Простой блок питания на три напряжения

Простой блок питания на три напряжения

5 вольт – одно из самых широко используемых напряжений. От этого напряжения питается большинство программируемых и непрограммируемых микроконтроллеров, всевозможных индикаторов и тестеров. Кроме того 5 вольт используется для зарядки всевозможных гаджетов: телефонов, планшетов, плееров и так далее. Я уверен, что каждый радиолюбитель может придумать множество применений этому напряжению. И в связи с этим я подготовил для вас три хороших на мой взгляд варианта блоков питания со стабилизированным выходным напряжением 5 вольт.

Первый вариант – самый простой.

Этот вариант отличается минимальным количеством используемых деталей, крайней простотой сборки и невероятной ‘живучестью’ – блок почти нереально убить. Итак перейдем к схеме.

Три хороших блока питания на 5 вольт, принципиальная схема первого варианта

Эта схема срисована с недорогой зарядки телефона, обладает стабилизацией выходного напряжения и способна выдавать ток до 0.5 А. На самом деле блок может выдавать и больше, но при повышении тока на выходе начинает срабатывать защита от перегрузки и выходное напряжение начинает уменьшаться. Защита от перегрузок и КЗ реализована на резисторе 10 ом в цепи эмиттера силового транзистора и маломощном транзисторе s9014. При повышении тока через первичную обмотку трансформатора на эмиттерном резисторе создается падение напряжения, достаточное для открытия s9014, который в свою очередь притягивает базу силового транзистора к минусу, тем самым закрывая его и уменьшая длительность импульсов через первичную обмотку. При изменении номинала данного резистора можно увеличить или уменьшить ток срабатывания защиты. Сильно увеличивать не стоит, так как это повлечет за собой повышение нагрева силового транзистора и увеличит вероятность выхода последнего из строя.

Стабилизация выполнена на распространенном оптроне pc817 и на стабилитроне 3.9 В (при изменении номинала которого можно менять выходное напряжение). При превышении выходного напряжения, светодиод оптрона начинает светиться ярче, вызывая повышение тока через транзистор оптрона на базу s9014 и, как следствие, закрытие силового ключа. При уменьшении выходного напряжения, наоборот, транзистор оптрона начнет закрываться и s9014 не будет обрывать импульсы на базе силового ключа, тем самым увеличивая их длительность и, соответственно, увеличение выходного напряжения.

Особое внимание стоит уделить намотке трансформатора. Это зачастую является фактором, отталкивающим новичков от импульсных блоков питания. Итак, поскольку блок однотактный, нам потребуется трансформатор с немагнитным зазором между половинками сердечника. Зазор нужен для быстрого размагничивания сердечника и для предотвращения вхождения феррита в насыщение. Расчет трансформатора в идеале надо проводить в специальных программах, но для тех, кому этого делать не хочется, скажу, что в таких маломощных блоках питания первичная обмотка состоит из 190-220 витков провода 0.08-0.1мм. Грубо говоря, чем больше сердечник, тем меньше витков. Поверх первички в том же направлении мотается базовая обмотка. Она состоит из 7 – 15 витков того же провода. И в конце уже более толстым проводом мотается вторичка. Число витков 5-7. Крайне важно мотать все обмотки в одном направлении и помнить, где начало и конец. На схеме и на плате (которую можете скачать тут ) точками указаны начала обмоток.

По схеме тут больше добавить нечего, она довольно простая и не требует особых навыков для сборки. Все компоненты можно изменять в пределах 25%, блок прекрасно будет работать. Силовой транзистор можно ставить любой обратной проводимости, соответствующей мощности и с расчетным напряжением коллектора не менее 400 вольт. Базовый транзистор – любой маломощный NPN с такой же цоколёвкой, как и s9014.

Данный блок мощно применять там, где не нужен высокий ток, а нужна компактность, например для питания Arduino или для зарядки устройств с аккумуляторами небольшой ёмкости. Из плюсов данного бп можно отметить компактность, наличие защиты и стабилизации и, конечно, простоту сборки. Из минусов, пожалуй, только малая выходная мощность, которую кстати можно поднять, увеличивая ёмкость входного фильтрующего конденсатора.

Блок кстати выглядит так:

Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид первого варианта Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид первого варианта

Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид первого варианта

Второй вариант – более мощный.

Этот вариант очень похож на предыдущий, но мощнее. Блок имеет доработанную обратную связь и, следовательно, лучшую стабилизацию. Давайте взглянем на схему.

Три хороших блока питания на 5 вольт, принципиальная схема второго варианта

Схема представляет собой блок дежурного питания компьютерного бп. В отличие от предыдущей схемы в этой более мощный силовой транзистор, большая ёмкость входного фильтрующего конденсатора и, самое главное, трансформатор с большей габаритной мощностью. Всё это как раз и влияет на выходную мощность. Ещё в данной схеме, в отличие от первой, сделана нормальная стабилизация на TL431 – источнике опорного напряжения.

