Здравствуйте дорогие друзья. Сейчас я вам расскажу о неплохом и дешевом источнике питания (по совместительству ЗУ для автомобиля), который можно собрать собственноручно. Для сборки данной схемы вам понадобится перечень деталей, сейчас я их вам перечислю: трансформатор силовой понижающий, диодный мост, конденсатор электролит большой емкости и конденсатор меньшей емкости, два резистора (один переменный, а второй постоянный), микросхема крен и три мощных транзистора. Самое главное, что все эти детали можно найти в старом ламповом телевизоре, в общем не нужно тратить деньги на покупку дефицитных радиодеталей — это большой плюс данной схемы. Второй существенный плюс — это то, что такая простенькая схемка способна выдавать ток до 22 Ампер при 13 вольтах. Сами видите какие большие преимущества: и легкая, и при не больших затратах денежных средств, а превратить моно такую схему и в лабораторный блок питания, блок питания для опытов (регулируемый), для питания мощных приборов и так далее. Смотрите схему блока питания — зарядного устройства ниже. Теперь расскажу о каждой детали подробнее. Давайте начнем с силового трансформатора. Силовой трансформатор предназначен для преобразования напряжения одной частоты. Они бывают повышающие и понижающие. Повышающий трансформатор повышает напряжение, а понижающий понижает, значит, так как трансформатор у нас по схеме понижает напряжение – он понижающий. Состоит трансформатор из первичной, вторичной обмотки и магнитопровода. Магнитопровод состоит из отдельных спресованных листов электротехнической стали. Первичная обмотка состоит и множества витков меньшим сечением провода и характеризуется большим сопротивлением по отношению ко вторичной обмотке (когда бдите искать обмотку на 220 вольт – меряйте сопротивления, где большее – там и сетевая обмотка). Вторичка состоит и наименьшего количества витков и сечение провода больше – это нужно для того, чтобы снять больший ток. Новички возможно спросят, почему выводы 15, 13 и 10,11 соединены вторички. Это нужно делать для боле высокого выходного напряжения трансформатора. Можно просто намотать больше провода на вточичке – напряжение поднимется. А если у вас на трансформаторе не достаточное напряжение – то можно подключить к сети два трансформатора, а вторички подключить последовательно, но тогда трансформаторы лучше брать одинаковые по мощности, так как трансформатор меньшей мощности будет сильнее греться. Трансформатор можно самостоятельно перемотать на нужное вам напряжение и ток – но об этом в другой статье. В общем вот так выглядит трансформатор, как описано выше. Достать можно с лампового телевизора, он там на ват 150 будет. 150/10=15 А, при 10 вольтах такой трансформатор выдаст вам 15 ампер, а при 150 вольтах – 150./150=1 всего один ампер. Считайте так что сами какой вам ток нужен. Диодный мост собран по мостовой схеме. Диодный мост по мостовой схеме в два раза лучше убирает пульсации сети, чем одно полупериудный выпрямитель, потому в блоках питания устанавливают диодные мосты по мостовой схеме, чтобы аппаратура, которую питает сеть, через диодный мост не давала сбоев, ели УНЧ – то характерного звука. Конденсаторы любые, но на ток не менее 15-20 Ампер, либо купите диодный мост на рынке и ток так же не менее 20 Ампер. Конденсатор на 47000 мкф электролит убирает пульсации как и диодный мост, только конденсатор убирает эти пульсации лучше и соответственно, чем больше емкость конденсатора – тем больше пульсаций он сможет убрать. Можно электролитические конденсаторы изготовить самому: берете пол литровую банку и наливаете электролит, опускаете 2 пластины (одну медную, а вторую железную), получается анод и катод и можно подключать в сеть. Емкость конденсатора будет на прямую зависеть от количества электролита (а вернее заряженного электролита) и размера пластин (вернее, на сколько быстро сможем заряжать электролит и разряжать, ведь от большей площади пластин мы быстрее зарядим жидкость). Кстати, при очень большой емкости можно отказаться от стабилизатора, так как конденсатор собственно и буде являться стабилизатором напряжения и фильтром. Микросхема КРЕН8б будет стабилизировать ток до 1 Ампера. Данную микросхему в этом блоке питания можно сравнить с предварительным усилителем в УНЧ, так как основное усиление происходит в транзисторах Т1, Т2, Т3. Все транзисторы обязательно ставим на радиаторы. Резистором R1 мы регулируем ток (до 1Ампера), который стабилизируется микросхемой, поступающий на базу транзистора. Соответственно мы регулируем и коэффициентом усиления сразу всех трех транзисторов (максимальный ток на базу одного транзистора равен 0,33 А, т.к. 1/3=0,333333 А). Положительный заряд получается усиливается и через микросхему (для управления коэффициентом усиления транзисторов), и через транзисторы (транзисторы питаем положительным зарядом, а с микросхемы управляем коэффициентом усиления). Если подсоединить еще транзистора три так параллельно этим трем и параллельно микросхеме КРНЕ подключить еще одну такую, то ток мы сможем получить в два раза выше, чем при данной работающей стандартной схеме. Советую, если вам нужны большие токи, но при этом трансформатор должен быть достаточно мощным. Вот выходной ток должен быть при моем способе под 40 А при 13 вольтах, а значит 40*13=520 ват Трансформатор должен быть мощностью пол киловата. Резистор R2 нужен для ограничения по току, чтобы не допустить короткого замыкания. Тогда далее ставим конденсатор электролит для сглаживания пульсаций на конечном этапе и не мешало бы еще поставить конденсатор меньшей емкости для того чтобы сглаживать пульсации боле высоких частот. Так же если в сети у вас много помех, то рекомендую установить дросель, который уберет все высокочастотные ВЧ помехи. Дросель устанавливайте последовательно, в разрыв цепи перед микросхемой, на плюс естественно. serp1.ru
Всех приветствую. Эта статья является дополнением к видео. Рассмотрим мы мощный лабораторный блок питания, который пока не полностью завершен, но функционирует очень хорошо.
Лабораторный источник одноканальный, полностью линейный, с цифровой индикацией, защитой по току , хотя тут имеется еще и ограничение выходного тока.
ю
Блок питания может обеспечить выходное напряжение от нуля до 20 вольт и ток от нуля до 7,5-8 Ампер, но можно и больше, хоть 15, хоть 20 А, а напряжение может быть до 30 Вольт, мой же вариант имеет ограничение в связи с трансформатором .
На счет стабильности и пульсаций - очень стабильный, на видео видно, что напряжение при токе в 7Ампер не проседает даже на 0,1В, а пульсации при токах 6-7Ампер около 3-5мВ! по классу он может тягаться с промышленными профессиональными источниками питания за пару-тройку сотен долларов.
При токе в 5-6 Ампер пульсации всего 50-60 милливольт, у бюджетных китайских блоков питания промышленного образца - такие же пульсации, но при токах всего в 1-1,5 ампера, то есть наш блок гораздо стабильней и по классу может тягаться с образцами за пару тройку сотен долларов
Не смотря на то, что бок линейный, у него высокий кпд, в нем предусмотрена система автоматического переключения обмоток, что позволит снизить потери мощности на транзисторах при малых выходных напряжениях и большом токе.
Эта система построена на базе двух реле и простой схемы управления, но позже плату убрал, поскольку реле не смотря на заявленный ток более 10 Ампер не справлялись, пришлось купить мощные реле на 30 Ампер, но плату для них пока не сделал, но и без системы переключения блок работает отлично.
Кстати, с системой переключения блок не будет нуждаться в активном охлаждении, хватит и громадного радиатора сзади.
Корпус от промышленного сетевого стабилизатора, стабилизатор куплен новый, с магазин, только ради корпуса.
Оставил только вольтметр, сетевой тумблер, предохранитель и встроенную розетку.
Под вольтметром два светодиода, один показывает то, что на плату стабилизатора поступает питание, второй, красный, показывает, что блок работает в режиме стабилизации тока.
Индикация цифровая, разработана моим хорошим другом. Это именной индикатор, о чем свидетельствует приветствие, прошивку с платой найдете в конце статьи, а ниже схема индикатора
А по сути это вольт/ампер ваттметр, под дисплеем три кнопки, которые позволят выставить ток защиты и сохранить значение, максимальный ток 10 Ампер, Защита релейная, реле опять же слабенькое, и при больших токах наблюдается довольно сильное нагревание контактов.
Снизу клеммы питания, и предохранитель по выходу, тут к стати реализована защита от дурака, если использовать БП в качестве зарядного устройства и случайно перепутать полярность подключения, диод откроется спалив предохранитель.
Теперь о схеме. Это очень популярная вариация на базе трех ОУ, также китайцы штампуют массово, в этом источнике применена именно китайская плата, но с большими изменениями.
Вот схема, которая у меня получилась, красным выделено то, что было изменено.
Начнем с диодного моста. Мост двухполупериодный, выполнен на 4-х мощных сдвоенных диодах шоттки типа SBL4030, на 40 вольт 30 ампер, диоды в корпусе TO-247.
В одном корпусе два диода, я их запараллелил, в итоге получил мост, на котором очень малое падение напряжение, следовательно и потерь, при максимальных токах 'тот мост еле теплый, но не смотря на это диоды установлены на алюминиевый теплоотвод , в лице массивной пластины. Диоды изолированы от радиатора слюдяной прокладкой.
Была создана отдельная плата для этого узла.
Далее силовая часть. Родная схема всего на 3 Ампера, переделанная спокойно может отдать 8 Ампер с таким раскладом. Ключей уже два Это мощные составные транзисторы 2SD2083 с током коллектор 25 Ампер. уместно замена на КТ827, они покруче.
Ключи, по сути запараллеляны, в эмиттерной цепи стоят выравнивающие резисторы на 0,05 Ом 10 ватт, а точнее для каждого транзистора использовано 2 резистора по 5 ватт 0,1Ом параллельно.
Оба ключа установлены на массивный радиатор, их подложки изолированы от радиатора, этого можно не сделать, поскольку коллекторы общие, но радиатор прикручен к корпусу, а любое короткое замыкание может иметь плачевные последствия.
Далее заменил токовый шунт в лице низкоомного резистора, в родной схеме он на 0,47Ом, заменил на 4 резистора, сопротивление каждого 0,33ом плюс минус, мощность 5 ватт, все резисторы стоят параллельно.
Сглаживающие конденсаторы после выпрямителя имеют суммарную емкость около 13.000 мкФ, подключены параллельно .
Токовый шунт и указанные конденсаторы расположены на одной печатной плате.
Поверх (на схеме) переменного резистора, отвечающего за регулировку напряжения, был добавлен постоянный резистор. Дело в том, что при подачи питания (скажем 20Вольт) от трансформатора, мы получаем некоторое падение на диодном выпрямителе, но затем конденсаторы заряжаются до амплитудного значения ( около 28 Вольт), то есть на выходе блока питания максимальное напряжение будет больше, чем напряжение отдаваемое трансформатором. Поэтому при подключении нагрузки на выход блока будет большая просадка, это неприятно. Задача ранее указанного резистора ограничить напряжение до 20 Вольт, то есть если даже крутить переменник на максимум, более 20Вольт выставить на выходе невозможно.
Трансформатор - переделанный ТС-180, обеспечивает переменное напряжение около 22-х вольт и ток не менее 8 А, имеются отводы на 9 и 15 вольт для схемы переключения. К сожалению, под рукой не было нормального обмоточного провода, поэтому новые обмотки были намотаны монтажным, многожильмым медным проводом 2,5кв.мм, Такой провод имеет толстую изоляцию, поэтому мотать обмотку на напряжение более 20-22В было невозможно (это с учетом того, что оставил родные обмотки накала на 6,8В, а новую подключил параллельно с ними).
Дисплей и плату с кнопками прикрепил к лицевой панели хитрым способом, вместо того, чтобы сверлить отверстия под винты , решил эти же винты запаять к корпусу с обратной стороны, в итоге все получилось отлично за исключением того, что от перегрева местами пострадала кожаная пленка, которой обклеена лицевая панель.
Чтобы и вовсе убрать всякие шумы с от трансформатора, последний прикручен через резиновые прокладки, это обеспечивает снижение вибраций и одновременно шума.
На этом думаю все, следите за новостями, поскольку статья будет дополняться по мере завершения проекта
Скачать архив можно тут
Архив с прошивками тут
vip-cxema.org
Такое устройство недавно заказали из местного магазина. Устройство предназначено для запитки стенда сразу с 30- ю автомобильными магнитолами. Ясное дело, если прикинуть, то одна магнитола будет потреблять порядка 1 Ампер тока, это просто если она включена, но если запустить на полную громкость, то потребление одной магнитолы будет в районе 7-8 Ампер. 30 магнитол по 1 А это уже 30 Ампер, а при напряжении 12 Вольт мощность блока питания должна быть не менее 350-400 ватт. Поскольку финансы были ограничены, то собрать такое дело с сетевым трансформатором на 400 ватт крайне не выгодно, вот и решил замутить импульсную схему. Одна из самых простых вариантов построена на высоковольтном полумостовом драйвере IR2153, не смотря на простоту сборки, такой блок питания может обеспечить заданную мощность.
Затраты на компоненты не превосходят 10$, при этом блок получился минимальных размеров.
На входе питания построен сетевой фильтр, предохранитель. Термистор сохраняет полевики от бросков напряжения во время подачи питания. Диодный мост построен на 4-х выпрямителях 1N5408, это 3-х Амперный диод с обратным напряжением 1000 Вольт. Конденсаторы 200В 470мкФ - сняты от компьютерного блока питания. Заменой емкости можно поднять или снизить мощность блока питания в целом. Не смотря на то, что нагружал блок питания почти до максимума, но ключи были полностью холодными за 3 минуты работы. Сами ключи через изоляции укреплены на общий теплоотвод небольших размеров. Отдув осуществляется кулером, который питает отдельный бп на 3 ватта, такой блок был снят из светодиодного светильника. Такое решение обусловлено тем, что в случае запитки кулера от общей шины 12 Вольт, может образоваться фон, а это в свою очередь приводит к искажениям, если к блоку подключена автомагнитола.
Трансформатор пришлось мотать с нуля.
Сердечник был взят из компьютерного блока питания. Все промышленные обмотки нужно убрать и мотать свою. Сетевая обмотка состоит из 40 витков провода 0,8мм. Вторичная обмотка намотана шиной из 7жил провода 0,8 мм, обмотка состоит из 2х3 витков. На выходе стоит сдвоенный диод шоттки 2х30А, теплоотводом для него служит корпус блока питания, а сам корпус был взят из компового БП.
Ограничительный резистор для запитки микросхемы нужен мощный (2 ватт) в процессе работы он может немножко перегреваться, номинал может отклониться в ту или иную сторону на 10%.
В итоге получился очень мощный блок питания, который уже неделю питает стенд с автомагнитолами, работает 12 часов в сутки без перерывов. С уважением - АКА КАСЬЯН vip-cxema.org Схема простого лабораторного БП условно состоит из двух частей:1) непосредственно сам БП (трансформатор, диодный мост и конденсатор) Это основная часть, именно от выбора параметров трансформатора зависит мощность всего БП.2) небольшая схема регулятора напряжения (может быть на транзисторе или на стабилитроне). Необходимые элементы:- Трансформатор;- Диодный мост;- Стабилитрон __LM-317;- Конденсаторы__C1 2200mkF, C2 0,1mkF, C3 1mkF;- Резисторы _____R1 4.7 kOm (переменный), R2 200 Om;- Вольтметр;- Светодиод;- Предохранитель;- Клеммы;- Радиатор. Раз уже все элементы в сборе, приступим. 1й ЭТАП: Готовим плату. bp.rar [2.34 Kb] (скачиваний: 1563) 3й ЭТАП: Подключаем плату к трансформатору, и наш БП готов. Но теперь нужно сделать так, что бы было красиво и практично. Для этого я приобрел корпус и цифровой вольтметр. Производим монтаж в корпус. usamodelkina.ru Начну с того, что для одного из моих ближайших проектов потребовался блок питания на 36 Вольт 10 Ампер. Вернее потребовалось их два, и заказал их два, но так как они абсолютно одинаковые, то и обзор будет на один блок.
Для чего и зачем я пока писать не буду, уж извините, но этот блок питания мы разберем «по винтикам». Как всегда, сначала упаковка.
Пришли блоки питания (помимо общей упаковки) в обычных картонных коробках белого цвета, опознавательные знаки на упаковке отсутствовали, просто две большие коробки.
На вид абсолютно одинаковые, впрочем я бы скорее удивился если бы они были разными :) Основное отличие импульсных блоков питания от тех, которые используют 50Гц трансформаторы — размер. Второе отличие — цена.
50Гц трансформатор на такую мощность будет иметь гораздо большие размеры и хоть он по конструкции намного проще, но будет иметь большую цену, так как содержит больше меди и железа.
Кроме того импульсные БП имеют больший КПД, потому в последнее время получили большое распространение, хотя «железные» трансформаторы отличаются большей надежностью.
Но стоит учитывать, что брендовые БП имеют обычно еще большую сложность и цену, так как имеют хорошую элементную базу, фильтры питания, корректоры мощности и т.п, потому чаще люди пользуются более простыми вариантами от небольших китайских фирм.
Один из таких блоков питания мы и рассмотрим в этом обзоре.
Если до этого мы рассматривали блоки питания небольшой мощности, то в этот раз я расскажу про довольно мощный вариант БП мощностью 360 Ватт, хотя на фоне вариантов Бп мощностью 800-2000 Ватт и он кажется «малышом». Как я выше писал, импульсные БП имеют чаще небольшие размеры.
Данный блок питания имеет высоту примерно как у коробка спичек — 49мм. Длина блока питания 215мм, ширина — 114мм. На одной из боковых граней корпуса присутствует маркировка:
S-360-36
Мощность блока питания 360 Ватт
Выходное напряжение — 36 Вольт
Максимальный выходной ток — 10 Ампер
Входное напряжение — 110/220Вольт ±15% На второй стороне присутствует переключатель диапазона входного напряжения, в наших странах неактуальный и даже вредный, так как переключив в режим 110 Вольт и включив в стандартную сеть 220-230 Вольт мы получим скорее всего громкий бах.
Я обычно при ремонте таких БП сразу выкусываю этот переключатель, просто в целях безопасности. Сверху корпуса установлен небольшой вентилятор. При таких мощностях блоки питания уже крайне редко делают с пассивным охлаждением, мне такие попадались всего несколько раз, но из-за сложности конструкции они имеют уже очень высокую цену, потом очень мало распространены.
Рядом присутствует надпись, указывающая, что вентилятор управляется автоматически в режиме вкл/выкл в зависимости от температуры.
Немного забегая вперед скажу, что никакой автоматики нет, без нагрузки он вращается медленно, но стоит хоть чуть чуть нагрузить БП, обороты сразу возрастают до штатных независимо от температуры. В прошлом обзоре я писал, что блоки питания, рассчитанные на большой выходной ток, обычно имеют разделенные клеммы для подключения нагрузки. Так сделано в этом БП, здесь установлено по три клеммы на плюсовой и минусовой контакты.
Входные клеммы стандартны — Фаза, ноль, заземление.
Также слева установлен светодиод индикации работы блока питания и подстроечный резистор для корректировки выходного напряжения. Клеммник имеет защитную крышку, которая открывается на 90 градусов, а в закрытом состоянии защелкивается. У меня есть привычка разбирать БП перед первым включением. Делаю я это в целях безопасности, так как бывали разные случаи.
Внутри данного БП на вид все нормально, за исключением небольшого нюанса, который я заметил сразу. Дело в том, что выходной дроссель имеет большие размеры и почти касается верхней крышки, это не очень безопасно. Током конечно не убьет, но БП может пострадать, я бы рекомендовал проложить дополнительную изоляцию между дросселем и крышкой. Такой проблемой страдают многие недорогие блоки питания, так что это не косяк данного блока. Как я писал выше, охлаждается блок питания посредством небольшого вентилятора.
Судя по маркировке, вентилятор имеет размеры 60х15мм, т.е. 60мм это длина и ширина, а 15мм — толщина.
Вентилятор рассчитан на 12 Вольт. к сожалению здесь применен недорогой вентилятор, кроме того имеющий подшипники скольжения и если вы планируете применить где нибудь такой БП, то для длительной беспроблемной работы я бы заменил его на что нибудь более правильное.
Я уже как то писал в своих обзорах, что чаще всего применяю вентиляторы фирмы Sunon, на мой взгляд у них довольно высокое качество и надежность.
Из хорошего можно сказать то, что вентилятор в данном БП довольно тихий, что очень хорошо. Силовые полупроводники прикручены к алюминиевому корпусу блока питания через небольшие теплораспределяющие проставки.
Мне не очень нравится подобный вид крепления полупроводников, но так делают почти все. например в блоках питания фирмы Менвелл транзистор крепится точно также, правда там в целях безопасности на него одет резиновый колпачок.
Так как данный блок питания двухтактный, то высоковольтных транзисторов два, а не один.
Выходной диод один, хотя на плате присутствует место под установку второго, подключаемого параллельно первому. Второй устанавливается в блоках, рассчитанных на меньшее напряжение и больший ток, но никто не мешает поставить и здесь второй, но это уже скорее доработка, а измерения покажут, имеет ли смысл данная операция. Осмотр закончили, включаем и производим небольшую проверку.
Цель данной проверки, выяснить пределы регулировки выходного напряжения и вставить на выходе БП то напряжение, на которое он рассчитан, ну или то, которое необходимо.
1. при включении БП показал на выходе 36.8 Вольта.
2. минимальное напряжение, которое можно выставить — 34.53, я рассчитывал, что минимальный порог будет ниже, для моего применения придется дорабатывать.
3. А вот максимальный порог сильно удивил. Когда крутил, то даже стало немного не по себе. 52.3 при штатном 36. Ожидал что БП накроется, пока я фотографирую, но все прошло нормально, хотя я не рекомендую выставлять такое напряжение на выходе, чаще нормальным считается ±10% от штатного.
4. Выставляем на выходе 36 Вольт. Судя по диапазону перестройки уже можно понять, что регулировка очень грубая, потому мне пришлось немного помучаться чтобы выставить ровно 36 Вольт, хотя в реальной жизни это смысла не имеет и сделано было только для обзора :) Разбираем блок питания дальше.
Транзисторы довольно неплохо прилипли к своей пластинке, отдирать их не хотелось потому я открутил и теплораспределительную пластинку :) К плате особых нареканий не возникло, обычная недорогая сборка, бывало и хуже, но бывало и лучше, по пятибальной шкале на 3 балла.
Но один дефект все таки нашел, была не очень хорошая пайка одного из контактов трансформатора. Непропай в данном месте ни к чему фатальному бы не привел, но расстроил.
Дорожки. по которым течет значительный ток, дополнительно пролужены припоем. Естественно я начертил схему данного БП, делал я это только для обзора, так как схемотехнику этих блоков питания знаю хорошо и обычно в схеме не нуждаюсь, но возможно кому нибудь будет полезно, так как такая схема (с некоторыми небольшими изменениями) используется в большинстве БП такой мощности.
Но хотя я и знаю хорошо эту схемотехнику, перечерчивать схему по плате было не очень удобно и заняло больше времени, чем я планировал.
Схема практически повторяет схему классического компьютерного блока питания и как показала практика, является очень ремонтопригодной.
На схеме присутствует шунт для измерения тока, на схеме его сопротивление указано как 0.1 Ома, но на самом деле при прозвонке он скорее был ближе к перемычке. Дальше я решил немного рассказать о том, как вообще работают такие блоки питания, тем более что многие узлы являются типичными для почти всех импульсных блоков питания.
На этой блок схеме обозначены основные узлы импульсного блока питания. Правда сейчас задающий генератор и схема управления выполняются в одной микросхеме, а иногда микросхема содержит с высоковольтный транзистор.
Иногда по входу импульсного блока питания устанавливают Корректор Коэффициента Мощности, а в мощных БП он является обязательным, если БП соответствует европейским нормам, но об этом я расскажу как нибудь в другой раз, так как в недорогих БП он почти не встречается. На основании этой блок схемы я дальше и буду рассказывать об этом БП, но для начала немного теории о процессах, происходящих в импульсном блоке питания.
Ключевое в работе импульсного блока питания, это принцип ШИМ стабилизации, правда стоит отметить, что вполне существуют и импульсные блоки питания без этого, но они являются не стабилизированными, т.е. выходное напряжение зависит от мощности нагрузки и входного напряжения.
ШИМ регулирование это изменение соотношения времени включенного состояния коммутирующего элемента к выключенному состоянию.
Если на графике, то выглядит это так: Если «на пальцах», то я недавно объяснял в личке этот принцип стабилизации, попробую повторить здесь.
Многие наверное помнят задачки типа — через одну трубу в бассейн поступает вода со скоростью х литров в минуту, через другую выливается со скоростью Y литров в минуту.
Вот на этом принципе я и объясню как это работает. Для начала представим, что существует очень большая емкость (электрическая сеть), маленькая емкость (конденсатор выходного фильтра питания), ну и всякие мелочи для переправки воды из одного места в другое.
На бочке установлен кран, через него вода убегает к потребителю, ну или энергия в нагрузку.
Пополнять бочку мы можем только определенное количество раз в минуту (бывают альтернативные варианты, но о них пока не будем), например 100 раз.
Наша задача, поддерживать уровень воды в бочке всегда постоянным.
Так как пополнять может только определенное количество раз в минуту, то значит пополнять придется разными объемами.
К примеру если потребление маленькое, то будет достаточно обычных чашек, а если кран открыли на полную, то придется использовать ведра.
В ШИМ регулировке это означает меньшую или большую ширину открытого состояния силового элемента.
Если кран закрыт, то пополняем бочку наперстками, есть же еще испарение (утечки, нагрузка цепи обратной связи т.п.) которое надо компенсировать :) Используя узел обратной связи, контроллер отслеживает напряжение на выходе блока питания и подстраивает мощность, передаваемую в нагрузку так, чтобы напряжение на выходе БП оставалось неизменным.
Кстати, таким способом можно сделать обратную связь по чем угодно.
Например в драйверах светодиода контроллер следит за током.
Можно следить за температурой, подстраивая скорость вентилятора, за освещением, регулируя яркость лампочки и т.д. и т.п. На этой диаграмме показано:
1. Ток в цепи трансформатора (условно)
2. Сигнал управления ключевым транзистором
3. Напряжение на выходном конденсаторе. Существует довольно много топологий построения импульсных блоков питания, я нарисовал несколько самых распространенных.
Немного расскажу о них.
1. Обратноходовый преобразователь. Применяется там, где хорошо иметь большой диапазон входного напряжения и небольшая мощность (до 100-150 Ватт). Скорее всего Бп вашего планшета или монитора применена именно эта схема.
2. Полумостовой преобразователь. Также очень распространенная схемотехника. Думаю что я буду не сильно далек от истины, если скажу, что в 95% компьютерных БП применена именно такая схемотехника. Ее преимущества — большая мощность при относительно простой схемотехнике, меньший размер трансформатора, так как трансформатор применяется без зазора, в отличии от первого варианта.
3. Двухтактный преобразователь (PushPull- Тяни-Толкай). Данная схема в сетевых блоках питания применяется крайне редко, зато она нашла широкое применение в инверторах недорогих блоков бесперебойного питания.
4. Мостовой преобразователь. Так сказать «расширенная» версия полумостового. Преимущества — большая мощность, ток через силовые ключи в два раза ниже чем в полумостовой.
Также такая схема применяется в более сложных блоках бесперебойного питания. Существует еще несколько топологий, но они являются производными от приведенных выше, и менее распространены, потому не вошли в данную статью. В этот раз я также начертил цветной вариант схемы обозреваемого блока питания, где цветом обозначил основные узлы, о которых говорил выше.
Как я писал, некоторые цвета мне тяжело назвать правильно, потому буду уточнять.
Красный — Входной фильтр питания, диодный мост, силовой узел.
Красно-фиолетовый (слева внизу) — Узел управления мощными транзисторами инвертора.
Зеленый — Микросхема- ШИМ контроллер и ее «обвязка».
Синий — Выходной выпрямитель, дроссель и конденсатор фильтра
Голубой — Цепь контроля выходного тока
Фиолетовый — Узел контроля выходного напряжения
Желто-рыжий — Узел блокировки преобразователя при снижении напряжения на выходе. В этой схеме нет привычного элемента, который был на всех прошлых схемах — оптрона. Дело в том, что здесь ШИМ контроллер питается от выходного напряжения. первоначальный запуск бока питания происходит благодаря резисторам R8 и R14. Такой принцип применялся в компьютерных БП АТ стандарта, с приходом АТХ стандарта контроллер стал питаться от источника питания дежурного режима и эти резисторы исключили из схемы. Дальше я покажу большую часть узлов и элементов на примере конкретного блока питания.
Начнем с сетевого фильтра.
В этом БП он есть, это уже хорошо, так как в дешевых компьютерных БП вместо него ставят просто перемычки, но в дорогих он может быть и многоступенчатым. Здесь средний вариант между этими двумя. По входу блока питания установлен предохранитель и ограничитель пускового тока — NTC терморезистор (термистор).
Также присутствует Х2 конденсатор для уменьшения помех, излучаемых блоком питания, в сеть. Двухобмоточный синфазный дроссель намотан довольно толстым проводом, хотя размеры при такой мощности могли сделать бы и побольше.
Входной диодный мост KBU808 рассчитан на 8 Ампер 800 Вольт. В фильтре питания присутствуют как Y конденсаторы, так и один обычный, высоковольтный.
Но в данном случае применение обычного высоковольтного вместо конденсатора Y типа безопасно, так как если БП не заземлен, то даже при его пробое выход БП будет все равно подключен через Y конденсатор, а если БП заземлен, то тем более ничего не будет :) Конденсаторы входного фильтра питания промаркированы как 680мкФх250 Вольт.
Если верить маркировке, то в принципе их емкость достаточна, а напряжение выбрано даже с запасом. Но реальность оказалась несколько другой, емкость конденсаторов всего 437мкФ, что при последовательном соединении дает всего около 220мкФ. Мало, хоть в принципе и терпимо.
Большая емкость дает больший срок жизни конденсаторов, меньшие пульсации и добавляет запаса по входному напряжению в сторону уменьшения напряжения.
Я думаю потом их заменить на что то поприличнее, но пока не нашел подходящих, так как данные конденсаторы имеют высоту 35мм, максимум можно попробовать установить 40мм, а большинство найденных мною конденсаторов имеют высоту 45мм.
На плате выделено место под конденсатор большего диаметра, так что «будем искать» :) Узел ШИМ контроллера и инвертора.
В качестве ШИМ контроллера применена «классика жанра», KA7500, которая является почти полным аналогом TL494, наверное самого распространенного ШИМ контроллера, соперничать с ним по популярности может разве что uc384x.
Силовые ключи инвертора — MJE13009 К сожалению теплораспределительная пластина прижимается к корпусу без пасты. Тестирование показало, что проблем из-за этого не возникает, но я бы для успокоения души все таки нанес термопасту. Узел выходного трансформатора, выпрямителя и конденсаторов фильтра. Выходной диод — SF3006PT, это 30 Ампер 400 Вольт диод, что для 10 Ампер блока питания более чем достаточно.
Как я выше писал, рядом есть место для второго диода, потому в принципе можно немного улучшить характеристики, но на самом деле прирост КПД будет мизерным. Выходной дроссель.
Здесь он выполняет несколько другую функцию чем в обратноходовых блоках питания, из-за этого и такие большие размеры. Скажу лишь что его размеры соответствуют заявленной мощности блока питания. Кроме его высоты замечаний нет.
Конденсаторы выходного фильтра.
Производитель поставил три конденсатора по 1000мкФ 63 Вольта.
Обычно я говорю, что емкость выходного конденсатора должна быть равна 1000мкФ на каждый ампер выходного тока. В двухтактных блоках питания требования менее жесткие, и даже бренды ставят такую же (а иногда и меньшую) емкость при таком токе, правда в их оправдание могу сказать, что в брендовых БП конденсаторы стоят лучшего качества.
Также на фото попал токовый шунт и видно, что для более сильноточных вариантов есть место для дополнительных шунтов. Здесь с емкостью все в порядке. Практически соответствует заявленной. После осмотра я скрутил все обратно, только не привинчивал верхнюю крышку и перешел к этапу тестирования под нагрузкой.
Стенд у меня остался тем же, что и в предыдущие разы и состоит из:
Электронной нагрузки
Мультиметра
Бесконтактного термометра
Осциллографа
Ручки и бумажки :) Правда в этот раз мне пришлось снять верхнюю крышку с электронной нагрузки, так как боялся что она будет перегреваться на такой мощности.
В основном тестирование проходило как и в прошлые разы, за исключением того, что для измерения температуры мне приходилось на ходу снимать верхнюю крышку. Из-за этого некоторые значения измеренных температур будут чуть завышенными так как БП успевал чуть подогреваться без принудительного охлаждения. 1. Режим холостого хода, напряжение выставлено 36.03 вольта, пульсации практически отсутствуют.
2. Ток нагрузки 2 ампера, напряжение чуть поднялось и составило 36.06 вольта, пульсации в норме. 1. Ток нагрузки 4 Ампера, выходное напряжение поднялось еще немного, пульсации в норме.
2. Ток нагрузки 6 Ампер, выходное напряжение 36.09 Вольта, это очень хороший результат, пульсации при этом всего 50мВ 1. Ток нагрузки 8 Ампер, выходное напряжение почти неизменно, пульсации выросли до 75мВ, но все равно остаются низкими для такого тока.
2. Ток нагрузки 10 Ампер, выходное напряжение поднялось до 36.12 Вольта, отличный результат, изменение от исходного всего 0.3%. Пульсации выросли до 100мВ, на мой взгляд ничего страшного, особенно с учетом того, что БП выдает 360 Ватт и 100мВ это всего 0.25-0.3%
Для примера, если бы это был БП на 12 Вольт, то эквивалент пульсаций равнялся бы 30мВ.
К сожалению последний тест длился всего 15-16 минут из привычных мне 20, на электронной нагрузке сработала защита от перегрева и отключила нагрузку :( Дав нагрузке немного остыть, я решил ради эксперимента продолжить тест, но уже при 12 Ампер токе, проверять так проверять :)
Решение провести это эксперимент я принял потому, что компоненты БП имели температуру далекую от максимальной.
Но увы, проработал так БП максимум минуту, я сделал фото, снял осциллограмму, но потом последовал очень тихий щелчок (хотя на фоне воя вентиляторов нагрузки может и не такой тихий), малюсенькая вспышка в районе силовых ключей и БП затих :(
Правда у меня было маленькое подозрение, что виновата электронная нагрузка, она в определенной ситуации, при перегреве, могла закоротить выход БП (если сначала сработала защита на том радиаторе, где расположен датчик тока), хотя до такой температуры за минуту она прогреться не успела бы, но в любом случае БП не выдержал :( Осциллограмма перед выходом из строя.
Видно что напряжение пульсаций находится вполне в норме. Но меня расстраивают более высокочастотные пульсации, вызванные скорее всего «звоном» в силовых цепях, как по мне, это одна из возможных причин выхода из строя, но утверждать не буду. Измерение теплового режима работы проходило как всегда, 20 минут прогрев, измерение температур, повышение тока на одну ступень и т.д.
Полученные результаты можно понять из таблицы. Верхняя строка цифр — измерение температур на холостом ходу, заодно я проверил что термометр показывает одинаковые значения на разных компонентах. В качестве небольшого бонуса я немного опишу методику поиска неисправности и ремонта конкретно этого БП и принципов поиска неисправности для основной массы поломок остальных. Поломали, ремонтируем В данном случае поломка оказалась не очень сложной, да и вообще я выше писал, что данный тип БП очень ремонтопригоден.
Здесь даже предохранитель остался цел :) Для начала я должен предупредить, что при ремонте импульсного БП приходится работать с цепями имеющими высокое напряжение и имеющими непосредственную связь с сетью 220 Вольт. По правилам техники безопасности блок питания должен при этом питаться через развязывающий трансформатор, чтобы обеспечить гальваническую развязку с сетью 220 Вольт. Первым делом при поиске неисправности производят общий осмотр, это очень важный этап, иногда позволяющий локализовать место поломки.
Также немаловажно знать, после чего вышел из строя БП.
1. Новый БП, чаще при работе или КЗ в нагрузке — силовые цепи.
2. Старый БП, если перед поломкой были проблемы с запуском. Либо перед поломкой его отключили от сети (для БП работающих постоянно) — конденсаторы выходного фильтра. Такая поломка чаще всего «тянет» за собой и высоковольтную часть, в низковольтной части чаще всего все остается исправным.
3. Старый БП, но предохранитель цел и даже есть попытки запуска — чаще всего виновата потеря емкости конденсатора фильтра питания ШИМ контроллера, обычно встречается на БП небольшой мощности собранных по обратноходовой схеме. Дальше немного по компонентам.
Предохранитель цел — значит скорее всего цел и диодный мост, но на маломощных Бп роль предохранителя может сыграть обмотка входного дросселя.
Предохранитель сгорел — скорее всего дело плохо, но есть варианты
1. Если на входе БП есть защитный варистор и подали больше 300 Вольт, то чаще все решается заменой варистора и предохранителя.
2. Варистора нет, либо он цел. Вот тут скорее всего дело худо, проверяем — диодный мост и высоковольтный транзистор (или транзисторы если их два). Чаще всего диодный мост выходит из строя только при сгорании высоковольтных транзисторов, сам по себе выходит из строя очень редко. Следующий этап, проверяем высоковольтный транзистор, лучше его выпаять, так как если вышел из строя диодный мост, то это может давать ложное КЗ.
Если транзистор имеет КЗ хотя бы между двумя выводами из трех, то он умер. Если транзисторов два, то с вероятностью 99% умер и второй, менять лучше парой.
В моем случае так вышло. что транзисторы имели пробой между коллектором и базой, потому предохранитель остался цел так как не было КЗ по цепи высоковольтного питания. Это довольно редкий случай, чаще имеем КЗ между всеми тремя выводами.
Если транзистор сгорел, то проверяем резистор подключенный к выводу базы, так как чаще всего сгорает и он. Вывод эмиттера также может быть подключен к токоизмерительному резистору, обычно мощный и стоит рядом, проверяем и его.
В моем случае я имел два сгоревших транзистора и два резистора. Следующий этап, подбор замены.
Если есть родные либо их можно купить, то отлично, если нет, то ищем замену.
При поиске замены сначала определяем что за транзисторы стояли, и ищем документацию на них. после этого ищем варианты, которые есть в наличии/продаже и сравниваем их характеристики.
У транзисторов, которые стояли в импульсном блоке питания обращаем внимание на следующие ключевые характеристики. Вообще влияет еще коэффициент передачи по току и граничная частота. Первый параметр лучше иметь похожий на тот что был в сгоревшем, второй если будет больше, то лучше. У полевых транзисторов надо смотреть на емкость затвора (Input Capacitance), чем меньше, тем лучше.
В моем случае транзисторы биполярные, потому и демонстрировать буду на их примере.
Я привел три варианта, родной — подходящий вариант — неподходящий вариант.
Хотя в неподходящем варианте критичны последние два параметра. В моем случае родных не было, но были транзисторы с «доноров».
Резисторы подобрать проще, если нет подходящего номинала, то можно соединить несколько штук параллельно или последовательно. Но у меня были подходящие резисторы. Резисторы сгорели очень аккуратно, сразу даже и не заметишь маленькую трещину в покрытии. Не было ни дыма и особого шума, разве что маленькая вспышка. Перед заменой транзисторов желательно сначала проверить остальные компоненты рядом с ними иначе замененные компоненты ожидает судьба предыдущих.
Конкретно по этой схеме. Диоды параллельно коллектору и эмиттеру не сгорают никогда (по крайней мере я такого не видел), диоды в базе иногда сгорают, но в данном случае стоят довольно мощные диоды (чаще ставят мелкие 4148) и они остались целы. Конденсатор также выжил, выходят из строя здесь они редко, резистор межу коллектором и базой также можно не проверять, но стоит проверить резистор между базой и эмиттером.
Трансформатор — довольно надежный компонент и чем мощнее, тем надежнее, но у меня бывали случае межвиткового КЗ у мелких трансформаторов, причем обычным мультиметром это определить сложно или вообще невозможно. После замены деталей неплохо проверить ШИМ контроллер. Первым у этих микросхем страдает внутренний стабилизатор напряжения 5 Вольт. Для проверки подаем питание 10-20 Вольт на микросхему (я подключился к конденсатору фильтра питания микросхемы) и измеряем напряжение между минусом питания и 14 выводом.
220 Вольт пока не подаем.
На фото питание в норме. Если интересно, то можем подключиться к задающему генератору и посмотреть на красивую «пилу» :)
Ее наличие означает, что задающий генератор микросхемы работает. После этого можно проконтролировать прохождение управляющих импульсов к силовым транзисторам.
Кстати. Если БП работал долго, то из-за высыхания емкости конденсатора фильтра питания микросхемы (или высыхания конденсатора в Бп дежурного режима АТХ БП), она могла выйти из строя.
Иногда выход из строя выходных транзисторов тянет за собой и два управляющих транзистора, на схеме это Q2, Q3. Кроме них обычно ничего из строя не выходит.
Данный БП не даст управляющие импульсы на мощные транзисторы пока не «обойти» защиту от пониженного напряжения на выходе, я это сделал закоротив эмиттер и коллектор транзистора Q5.
Если все в порядке, то между эмиттером и базой будет примерно такая картинка: Все, на этом основная часть ремонта закончена.
Промываем плату от остатков флюса, я всегда рекомендую это делать, как минимум из-за культуры ремонта. С лицевой стороны платы ремонт «выдают» только отечественные резисторы.
Заодно я немного приподнял транзисторы, чтобы они лучше прижимались. Для проверки я всегда включаю БП через лампу накаливания. Это позволяет сократить количество походов в магазин за деталями :)
Лампу я использую мощностью 150 Ватт, она включается последовательно с сетью и при нормальной работе должна только моргнуть немного при включении.
В штатном режиме на холостом ходу она даже не накаляется, менее мощная лампа может немного накаляться, но на грани различимости, это также нормально.
Включаем, проверяем, все работает :) Некоторые дополнения.
Если вы заметили, что ваш блок питания требует «прогрева» перед включением и это время постепенно увеличивается, то следует проверить конденсаторы БП, так как если затянуть с этим, то все может закончиться выходом из строя высоковольтного транзистора и часто микросхемы ШИМ контроллера.
Выходной диод БП выходит из строя редко, но лучше его проверить, обычно это можно сделать даже не выпаивая его из платы.
С переходом на импульсные блоки питания самая частая поломка — выход из строя электролитических конденсаторов, причем иногда емкость он может иметь нормальную, но внутреннее сопротивление сильно увеличивается. Для общего развития я добавил для скачивания неплохую книгу по импульсным блокам питания. Резюме.Плюсы
Блок питания выдал заявленную мощность
Тепловой режим работы в норме
Небольшой уровень пульсаций
Наличие нормального фильтра по входу 220 Вольт
Отличная стабильность выходного напряжения
Хорошая ремонтопригодность Минусы
Проблемы с надежностью при перегрузке или коротком замыкании
Конденсаторы входного фильтра имеют заниженную емкость
Нет заявленного автоматического управления вентилятором.
Низкое качество выходных конденсаторов Мое мнение. Меня очень расстроило то, что блок питания вышел из строя, хотя это и произошло при мощности выше заявленной, но это говорит об отсутствии либо некорректной работе защиты от перегрузки. Но в то же время обрадовал температурный режим блока питания, даже при максимальной мощности никакие компоненты не перегревались, хотя выходящий воздух имел легкий запах нагретых компонентов, но это частая особенность новых блоков питания.
Но даже при том, что я спалил этот блок питания, могу сказать, что он имеет неплохой потенциал и если его не перегружать, то будет работать. В основном это связано с отработанностью данной схемотехники, здесь тяжело что то накосячить, хотя проблемы с надежностью вылезли :(
В будущем я думаю его немного доработать и надеюсь что в ближайшем времени вы увидите его (хотя скорее их) в одном из моих новых устройств, на которое я потихоньку готовлю обзор, там же будет и описание доработки. Вполне возможно что в обзоре присутствует некоторое количество ошибок, если заметили, пишите, исправлю или дополню при необходимости.
Вся информация о ремонте основана на личном опыте. Вообще разнообразие причин поломок и методов определения неисправности гораздо больше, чем я описал, но боюсь что все описать очень тяжело и будет ну совсем большая статья.
Надеюсь что хотя бы часть читателей найдет ответы на свои вопросы, которые они мне задавали. Магазин дал скидку на блок питания, исходная цена была 30.2 доллара, в течении недели будет действовать цена 26.99. Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта. mysku.ru Всем радиолюбителям привет, в этой статье хочу представить вам блок питания с регулировкой напряжения от 0 до 12 вольт. На нем очень легко выставить нужное напряжение, даже в милливольтах. Схема не содержит никаких покупных деталей - всё это можно вытащить из старой техники, как импортной, так и советской. Принципиальная схема БП (уменьшенная) Форум по схемам простейших БП Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 12В radioskot.ruПростой лабораторный блок питания своими руками. Самодельные блоки питания схемы 10 ампер
Регулируемый мощный блок питания или зарядное устройство
cxema.org - Мощный лабораторный БП 0-30В, 0-8А
Мощный лабораторный БП 0-30В, 0-8А
cxema.org - Мощный импульсный блок питания 12В 40А
Простой лабораторный блок питания своими руками
Лабораторный блок питания (БП) для радиолюбителя - прибор первой необходимости! Приходиться работать с разными приборами или их элементами. Соответственно существует широкий ассортимент потребителей энергии и у всех разные питающие напряжения. Ничего не остается, как приобрести уже готовый БП. Но прицениваясь в радиомагазинах, я понял что это не так уж дешево и решил, что для начала с меня хватит простого, недорогого источника питания. Так как я в этом деле, можно сказать, новичок, для начала обратился к литературе, изучил его принцип работы и хочу рассказать Вам что для этого нужно.
Трансформатор у меня уже был (ТС-10-1), выбрать и тратить на это средства не пришлось.
2й ЭТАП: Впаиваем элементы соответственно схеме. Если у вас нет возможности «вытравить» плату, можете сделать «навесом».
С помощью дрели и надфиля проделаны отверстия на передней панели. Вольтметр "сидит" на двух капельках суперклея.
Через несколько часов я получил желаемый результат.
Теперь у меня есть источник питания, который очень часто меня "выручает". Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. 36 Вольт 10 Ампер 360 Ватт или продолжаем изучать как устроены блоки питания + небольшой бонус
В прошлом обзоре блока питания я затронул тему того, как выбрать правильный блок питания. Если честно, то я немного не ожидал, что эта тема окажется такой нужной. В комментариях, а еще больше в личной переписке, меня спрашивали и о других нюансах выбора, принципах работы и о алгоритме поиска неисправностей. В этом обзоре я постараюсь ответить на большую часть этих вопросов, а также возможно затрону тему новых вопросов :) 
САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 12В
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: