке:

1. Проектные коробки стоят дороже, чем добавляемая ими ценность, а иногда и больше, чем детали, которые они заключают.

2. Проделывать отверстия различной формы и размера в ограждении — тяжелая работа. Если не сделать это должным образом, внешний вид дорогостоящего ограждения может быть испорчен.

3. Разработка компоновки передней и задней панели занимает много времени и не так увлекательно, как проектирование и построение схемы.

4. Трудно найти корпус подходящего размера и формы для конкретного типа проекта.

Когда я начал искать корпус для проекта блока питания с двумя переключаемыми режимами, я был шокирован ценами, которые производители запрашивали за простой проектный корпус. Базовый серый на сером шкаф без единой дыры в нем стоил 100 долларов и выше! Если бы я собирался потратить такие деньги, мне лучше иметь полностью оборудованный механический цех, чтобы правильно выполнять свою работу. Но тогда доступные размеры были либо слишком большими, либо слишком маленькими, слишком глубокими или слишком высокими.Я не хотел неокрашенный алюминий или серый линкор. Ни у одного из производителей Mouser или Digikey не было ничего, что подходило бы к моему дизайну доступным и простым в сборке способом.

Во время поиска на Amazon и eBay я случайно обнаружил IAASR (www.iaasr.com) и их линейку корпусов SimCase и HexCase. Это специализированные корпуса с уже вырезанными отверстиями и уже установленными деталями для конкретных случаев использования. Когда я увидел IAASR SimCase, я сказал: «Это именно то, что мне нужно!». Продукт SimCase разработан IAASR для размещения блоков питания DIY.Он включает в себя корпус из мягкой стали с защитой от электромагнитных помех, входной модуль переменного тока, переключатель питания переменного тока с подсветкой, вентилятор и вентиляционные отверстия, проверенные с помощью программного обеспечения для термического анализа … за 49 долларов. Это макет, который мне не нужно было разрабатывать, детали, которые мне не нужно было исследовать и заказывать, и отверстия, которые мне не нужно было вырезать, что сэкономило бы мне огромное количество времени. IAASR предлагает свои корпуса в 5 стандартных цветах и ​​15 нестандартных цветах, что означает, что ваш проект может выглядеть круто, как вы себе представляли, а не как дешевое государственное задание.

Но это еще не все. Я связался с генеральным директором Ширазом Макаффом по поводу дизайна передней панели. Он говорит: «Пришлите мне макет, и мы прорежем отверстия перед отправкой без дополнительной оплаты». Эту услугу вы можете получить только при заказе 10 000 штук у любого другого производителя. Я заказал количество один от IAASR. Оказывается, что IAASR подрывает рынок корпусов, предлагая специализированные продукты, которые экономят время, повышают ценность и могут быть адаптированы в массовом порядке в соответствии с требованиями производителей самодельных изделий, прототипов и производителей небольших и средних объемов.Корпуса IAASR могут сделать ваш проект DIY больше похожим на профессионально разработанный комплект. И вам не нужно беспокоиться о том, что вы случайно не повредите корпус дрелью.

В эту статью я включаю чертежи и этапы сборки стандартного корпуса. Но я настоятельно рекомендую вам использовать продукт IAASR SimCase, указанный в списке деталей, вместо того, чтобы пытаться обойтись обычными корпусами, продаваемыми в других местах. Вы получите гораздо больше удовольствия от строительства, если сможете сосредоточиться на сборочных работах и ​​не будете мириться с унылой, грязной, а иногда и опасной производственной работой.Шираз и его команда могут сэкономить вам много времени.

Обратите внимание: у меня нет деловых отношений с IAASR. Абсолютно ничто, имеющее какую-либо финансовую ценность (деньги, продукт, подарочные карты, бесплатная работа и т. Д.), Не подлежит обмену между IAASR и мной (или кем-либо, связанным со мной), если вы решите купить у них. Я рекомендую их, потому что мне нравится их продукт, и я получил отличную поддержку. IAASR сэкономил мне много времени при создании этого проекта, и я думаю, они вам тоже понравятся.

Подготовьте корпус

Для проекта блока питания, описанного в этой статье, требуется корпус со следующими минимальными размерами:

Ширина 7 дюймов, высота 3,5 дюйма, глубина 6 дюймов

Хотя корпус может быть изготовлен из любого жесткого материала (пластмассы, алюминия и т. Д.), Я рекомендую использовать материал, который может обеспечить некоторое экранирование от электромагнитных помех и защиту от замыканий на землю по переменному току. В этой конструкции я использовал окрашенный стальной корпус от IAASR, в котором были вырезаны отверстия и уже установлены вход переменного тока, переключатель переменного тока и вентилятор.Я удалил компоненты для иллюстрации, показывая, что продукт полностью собран.

Ниже приведены подробные рабочие чертежи, необходимые для изготовления передней, задней и нижней панелей корпуса.

Рабочие чертежи выполнены в натуральную величину и могут быть использованы как шаблон для переноса макетов в вольер. При вырезании отверстий я настоятельно рекомендую защищать панели двумя слоями малярной ленты, чтобы случайные царапины и следы инструментов не повредили отделку.

При использовании дрели для круглых отверстий обязательно используйте толстый кусок дерева сзади, чтобы избежать изгиба / растрескивания панели и действовать как ограничитель сверла. Квадратные отверстия можно вырезать и сглаживать с помощью отрезного круга Dremel. Изогнутые отверстия в стали можно черново прорезать отрезным кругом Dremel и обработать фрезой из карбида вольфрама.

Если вы покупаете корпус SimCase в IAASR, вы можете пропустить этот шаг.

Полный PDF-файл со всеми схемами источников питания и списком деталей можно скачать >>> ЗДЕСЬ <<< .

Установите ножки корпуса

1. Выньте пластиковые ножки корпуса из упаковки и проверьте наличие всего монтажного оборудования.

2. Установите три пластиковые ножки, как показано на рисунке выше. Пока не устанавливайте левую заднюю ножку (рядом с положением модуля ввода переменного тока).

3. Отрежьте один кусок зеленого провода № 18 AWG длиной 2 дюйма и один кусок зеленого провода № 18 AWG длиной 4 дюйма. Зачистите и залудите 1/4 дюйма с каждого конца проволоки.

4.Вставьте один конец зеленого провода диаметром 2 и 4 дюйма в кольцевую клемму №8 и припаяйте провода к клемме.

5. Припаяйте быстроразъемный разъем 0,25 дюйма с внутренней резьбой к свободному концу 2-дюймового зеленого провода.

4. Соскребите краску внутри корпуса вокруг отверстия под винт для лап, чтобы кольцевой зажим заземляющего кабеля контактировал металл-металл с корпусом.

5. Установите последнюю пластиковую ножку, как показано на рисунке ниже, убедившись, что сначала установлено кольцевое соединение кабеля заземления, затем стопорная шайба и, наконец, шестигранная гайка.

Установите модуль ввода переменного тока

Примечание. Если вы приобрели корпус в IAASR, модуль ввода переменного тока уже установлен. Переходите к следующему шагу.

1. Вставьте модуль ввода переменного тока, ориентируясь, как показано на схеме выше.

2. Прикрепите модуль входа переменного тока к корпусу двумя крепежными винтами №8 и шестигранными гайками.

3. Плотно затяните крепежные винты, но не перетягивайте.

Для справки: включено техническое описание модуля ввода переменного тока <<ЗДЕСЬ> .

Установите выключатель питания переменного тока

Примечание. Если вы приобрели корпус в IAASR, выключатель питания переменного тока уже установлен. Переходите к следующему шагу.

1. Вставьте выключатель питания переменного тока, как показано на схеме выше.

2. Вставьте выключатель питания переменного тока в вырез корпуса, пока верхний и нижний фиксирующие зажимы не встанут на место.

Установите охлаждающий вентилятор

Примечание. Если вы приобрели корпус в IAASR, охлаждающий вентилятор уже установлен. Переходите к следующему шагу.

1. Прижмите крышку вентилятора к наружному отверстию вентилятора и ввинтите один крепежный винт # 8×1 «через крышку в корпус.

2. Определите направление потока вентилятора из таблицы данных и сориентируйте вентилятор так, чтобы его выпускная сторона была обращена к крышке вентилятора.

3. Удерживая винт на месте, наденьте вентилятор (проводами вверх) на крепежный винт и навинтите шестигранную гайку № 8 на винт, пока крышка вентилятора и вентилятор не будут свободно прижиматься к корпусу.

4. Выровняйте крышку и вентилятор так, чтобы каждый крепежный винт можно было продеть через крышку и вентилятор.

5. Вставьте оставшиеся три крепежных винта через крышку и вентилятор.

6. Накрутите шестигранную гайку № 8 на каждый крепежный винт, пока все четыре угла крышки и вентилятора не будут свободно прилегать к корпусу.

7. Затяните каждый крепежный винт до упора. Не затягивайте слишком сильно.

Для справки, техническое описание вентилятора включено >>> ЗДЕСЬ <<< .

Провод входа переменного тока, выключателя переменного тока и заземления

1. Подсоедините быстроразъемный соединитель заземляющего провода к центральному выступу модуля ввода переменного тока, как показано на схеме выше.

2. Отрежьте один кусок белого провода № 18 AWG 1.5 дюймов в длину и один кусок черного провода # 18 AWG длиной 1,5 дюйма. Зачистите и залудите 1/4 дюйма с каждого конца проволоки.

3. Припаяйте два 0,25-дюймовых быстроразъемных разъема с внутренней резьбой к черному проводу.

4. Припаяйте два 0,25-дюймовых гнездовых быстроразъемных соединителя к белому проводу.

5. Подсоедините один конец черного провода к левому выступу модуля ввода переменного тока. Другой конец подсоедините к нижнему левому выступу переключателя питания переменного тока. Обратитесь к схеме ниже, чтобы убедиться, что черный провод подключен правильно.

6. Подсоедините один конец белого провода к правому выступу модуля ввода переменного тока. Другой конец подсоедините к нижнему правому выступу переключателя питания переменного тока. Обратитесь к схеме ниже, чтобы убедиться, что черный провод подключен правильно.

Установите стержни для крепления передней панели

Штыри для крепления от Vktech имеют прочную конструкцию и включают в себя множество монтажных приспособлений, что делает их недорогими.Однако центральные проводники примерно на 1/2 дюйма длиннее, чем необходимо, что может занимать много места в шкафу. Чтобы обеспечить компактность источника питания, необходимо изменить клеммы, как показано на приведенной выше диаграмме, и выполнить следующие шаги:

1. Снимите все крепежные детали со стойки для привязки и снимите задний пластиковый изолятор.

2. Отвинтите красный и черный заглушки на несколько оборотов и сильно надавите с конца каждой заглушки, чтобы убедиться, что центральный провод полностью сидит на переднем пластиковом изоляторе.

3. Используя ручку Sharpie и линейку, измерьте и отметьте металлические центральные проводники на расстоянии 1/2 дюйма от переднего пластикового изолятора (см. Диаграмму выше).

4. Используя отрезной круг и инструмент Dremel, прорежьте металлические центральные проводники по отметкам, чтобы удалить верхнюю часть центральных проводов (см. Диаграмму выше).

5. Вставьте переднюю часть переплетного стержня в футляр (см. Схему выше).

6. Наденьте задний пластмассовый изолятор, а затем установите две плоские шайбы и стопорную шайбу на каждый центральный провод (см. Схему выше). Все оборудование идет в комплекте с привязными столбиками Вктех.

7. Наверните шестигранную гайку на каждую крепежную стойку и затяните вручную, перемещая изоляторы вперед и назад, пока они не войдут должным образом в свои отверстия. Пока не затягивайте полностью.

Установка выходных переключателей на передней панели

1.Снимите внешнюю шестигранную гайку, стопорную шайбу и плоские шайбы с тумблера SPST.

2. Затяните внутреннюю шестигранную гайку рукой до плотного прилегания к корпусу переключателя.

3. Установите большую плоскую шайбу так, чтобы выступ был обращен к корпусу переключателя, как показано на схеме выше.

4. Вставьте тумблер SPST в нижнее левое отверстие на передней панели.

5. Сориентируйте тумблер SPST так, чтобы два выступа под пайку находились ближе всего к нижней части корпуса, как показано на схеме выше.

6. Установите небольшую плоскую шайбу на цилиндр рычага в передней части корпуса, как показано на схеме выше.

7. Наверните шестигранную гайку на цилиндр рычага до упора.

8. Удерживая корпус переключателя на месте, плотно затяните шестигранную гайку. Корпус переключателя не должен двигаться при нажатии на тумблер. Если это так, затягивайте шестигранную гайку до тех пор, пока корпус переключателя не перестанет двигаться.

Повторите описанное выше для тумблера SPST в правом нижнем углу передней панели.

Для справки приведено описание тумблера SPST. >>> ЗДЕСЬ <<< .

Установить потенциометры

1. Наверните шестигранную гайку на два потенциометра 50 кОм и затяните вручную до плотного прилегания.

2. Вставьте потенциометры 50 кОм в положения, указанные на схеме выше.

3. Установите плоскую шайбу на валы потенциометров на 50 кОм.

4. Наверните шестигранную гайку на валы потенциометров на 50 кОм до упора.

5. Удерживая корпус потенциометра в положении, указанном на рисунке выше, плотно затяните шестигранную гайку. Корпус потенциометра не должен двигаться при вращении вала во всем диапазоне его движения. В этом случае затягивайте шестигранную гайку до тех пор, пока корпус потенциометра не перестанет двигаться.

Повторите вышеуказанные шаги с потенциометрами 100 кОм.

Для справки, таблица данных потенциометра включена <<< ЗДЕСЬ >>> .

Установить вольтметры

1. Вставьте V / I дисплеи наполовину в предусмотренные вырезы.

2. Кончиками пальцев или отверткой нажмите на пластиковые удерживающие зажимы на лицевой панели дисплея, чтобы они вышли из выреза в панели.

3. Удерживая пластиковые фиксирующие зажимы нажатыми, вдавите дисплей в вырез, пока зажимы не встанут на место. Будьте осторожны, чтобы не согнуть панель при установке дисплеев.

Примечание. На некоторых дисплеях V / I пластиковые фиксирующие зажимы слишком толстые или слишком жесткие, чтобы можно было легко установить дисплей, не сгибая переднюю панель. Лучшее решение — обрезать часть пластика с удерживающих зажимов до тех пор, пока дисплей не будет установлен с разумной силой.

Примечание. На некоторых дисплеях пластиковые фиксирующие зажимы расположены слишком далеко от передней панели, что приводит к тому, что дисплеи не входят в переднюю панель. Лучшее решение — прижать дисплей к передней панели, нанеся небольшую полоску горячего клея вдоль левой и правой стороны дисплея (внутри корпуса).Соблюдайте осторожность, чтобы не допустить попадания клея на внешнюю переднюю панель.

Установите ручки управления

Вставьте красную и синюю ручки управления в потенциометры на передней панели, как показано на схеме выше.

Теперь корпус укомплектован всем навесным оборудованием и элементами управления. В следующем разделе описывается, как установить и подключить блоки питания и преобразователи.

Для справки прилагается техническое описание ручки >>> ЗДЕСЬ <<< .

Подготовка преобразователей постоянного тока в постоянный

Преобразователи постоянного тока, используемые в этом проекте, принимают широкий диапазон входных напряжений (5–32 В) и преобразуют их в переменное напряжение от 1 до 20 В с регулируемым пределом тока от 0,1 до 3 А. Преобразователи постоянного тока в постоянный работают в понижающем режиме переключения от входа 24 В постоянного тока. Преобразователи DROK компактны, просты в использовании и имеют КПД> 95% для большей части своего диапазона.

Регулировка выходного напряжения и ограничения тока осуществляется двумя многооборотными подстроечными резисторами.Чтобы перенести эти настройки на потенциометр на передней панели, сначала необходимо удалить резисторы подстроечного резистора. Самый быстрый способ сделать это — аккуратно отрезать их от доски с помощью небольшой пары кусачков. Это может показаться чрезмерным, но печатная плата очень толстая, а подстроечные резисторы мягкие и легко режутся. Когда корпус подстроечного резистора снимается, будут торчать три небольших вывода компонентов, которые можно легко отсоединить. Я считаю, что этот метод более быстрый и снижает вероятность того, что подушечки и следы будут повреждены из-за чрезмерного нагрева.Я без проблем использовал метод разрезания и выпуска на обоих конвертерах. Если у вас есть демонтажная станция с вакуумным приводом, обязательно попробуйте. Начните с преобразователя постоянного тока в постоянный № 1:

1. Обратите внимание, что на каждой плате параметр, который регулирует подстроечный резистор, обозначен белыми буквами. На чистом листе бумаги нарисуйте контур платы и отметьте, какой триммер является регулировкой напряжения (CV), а какой триммер — регулировкой тока (CC).На преобразователях постоянного тока, используемых в этом проекте, подстроечный резистор напряжения находился снаружи платы, а подстроечный резистор тока находился рядом с подстроечным резистором напряжения.

2. Начиная с внешнего триммера, используйте небольшую пару кусачков, чтобы прорезать небольшую канавку во внешнем углу корпуса триммера. Возьмитесь одной рукой за подстроечный резистор, а другой рукой подрежьте. Используйте только то усилие, которое необходимо для того, чтобы лезвия кусачка соприкасались с корпусом триммера. Позвольте кусачкам сделать свою работу ножницами.Цель состоит в том, чтобы разрезать пластиковый корпус триммера. Не пытайтесь отрезать слишком много за один раз.

3. Когда угловой зазор станет достаточно глубоким, начните прорезать канавку в соседнем углу рядом с внутренним триммером. Когда вторая канавка станет достаточно глубокой, прорежьте боковую часть корпуса триммера. Может быть слышен хруст, когда кусачки достигают внутренних керамических компонентов. Не беспокойся. Повреждается только триммер.

4.Начиная с противоположного внешнего угла триммера, начните прорезать канавку в корпусе триммера.

5. Когда канавка станет достаточно глубокой, прорежьте короткую сторону корпуса триммера. Не пытайтесь прорезать металлический регулировочный винт.

6. В этот момент корпус триммера расколется и разделится пополам. Снимите керамический диск и латунные приспособления для регулировки.

7. Используя плоскогубцы, распрямите три проволоки, торчащие из остатков корпуса триммера.

8. Осторожно срежьте оставшуюся нижнюю часть корпуса триммера, оставив только три провода, торчащие из печатной платы. Не обрезайте эти провода, так как оставшаяся длина поможет отсоединить провода от печатной платы.

9. Повторите шаги с 2 по 8 для оставшегося подстроечного резистора.

10. Отпаяйте провода триммера и удалите как можно больше припоя из отверстий контактных площадок.

Работая осторожно и медленно, можно легко удалить резисторы подстроечного резистора, не повредив близлежащие компоненты или печатную плату.

11. Удалите предохранитель на выходе 10А и замените предохранителем на 3А.

12. Отрежьте 4-дюймовый многожильный соединительный провод № 28 или меньше. Выберите провод с оболочкой разного цвета, чтобы упростить идентификацию, когда провода будут припаяны к потенциометрам на более позднем этапе.

13. Зачистите 1/4 дюйма изоляции с обоих концов каждого провода и залудите концы припоем.

14. Припаяйте каждый провод к контактным площадкам DC-DC преобразователя, как показано выше.

Повторите вышеуказанные шаги для преобразователя постоянного тока в постоянный № 2.

Примечание. На рисунке выше контактные площадки потенциометров обозначены цифрами 1, 2 и 3. Эти числа (и цвета проводов) будут использоваться при пайке выводов преобразователя на потенциометры. Цвет куртки, выбранный на этом этапе, произвольный. Можно использовать любой цвет при условии, что производитель помнит соответствие инструктируемых цветов фактическим цветам, чтобы выводы потенциометра были припаяны к правильному выводу.

Закрепите стойки корпуса с помощью винтов и изоляционных шайб

Продукт IAASR SimCase поставляется с 9 стойками и 18 крепежными винтами, которые идеально подходят для DC-DC преобразователей DROK.Снимите эти стойки с корпуса для использования при установке преобразователей.

При использовании другого корпуса преобразователям потребуется восемь шестигранных стоек №8 и 16 крепежных винтов №8.

Изоляционные шайбы

используются для предотвращения контакта открытых следов на преобразователях постоянного тока с корпусом и защитным заземлением переменного тока. Они также добавляют высоту стойкам, чтобы оставалось достаточно места для радиатора печатной платы.

1. Вставьте одну изолирующую шайбу на крепежный винт №8.

Примечание. Шайба может плотно прилегать к некоторым винтам. Если шайба не может быть легко установлена ​​на крепежный винт, слегка увеличьте диаметр шайбы с помощью толкающего сверла.

2. Вставьте крепежный винт и шайбу в монтажное отверстие на DC-DC преобразователе №1.

3. Вставьте одну изолирующую шайбу на винт в месте выхода с противоположной стороны печатной платы.

4. Навинтите шестигранную стойку на винт до упора.

5. Удерживая стойку плоскогубцами или разводным ключом, плотно затяните винт.

6. Повторите шаги с 1 по 5 для остальных монтажных отверстий на печатной плате.

Повторите вышеуказанное для преобразователя постоянного тока № 2.

Установите преобразователи постоянного тока в постоянный

1. Совместите отверстия в передней части корпуса с шестигранными стойками преобразователя постоянного тока №1.

2. Вставьте плоскую шайбу № 8 на крепежный винт № 8 0,5 дюйма.

3. Проденьте крепежный винт через нижнюю часть корпуса в шестигранную стойку.

4. Вручную затяните крепежный винт.

5. Повторите шаги 2–4 для каждого оставшегося шестигранника.

6. После установки всех 4 крепежных винтов и плоских шайб плотно затяните каждый винт.

7. Повторите шаги с 1 по 6 для преобразователя постоянного тока № 2.

Сборка кабелей передней панели

1. Отрежьте кусок красного многожильного провода 22AWG длиной 4 дюйма. Зачистите 1/4 дюйма изоляции с каждого конца и залейте припоем.

2. Припаяйте кольцевой соединитель №10 к одному концу 4-дюймового провода.

3. Отрежьте кусок красного многожильного провода 22AWG длиной 3 дюйма. Зачистите 1/4 дюйма изоляции с каждого конца и залейте припоем.

4. Припаяйте кольцевой соединитель №10 к одному концу 3-дюймового провода.

5. Отрежьте кусок красного многожильного провода 22AWG длиной 5 дюймов. Зачистите 1/4 дюйма изоляции с каждого конца и залейте припоем.

6. Отрежьте кусок красного многожильного провода 22AWG длиной 6 дюймов. Зачистите 1/4 дюйма изоляции с каждого конца и залейте припоем.

7. Зачистите 1/4 дюйма изоляции с каждого вывода, прикрепленного к 3-контактному разъему дисплея, и олова с припоем.

8. Припаяйте кольцевой разъем № 10 к обоим желтым выводам, подключенным к 3-контактному разъему дисплея.

9. Снимите изоляцию 1/4 дюйма с каждого вывода, прикрепленного к 2-контактному разъему дисплея, и олово с припоем.

Проводка силовых соединений на передней панели

Используйте приведенную выше схему параллельно со следующими инструкциями, чтобы выполнить подключения выходного питания на передней панели.

1. Снимите шестигранный болт и стопорную шайбу с положительного (красного) зажима блока питания 1.

2. Установите кольцевую клемму кабеля A, а затем стопорную шайбу на положительный (красный) зажим блока питания 1.

3. Навинтите шестигранный болт на положительный (красный) зажимной штырь источника питания 1 и плотно затяните. Не затягивайте болт с шестигранной головкой слишком сильно.

4. Припаяйте свободный конец кабеля A к нижнему контакту переключателя питания SPST блока питания 1.

5.Снимите шестигранный болт и стопорную шайбу с положительного (красного) зажима блока питания 2.

6. Установите кольцевую клемму кабеля B, а затем стопорную шайбу на положительный (красный) зажим источника питания 2.

7. Навинтите шестигранный болт на положительный (красный) зажимной штифт 2 источника питания и плотно затяните. Не затягивайте болт с шестигранной головкой слишком сильно.

8. Припаяйте свободный конец кабеля B к нижнему контакту переключателя питания SPST блока питания 2.

9. Припаяйте один конец кабеля C к верхнему контакту переключателя питания SPST блока питания 1.Проложите другой конец кабеля C к выходному разъему преобразователя постоянного тока 1, но пока не подключайте его.

10. Припаяйте один конец кабеля D к верхнему контакту переключателя питания SPST блока питания 2. Проведите другой конец кабеля D к выходному разъему преобразователя постоянного тока 2, но пока не подключайте его.

11. Снимите шестигранный болт и стопорную шайбу с отрицательного (черного) зажима блока питания 1.

12. Установите кольцевую клемму кабеля E, а затем стопорную шайбу на отрицательный (черный) зажим блока питания 1.

13. Навинтите шестигранный болт на отрицательный (черный) зажим блока питания 1 и плотно затяните. Не затягивайте болт с шестигранной головкой слишком сильно.

14. Снимите шестигранный болт и стопорную шайбу с отрицательного (черного) зажима блока питания 2.

15. Установите кольцевую клемму кабеля F, а затем стопорную шайбу на отрицательный (черный) зажим блока питания 2.

16. Навинтите шестигранный болт на отрицательный (черный) зажим блока питания 2 и плотно затяните.Не затягивайте болт с шестигранной головкой слишком сильно.

17. Подключите 3-контактный разъем кабеля E к модулю дисплея блока питания 1.

18. Подключите 3-контактный разъем кабеля F к модулю дисплея блока питания 2.

19. Вставьте красный провод от кабеля E и красный провод кабеля C в положительное (+) положение выходной клеммной колодки преобразователя постоянного тока 1 и плотно затяните винт клеммной колодки. Не затягивайте винт клеммной колодки слишком сильно.

20. Вставьте черный провод кабеля E в отрицательное (-) положение выходной клеммной колодки преобразователя постоянного тока 1 и плотно затяните винт клеммной колодки.Не затягивайте винт клеммной колодки слишком сильно.

21. Вставьте красный провод от кабеля F и красный провод кабеля D в положительное (+) положение выходной клеммной колодки преобразователя постоянного тока 2 и плотно затяните винт клеммной колодки. Не затягивайте винт клеммной колодки слишком сильно.

22. Вставьте черный провод кабеля F в отрицательное (-) положение выходной клеммной колодки преобразователя постоянного тока 2 и плотно затяните винт клеммной колодки. Не затягивайте винт клеммной колодки слишком сильно.

Подключите потенциометры передней панели

Используйте приведенные ниже схемы параллельно со следующими инструкциями, чтобы выполнить подключения потенциометра на передней панели.

1. Припаяйте провода CV от преобразователя постоянного тока 1 к потенциометру регулировки напряжения 50K. Припаяйте контакты с 1 по 3 на печатной плате преобразователя постоянного тока к контактам с 1 по 3 на потенциометре, как показано ниже.

2. Припаяйте провода CC от преобразователя постоянного тока 1 к потенциометру регулировки тока 100K. Припаяйте контакты с 1 по 3 на печатной плате преобразователя постоянного тока к контактам с 1 по 3 на потенциометре, как показано ниже.

3.Припаяйте выводы CV от преобразователя постоянного тока 2 к потенциометру регулировки напряжения 50K. Припаяйте контакты с 1 по 3 на печатной плате преобразователя постоянного тока к контактам с 1 по 3 на потенциометре, как показано ниже.

4. Припаяйте провода CC от DC-DC преобразователя 2 к потенциометру регулировки тока 100K. Припаяйте контакты с 1 по 3 на печатной плате преобразователя постоянного тока к контактам с 1 по 3 на потенциометре, как показано ниже.

Одеть проводку передней панели с помощью пластиковых кабельных стяжек

Еще раз проверьте проводку передней панели.С помощью небольших пластиковых стяжек для внешнего вида закрепите кабели на передней панели.

Подключите блоки питания 24 В

1. Выкрутите один винт над барьерной полосой из каждого источника питания 24 В, как показано на рисунке выше.

2. Установите пластиковый P-образный зажим, используя только что снятый винт, ориентируя его, как показано на рисунке выше.

3.Проложите кабели A, B, C и D, как показано на схеме выше. Зачистите 1/4 дюйма изоляции с обоих концов каждого провода. Припаяйте все разъемы и залудите все оголенные концы проводов.

4. Подсоедините кабели A и C к источнику питания 24 В 1, как показано на рисунке выше. Черный провод кабеля A подключается к преграждающему винту с маркировкой «L». Белый провод кабеля A подключается к преграждающему винту с маркировкой «N». Черный провод кабеля C подключается к преграждающему винту с маркировкой «-V».Красный провод кабеля C подключается к преграждающему винту с маркировкой «+ V».

5. Подсоедините кабель D к источнику питания 24 В 2, как показано на рисунке выше. Черный провод кабеля D подключается к преграждающему винту с маркировкой «-V». Красный провод кабеля D подключается к преграждающему винту с маркировкой «+ V».

6. Поместите блоки питания 24 В 1 и 2 вплотную друг к другу, как показано на схеме выше.

7.Подключите кабель B между блоками питания 24 В 1 и 2, пропустив провод через P-образные зажимы. Черный провод кабеля B подключается к барьерному винту с маркировкой «L» на обоих источниках питания. Белый провод кабеля B подключается к барьерному винту с маркировкой «N» на обоих источниках питания. Зеленый провод кабеля B подключается к барьерному винту с маркировкой «G» на обоих источниках питания.

Установите блоки питания 24 В

Поднимите оба блока питания 24 В и поместите их в корпус, как показано на схеме выше.Убедитесь, что модули блоков питания выровнены с монтажными отверстиями корпуса, но не закрепляйте блоки питания на этом этапе.

Полная разводка источников питания 24 В

1. Подключите вход переменного тока блока питания 24 В и провода заземления, как показано на схеме выше.

2. Подключите 2-контактные разъемы G и H к дисплеям V / I.

3. Подключите кабель C от источника питания 24 В 1 к преобразователю постоянного тока 1.Красный провод подключается к винтовой клемме IN + преобразователя постоянного тока, как показано на схеме выше. Черный провод подключается к винтовой клемме «IN-» преобразователя постоянного тока, как показано на схеме выше.

4. Подключите 2-контактный кабель G к преобразователю постоянного тока в постоянный 1. Красный провод подключается к винтовой клемме IN + преобразователя постоянного тока в постоянный, как показано на схеме выше. Черный провод подключается к винтовой клемме «IN-» преобразователя постоянного тока, как показано на схеме выше.

5. Подключите кабель D от источника питания 24 В 2 к преобразователю постоянного тока 2.Красный провод подключается к винтовой клемме IN + преобразователя постоянного тока, как показано на схеме выше. Черный провод подключается к винтовой клемме «IN-» преобразователя постоянного тока, как показано на схеме выше.

6. Подключите 2-контактный кабель H к преобразователю постоянного тока 2. Красный провод подключается к винтовой клемме IN + преобразователя постоянного тока, как показано на схеме выше. Черный провод подключается к винтовой клемме «IN-» преобразователя постоянного тока, как показано на схеме выше.

7. Подключите кабель охлаждающего вентилятора к источнику питания 24 В 2, как показано на схеме выше.Красный провод подключается к барьерному винту с маркировкой «+ V» на блоке питания 24 В 2. Черный провод подключается к барьерному винту «-V» на блоке питания 24 В 2. Синий провод тахометра вентилятора охлаждения не используется.

8. Прикрепите блоки питания 24 В к корпусу с помощью четырех крепежных винтов № 8, шайб и контргаек.

9. Обмотайте все провода и закрепите их стяжками.

Тестирование перед включением питания

Перед первым подключением и включением готового блока питания выполните следующие проверки:

1.Используя цифровой VOM, установленный на Ом, измерьте сопротивление между крепежными винтами «L» и «N» на источнике питания 24 В 1. VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, убедитесь, что вся проводка переменного тока правильная, используя принципиальную схему источника питания. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ К розетке переменного тока, пока ИЗМЕРЕНИЕ НЕ ПРАВИЛЬНО (ОЧЕНЬ ВЫСОКОЕ ИЛИ БЕСКОНЕЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ).

2. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между крепежными винтами «L» и «G» на источнике питания 24 В 1.VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, убедитесь, что вся проводка переменного тока правильная, используя принципиальную схему источника питания. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ К розетке переменного тока, пока ИЗМЕРЕНИЕ НЕ ПРАВИЛЬНО (ОЧЕНЬ ВЫСОКОЕ ИЛИ БЕСКОНЕЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ).

3. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между крепежными винтами «N» и «G» на источнике питания 24 В 1. VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление.Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, убедитесь, что вся проводка переменного тока правильная, используя принципиальную схему источника питания. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ К розетке переменного тока, пока ИЗМЕРЕНИЕ НЕ ПРАВИЛЬНО (ОЧЕНЬ ВЫСОКОЕ ИЛИ БЕСКОНЕЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ).

Если любое из вышеперечисленных измерений неверно и вся проводка проверена, не продолжайте и не подключайте блок питания к розетке переменного тока. Обратитесь к представителю источника питания 24 В переменного тока для получения дальнейших инструкций.

4.Убедитесь, что переключатели SPST на выходе источника питания находятся в положении ВЫКЛ. (Вниз).

5. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между клеммой клеммы положительного (красного) выхода и клеммой клеммы отрицательного (черного) выхода источника питания 1 (левая сторона). VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, убедитесь, что вся выходная проводка преобразователя постоянного тока исправна, используя принципиальную схему источника питания. Убедитесь, что выходная клеммная колодка правильно установлена ​​на передней панели и нет ли кусочков проволоки или припоя, соприкасающихся с корпусом источника питания или другими соединениями цепи.Не продолжайте, пока сопротивление не окажется в указанном диапазоне (> 10 кОм).

6. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между клеммой положительного (красного) выхода и клеммой отрицательного (черного) выхода источника питания 2 (правая сторона). VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, убедитесь, что вся выходная проводка преобразователя постоянного тока исправна, используя принципиальную схему источника питания. Убедитесь, что выходная клеммная колодка правильно установлена ​​на передней панели и нет ли кусочков проволоки или припоя, соприкасающихся с корпусом источника питания или другими соединениями цепи.Не продолжайте, пока сопротивление не окажется в указанном диапазоне (> 10 кОм).

7. Установите оба SPST-переключателя на выходе источника питания в положение ВКЛ (вверх).

8. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между клеммой клеммы положительного (красного) выхода и клеммой клеммы отрицательного (черного) выхода источника питания 1 (левая сторона). VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, убедитесь, что вся выходная проводка преобразователя постоянного тока исправна, используя принципиальную схему источника питания.Если после проверки правильности подключения схемы, не продолжайте. Свяжитесь с представителем преобразователя постоянного тока для получения дальнейших инструкций.

9. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между клеммой положительного (красного) выхода и клеммой отрицательного (черного) выхода источника питания 2 (правая сторона). VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, убедитесь, что вся выходная проводка преобразователя постоянного тока исправна, используя принципиальную схему источника питания.Если после проверки правильности подключения схемы, не продолжайте. Свяжитесь с представителем преобразователя постоянного тока для получения дальнейших инструкций.

10. Подсоедините шнур питания к модулю входа переменного тока блока питания. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ШНУР ПИТАНИЯ В РОЗЕТКУ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

11. Включите выключатель питания переменного тока.

12. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между горячим и нейтральным проводниками шнура питания. VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, проверьте правильность всех проводов переменного тока между входным модулем переменного тока и переключателем питания переменного тока, используя принципиальную схему источника питания.НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ К розетке переменного тока, пока ИЗМЕРЕНИЕ НЕ ПРАВИЛЬНО (ОЧЕНЬ ВЫСОКОЕ ИЛИ БЕСКОНЕЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ).

13. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между горячим проводом шнура питания и проводом заземления. VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, проверьте правильность всех проводов переменного тока между входным модулем переменного тока и переключателем питания переменного тока, используя принципиальную схему источника питания. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ К розетке переменного тока, пока ИЗМЕРЕНИЕ НЕ ПРАВИЛЬНО (ОЧЕНЬ ВЫСОКОЕ ИЛИ БЕСКОНЕЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ).

14. Используя цифровой VOM, установленный на OHMS, измерьте сопротивление между нейтралью шнура питания и проводом заземления. VOM должен показывать очень высокое (> 10 кОм) или бесконечное сопротивление. Если VOM показывает низкое сопротивление или короткое замыкание, проверьте правильность всех проводов переменного тока между входным модулем переменного тока и переключателем питания переменного тока, используя принципиальную схему источника питания. НЕ ПОДКЛЮЧАЙТЕ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ К розетке переменного тока, пока ИЗМЕРЕНИЕ НЕ ПРАВИЛЬНО (ОЧЕНЬ ВЫСОКОЕ ИЛИ БЕСКОНЕЧНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ).

Установите верхнюю крышку

Поместите верх корпуса над шасси блока питания и совместите отверстия в верхней крышке с отверстиями в основании.Прикрепите верх к основанию винтами, поставляемыми поставщиком корпуса.

Тестирование при включении

1. Убедитесь, что переключатель питания переменного тока на задней панели находится в выключенном положении.

2. Убедитесь, что переключатели выходного сигнала SPST на передней панели находятся в выключенном (нижнем) положении.

3. Убедитесь, что регуляторы напряжения и тока на передней панели полностью повернуты против часовой стрелки.

3. Вставьте шнур питания блока питания в розетку переменного тока.

4. Включите выключатель питания переменного тока

Переключатель питания переменного тока загорится. Если он не горит, убедитесь, что розетка переменного тока находится под напряжением, и что шнур питания полностью вставлен в розетки на обоих концах. ЕСЛИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ ПИТАНИЯ НЕ ГОРИТ, ВЫНЯТЕ ШНУР ПИТАНИЯ ОТ РОЗЕТКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА.

5. Включится охлаждающий вентилятор и загорятся V / I дисплеи на передней панели. Если охлаждающий вентилятор или дисплеи V / I не включаются, выключите переключатель питания переменного тока и отсоедините шнур питания от розетки переменного тока.Снимите верхнюю крышку и проверьте правильность подключения вентилятора или дисплея. Если проводка вентилятора или дисплея исправна, обратитесь к представителю вентилятора или дисплея для получения дальнейших инструкций.

6. Дисплеи V / I на передней панели должны показывать приблизительно 1,00 В и 1,50 В для выходного напряжения и 0,00 A для выходного тока. Если на дисплее V / I отображается примерно 20 В при полностью повернутых регуляторах напряжения против часовой стрелки, выключите переключатель питания переменного тока и отсоедините шнур питания от розетки переменного тока.Снимите верхнюю крышку и проверьте правильность подключения проводки потенциометра напряжения. Если проводка потенциометра правильная, обратитесь к представителю преобразователя постоянного тока для получения дальнейших инструкций.

7. Поверните регулятор напряжения источника питания 1 (левая сторона) по часовой стрелке. Дисплей V / I должен показывать, что выходное напряжение увеличивается при повороте регулятора по часовой стрелке и уменьшается при повороте регулятора против часовой стрелки. Если значение на дисплее V / I не меняется при вращении регулятора напряжения, выключите переключатель питания переменного тока и отсоедините шнур питания от розетки переменного тока.Снимите верхнюю крышку и проверьте правильность подключения проводки потенциометра напряжения. Если проводка потенциометра правильная, обратитесь к представителю преобразователя постоянного тока для получения дальнейших инструкций.

8. Поверните регулятор напряжения источника питания 2 (правая сторона) по часовой стрелке. Дисплей V / I должен показывать, что выходное напряжение увеличивается при повороте регулятора по часовой стрелке и уменьшается при повороте регулятора против часовой стрелки. Если значение на дисплее V / I не меняется при вращении регулятора напряжения, выключите переключатель питания переменного тока и отсоедините шнур питания от розетки переменного тока.Снимите верхнюю крышку и проверьте правильность подключения проводки потенциометра напряжения. Если проводка потенциометра правильная, обратитесь к представителю преобразователя постоянного тока для получения дальнейших инструкций.

Дополнительное испытание под нагрузкой

9. Поверните все регуляторы напряжения и тока на передней панели до упора против часовой стрелки.

10. Убедитесь, что оба выходных переключателя SPST находятся в выключенном (нижнем) положении.

10. Подключите резистор 10 Ом, 20 Вт между положительным (красным) и отрицательным (черный) выходными клеммами блока питания 1 (левая сторона).

11. Переведите выключатель SPST на выходе блока питания 1 в положение ON.

12. Дисплей V / I должен показывать выходной ток примерно 0,10 А

13. Переведите выключатель SPST на выходе блока питания 1 в положение ВЫКЛ.

14. Поворачивайте регулятор напряжения до тех пор, пока на дисплее V / I не отобразится 10 В.

15.