Принцип работы тут такой же, как и у предыдущего варианта. Через резистор 560 кОм на базу силового ключа подается начальное напряжение смещения, он приоткрывается и через первичную обмотку начинает течь ток. Нарастание тока в первичке вызывает нарастание тока во всех остальных обмотках, значит ток, возникающий в базовой обмотке, будет ещё сильнее открывать транзистор, и этот процесс продолжиться до тех пор, пока транзистор полностью не откроется. Когда он откроется, ток через первичку перестанет изменяться, а значит на вторичке перестанет течь и транзистор закроется и цикл будет повторяться.

Про работу защиты по току и стабилизации я подробно рассказал выше и не вижу смысла повторяться, так как тут всё работает точно так же.

Поскольку этот блок питания сделан на основе дежурки компьютерного блока, трансформатор я использовал готовый и не перематывал. Трансформатор EEL-19B. Расчетная габаритная мощность 15 – 20 Вт.

Как и в предыдущей схеме номиналы компонентов можно отклонять в пределах 25%, так как в разных компьютерных бп эта схема прекрасно работает с разными компонентами. Этот экземпляр, благодаря выходному току в 2 А можно использовать как зарядку для телефонов и планшетов или для прочих потребителей, требующих большой ток. Из плюсов данной конструкции можно отметить простоту добычи радиодеталей, ведь наверняка у каждого есть нерабочий блок питания от старого компа или телевизора, а там элементарной базы хватит на 3 – 4 таких бп. Так же плюсом можно считать немалый выходной ток и неплохую стабилизацию. Из минусов справедливо можно отметить размер платы (она довольно высокая из-за трансформатора) и возможность свиста при холостом ходу. Свист может появиться из-за неисправности какого-либо элемента, либо просто из-за слишком низкой частоты преобразования на холостом ходу. Под нагрузкой частота увеличивается.

Блок выглядит вот так:

Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид второго варианта Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид второго варианта

Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид второго варианта

Третий вариант – самый мощный.

Этот вариант для тех, кому нужна огромная мощность и прекрасная стабилизация. Если вам не жалко пожертвовать компактностью, этот блок специально для вас. Итак, смотрим схему.

Три хороших блока питания на 5 вольт, принципиальная схема третьего варианта

В отличие от предыдущих двух вариантов, в этом применяется специализированный ШИМ – контроллер UC3843, который, в отличие от транзисторов, как ни как умеет менять ширину импульсов и специально сделан для применения в однотактных блоках питания. Также у UCшки частота не меняется в зависимости от нагрузки и её можно четко рассчитать в специализированных калькуляторах.

Итак принцип работы. Начальное питание поступает через резистор 300 кОм на 7 ножку микросхемы, она запускается и начинает генерировать импульсы, которые выходят с 6 ножки и идут на полевик. Частота этих самых импульсов зависит от элементов Rt и Ct. С указанными компонентами частота на выходе 78,876 кГц. Вот кстати устройство микросхемы:

Три хороших блока питания на 5 вольт, UC3843 внутреннее строение

На этой микросхеме очень удобно реализовывать защиту по току, у неё для этого есть специальный вывод – current sense. При напряжении больше 1 вольта на этой ножке сработает защита и контроллер снизит длительность импульсов. Стабилизация здесь сделана при помощи встроенного усилителя ошибки current sense comparator. Поскольку на 2 выводе у нас 0 вольт, усилитель error amp. Всегда выдает логическую единицу и она идёт на вход усилителя current sense comparator, формируя тем самым опорное напряжение 1 вольт на его инвертирующем входе. При превышении напряжения на выходе блока питания, фототранзистор оптрона открывается и шунтирует 1 вывод микросхемы на минус. При этом снижается напряжение на инвертирующем входе current sense comparator, а так как на его не инвертирующем в момент открытия транзистора нарастает напряжение, то в какой то момент оно превысит напряжение на инвертирующем входе (при КЗ случается то же самое) и current sense comparator выдаст логическую единицу, что в свою очередь приведет к уменьшению длительности импульсов и, в конечном итоге, к снижению напряжения на выходе блока питания. Стабилизация в данном блоке питания очень хорошая, чтоб вы понимали, насколько она хорошая, при подключении резистора 1 Ом на выход, напряжение падает всего на 0.06 вольта, при этом на нём рассеивается 25 Вт тепла и он сгорает через пару секунд. Вообще этот блок может выдавать и 30 Вт и 35, так как в роле ключа здесь применён полевой транзистор. На схеме указан 4n60, но я поставил irf840, так как у меня их много. Микросхема может выдавать на управление полевиком ток до 1 А, что дает возможность без дополнительного драйвера управлять довольно мощными полевыми ключами.

Трансформатор для этого блока был взять от сгоревшей 100-ваттной энергосберегающей лампы. Первичка состоит из 120 витков проводом 0.3 мм, обмотка самозапитки – 20 витков тем же проводом и силовая выходная обмотка – 5 витков двумя проводами 1 мм. По выходу стоит полноценный фильтр помех, позволяющий применять этот бп там, где помехи никак не нужны.

Читайте также  Пылесосим без запаха пыли

Применять бп можно в очень мощных зарядниках для гаджетов. Он спокойно может заряжать 6 и даже 7 устройств одновременно, при этом обеспечивая стабильное 5 В на выходе.

Выглядит это всё примерно так:

Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид второго вариантаТри хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид второго варианта

А вот их относительные размеры:

Три хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид второго вариантаТри хороших блока питания на 5 вольт, внешний вид второго варианта

Ну и на этом всё. Если остались какие-либо интересующие вас моменты, о которых я не сказал, задавайте их мне на почту Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Как подключить проточную газовую колонку через розетку

Как подключить проточную газовую колонку через розетку

Блок питания на 3 вольта вместо батареек позволяет пользоваться газовой колонкой и не заботиться об их своевременной замене. В результате доработки нагреватель может работать не только от съёмного источника питания, но и от розетки, что гарантирует круглосуточное наличие горячей воды.

Преимущество блока питания как аналога батареек

Установка газовой колонки – отличная перспектива перехода на метод индивидуального нагрева воды. Кроме того, это позволяет существенно сэкономить на оплате коммунальных услуг. Монтаж газового проточного нагревателя делает вас независимым от котельной и водоканала и позволяет получить горячую воду в любой момент. Так, регулярное отключение горячей воды из-за летних профилактических работ будет уже не страшно.

Существующие газовые колонки работают при наличии подключенного газа и батареек:

  • D-R-20 – солевые.
  • D-LR20 – щелочные.

Наличие независимого источника делает их независимыми от того, есть ли в доме электричество или нет. Горячая вода будет всегда, даже в том случае, если будет отключено центральное электроснабжение.

Недостаток метода заключается в возникновении необходимости регулярной замены комплекта батареек. Причём качественные щелочные элементы стоят около 200 руб, а хватает их не более, чем на 12 месяцев. Дешевые солевые приходят в негодность ещё раньше. Кроме того, в большинстве случаев, батарейки «садятся» в самый неподходящий момент. Например, вечером или в выходные, когда вы планировали отдохнуть, а не бежать в ближайший магазин.

Важно! Предложение установить блок питания на 3 вольта вместо батареек подойдёт тем, кто не хочет ежегодно покупать и менять дорогие элементы питания.

Причины быстрого разряда батареек

Как уже упоминалось, срок службы батареек зависит от их вида, солевые – 2-5 недель, алкалиновые – до 1 года. Тем не менее, существует несколько причин, существенно сказывающихся на их быстром разряде:

  • Повышенная влажность. Чаще всего наблюдается на устройствах, установленных в ванных и санузлах. На контактах образуется влага, способствующая окислению и ухудшению токопропускной способности.
  • Неверная работа ионизационного сенсора. В большинстве случаев он просто смещается в сторону, искра вырабатывается долго, что приводит к тому, что энергия заряда расходуется напрасно.
  • Смещение расположения разжигающего электрода. Причина аналогична, решается корректировкой контакта
  • Сбой в работе блока управления. При проблемах данного характера рекомендуется вызвать мастера.

Подключение блока питания

Возможно 2 варианта: приобретение готового блока питания для газовых колонок в магазине или самостоятельная сборка из зарядного устройства с аналогичными характеристиками.

Подключение магазинного блока

Преимущество такого способа заключается в том, что вам не понадобится отрезать конец со штекером и напаивать вместо него специальные разъёмы. Импульсный блок разработан непосредственно для этих целей и имеет всё необходимое для быстрого подключения. Проводка уже имеет полюсную маркировку. Например, в модели Robiton IR3-1000S полосатый провод соединяется с плюсовым выходом

Полезно! Стоимость блока питания на 3V для газовой колонки варьируется в диапазоне от 250 до 350 руб.

Всё что останется сделать для его подключения – удалить батарейки, отсоединить идущих от них провод им подключить блок питания.

Изготовление и подключение самодельного

Чтобы сделать блок питания для газовой колонки на 3 вольта своими руками, понадобится следующее:

  • Подходящее по техническим характеристикам зарядное устройство (блок питания).
  • Клемма «папа» — 2 штуки.
  • Изолента или термоусадочная трубка.
  • Паяльник.
  • Порядок работ заключается в следующем:
  • Извлечь из корпуса батарейки.
  • Отсоединить провод, идущий от них в колонку. На его концах уже имеются клеммы типа «мама», поэтому подключение нового питания происходит без проблем.
  • Соединить (с учётом полярности) провод от блока питания с тем, от которого отключен батареечный.
  • Соединить проводку.
  • Установить штекер 220V в розетку и проверить работу газовой колонки.

Выбор подходящего адаптера

Процесс изготовления прост, единственное, на что следует обратить пристальное внимание, параметры блока питания. Основные, интересующие нас, характеристики адаптера указываются под надписью «Output» — выход. Естественно в разных устройствах они могут иметь различные значения. В данной ситуации они должны соответствовать следующим показателям:

  • Входное питание – 220V.
  • Выходное питание – 3V.
  • Мощность 500 мА.

Полезно! Выходное напряжение большинства зарядников для мобильных телефонов равно 5V. Чтобы понизить его нужного значения, воспользуйтесь регулируемым стабилизатором LM 2596.

Другая ситуация затрагивает момент, определения полярности. Найти «плюс» и «минус» на уходящих проводах зарядного устройства несложно. Для этого нужно подключить устройство к сети 220V, и поочерёдно проверить контакты (внутренний и наружный) индикатором. Тот, при прикосновении к которому лампочка инструмента загорится и будет «плюсовым».

Полезно! Ситуация, штекер уже демонтирован и концы провода оголены ещё более упрощает ситуацию. Проверка осуществляется аналогичным способом, с помощью индикатора.

Как самостоятельно определить параметры

Довольно распространены случаи, когда надпись о параметрах адаптера затёрта или отсутствует. Определить их самостоятельно можно 2 способами:

  • Внимательно осмотреть электроприбор, для которого он предназначался. В большинстве случаев маркировка наносится на заднюю стенку корпуса или прописывается в инструкцию в графе с основными характеристиками (напряжение, сила тока).
  • Второй способ подразумевает индивидуальное определение каждого из интересующих показателей. Выполняется это следующим образом:
  1. Входное электропитание стандартное для всех 220V. Иногда в этом пункте может быть указано, например, 190-240V. Это обозначает, что девайс способен функционировать при скачках напряжения находящихся в пределах этого диапазона.
  2. Выходной напряжение рассчитывается путём умножения количества питающих элементов на их эквивалентное напряжение (найти этот показатель можно на их корпусе).
  3. В определении силы тока необходимости нет. Для девайсов, работающих на батарейках будет достаточно 0,5-1 Ампера, что и можно использовать в качестве искомой величины.
  4. Полярность прозванивается тестером. О том, как это сделать мы говорили чуть раньше. При этом следует учитывать, что в большинстве случаев используется классическая схема, где «минусовым» проводом запитывается наружная сторона штекера, а «плюсовой» приходит на внутренний контакт.

Полезно! Для того чтобы сохранить возможность использования газовой колонки при отключении электричества, нужно припаять отрезанные провода от батареек на прежнее место. В этом случае вы в любое время сможете получить горячую воду. В обычном режиме будете пользоваться питанием от розетки, а при отключении света – переключитесь на батарейки.

Нужен ли стабилизатор

После того, как параметры блока питания определены, следует рассмотреть наличие его стабилизированного и нестабилизированного напряжения. Решение этого вопроса актуально из-за того, что сеть, питающая газовый проточный водонагреватель обязательно должна иметь стабильное напряжение, без скачков в ту или иную сторону.

Важно! Если подходящего блока питания нет и вам придётся его покупать, предусмотреть этот нюанс можно уже на этапе выбора адаптера. Существуют модели, стабилизирующие напряжение или подающие его в полученном виде.

Работа газовой колонки предусматривает получение электрического питания от батареек. Последние, в свою очередь, (при условии хорошего заряда) являются источником качественного тока и не требуют наличия дополнительных стабилизирующих устройств. Манипуляции по смене элемента, питающего нагреватель и не имеющего блока стабилизации, пьезоэлемент может работать не стабильно.

Заключение

Замена батареек на стабильный источник электропитания – отличный способ сделать подачу горячей воды независимой от замены батареек. Процесс не сложный и справиться с ним вполне по силам даже человеку, никогда не сталкивающемуся с аналогичными работами.

Cамодельный блок питания на 12 вольт

Блок питания постоянного напряжения 12 вольт состоит из трех основных частей:

  • Понижающий трансформатор с обычного входного переменного напряжения 220 В. На его выходе будет такое же синусоидальное напряжение, только пониженное до примерно 16 вольт по холостому ходу – без нагрузки.
  • Выпрямитель в виде диодного моста. Он «срезает» нижние полусинусоиды и кладет их вверх, то есть получается напряжение, меняющееся от 0 до тех же 16 вольт, но в положительной области.
  • Электролитический конденсатор большой емкости, который сглаживает полусинусоиды напряжения, делая их приближающимися к прямой линии на уровне в 16 вольт. Это сглаживание тем лучше, чем больше емкость конденсатора.

Самое простое, что нужно для получения постоянного напряжения, способного питать приборы, рассчитанные на 12 вольт – лампочки, светодиодные ленты и другое низковольтное оборудование.

Понижающий трансформатор можно взять из старого блока питания компьютера или просто купить в магазине, чтобы не заморачиваться с обмотками и перемотками. Однако чтобы выйти в конечном счете на искомые 12 вольт напряжения при работающей нагрузке, нужно взять трансформатор, понижающий вольт до 16.

Для моста можно взять четыре выпрямительных диода 1N4001, рассчитанных на нужный нам диапазон напряжений или аналогичные.

Конденсатор должен быть емкостью не менее 480 мкФ. Для хорошего качества выходного напряжения можно и больше, 1 000 мкФ или выше, но для питания осветительных приборов это совсем не обязательно. Диапазон рабочих напряжений конденсатора нужен, скажем, вольт до 25.

Читайте также  Приставка-регулятор к блоку питания

Компоновка прибора

Если мы хотим сделать приличный прибор, который не стыдно будет потом приделать в качестве постоянного блока питания, допустим, для цепочки светодиодов, нужно начать с трансформатора, платы для монтажа электронных компонентов и коробки, где все это будет закреплено и подключено. При выборе коробки важно учесть, что электрические схемы при работе разогреваются. Поэтому коробку хорошо найти подходящую по размерам и с отверстиями для вентиляции. Можно купить в магазине или взять корпус от блока питания компьютера. Последний вариант может оказаться громоздким, но в нем как упрощение можно оставить уже имеющийся трансформатор, даже вместе с вентилятором охлаждения.

Корпус блока питанияКорпус блока питания Корпус блока питанияКорпус блока питания

На трансформаторе нас интересует низковольтная обмотка. Если она дает понижение напряжения с 220 В до 16 В – это идеальный случай. Если нет, придется ее перемотать. После перемотки и проверки напряжения на выходе трансформатора его можно закрепить на монтажной плате. И сразу продумать, как монтажная плата будет крепиться внутри коробки. У нее для этого имеются посадочные отверстия.

Низковольтная обмоткаНизковольтная обмотка Монтажная платаМонтажная плата

Дальнейшие действия по монтажу будут проходить на этой монтажной плате, значит, она должна быть достаточной по площади, длине и допускать возможную установку радиаторов на диоды, транзисторы или микросхему, которые должны еще поместиться в выбранную коробку.

Диодный мост

Диодный мост собираем на монтажной плате, должен получиться такой ромбик из четырех диодов. Причем левая и правая пары состоят одинаково из диодов, подключенных последовательно, а обе пары параллельны друг другу. Один конец каждого диода маркирован полоской – это обозначен плюс. Сначала паяем диоды в парах друг к другу. Последовательно – это значит плюс первого соединен с минусом второго. Свободные концы пары тоже получатся – плюс и минус. Параллельно соединить пары – значит спаять оба плюса пар и оба минуса. Вот теперь имеем выходные контакты моста – плюс и минус. Или их можно назвать полюсами – верхним и нижним.

Схема диодного моста

Схема диодного моста

Остальные два полюса – левый и правый – используются как входные контакты, на них подается переменное напряжение с вторичной обмотки понижающего трансформатора. А на выходы моста диоды подадут пульсирующее знакопостоянное напряжение.

Если теперь подключить параллельно с выходом моста конденсатор, соблюдая полярность – к плюсу моста – плюс конденсатора, он напряжение начнет сглаживать, причем настолько хорошо, насколько велика у него емкость. 1 000 мкФ будет достаточно, и даже ставят 470 мкФ.

Внимание! Электролитический конденсатор – прибор небезопасный. При неверном подключении, при подаче на него напряжения вне рабочего диапазона или при большом перегреве он может взорваться. При этом разлетается по округе все его внутреннее содержимое – лохмотья корпуса, металлической фольги и брызги электролита. Что весьма опасно.

Ну вот и получился у нас самый простой (если не сказать, примитивный) блок питания для приборов напряжением 12 V DC, то есть постоянного тока.

Проблемы простого блока питания с нагрузкой

Сопротивление, нарисованное на схеме – это эквивалент нагрузки. Нагрузка должна быть такова, чтобы ток, ее питающий, при подаваемом напряжении в 12 В не превысил 1 А. Можно рассчитать мощность нагрузки и сопротивление по формулам.

Откуда сопротивление R = 12 Ом, а мощность P = 12 ватт. Это значит, что если мощность будет больше 12 ватт, а сопротивление меньше 12 Ом, то наша схема начнет работать с перегрузкой, будет сильно греться и быстро сгорит. Решить проблему можно несколькими способами:

  1. Стабилизировать выходное напряжение так, чтобы при изменяющемся сопротивлении нагрузки ток не превышал максимально допустимого значения или при внезапных скачках тока в сети нагрузки – например, в момент включения некоторых приборов – пиковые значения тока срезались до номинала. Такие явления бывают, когда блок питания запитывает радиоэлектронные устройства – радиоприемники, и пр.
  2. Использовать специальные схемы защиты, которые бы отключали блок питания при превышении тока на нагрузке.
  3. Использовать более мощные блоки питания или блоки питания с большим запасом мощности.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

На рисунке ниже представлено развитие предыдущей простой схемы включением на выходе микросхемы 12-вольтового стабилизатора LM7812.

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

Блок питания со стабилизатором на микросхеме

Это уже лучше, но максимальный ток в нагрузке такого блока стабилизированного питания по-прежнему не должен превышать 1 А.

Блок питания повышенной мощности

Более мощным блок питания можно сделать, добавив в схему несколько мощных каскадов на транзисторах Дарлингтона типа TIP2955. Один каскад даст прибавку нагрузочного тока в 5 А, шесть составных транзисторов, подключенных параллельно, обеспечат нагрузочный ток в 30 А.

Транзисторы Дарлингтона типа TIP2955

Схема, обладающая такой выходной мощностью, требует соответствующего охлаждения. Транзисторы должны быть обеспечены радиаторами. Возможно, понадобится и дополнительный вентилятор охлаждения. Кроме того, можно защититься еще плавкими предохранителями (на схеме не показано).

На рисунке показано подключение одного составного транзистора Дарлингтона, дающего возможность увеличения выходного тока до 5 ампер. Можно увеличивать и дальше, подключая новые каскады параллельно с указанным.

Подключение одного составного транзистора Дарлингтона

Внимание! Одним из главных бедствий в электрических цепях является внезапное короткое замыкание в нагрузке. При этом, как правило, возникает ток гигантской силы, который сжигает все на своем пути. В этом случае сложно придумать такой мощный блок питания, который способен это выдержать. Тогда применяют схемы защиты, начиная от плавких предохранителей и кончая сложными схемами с автоматическим отключением на интегральных микросхемах.

Простой блок питания

Простой блок питания собирая новые устройства, радиолюбителю понадобится для них источник питания и чаще всего на разное напряжение. Такой прибор можно купить, а можно и собрать собственными силами. Представленный здесь блок питания может устанавливать напряжение от 1,2 до 30 В, а его максимальный ток — достигать 1,5 А.

Простой блок питания

Простой блок питания мы будем использовать трансформатор — устройство для повышения или понижения переменного напряжения. Простейший трансформатор состоит из двух обмоток, одна из которых называется первичной, а другая — вторичной. Обмотки трансформатора расположены на общем сердечнике из электротехнической стали; обычно он изготовляется наборным из листов для уменьшения потерь на вихревые токи. Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Когда на первичную обмотку подается переменное напряжение, возникающий в результате этого переменный магнитный поток возбуждает во вторичной обмотке (катушке) переменное напряжение той же частоты.

Однако напряжение на обмотках будет различным в зависимости от числа витков в каждой из них. Простой блок питания использован понижающий трансформатор на 30В, т.е. напряжение электросети, которое поступает на первичную обмотку трансформатора T1 через вилку VLK1, выключатель S1 и предохранитель F1 (см. Рис.1), понижается до 30В, которые мы получаем на вторичной обмотке. Переменное напряжение с вторичной обмотки поступает на диодный мост, который преобразует его в постоянное. Таким образом, мы получили выпрямленное напряжение, но обладающее массой пульсаций. Чтобы избавится от них, был введен конденсатор С1 большой емкости.

Здесь сделаю отступление и расскажу подробнее о пульсациях. Диодный мост выпрямляет переменный ток: «пропускает» его положительные полуволны и «задерживает» отрицательные. В результате переменный ток становится пульсирующим — током одного направления, но изменяющимся по силе. Для того чтобы сгладить пульсации тока и сделать его практически постоянным, на выходе выпрямителя подключают электрический фильтр. При прохождении тока через фильтр конденсаторы заряжаются и накапливают большой заряд. Как только ток через выпрямитель прекращается, конденсаторы отдают накопленный заряд, поддерживая ток в цепи.

Для уменьшения резких колебаний выпрямленного тока в фильтр иногда включают дроссель, который всегда препятствует нарастанию тока и, наоборот, поддерживает убывающий ток. Пульсации постоянного напряжение очень хорошо можно было услышать в советской звуковоспроизводящей аппаратуре. Припоминаете пульсирующий фон в колонках. Но вернемся к схеме простой блок питания. В принципе это типичная схема включения микросхемного стабилизатора LM317T, которое нам предлагает зарубежный производитель.

Отличие лишь в том, что был введен светодиод LED1, который выступает в качестве индикатора включения устройства. LM317T — это специализированная микросхема, которая выполняет функцию стабилизатора напряжения. Если вы обратитесь к инструкции к данной микросхеме, то увидите, что эта небольшая деталь с тремя выводами содержит в себе целое, совсем не маленькое устройство. Простой блок питания можно использовать практически любые, схожие по параметрам детали. Резисторы мощностью 0,25 Вт, конденсаторы на напряжение не ниже 35 В.

Микросхему стабилизатора LM317T необходимо закрепить на радиаторе – кусочке алюминиевой пластины, т.к. при максимальном токе в 1,5 А, она сильно нагревается. На монтажной схеме (Рис. 1б) предохранитель F1 находится в специальном держателе. Предохранитель (обычно выполнен в виде трубочки — керамической или стеклянной) — это защитное устройство, отключающее электрическую цепь от источника питания, если ток в ней превысит допустимое значение. Основа предохранителя — вставка из легкоплавкого металла (включается последовательно с защищаемой цепью), которая плавится при определенном токе. Как видите, на схеме появилось новое обозначение. Это так называемый общий провод (в народе — «земля», в английской версии — GROUND). Все выводы, отмеченные данным обозначением, необходимо соединить вместе. Таким простым решением принципиальная схема избавлена от лишних линий. Перед включением блока питания в сеть, проверьте ещё раз правильность соединений, отсутствие коротких замыканий.

Читайте также  Как подключить двигатель от стиральной машины к 220 В

Проверьте полярность подключения электролитических конденсаторов, несоблюдение этого требования, особенно, для С1, может закончиться (после включения устройства в электросеть) взрывом. Подключите мультиметр к выходным гнёздам блока питания, предварительно установив измерение постоянного напряжения. Включив блок питания, должен засветиться светодиод LED1. Покрутите переменный резистор R3. На индикаторе мультиметра должны изменяться показания.

Если ничего не происходит или вы почувствовали дым, немедленно выключите устройство и внимательно проверьте все соединения. Как упоминалось ранее, в блоке питания мы использовали микросхемный стабилизатор, который необходимо установить на радиатор. Для лучшей теплоотдачи нужно использовать теплопроводящую пасту. Она должна быть нанесена между корпусом микросхемы и пластиной алюминия. Паста представляет собой белую вязкую массу. Продается обычно в шприцах.

Простой высоковольтный блок питания.

Схем и конструкций высоковольтных, регулируемых блоков питания в интернете не так уж и много, а простых и нормально работающих вообще трудно найти.
Давно была задумка собрать простой и из доступных деталей, высоковольтный регулируемый блок питания, для работы с ламповыми схемами. К импульсным БП душа не лежит, так как в планах приёмо-усилительные конструкции на лампах, и для этой цели желательно иметь обычный линейный БП.
После долгих поисков и практических опытов, предлагаю Вашему вниманию высоковольтный блок питания их доступных деталей, который нормально и надёжно работает.

Внешний вид БП

Выходное напряжение данного блока питания регулируется от 9-10 до 250 вольт, ток нагрузки до 0,2 А, что более чем достаточно для конструкций, содержащих от одной до нескольких радиоламп. То есть пока мне этого вполне достаточно, а если потребуется больше, то потом сделаю БП по другому варианту.
Блок питания не боится коротких замыканий на выходе, ток короткого замыкания блока питания составляет 0,25 — 0,3 А.
На выходе блока питания так же имеется переменное выходное напряжение 6,3 вольта, служащее для питания накальных цепей радиоламп.

Как уже говорилось, блок питания собран из доступных радиодеталей. В качестве регулирующего и стабилизирующего элемента, в блоке питания применён распространённый, трёх выводной стабилизатор из серии LM317.
Эти стабилизаторы вполне могут работать и на высоких напряжениях, так как они не имеют земляного вывода и видят только разницу напряжений между входом и выходом, которая по паспортным данным не должна превышать напряжения 40 вольт.
Если соблюдать это условие, то выходное напряжение блока питания может быть гораздо выше паспортных данных этого стабилизатора (1,2-37 вольт). Поддерживает это условие дополнительный высоковольтный полевый транзистор, типа IRF840.
Блок питания собран в корпусе от компьютерного БП, схема блока питания изображена ниже на рисунке.

Здесь транзистор VT1 следит за тем, чтобы напряжение между входом и выходом стабилизатора LM317 не превышало 18-20 вольт (можно выбирать до 30-ти вольт), которое обеспечивается стабилитронами VD3, VD4.
Однако, если не принять специальных мер, микросхема может быть повреждена при коротком замыкании выхода. Поэтому на выход микросхемы включена RC цепочка (C3, R7) которая улучшает переходную характеристику и шунтирует вывод ADJ, а R3, D5 защищают вывод ADJ микросхемы во время короткого замыкания. Ток короткого замыкания ограничивает резистор R2, от него так же зависит и ток нагрузки (ток стабилизации) блока питания.

Если ток нагрузки БП планируется не выше 100 мА, то выходной транзистор можно оставить один, а если ток нагрузки желателен 150-200 мА и выше, то соответственно выходному транзистору в параллель (на схеме изображен пунктиром), подключается ещё такой же подобный транзистор (или несколько), так как ток короткого замыкания схемы выше тока стабилизации процентов на 50, и при КЗ на выходном транзисторе будет рассеиваться порядочная мощность и транзистор может быть быстро выведен из строя. Чтобы этого не случилось, ток короткого замыкания должен быть в области безопасной работы выходного транзистора (транзисторов).

Ток стабилизации, а также ток короткого замыкания в схеме зависит, как от резистора R2, так и от стабилитронов VD3, VD4.
Например, если в схеме поставить стабилитроны на 15 вольт (то есть их общее напряжение стабилизации 30 вольт), то для тока нагрузки в 100 мА, сопротивление резистора R2 должно быть в районе 200-220 Ом, и соответственно при коротком замыкании, да и при потреблении нагрузкой 100 мА, на нём будет рассеиваться мощность в несколько Ватт, и нужно будет ставить в схему цементный резистор мощностью 5 Вт. Поэтому я поставил стабилитроны с напряжением стабилизации 18-20 вольт, при этом резистор R2 можно ставить меньшего сопротивления и соответственно меньшей мощности, то есть 43-47 Ом (МЛТ-2).

Да, ещё должен сказать об особенности этой схемы блока питания. При максимальном выходном напряжении блока питания 250 вольт, переменный резистор R6 имеет общую величину (вместе с резистором R5) 25 кОм, и на нём рассеивается мощность больше 2-х Ватт. То есть переменный резистор должен иметь мощность не менее 2-х Ватт, а ещё лучше 4-5 Вт.
Я сначала поставил переменный резистор СПО-0,5 (есть кучка из старых запасов), который после включения БП почти сразу приказал "долго жить". Потом нашёл в загашниках резистор СПО-2 (на мощность 2 Ватт) на 22 кОм. Он в принципе уже держался нормально (был тёпленький), но максимальное выходное напряжение БП было около 230 Вольт. Не хватало для регулирования нескольких кОм. Можно было конечно включить последовательно с ним дополнительный резистор на 2-3 кОм, при этом минимальное выходное напряжение БП повысится, но я пошёл другим путём.

Резистор СП-1

В загашниках так же имелись ещё переменные резисторы типов СП-1 (1 Ватт). Я взял такой резистор на 47 кОм и параллельно ему подключил постоянный резистор МЛТ-1 на 51 кОм. Общее сопротивление получилось около 25 кОм, напряжение БП регулируется от 9 до 250-260 вольт. Резисторы не греются, нелинейность регулировки практически не заметна. Так что такой вариант тоже вполне имеет право на жизнь.
Если найдёте подобные резисторы, то оптимальный вариант будет переменник на 47-68 кОм, и параллельно ему подобрать постоянный резистор так, чтобы общее сопротивление было 24-26 кОм.

Чтобы блок питания работал надёжно, себе я сразу поставил на выход два полевых транзистора, стабилитроны получились на 19 вольт, резистор R2 47 Ом. Ток нагрузки блока питания получился 150-160 мА, причём при его изменении от нуля до максимума выходное напряжение практически не изменяется. Для меня этого вполне пока хватит.
Силовой трансформатор подошел по габаритам и удачно поместился в корпус компьютерного блока питания.
Использовался так же и штатный радиатор от компьютерного БП и часть печатной платы, на которой он был установлен. Старые детали соответственно все были выпаяны, на радиаторе размещены два полевых транзистора и регулятор LM317 соответственно через тепло-проводящие прокладки.

БП вид сверху

Монтаж выполнен навесным способом, и часть деталей ещё размещены на небольшой дополнительной плате, установленной рядом с радиатором. Так как деталей не много, печатку поэтому не делал.
Вольтметр поставил стрелочный малогабаритный, шкала его была на 3 В, и с дополнительным резистором шкала стала на 300 Вольт.
Вы соответственно из индикаторов можете ставить себе всё, что посчитаете нужным. Это просто мой выбор, и я его Вам ни в коем случае не навязываю.
Амперметр (миллиамперметр) ставить не стал, так как в таком БП в нём нет необходимости.

БП вид сбоку

Трансформатор, как я уже сказал, у меня подобран по размеру корпуса, выходное напряжение его вторичной обмотки где-то около 230 Вольт (холостой ход).
Соответственно, если применить более мощный трансформатор с напряжением вторичной обмотки 250-280 Вольт, то выходное напряжение блока питания можно повысить до 300-350 Вольт, конденсатор фильтра С1 должен быть тогда на рабочее напряжение не ниже 450 Вольт.
Необходимо будет ещё увеличить сопротивление переменного резистора R6 (33-47 кОм), так как максимальный предел регулирования напряжения зависит от его величины. Естественно можно повысить и ток нагрузки, установив параллельно выходным транзисторам ещё один, и подобрав величину резистора R2.

БП вид сзади

Штатный вентилятор я оставил в корпусе, подключив его через выпрямитель к обмотке 6,3 Вольт. Закрутился он у меня практически в полную силу, и с порядочным шумом. Пришлось последовательно с выпрямителем поставить резистор на 120 Ом, крутиться он стал медленней и шум стал почти не слышен. Так и оставил, и ещё подключил сюда же и светодиод для индикации включения БП.
Выключатель питания остался штатный, который размещён на задней стенке БП. Может это и не совсем удобно, и нужно было его вынести на переднюю панель, но пока устраивает.
В принципе всё, что планировал Вам рассказать. Удачи Вам в конструировании.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: