Сетевой блок – Сетевой блок питания шуруповерта — Блоки питания (импульсные) — Источники питания

СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ПРИЕМНИКА | Техника и Программы

Принципиальная схема этого блока (блок 7), преобразующего пере­менный ток электросети относительно высокого напряжения в постоянный ток низкого напряжения, необходимый для питания других блоков приемника, по­казана на рис. 19. На выходе блока получается стабилизированное напряжение около 9 В (зависит от напряжения стабилизации стабилитрона 7V5). Ток пот­ребляемый приемником от выпрямителя, может достигать 0,2… 0,25 А (200… … 250 мА), при этом напряжение на выходе блока питания остается практически неизменным.

Как работает выпрямитель блока? Нарисуйте на схеме между точками а и б резистор, а остальную часть схемы правее диодного моста 7V1 — 7V4 при­кройте листком бумаги. Этот резистор будем считать нагрузкой выпрямителя.

Рис. 19. Принципиальная схема сетевого блока питания

Рис. 20. Графики, иллюстрирую­щие работу сетевого блока пи­тания

Графики, иллюстрирующие работу вы­прямителя, изображены на рис. 20. Когда первичная (I) обмотка сетевого трансфор­матора 7Т1 подключена к электросети, в его вторичной (II) обмотке индуцируется пе­ременное напряжение (график а), понижен­ное примерно до 9 В. В первый полупери­од, когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки напряжение положи­тельное (по отношению к точке а на рис. 19), а на нижнем выводе — отрицательное, ток идет через диод 7V2, нагрузку выпря­мителя к точке а и далее через диод 7V3 к нижнему выводу вторичной обмотки трансформатора (график б). В следующий полупериод переменного напряжения, когда полярность напряжений на выводах вто­ричной обмотки изменяется на обратную, ток в нагрузке идет в том же направлении (от точки б к точке а), но через диоды 7V1 и 7V4 (график в). Таким образом про­исходит двухполупериодное выпрямление, т. е. используются оба полупериода пере­менного тока. В результате через нагрузку течет ток одного направления, но пульсиру­ющий с частотой 100Гц (график г), т. е. с удвоенной частотой тока электросети. Пи­тать приемник таким током нельзя, поскольку с такой же частотой будут изме­няться и токи транзисторов, в результате чего будет слышен лишь звук низкого тона, называемый фоном переменного тока.

Рис. 21. Внешний вид сетевого блока питания и схема соединения его деталей на монтажной плате

В сетевом блоке питания пульсации выпрямленного напряжения «сглажи­ваются» (на графике г это показано штриховой линией) конденсатором 7С2 и дополнительно стабилизируются стабилизатором напряжения, образующим ста­билитроном 7V5 и регулирующим транзистором 7V6. Стабилитрон обладает свойством поддерживать постоянное напряжение при значительных колебаниях текущего через него тока. В этой ячейке блока питания используется стабили­трон Д809 с напряжением стабилизации 9В.

Стабилитрон 7V5 и резистор 7R1 образуют делитель, с которого на базу регулирующего транзистора 7V6 подается открывающее его отрицательное на­пряжение смещения. Ток выпрямителя течет от точки б к точке а через цепи блоков приемника (показанный штриховыми линиями на рис. 19 нагрузочный резистор RB) и открытый транзистор. При изменении тока, потребляемого при­емником, изменяется режим работы транзистора, а напряжение на выходе бло­ка остается практически неизменным.

С таким стабилизатором напряжения фон переменного тока настолько мал, что почти не прослушивается при работе приемника.

Конденсатор 7С1, блокирующий первичную обмотку сетевого трансформато­ра, снижает уровень индустриальных помех, проникающих в цепи питания приемника из электросети. Поскольку выпрямитель не имеет прямого электрического контакта с сетевой обмоткой трансформатора питания, к приемнику, питаемому от этого блока, можно подключать заземление, что намного улучшит прием.

Резистор 7R2, подключенный параллельно выходу стабилизатора напряже­ния, нужен для того, чтобы и при отключенной нагрузке регулирующий транзи­стор 7V6 работал как усилитель тока.

Конструкция, детали. Внешний вид сетевого блока питания и схема соеди­нений деталей на его монтажной плате показаны на рис. 21. Выходными контактами блока служат латунные пластинки, которыми плата соединяется с токоне­сущими проводниками других блоков приемника.

Сетевой трансформатор 7Т1 самодельный. Для магнитопровода использова­ны пластины Ш20, толщина набора пластин 30 мм (площадь сечения 6 см2). Обмотка I содержит 1320… 1330 витков провода ПЗВ-2 0,12, обмотка II — 80 … 90 витков провода ПЭВ-2 0,3. Между слоями витков сетевой обмотки (I) и между обмотками трансформатора следует делать прокладки из бумажной кальки.

Вообще же для выпрямителя блока питания можно использовать практиче­ски любой трансформатор, понижающий напряжение сети до 12… 14 В. По­дойдет, например, выходной трансформатор кадровой развертки телевизора ТВК-70Л2 или ТВК-НОЛ. Первичная обмотка такого трансформатора (с боль­шим числом витков) включается как сетевая (I), а вторичная — как понижаю­щая (II) обмотка трансформатора блока питания.

В двухполупериодном выпрямителе можно использовать любые сплавные полупроводниковые диоды (например, серий Д226, Д7), рассчитанные на вы­прямленный ток до 300 мА; электролитический конденсатор 7С2 — К50-6 (или КЭГ-2) на номинальное напряжение не менее 20 В; плавкий предохранитель 7F1 на ток 0,15 А. В качестве выключателя питания 7S1 применен тумблер TB2-I, укрепленный на боковой стенке корпуса.

Регулирующий транзистор стабилизатора напряжения может быть любым из p-n-p транзисторов средней или большой мощности, в том числе и устарев­шие серий П201, П202, П4. Статический коэффициент передачи тока транзи­стора значения не имеет, важно лишь, чтобы он был исправным. Стабилитрон Д809 можно заменить стабилитронами Д810, Д814Б, Д818 с любым буквенным индексом.

Налаживание. Прежде чем включить питание, надо проверить правильность монтажа и особенно поляр.ность включения диодов выпрямителя, электролитиче­ского конденсатора и стабилитрона. Убедившись в том, что ошибок нет, (можно включить питание и вольтметром измерить напряжение на конденсаторе 7С2; оно должно быть около 15 В. Затем в цепь стабилитрона (на схеме рис. 19 отме­чено крестиком) включите миллиамперметр и подбором резистора 7R1 устано­вите ток в этой цепи, равный 20 … 25 мА. Измерьте напряжение на выходе ста­билизатора. Оно должшо быть примерно равно напряжению на стабилитроне. Затем подключите к выходу блока эквивалент нагрузки — резистор Rsсопро­тивлением 55… 60 Ом. При этом ток через стабилитрон должен уменьшиться до 8 … 10 мА, а напряжение на нагрузочном резисторе — остаться почти неиз­менным.

Не отключая резистор Rн, подключите параллельно ему через конденсатор емкостью 0,01 … 0,05 мкФ головные телефоны. В телефонах может прослуши­ваться слабый фон переменного тока, который при уменьшении мощности, по­требляемой нагрузкой (т. е. при увеличении сопротивления резистора RKдо 150 … 200 Ом), становится слабее. Причиной сильного фона может быть недо­статочная емкость электролитического конденсатора 7С2. В этом случае его необхо­димо заменить другим конденсатором или подключить параллельно ему еще один такой же конденсатор. Фон должен исчезнуть. Снижению фона перемен­ного тока способствует также подключение электролитического конденсатора емкостью 50… 100 мкФ параллельно выходу блока питания или параллельно стабилитрону 7V5.

На этом проверка и испытание сетевого блока питания заканчивается.

Не забывайте, что в цепи первичной обмотки трансформатора течет пере­менный ток относительно высокого напряжения. Поэтому будьте осторожны при пользовании этим блоком приемника.

Если сетевой блок питания рассчитывается на совместную работу с блока­ми усиления колебаний звуковой частоты 5 и 6, в стабилизаторе можно приме­нить маломощный низкочастотный транзистор, например, серии МП42 или МП26. Питать от такого выпрямителя приемник с блоком 4 нельзя — регулирующий транзистор стабилизатора напряжения может выйти из строя.

При отсутствии стабилитрона между базой транзистора и плюсовым про­водом выпрямителя можно включить резистор сопротивлением 390… 470 Ом и еще один электролитический конденсатор емкостью 500 мкФ. Однако стабиль­ность выходного напряжения в этом случае ухудшается.

nauchebe.net

СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ ТОНОМЕТРА

Тонометр – медицинский прибор, измеряющий артериальное (кровяное) давление. Данное устройство в наше время есть практически в каждой второй семье. Его приобретение доступно во всех отношениях. Нужная, удобная и полезная вещь, особенно в свете того, что растёт хилое поколение.

Особенно приятен в общении вот такой «представитель медицины». Надел рукавчик, нажал кнопочку и он, жужжа – мурлыча тебя уже «лечит». Минута и на табло полная информация о артериальном  давления, да ещё в придачу и частоте пульса. Такой  вещью, да ещё новенькой, приятно пользоваться абсолютно всем членам семьи, поэтому приданого комплекта батареек хватает максимум на неделю.

Чтобы прибор отработал ещё неделю или возможно даже целых две нужно купить новый комплект качественных батареек. Впрочем, возможен альтернативный вариант — за половину его стоимости купить линейный стабилизатор напряжения и пару конденсаторов. И больше уже никогда не вспоминать про батарейки, ибо в этом случае появляется реальная возможность подобрать для питания тонометра подходящую зарядку, коих в каждом доме предостаточно. Может подойти даже от сотового телефона.

Схема БП

Схема подключения типовая. Стабилизатор с выходным напряжением на 6 вольт и током не менее 0,5 А. Конденсаторы от 0,1 до 10 мкФ. Для проверки собрал схему при помощи соединительных проводов, причём стабилизатор решил попробовать на 5 В. Смотрите, лучше раз увидеть.

Видео 1

Итак, для производства процесса измерения прибору вполне хватило 5 вольт при максимальном токе потребления 260 мА. Общеизвестно, что рабочее напряжение двигателя не должно быть выше 110% и ниже 90% от номинального. То есть в данном случае допускается 5,5 вольта. Стоит вспомнить, что разброс выходного напряжения у линейных стабилизаторов имеется, в том числе и в большую сторону, так, что вполне возможно найти «стаб» на 5,5 В. Работать движок будет от силы 20 секунд так, что перегреться думаю не успеет. Кстати уместно будет вспомнить, сколько времени ему приходиться жужжать, когда его рачительные владельцы усердно «дорабатывают» уже изрядно подсевший комплект батареек. Определились? Теперь по существу задуманного:

В первую очередь отсоединяется трубка подачи воздуха, открывается крышка батарейного отсека и из цилиндрических углублений выкручиваются два самореза и разъединяются половины корпуса. Вот и внутреннее содержимое. Теперь главное не спешить и не суетится.

Поднимаем жидкокристаллический дисплей и отводим его на заднюю сторону, появился доступ к гнезду питания.

Собираем при помощи пайки схему подключения стабилизатора, всё же решил поставить на 6 вольт.

Снимаем его с места установки гнездо питания, отводим в сторону и первым от отпаиваем плюсовой провод (красный), на его место плюсовой провод идущий со входа стабилизатора, а плюсовой провод выхода соединяем с отпаянным раньше красным проводом.

То же проделываем с минусовым проводом (синим), какой провод плюсовой, а какой минусовой определяется прозвонкой при вставленном штекере питания до начала пайки.

Гнездо на место, стабилизатор с радиатором крепим саморезом к днищу корпуса.

Возвращаем на место дисплей и тройник воздухопровода, провода питания заводим в корпус, предварительно обернув скотчем места пайки.

Результат работы. Из имеющихся зарядок, от сотовых телефонов, подобрал подходящую (её доработка заключалась в замене штекера) на выходе (без нагрузки) даёт 8,5 В. Впрочем, теперь подойдёт любой БП с напряжением на выходе от 8,5 до 15 вольт. Суть вмешательства в заводскую конструкцию в том, что сколько угодно много встречается блоков питания на 5, 8, 10, 12, 15 вольт, а вот на 6 вольт редкость.        

Видео 2

Таким образом можно оснастить внешним адаптером любое устройство, потребляющее значительный ток, не обязательно тонометр. Беспокоился о своём и Вашем здоровье Babay.     

   Форум по БП

   Обсудить статью СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ ДЛЯ ТОНОМЕТРА

radioskot.ru

Миниатюрный бестрансформаторный сетевой блок питания — Gnativ.ru

Предисловие

Когда необходимо установить радиомикрофон на длительный срок, встает вопрос об организации его питания от сети 220 вольт. И хотя на сегодняшний день уже существует достаточно большое количество схем миниатюрных импульсных блоков питания, все они содержат достаточно «габаритный» элемент — импульсный трансформатор. Доступных схем миниатюрных сетевых источников питания, без использования трансформатора — достаточно мало и практически все они используют высоковольтные конденсаторы в качестве реактивного, гасящего элемента. А эти конденсаторы имеют приличные габариты, что не очень хорошо для шпионской техники. Поэтому создание бестрансформаторных источников питания, является интересной технической задачей.

Схема

Одной, из наиболее миниатюрных схем бестрансформаторного сетевого источника питания, которую мне удавалось реализовать на практике, является схема на микросхеме HV-2405E (datasheet на HV-2405E). Впервые с этой микросхемой, я повстречался достаточно давно, обнаружив ее в миниатюрном зарядном устройстве для слухового аппарата. Недолго думая, я скопировал схему и через некоторое время успешно ее повторил. С тех пор я собрал несколько экземпляров данного источника питания, которые показали достаточную надежность при эксплуатации. Схема содержит минимум деталей:


Схема сетевого миниатюрного сетевого блока питания на микросхеме HV-2405E

Детали

Особое внимание нужно уделить резисторам R1 и R2. Их общее сопротивление должно быть в районе 150 Ом, а рассеиваемая мощность — не менее 3-х ватт. Я использовал SMD-резисторы типоразмера 2512 сопротивлением 27 Ом и рассеиваемой мощностью 1 Вт. в количестве 6 штук.
И хотя их рабочее напряжение по паспорту составляет 200 вольт, опыт показывает, что и при 220 вольтах они работают без пробоев. Правда не все… Иногда просто нужно поменять производителя… Если размер БП — не критичен, можно использовать обычные, керамические резисторы соответствующей мощности.

Входной высоковольтный конденсатор может иметь емкость от 33 nF до 0,1 mkF. Настоятельно рекомендую применять высоковольтные конденсаторы серий X или Х2, так как они более стойки к пробоям.

Варистор, можно применить практически любой с рабочим напряжением 230-250В. Я использовал, варистор для SMD-монтажа, CU3225K250G от EPCOS.

Резистор R3 выбирается в зависимости от требуемого выходного напряжения. При сопротивлении 0 (замкнуты выходы 5 и 6), выходное напряжение чуть более 5-ти вольт. При сопротивлении 20 кОм, выходное напряжение — около 22-23 вольт.
Вместо резистора можно подключить стабилитрон, с необходимым напряжением стабилизации (от 5 до 21 в).

К остальным деталям особых требований нет, за исключением выбора рабочего напряжения электролитических конденсаторов. Формулы для расчета рабочего напряжения конденсаторов приведены на схеме.

Плата и сборка

Схема собрана на плате из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, размером 30х20 мм. С одной стороны платы размещены варистор, резисторы и высоковольтный конденсатор. Остальные элементы размещены с другой стороны платы. Так как схема достаточно простая — разводку платы не привожу, каждый проектирует ее сам в зависимости от габаритов имеющихся деталей.
К собранной плате припаиваются провода для входного и выходного напряжения. Плата подключается к сети и подбором резистора R3 получаем необходимое напряжение.

БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ!!! Все работы по подбору резистора нужно проводить при обесточенной схеме. Так как схема не имеет гальванической развязки с сетью, прикосновение к любой ее точке — чревато поражением электрическим током.

Собранная плата отмывается от флюса и в обязательном порядке покрывается 2-3 слоями кремнийорганического лака. Это необходимо для защиты от случайного поражения током при монтаже или демонтаже устройства. Для большей безопасности можно поместить собранную плату в термоусадочную трубку.

Получаем 3 вольта…

Минимальное напряжение, которое мне удалось получить с этого блока питания — 5,5В. Это в принципе подходит для питания большей части радиомикрофонов. Но в некоторых случаях они требуют питания в районе 3-х вольт. Для этого я использую дополнительный преобразователь, собранный на интегральном регуляторе MIC5205-3.0. Это миниатюрный регулятор в корпусе SOT-23-5, с выходным током до 150 мА.


Схема стаболизатора на 3 вольта

Наличие такого преобразователя, существенно снижает уровень помех и наводок, при использовании бестрансформаторного блока питания.

Заключение

Единственной проблемой при создании данного устройства может стать только покупка самой микросхемы HV-2405E (в свое время я заказывал ее в Германии). У нее якобы есть отечественный аналог — 1182EM, но я его не видел и не могу ручаться, что с данной «обвязкой» она заработает и обеспечит требуемые параметры…

P.S. К сожалению, у меня не осталось ни одного экземпляра вышеописанного устройства. Скорее всего,они были успешно выброшены на помойку во время очередной «разборки» накопившихся запасов и эта статья написана по материалам из рабочей тетради.

Июнь, 2010

gnativ.ru

ПРОСТОЙ СЕТЕВОЙ БЛОК ПИТАНИЯ


   Простой сетевой блок питания можно построить своими руками, при этом не имея большое количество радиоэлементов. Ниже будет рассмотрена конструкция простого импульсного блока питания, построенного на отечественных компонентах, хотя все исходные компоненты можно и заменить на импортные. 

   Самой главной частью любого блока питания — является импульсный трансформатор, поэтому на его намотку следует обратить большое внимание источник. Трансформатор в данном случае намотан на ферритовом кольце марки 1500НМ1, размеры кольца К40х25х11. Первичная обмотка содержит 320 витков с отводом от середины, т.е 160 витков на плечо, провод с диаметром 0,49 мм марки ПЭВ, вторичная обмотка содержит -72 витка провод 0,8 мм той же марки. Количество витков вторичной обмотки подбирается исходя от нужного на выходе напряжения. Диодный мост на входе и в выпрямительной части (на выходе) можно поставить кц405 или любые 4 диода с напряжением выше 250 вольт. Стабилитрон предназначен для стабилизации выпрямляемого напряжения, тут использован отечественный Д816Г. 

   Транзисторы в теплоотводах не нуждаются поскольку работают в ключевом режиме, при желании их можно заменить на импортные MJE13006/13007, тогда мощность преобразователя увеличиться (указанные транзисторы можно найти в компьютерных блоках питания). Сами транзисторы подключены по схеме мультивибратора, поочередно открываясь и закрываясь, они обеспечивают впервичной обмотке трансформатора переменное напряжение с частотой 5-10 килогерц Резисторы 5,6 килоом желательно с мощностью 1 ватт. Конденсатор переменной емкости на 4 микрофарад рассчитан на 400 вольт. Выходной ток преобразователя не превышает 2 ампер, это делает возможным использовать преобразователь для питания радиоэлектронных устройств, в частности усилителей мощности и других маломощных конструкций.

Поделитесь полезными схемами



КАК ЗАРЯДИТЬ НОУТБУК ОТ ЭЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА

    Напржение с вторичной обмотки выпрямляем мощным диодом Шоттки, можно использовать любые импульсные диоды на 3-5 ампер. После моста стоит сглаживающий фильтр — конденсатор и дроссель и конечно же стабилизатор на 15 вольт.


САМОДЕЛЬНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ ПАЯЛЬНИК

    После нажатия на кнопку, паяльник разогревается в течении 5 секунд, то есть по принципу мы замкнули выводы вторичной обмотки трансформатора, в следствии которого проволока (жало) нагревается.


ПРОСТАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ ДЛЯ КВАРТИРЫ

    Сигнализация для квартиры своими руками — автономное питание и герконовый контактный датчик проникновения. Устройство, описанное в статье, предназначено для звуковой сигнализации о проникновении в квартиру через входную дверь.


КОНТРОЛЛЕР ВЕНТИЛЯТОРА КОМПЬЮТЕРА

   Простой модуль управления вентиляторами охлаждения компьютера в зависимости от температуры — схема на основе микросхемы LM317 и терморезистора.

samodelnie.ru

6. Сетевой блок питания для Си-Би радиостанции

Сетевой блок питания для Си-Би радиостанции

Си-Би радиостанции, появившиеся на нашем рынке, рассчитаны, как правило, на питание от 10…12-вольтных аккумуляторов. Ток, потребляемый такой станцией в режиме приема, составляет 0,02…0,3 А*, а в режиме передачи (при Рвых= 4 Вт) — 1…1,5А. На рис. 20 приведена принципиальная схема стабилизированного выпрямителя, позволяющего питать такую радиостанцию от сети переменного тока.

Теплоотвод транзистора VT1 выполнен в виде поставленной «на ребро» дюралюминиевой пластины размером 63х23х5 мм. Для лучшего теплового контакта под транзистор рекомендуется ввести теплопроводящую пасту, например, КПТ-8. Остальные элементы выпрямителя монтируют на печатной плате размером 67х40 мм. Диоды VD1-VD4 также ставят «на ребро».

Смонтированную плату устанавливают вертикально и так, чтобы теплоотвод транзистора VT1 и диоды VD1…VD4 хорошо обдувались восходящим потоком воздуха.

Источником переменного напряжения 12,6 В (это значение, заметим, из ряда номинальных) может служить трансформатор мощностью не менее 30 Вт, например, ТН36, ТН46 и др. Трансформаторы типа ТН имеют две, три или четыре 6,3-вольтные обмотки, допускающие как последовательное, так и параллельное их соединение. Возможная коммутация четырехобмоточного трансформатора этого типа, рассчитанного на питание от сети 127/220 В, показана на рис. 21.

Рис. 20. Принципиальная схема сетевого блока питания

 

Основные параметры сетевого блока:

Выходное напряжение Uн……………………………………………………………. 8…14 В;

Максимальный ток нагрузки Iн max……………………………………………… 1,5 А;

Напряжение пульсации DUн……………………………………………………….. <10 мВ;

Выходное сопротивление Rвых…………………………………………………….. 0,04…0,07 Ом.

Питание стабилизированного выпрямителя такой конфигурации от источника переменного напряжения 12,6 В позволяет обойтись без какой-либо защиты радиостанции по цепям питания. Даже при пробое проходного транзистора VT1 напряжение на радиостанции не поднимется выше 15…16 В (на передаче она даже не выйдет из рабочего режима, в сигнале появится лишь фон переменного тока). А при коротком замыкании в цепи нагрузки отдаваемый стабилизатором ток самостоятельно уменьшится почти до нуля, поскольку транзистор VT1 в этом режиме будет закрыт.

Блок может быть использован для питания радиостанции, потребляющей в режиме передачи и значительно больший ток. Но лучше в таком случае использовать в качестве VT1 транзистор КТ825Д (Iк max=20 A, h31э=750…18000). С увеличением Iн потребуется соответственно увеличить и емкость конденсатора С1. В противном случае напряжение пульсации на нем —

DUвыпр@6*10^3 Iн / C1

(DUвыпр — в вольтах, Iн — в амперах, С1 — в микрофарадах) окажется чрезмерным, периодически выводящим транзистор VT1 из режима стабилизации. В показанной на рис. 22 эпюре напряжений Uкэ@1,5 В — минимальное напряжение коллектор-эмиттер транзистора VT1, при котором он еще сохраняет свои функции.

Рис. 21. Коммутация трансформатора типа ТН

При значительном увеличении тока нагрузки потребуется соответственно увеличить площадь теплоотвода под транзистором VT1 и, конечно, использовать более мощный понижающий трансформатор, например, ТН10 (ток нагрузки до 6 А), ТН11 (7,8 А или 8,7 А в зависимости от типа сердечника), ряд других. Потребуется, возможно, заменить кремниевые диоды VD1-VD4 с их довольно большим прямым падением напряжения Uпр =1…1,2 В на германиевые Д303 (ток до 3 А), Д304 (5 А) или Д305 (10 А), в которых Uпр=0,25…0,3 В, или на кремниевые с барьером Шотки 2Д2998Б(В), 2Д219Г и др., имеющие Uпр@0,4 В.

Рис. 22. Эпюры напряжений

*) 0,02…0,07 А — в портативных радиостанциях, 0,2…0,3 А — в автомобильных.

 

 

lib.qrz.ru

СЕТЕВОЙ ИМПУЛЬСНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

   С развитием цифровых технологий, наша жизнь значительным образом изменилась. Микротехнологии позволили создавать процессоры, которые умеют думать и решать за нас ответственные задачи, люди уже привыкли, что за них все будет делать — компьютер. Современные детали и технологии позволили на поверхности в 1х1мм разместить, сотни тысяч транзисторов.

   Для работы любого типа электронного устройства, нужен источник питания. До недавней поры, для питания разнообразных устройств использовали сетевые трансформаторы. Нашим дедам не был известен другой способ изменения номинала электрического тока. Еще 30-40 лет назад стали применяться первые сетевые импульсные блоки питания — ИБП.

   В советском союзе их использовали в основном в телевизионной технике. Но такие блоки питания имели множество недостатков — размерами почти не отличались от сетевых трансформаторов той же мощности, без нагрузки их нельзя было включать, для сборки использовалось большое количество компонентов, следовательно — большая цена. Именно из-за этих недостатков такие блоки питания не применялись в широких областях. Картина изменилась в конце прошлого тысячелетия. 

   Импульсные блоки стали применяться во всех цифровых устройствах. Импульсные блоки питания имели компактные размеры, а благодаря годами отработанной технологии, они служили долго и качественно. Такие блоки работали и работают с повышенной точности, поскольку имеют контроль выходного напряжения. Имея размеры в пачку сигарет, блок может питать нагрузку в несколько сотен ватт, чего не позволяли обычные сетевые трансформаторы.

   На сегодня сетевые трансформаторы уступили свои позиции импульсным блокам. Массовое производство импульсных блоков питания, позволило резко снизить их цены. Сейчас импульсный блок питания стоит в 5-10 раз дешевле сетевого трансформатора той же мощности. Без ИБП сегодня не будет работать ни одно электронное устройство — компьютеры, проигрыватели, телевизоры… даже зарядка мобильных устройств обеспечивается ИБП.


el-shema.ru

ПРОСТОЙ СЕТЕВОЙ ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Сетевой блок питания, о котором неоднократно говорилось ранее,— неотъемлемая часть радиолюбительской лаборатории. Он необходим для питания не только радиоизмерительных приборов, вошедших в комплект лаборатории, но и налаживаемых или иных конструкций на транзисторах или интегральных микросхемах.

Принципиальная схема предлагаемого блока питания показана на рис. 80. Он состоит из двух стабилизированных выпрямителей, каждый из которых питается от своей, изолированной от других, обмотки. Первый (по ххеме — верхний) выпрямитель обеспечивает на выходе неизменное постоянное напряжение 9 В при токе нагрузки до 100 … 150 мА и предназначен в основном для питания приборов измерительной лаборатории. Второй выпрямитель предназначается для налаживаемой или иной аппаратуры, рассчитанной на питание от одноили двуполярного источника постоянного тока напряжением до +15 и —15 В при потребляемом токе до 300 мА в каждом плече. В обоих выпрямителях предусмотрена электронная защита от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке. Рассмотрим принцип действия и назначение элементов выпрямителей блока питания.

Трансформатор Т1, включаемый обмоткой I в электроосветительную сеть напряжением 200 В, общий для обоих выпрямителей. Неоновая лампа HL1, подключенная к сетевой обмотке через токоограничительный резистор R1, служит индикатором включения блока питания. Конденсатор С1, шунтирующий эту обмотку, ослабляет проникание различных электрических помех из осветительной сети в цепи нагрузок выпрямителей.

Обмотка II трансформатора питает однополярный выпрямитель с выходным напряжением 9 В. Индуцируемое в ней переменное напряжение 8 … 10 В подводится к двухполупериодному выпрямителю VD1.1, диоды которого включены по схеме однофазного моста. Оксидный конденсатор С2 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, которое поступает на вход компенсационного стабилизатора, обеспечивающего нагрузке, подключенной к его выходу, стабильное

Рис. 80. Принципиальная схема сетевого блока питания

постоянное напряжение, не изменяющееся из-за колебаний напряжения электросети и непостоянства потребляемого нагрузкой тока. Основой стабилизатора служит стабилитрон VD3 — специальный кремниевый диод, включенный в обратном направлении. При некотором обратном напряжении такой диод пробивается (для* него это неопасно), и дальнейшее незначительное повышение, напряжения приводит к резкому увеличению тока через него. Другими словами, если обратный ток через стабилитрон не выходит за определенные пределы (для маломощных стабилитронов — от единиц до нескольких десятков миллиампер), напряжение на нем почти не изменяется. Благодаря этому свойству стабилитрона напряжение на подключенной параллельно ему нагрузке также остается практически постоянным. Режим работы стабилитрона, т. е. нужный обратный ток через него, задает резистор R3, называемый балластным.

Снимаемое со стабилитрона напряжение (его называют напряжением стабилизации UCT; у используемого здесь стабилитрона Д814В оно может быть в пределах 9… 10,5 В) подается непосредственно на базу транзистора VT2, называемого регулирующим. Транзистор включен по схеме эмиттерного повторителя и, следовательно, работает как усилитель тока.

Принцип работы стабилизатора основан на том, что при фиксированном (неизменном) напряжении смещения на эмиттерном переходе транзистора

(в данном случае VT2) изменение напряжения между эмиттером и коллектором почти не сказывается на силе эмиттерного тока (в данном случае —тока нагрузки). Иначе говоря, увеличение (уменьшение) напряжения, поступающего на вход стабилизатора от выпрямителя, например, из-за повышения (понижения) напряжения электросети приводит лишь к незначительному увеличению (уменьшению) выходного напряжения, обусловленному в основном приростом (снижением) напряжения на стабилитроне из-за увеличения тока через него.

При увеличении (уменьшении) тока нагрузки и связанном с этим снижением (повышением) напряжения на ней возрастает (падает) напряжение смещения на эмиттерном переходе транзистора VT2, поэтому в результате исходный режим питания нагрузки восстанавливается.

Надежность работы стабилизатора Ή максимальный ток, потребляемого нагрузкой, зависят от параметров примененного регулирующего транзистора*, поэтому предельно допустимое напряжение между его эмиттером и коллектором должно быть больше максимального входного напряжения, а предельно допустимый ток коллектора — больше максимального тока нагрузки. Чтобы во время работы регулирующий транзистор не перегревался, его устанавливают на теплоотводе.

Резистор R4, нагружарщий стабилизатор в отсутствие нагрузки, необходим для того, чтобы и в этом случае регулирующий транзистор работал как усилитель тока. Сопротивление этого резистора должно быть таким, чтобы текущий через него ток был примерно на порядок больше так называемого обратного (начального) тока коллектор-эмиттер регулирующего транзистора — в данное случае примерно 5… 10 мА.

На выходе стабилизатора предусмотрены две пары гнезд XS1, XS2 и XS3, XS4, позволяющие подключать к нему одновременно два прибора лаборатории^ например транзисторный вольтметр постоянного тока и генератора сигналов ЗЧГ либо использовать одну из них для контроля выходного напряжения.

Теперь — о защите стабилизатора от короткого замыкания в выходной цепи. Предположим, что провода, идущие от одной из пар гнезд к нагрузке, оказались замкнутыми накоротко. В этом случае ток, текущий через регулирующий транзистор VT2, мгновенно увеличивается до значения, во много раз превышающего допустимое, и ограничивается лишь сопротивлением самого выпрямителя и обмотки II сетевого трансформатора. В результате регулирующий* транзистор сильно перегревается, происходит тепловой пробой его p-η переходов, перегружаются и выходят из строя диоды выпрямителя.

Чтобы этого не случилось, ‘в стабилизатор напряжения введен узел защиты’ от КЗ в нагрузке, состоящий из германиевого р-п-р транзистора VT1, включенного в прямом направлении кремниевого диода VU2, и резистора R2, ограничивающего ток через него значением около 12… 15 мА. Как видно, коллектор* транзистора VT1 подключен к аноду стабилитрона VD3, эмиттер соединен с выходом стабилизатора, а база —с катодом диода VD2. Последний в данном· случае выполняет функции стабистора (так называют стабилизирующие диоды, работающие на прямом участке вольт-амперной характеристики), поддерживающего на базё транзистора VT1 неизменное напряжение около 0,6… 0,7 В^ относительно общего провода.

В обычном режиме работы стабилизатора транзистор узла защиты надежно закрыт, так как напряжение на его базе относительно эмиттера положительное и никакого влияния на стабилизатор не оказывает. При возникновении КЗ эмиттер транзистора VT1, как и эмиттер регулирующего транзистора VT2, оказывается соединенньш с общим плюсовым проводом выпрямителя. Другими -словами, напряжение на его базе относительно эмиттера становится отрицательным, вследствие чего транзистор открывается, входит в режим насыщения и ^своим малым сопротивлением участка эмиттер-коллектор шунтирует стабилитрон VD3. В результате регулирующий транзистор VT2 переходит в состояние, близкое к закрытому, и ток через него мгновенно уменьшается до небольшого безопасного.

После устранения КЗ напряжение смещения на эмиттерном переходе транзистора VT1 снова становится положительным, и он закрывается, а регулирующий транзистор VT2 открывается и вновь начинает работать как усилитель тока.

Переходим к двуполярному выпрямителю. В последние годы радиолюбители все шире используют в своих конструкциях операционные усилители в лнтегральном исполнении, например, серий К140, К153, К544 и др., требующие .двуполярного питания. Есть двуполярный источник напряжения и в описываемом блоке питания. В его состав входят обмотка III сетевого трансформатора Т1, имеющая отвод от середины, двухполупериодный выпрямитель VD1 2 •с фильтрующими конденсаторами СЗ, С5 и стабилизаторы напряжения на транзисторах VT4, VT5, _VT7, VT8 и стабилитронах VD5, VD6, VD8 и VD9. Цепи R5VD4, R10VD7 и транзисторы VT3, VT6 образуют узлы защиты стабилизаторов от КЗ в нагрузке.

По схемному построению плечи двуполярного источника симметричны и различаются только структурой используемых в них транзисторов и полярностью включения стабилитронов и оксидных конденсаторов. По принципу работы каждый из них аналогичен описанному выше однополярному источнику. Разница лишь в том, что в стабилизаторах двуполярного источника предусмотрено плавное регулирование выходных напряжений, а в качестве регулирующих применены составные транзисторы.

Рассмотрим работу одного из плеч двуполярного источника, например ^верхнего (по схеме на рис. 80). В нем источником нестабилизированного напряжения’ служит напряжение, действующее на фильтрующем конденсаторе СЗ. В параметрическом стабилизаторе использованы два стабилитрона Д814А (VD5, VD6), соединенные последовательно. Снимаемое с них напряжение, равное хгумме их напряжений стабилизации (около 15 В), через переменный резистор R7.1, выполняющий функции делителя, подается на базу транзистора VT4, образующего с транзистором VT5 составной регулирующий транзистор стабилизатора верхнего плеча. По мере перемещения движка резистора R7.1 вверх (также по схеме) напряжение смещения на базе составного транзистора, а значит, и на выходных гнездах XS5 и XS6 возрастает от нуля до 15 В. Узел защиты (цепь R5VD4 и транзистор VT3) работает точно так же, как и аналогичное устройство однополярного источника. Оксидный конденсатор С4 служит в осРис. 81. Внешний вид сетевого блока Литания (а) и размещение основных деталей в его корпусе (б)

Рис. 86. Внешний вид смонтированной платы блока питания

Рис. 87. Схема соединений диодов выпрямительных мостов

лишь, чтобы снимаемые с них образцовые напряжения ненамного отличались от тех, что обеспечивают примененные в блоке стабилитроны серии Д814. Выключатель Q1 —тумблер ТП2-1.

Выпрямительный блок КЦ403Е можно заменить любым другим из этой серии или двумя блоками КЦ405Е. Можно использовать и выпрямительные диоды, например, серий Д226, МД226, КД105 и т. п., соединив их по схеме моста. Схема соединений диодов такого выпрямителя показана на рис. 87. Здесь диоды VD1—VD4 образуют выпрямительный мост однополярного источника, а диоды VD5—VD8 — двуполярного. Германиевые транзисторы VT1 и VT6 — любые из серий МП39—МП42, VT3 — любой из серий МП35—МП38 со статическим коэффициентом передачи тока И21Э>50.

Мощные транзисторы VT2, VT5 и VT8 (в пластмассовых корпусах) установлены на Г-образных теплоотводах из листового алюминиевого сплава толщиной 2,5 мм. Размеры части, на которой закреплен транзистор,— 30×58 ммг а полки для крепления теплоотвода к монтажной плате — 30×10 мм. Для лучшего отвода тепла транзисторы закреплены на теплоотводах без изолирующих прокладок, поэтому они и крепящие их винты с гайками М3 не должны касаться ни монтажных проводов, ни винтов крепления платы к кронштейнам, ни стенок корпуса блока.

В качестве сетевого применен переделанный выходной трансформатор кадровой развертки телевизора ТВК-1-110JI-1. Этот трехобмоточный трансформатор выполнен на ленточном магнитопроводе ШЛМ20Х32. Его обмотка I содержит 2140 витков провода ПЭВ-1 0,17, обмотка II — 214 витков ПЭВ-1 0,64, обмотка III — 238 витков провода ПЭВ-1 0,17. В обмотке I, используемой в переделанном трансформаторе в качестве сетевой, число витков уменьшают до 1540, в обмотке II, используемой в качестве обмотки III двуполярного источника,, сделан отвод от середины. Обмотка III ТВК-1101-1 удалена совсем, а на ее месте намотана новая обмотка II для однополярного источника, содержащая 80 витков провода ПЭВ-1 0,36.

Порядок доработки трансформатора ТВК-1 ЮЛ-1 следующий. Сняв скрепляющий кожух, разбирают магнитопровод и удаляют щечки каркаса, предварительно отпаяв от имеющихся на них контактов’ выводы обмоток. Затем каркас с обмотками плотно насаживают на деревянную болванку, снимают наружную ленту пропарафиненной бумаги, аккуратно сматывают на катушку возможно большего диаметра весь провод обмотки I (она верхняя) и удаляют находящуюся под ней обмотку III. Далее сматывают 107 витков (т. е. половину) обмотки II, делают отвод и вновь наматывают смотанный провод этой обмотки, после чего, используя провод обмотки I ПЭВ-1 0,17, наматывают им один слой (первый электростатический экран), затем 1540 витков (новая обмотка 1), затем еще один отдельный слой (второй электростатический экран), а поверх него — 80 … 85 витков провода ПЭВ-1 0,36 — обмотку II однополярного источника. Между обмотками и электростатическими экранами, а также между слоями обмоток делают бумажные прокладки из тонкой кабельной или конденсаторной бумаги (можно использовать прокладки, освободившиеся при разборке трансформатора TBK-110JI-1).

Можно поступить иначе. Точно по сечению сердечника магнитопровода склеить из электротехнического картона новый каркас (в ТВК гильза каркаса пластмассовая), первой намотать нашего сетевую обмотку 1, затем электростатический экран (в этом случае достаточно одного), затем обмотку II и, наконец, обмотку III.

Магнитопровод собирают, предварительно удалив бумажные прокладки, создававшие в нем немагнитный зазор, и тщательно зачистив мелкозернистой наждачной бумагой места соединения его частей. Надежность работы и КПД трансформатора повысятся, если места стыка половин магнитопровода смазать при сборке смесью порошка феррита марки 1000НН и эпоксидной смолы,, составленной в пропорции 2:1.

Разумеется, сетевой трансформатор можно намотать целиком заново, используя подходящий магнитопровод сечением 8… 10 см2. Число витков в обмотках w, приходящихся на 1 В переменного напряжения, можно определить по упрощенной формуле w = 50/S, где 50 — усредненный коэффициент (для описанного трансформатора он взят несколько меньше), a S — сечение магнитопровода в квадратных сантиметрах. Пластины Ш-образных магнитопроводов собирают вперекрышку, чтобы не было воздушного зазора.

Испытание и налаживание. Прежде всего надо проверить правильность монтажа (нет ли ошибок?), обратив особое внимание на полярность включения диодов, стабилитронов, транзисторов и оксидных конденсаторов. Только после этого можно приступить к испытанию и налаживанию блока питания. На это время монтажную плату лучше не закреплять на кронштейнах в корпусе, а расположить ее рядом с ним, соединив с сетевым трансформатором и другими деталями изолированными проводами достаточной длины.

Начать рекомендуется с однополярного источника. Включив питание тумблером Q1, сразу же измеряют вольтметром постоянного тока напряжение на кбнденсаторе С2 фильтра выпрямителя и в выходных гнездах XS1, XS2 или XS3, XS4. На конденсаторе оно может быть в пределах 12 … 14 В, а на выходе— на несколько десятых долей вольта (на величину напряжения на эмиттерном переходе транзистора VT2) меньше напряжения стабилизации используемого стабилитрона VD3. Установить на выходе напряжение, в точности равное 9 В, можно подбором стабилитрона. Однако в этом нет особой необходимости — для приборов лаборатории отклонение выходного напряжения от указанной величины на несколько десятых долей вольта в ту или иную сторону не имеет практического значения.

Затем в анодную или катодную цепь стабилитрона VD3 включают миллиамперметр с пределом измерения 50… 100 мА и подбором резистора R3 устанавливают в этой цепи ток, равный 15… 18 мА. При подключении к выходным гнездам нагрузки сопротивлением 60 … 80 Ом, функции которой может выполнять проволочный резистор с рассеиваемой мощностью 5 .. 10 Вт, ток через стабилитрон должен уменьшиться до 8… 10 мА, а напряжение на нагрузке остаться практически неизменным.

Далее испытывают узел электронной защиты стабилизатора от КЗ в выходной цепи. Для этого в разрыв одного из проводов, идущих от конденсатора С2 к стабилизатору напряжения, включают амперметр на ток не менее 0,5 А, к выходу подключают эквивалент нагрузки, потребляющей ток не менее 100 … 150 мА, и коротким отрезком провода или пинцетом замыкают накоротко выходные гнезда испытываемого источника. При этом ток, текущий через амперметр, должен резко уменьшиться до 20… 30 мА, что будет свидетельствовать о срабатывании узла защиты. Причиной несрабатывания может быть ошибка в монтаже деталей узла, неисправность или слишком малый коэффициент передачи тока Ь21э транзистора VT1.

Аналогично испытывают и налаживают каждое плечо двуполярного источника. Напряжения в его цепях, указанные на схеме блока питания, измеряют вольтметром постоянного тока относительно общего нулевого провода. При повороте оси сдвоенного переменного резистора R7 в направлении движения часовой стрелки напряжения на выходах плеч источника должны одновременно и плавно возрастать от 0 до 15 В, а между гнездами XS5 и XS7 — до 30 В. На замыкание гнезд XS5 и XS7 или подключенных к ним проводов узлы защиты не реагируют.

Шкалу выходных напряжений двуполярного источника градуируют с помощью вольтметра постоянного тока, подключенного к гнездам XS5, XS6 или XS6, XS7. Медленно поворачивая ручку сдвоенного переменного резистора R7, на шкале делают отметки, соответствующие показаниям вольтметра. Образец готовой шкалы показан на рис. 84.

Установив и надежно закрепив в корпусе сетевой трансформатор и монтажную плату, заменяют временные соединения постоянными, еще раз убеждаются в том, что ни один из неизолированных соединительных проводов или теплоотводов транзисторов или какие-либо другие детали источников не соприкасаются с корпусом блока питания, и закрывают блок крышкой.

Источник: Борисов В. Г., Фролов В. В., Измерительная лаборатория начинающего радиолюбителя.— 3-е изд., стереотип. — М.: Радио и связь, 1995.— 144 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1213).

nauchebe.net