Блок питания линейный схема: Схемы самодельных блоков питания

Схемы самодельных блоков питания

Самодельный лабораторный блок питания на 2-30V и ток ЗА (LM723, MJ3001)

Источник питания, схема которого показана на рисунке здесь, выдает регулируемое выходное напряжение от 2 до 30V, при токе до ЗА. Имеется встроенная защита. она блокирует выход при превышении тока нагрузки ЗА. Блок питания построен на основе низкочастотного силового трансформатора Т1 …

1
464
0

Как из бесперебойника (UPS, ИБП) сделать лабораторный блок питания (0-12В, 5А)

Как неисправный или устаревший источник бесперебойного питания (UPS) переделать в лабораторный источник питания для радиолюбителя. Основное назначение источников бесперебойного питания (ИБП) — непродолжительное питание различной офисной техники (в первую очередь, компьютеров) в аварийных …

4
6258
1

Мощный линейный источник питания на полевых транзисторах (13В, 20А)

Схема мощного источника питания на полевых транзисторах, обеспечивающего стабилизированное напряжение 13В при токах до 20А и больше.

4
13727
4

Схема мощного двухполярного стабилизатора напряжения для УМЗЧ (41В, 4А)

Описание и принципиальная схема мощного двуполярного стабилизатора напряжения для питания усилителей мощности звуковой частоты, 2 х 41В, ток 4А. Компенсационные стабилизаторы напряжения непрерывного действия последовательного типа обладают невысоким КПД, однако большим коэффициентом стабилизации …

1
2708
0

Стабилизированный лабораторный блок питания на 1,3-30V при токе 0-5A

Приводится принципиальная схема самодельного блока питания позволяющего получить напряжения от 1,3В до 30В при токах от 0А до 5А, работает в режиме стабилизации напряжения и тока.

3
10368
0

Схема лабораторного блока питания для налаживания усилителей ЗЧ

В радиолюбительской практике нередки случаи выхода из строя мощного УМЗЧ в процессе его налаживания или ремонта. При этом, как правило, бывают повреждены самые дорогостоящие детали — мощные выходные транзисторы. Чтобы избежать таких последствий, необходим специализированный блок питания …

0
3133
0

Сетевой блок питания на 1,5В для электромеханических часов

Электромеханические часы обычно питаются от элемента на 1,5V. Его можно заменить сетевым источником, схема которого показана здесь. В ней в качестве стабилитрона используется ИК-светодиод с прямым напряжением около 1,5V. Механизм часов питается от этого напряжения. Рис. 1. Схема сетевого …

0
2489
0

Схемы микромощных сетевых блоков питания на основе микросхемы PT4515

Три варианта сетевых бестрансформаторных микромощных источников питания с выходным током единицы-десятки миллиампер на основе микросхемы РТ4515. Эта микросхема широко применяется в светодиодных лампах. Для управления симисторами, три-нисторами, полевыми транзисторами и т. п., коммутирующими …

1
22533
0

Схема импульсного сетевого блока питания для усилителей НЧ на 100-500Вт (IR2153, IR2155)

Для получения полноценного усилителя мощности НЧ требуется хороший источник питания, приведена схема простого блока питания для УМЗЧ. От параметров источника питания качество звучания зависит не чуть не меньше, чем от самого усилителя и относится халатно к его изготовлению не следует …

3
9838
4

Бестрансформаторный источник питания (IRF730, 7805, VN2460N8, SR037)

Принципиальная схема простого бестрансформаторного блока питания из доступных деталей, два варианта. В своих конструкциях радиолюбители очень часто применяют бестрансформаторные маломощные источники питания. Обычно, они представляют собой своеобразный симбиоз параметрического стабилизатора …

0
3330
0

1 2  3  4  5  … 14 

Лабораторный блок питания с регулировкой напряжения и тока

Если вы ищете схему простого, мощного, надежного и доступного лабораторного блока питания, то эта статья именно для вас. Я настоятельно рекомендую данную схему для повторения, только

просьба собирать её по печатной плате, которую я для вас сделал, чтобы избежать всевозможных ошибок при монтаже.

Основа схемы была взята из зарубежного журнала, только я увеличил немного мощности, более детально протестировал её, в итоге от себя добавил дополнительный силовой транзистор, ну и сама плата естественно была модернизирована. Получился отличный блок питания с хорошей нагрузочной способностью, а стабилизация осталась на достаточно высоком уровне.

Основной недостаток линейных схем заключается в их малом КПД, а при конструировании таких источников питания возникают проблемы с охлаждением силовых транзисторов, поэтому очень желательно использовать трансформатор с несколькими обмотками и систему коммутации.

Наиболее простейший вариант показан на фото.

Стоит указать то, что сейчас многие отдают предпочтение импульсным лабораторным источником питания у которых кпд может доходить до 90 и более процентов, но больше ценится именно линейные источники питания. Профессиональные линейные блоки питания всегда дополняют узлом коммутации обмоток.

Блок питания может обеспечить на выходе стабильное напряжение от 0 до 35-38 вольт, а выходной ток может доходить до 5-6 ампер.

Кстати ток также стабилизирован, то есть выставленное значение тока будет сохраняться при изменениях входного и выходного напряжения, и не зависит от выходной нагрузки.

Выставили ток в 1 ампер и даже при коротком замыкании у вас он будет ограничен одним амперам.

А вот собственно и модернизированная схема.

Я снизил сопротивление датчика тока до 0,1 оМа,

добавил второй силовой транзистор параллельно первому,

но в эмиттерных цепях каждого транзистора стоит токо-выравнивающий или балластный резистор.

Силовые транзисторы можно любые соответствующей мощности, ток коллектора транзистора желательно 10 ампер и выше, при этом мощность рассеивания должна быть 100 и более ватт.

Так как данная схема — линейная, я очень советую использовать транзисторы в металлических корпусах, на крайняк транзисторы в корпусе ТО247, чтобы не возникли проблемы с теплоотдачей.

В схеме имеем три мощных резистора, балластные советую взять на 5 ватт, а вот датчик тока и на 10 ватт не помешает.

Балластные резисторы советую взять сопротивлением 0,22 Ома у меня они к сожалению закончились, поэтому поставил на 0,1 Ом, но если транзисторы имеют максимально идентичные параметры, то такое решение даже лучше.

В моём случае, в качестве силовых транзисторов изначально использовал ключи 2SD209 по сути это аналог ключей MJE13009, оба варианта очень часто применяются в компьютерных блоках питания.

Каждый такой транзистор может рассеивать 100-130 ватт мощности, но лишь в том случае, если имеется хорошее охлаждение и вы уверены в подлинности транзисторов, но их основная проблема слишком низкий коэффициент усиления по току, всего около 20.

Аналогичное ключи ставить я крайне не рекомендую по нескольким причинам. Во-первых регулировка будет нелинейной из за малого усиления ключей, по этой же причине управлять такими транзисторами тяжело, поэтому драйверный ключик будет жестко нагреваться и ему будет нужен небольшой радиатор.

Очень советую транзисторы в металлических корпусах, наподобие 2N3055, для таких схем они идеально подходят. Металлический корпус, приличная мощность и ток коллектора, а коэффициент усиления по току около 200, как раз то, что нужно.

Я в итоге поставил ключи 2SD1047, они обладают приличным усилением, применяются как в источниках питания, так и в выходных каскадах усилителей мощности низкой частоты.

Радиатор для ключей удобно использовать общий, притом изолировать ключи прокладками не нужно, так как подложки или коллекторы в нашей схеме общие.

После подачи питания на схему стабилизатора нужно путём вращения данного, подстроечного резистора выставить максимальный выходной ток,

допустим 5 ампер, далее выставляем максимальное напряжение на выходе, тут всё зависит от того, какой у вас источник питания, какой у него ток и напряжение на выходе, то есть данный стабилизатор без проблем можно скорректировать под любой источник питания.

Введите электронную почту и получайте письма с новыми поделками.

Теперь подаем питание на вход стабилизатора и проверяем минимальное, выходное напряжение — оно как видим 0 вольт, что и требовалось доказать, регулировка очень плавная во всём диапазоне.

Теперь проверим ток, минимальный выходной ток можно скинуть вплоть до 0, а максимальных 5 ампер схема выдают без проблем.

Один из самых важных тестов — насколько просядет выходное напряжение при определенных токах, ну давайте посмотрим, но перед этим важно указать, что на проводах, измерительном шунте амперметра и на самом стабилизаторе, а также на токо-выравнивающих резисторах будут падения напряжения, то есть на указанных участках будут просадки, это в случае любого источника питания.

Ток 1 ампер, просадка около 0,1 вольта,

ток 3 ампера просадка всего 0,4 вольта

и наконец максимальный ток 5 ампер, просадка 0,65 вольт, без измерительного оборудования эти цифры были бы гораздо меньше.

Проверим стабильность выходного напряжения при резких изменениях входного, ну например перепады в сети.

Как видим стабилизатор держится молодцом, при изменении входного напряжения на 10 вольт выходное изменяется лишь на 50-70 милливольт.

А теперь пульсации на выходе, при итоге в 1 ампер пульсации не более 20 милливольт, при токе в 3 ампера — около 25-30 милливольт,

а при максимальном токе в 5 ампер, пульсации на выходе около 50-60 милливольт, согласитесь это неплохой показатель для блока питания такого уровня.

Архив к статье; скачать.

Автор; Ака Касьян.

Как вам статья?

100+ Схема блока питания с печатной платой

Вы ищете множество схем блоков питания, верно? Потому что различные электронные проекты должны использовать их в качестве источника энергии.

Эти списки ниже могут помочь вам выбрать тип, соответствующий вашим потребностям, также большинство из них дешевы и просты в сборке. Но самое главное — это идеи, которые вы можете из них извлечь.

3 Источник питания для электронных устройств

Почему мы должны использовать линейный источник питания?

Схема источника питания Expalintion

Топ 8 цепей питания

My First Variable DC Power Supply

Простой стабилизатор постоянного напряжения с фиксированным напряжением

78xx регулятор напряжения

Простой регулируемый регулятор 3A, LM350 3-0V DC

3 9003 00003 Блок питания

0–50 В Переменный источник питания при 3 А

Сборка источника питания 12 В 2 А с помощью молотка

Двойной источник питания 15 В для предусилителя

Другой линейный источник питания Принципиальная схема

Регулятор с фиксированными вольтами:

Низкие вольт: 1,5 В, 3 В

5 В цепь питания

6 Вольт

9 Вольт

Изок

Цепь регулируемого источника питания

Менее 1 А

Выходной ток 2 А

Выходной ток 3 А

Высокий ток (до 5 А)

Высокое напряжение (до 100 В)

Двойной рельс и многоканальный регулятор напряжения

Бестрансформаторный

Источник постоянного тока

Импульсные цепи питания

Импульсный регулятор

Преобразователь постоянного тока в постоянный

Связанные сообщения

3 Источник питания для электронных устройств.

Запасы.

Типы 1# Аккумулятор

Многие схемы потребляют мало энергии. Таким образом, он может питаться от батареек. Аккумулятор небольшой и его легко использовать в любом месте. Но обычно они низковольтные. Таким образом, они лучше всего подходят для слаботочных нагрузок.

Но что делать с более тяжелым грузом?

Аккумуляторы — лучший ответ. Можно использовать много раз, чтобы сэкономить много денег. Мне нравится, когда мои дети ими пользуются.

Тип 2# Солнечная батарея

Мы можем использовать солнечную батарею для прямого питания нашей схемы. Но обычно нам нравится использовать его в качестве зарядного устройства для аккумуляторной батареи. Например, зарядное устройство внутри солнечного фонаря и т. д.

Линия переменного тока типа 3#

Линия переменного тока, которую мы в настоящее время используем, является основным источником. Часто через адаптер переменного тока в качестве источника питания. Они более компактны и удобны в использовании, чем аккумуляторные.

Мы можем настроить его выход на различные напряжения и токи.

Когда мы дома. Мы должны использовать их вместо батарей и солнечных батарей. Поскольку это сэкономит наши деньги, заменяя наши батареи, когда они разряжены и удобны, не нужно ждать солнечного света при использовании солнечной батареи.

Осторожно:

Мы должны использовать его осторожно. Это много полезного, но также может убить вас ! Безопасность превыше всего!

Почему мы должны использовать линейный источник питания?

Существует много видов цепей питания. Но всех их можно разделить на две группы.

• Линейный источник питания
• Импульсный источник питания

Как работает линейный источник питания?

Переменное напряжение, проходящее через силовой трансформатор, будет повышаться или понижаться в зависимости от типа трансформатора, а затем преобразовываться в постоянное напряжение. Затем напряжение будет проходить через систему цепей регулятора, чтобы поддерживать стабильные напряжение и ток для нагрузки.

Приведенное выше объяснение слишком упрощено, если вам нужна подробная информация. Щелкните здесь

Как работает импульсный источник питания

Он не содержит крупногабаритного трансформатора, вместо этого он напрямую преобразует мощность переменного тока в напряжение постоянного тока. Затем это постоянное напряжение преобразуется обратно в сигнал переменного тока с более высокой частотой, чем раньше.
И внутренняя схема регулятора будет производить постоянное напряжение и ток по желанию.

Разница между линейным и импульсным источником питания

В таблице ниже сравниваются различные параметры линейных и переключающих форм.

Спасибо: Tekpower 30V 5A Supply

Мне нравится линейный блок питания. Почему?

Это:

• Понятная принципиальная схема
• Бесшумный
• Высокостабильный, прочный и надежный
• Низкий уровень шума, пульсаций, задержек и электромагнитных помех

Тип переключения практически противоположный .

ОБНОВЛЕНИЕ: Но теперь мне это тоже нравится. Потому что он лучше линейного из-за более высокой эффективности, дешевле, меньшего размера и т. д. Это делает его более популярным, чем раньше. Вы можете любить это со мной.

Все еще любопытно? Нажмите здесь, чтобы узнать: Базовые блоки питания переменного и постоянного тока

Схема блока питания Expalintion

Если вы новичок, я знаю, что вы не хотите тратить время на изучение принципов и хотите создать блок питания схема быстро.

Но вы должны хотя бы раз изучить принципы его работы. Чтобы уменьшить количество ошибок и выбрать схему, подходящую для вашего использования. Это сделает вашу жизнь проще.

Шаг 1. Принцип нерегулируемого источника питания

Почти все схемы основаны на этом принципе. Итак, вы должны прочитать его заранее.

Шаг 2. Принцип работы стабилизатора постоянного напряжения

Хотя мы не любим сложности. Но каждому проекту нужна хорошая стабильность. Итак, это необходимо!

Шаг 3. Защита от перегрузки и короткого замыкания

Давайте узнаем о последовательном транзисторном регуляторе напряжения с защитой от короткого замыкания и перегрузки. И как это уменьшает пульсацию.

Шаг 4. Как работает схема питания операционного усилителя 741

Узнайте ошибку датчика напряжения, используя схему работы транзисторов внутри регулятора переменного напряжения, используя 741 и 2N3055.

Шаг 5. Как увеличить ток с помощью транзистора

Узнайте, как увеличить/увеличить ток регуляторов 7805 (или 78xx) с помощью транзисторов 2N3055 и других.

Конструкция источника питания постоянного тока 12 В, 5 А

Топ 8 цепей питания

На нашем сайте есть много схем питания. Мы не можем показать вам все это. Таким образом, для экономии вашего времени смотрите списки ниже.

1#

Мой первый регулируемый источник питания постоянного тока

Вы можете регулировать выходное напряжение от 1,25 В до 30 В при 1,5 А. Мне нравится этот. Потому что… Это просто и дешево. Например, вы можете использовать его вместо батареи 1,5 В.

Давайте создадим ваш первый источник питания: LM317 Блок питания

Читайте также: Распиновка LM317 и как использовать , Калькулятор Техническое описание

2#

Простой стабилизатор постоянного напряжения с фиксированным напряжением

Мы часто встречали эту схему во многих приборах. Это довольно старые схемы, но они все еще имеют много применений.

Это очень просто с одним транзистором, стабилитроном и резистором. Выходное напряжение зависит от стабилитрона. Например, если нам нужен выход 12 В, используйте стабилитрон на 12 В.

Давайте Создадим упрощенный стабилизатор постоянного напряжения серии транзисторов

3# 

Регулятор напряжения 78xx

78xx — популярный стационарный стабилизатор постоянного тока на 1 А. Из-за простоты использования и дешевизны. И выход зависит от IC. Если вам нужен выход 6 В 1 А для цифровой схемы, то LM7806 — ваш выбор.

Также узнайте: 7805 схема стабилизатора напряжения, распиновка и многое другое0002 Иногда мне нужно использовать источник переменного напряжения 3А.

Но…

LM317 не может мне помочь, так просто.

В скором времени мы используем LM350 Переменный регулятор .

Это лучший линейный [email protected] Выходное напряжение от 1,25 до 25 В.

5# 

0–30 В, 3 А, регулируемый источник постоянного тока

Мы редко используем ток 3 А, который может регулировать выходное напряжение от 0 В до 30 В. Это лучший выбор.

Он использует LM723 в качестве известного регулятора IC.

А вот и схема современного дизайна, полная защита, чем у LM350T.

Подробнее: 0-30В схема переменного источника питания

6#

0-50В переменный источник питания @3A

Если вам нужно использовать выходное напряжение более 30В или регулируемое от 0В до 50В. Он имеет ключевой компонент LM723, но для более высокого напряжения также необходим транзистор 2SC5200. С полной защитой от перегрузок.

Продолжить чтение »

7#

Соберите блок питания 12 В 2 А с помощью молотка

Если вы торопитесь и у вас нет платы. Эта идея может быть хорошей. Вы можете легко и дешево собрать адаптер 12 В 2 А.

С помощью молотка и улитки на деревянной доске. Кроме того, чтобы узнать больше.

8#

Двойное питание 15 В для предусилителя

Если вам нужно использовать много схем с операционным усилителем.

Например, предусилитель с регулировкой тембра и прочее. Им необходимо использовать регулируемое питание +/- 15 В.

У нас есть 3 схемы для вас.

Читать Подробнее: 7815 и 7915 источника питания

Другие линейные схемы питания

Регулятор с фиксированным вольтами:

• 12V 1A. Регулятор Lineraul 3 В, 4,5 В, 6 В, 9 В при 1,5 А Селекторный регулятор напряжения
• Выход 12 В и 5 В
  Много идей двойного источника питания 12 В и 5 ВСхема цепи при макс. 3 А

Низкие вольта: 1,5 В, 3V

• USB 5V до 1,5 В /3V DC Adapter (преобразование USB в 1,5 В или 3 В выработка)

5V.

 Если вам нужен источник питания 5 В для цифровой схемы. Но у вас есть источник 12В и аккумулятор. Я покажу вам понижающий регулятор преобразователя 12 В в 5 В. Во многом для использования это зависит от имеющихся у вас деталей и других приспособлений. Порекомендуйте блок питания

6 вольт

• Много схем питания 6В
• Преобразователь 12В в 6В слишком горячий. Он будет поврежден. Почему? Вы подключаете его к аккумулятору 12В. Он может получить только 6V. Если вы не хотите этого для вас. Вы должны прочитать 10 способов сделать понижающую схему с 12 В на 6 В.

9 вольт

• Цепь питания 9 В для любой цепи требуется стабильное питание, низкий уровень шума и защита от утечки высокого напряжения переменного тока.
• 9 Вольт 2 AMPS преобразователь DC
• Отрицательное регулятор напряжения с использованием PNP-эмиттерного последователя

Источник питания 12 В

• Двойной регулятор мощности +12 В/-12 В. 7812, 7912

.

• Цепь питания 24В 2А Схема
• 18-вольтовый регулятор напряжения постоянного тока с использованием 7818

с малым падением напряжения

5-вольтовый регулятор с малым падением напряжения, схема с использованием транзистора и светодиода

Создайте 5-вольтовую схему регулятора с малым падением напряжения, используя транзистор и светодиод. , сделать выход 5V 0.5A

Подробнее

Цепь регулируемого источника питания

Что такое регулируемый источник питания?

Проще говоря, это источник питания, который может регулировать выходное напряжение или ток. Но он по-прежнему имеет те же характеристики, что и фиксированная регулируемая схема. Он будет поддерживать стабильное напряжение при любой нагрузке.

Начало с: Простые схемы электроснабжения питания

под 1А

• 7805 Регулируемый регулятор напряжения, 5 В до 25 В
• Регулируемый питание с использованием 7805 и OP-AMP

11111111117 2A. 70 вольт 2 ампера постоянный ток переменный — смотрите здесь

• дешевый постоянный ток регулируемый 0-30В 2А лабораторный — смотрите здесь

3А Выходной ток

• постоянный ток 3А, регулируемый 1.2В-20В; 3В-6В-9V-12V
• 0-12V переменный при 3A

Высокий ток (до 5A)

• LM338 Переменный источник питания, 5A хорошо]
• 0–30 В, 5 А постоянного тока Регулируемый регулятор с использованием IC-723, 2N3055x2
• Много цепей питания усилителя
• 10 А, источник постоянного тока FIX Регулируется IC-78XX и MJ15004
• 0–30 В, переменный ток 20 А регулятор с использованием LM338

Высокое напряжение (до 100 В)

• 0–300 В, переменное высокое напряжение
• Высоковольтный разряд с использованием 2SC458
• Как сделать инвертор с 1,5 В на 220 В
• Множество идей для высоковольтных схем питания

Двойная шина и многоканальный регулятор напряжения 9013 9013 Простой регулятор постоянного тока, 12 В, 15 В, 30 В

Бестрансформаторный

• 3 Цепля питания без трансформатора
• 5 В регулятор постоянного тока без трансформатора с использованием MOSFET+Обновление

Константивный ток

. зарядное устройство
• Цепь переменного стабилитрона
• Источник опорного напряжения с использованием LM334

Схемы источника питания режима переключения

Импульсные блоки питания постоянного тока. To — это идеи по созданию проектов или инструментов. Потому что они имеют небольшой размер и стоят дешевле, чем линейная версия.

Узнайте: что такое импульсный источник питания

На моем участке появляется много схем. Пока друзья не сказали, что сложно увидеть схемы или проекты так, как он хочет.

Особый импульсный источник питания постоянного тока очень полезен. В приведенном ниже списке представлены идеи по созданию отличного источника питания, который компактен и экономит деньги. Для применения или обучения.

Итак, я собираю эти схемы для удобства доступа к интересующим меня проектам. Также они могут быть полезны и вам.

Switching Mode regulator

• 5V 3A switching regulator using LM2576
• Variable switch mode Regulator 0-50V 5A
• O ld PC power supply circuits

DC to DC converter

• USB 5 В в 12 В DC-DC повышающий преобразователь схема
• 3,7 В до 5 В. – 3,3 В, 12 В, 5 В, 5 А Импульсный стабилизатор напряжения с фиксированным напряжением
• MC34063 Стабильный импульсный регулятор напряжения батареи
• Драйвер светодиодов малой мощности с использованием режима переключения
• LM2596 схема стабилизатора напряжения и техническое описание LM2673
• Схема повышающего преобразователя LM2577 | Шаг вперед | Техническое описание | Схема контактов
• Преобразователь постоянного тока 5 В в +12 В или выше +12 В

Регулируемый источник питания » Примечания к электронике

Источники питания с линейной стабилизацией способны обеспечить чрезвычайно низкий уровень выходного шума и хорошую стабилизацию, но за счет размера и эффективности.

Linear Power Supply Circuits Primer & Tutorial Включает:
Линейный источник питания
Шунтовой регулятор
Серийный регулятор
Ограничитель тока
Регуляторы серий 7805, 7812 и 78**

См. также:
Обзор электроники источника питания
Импульсный источник питания
Сглаживание конденсатора
Защита от перенапряжения
Характеристики блока питания
Цифровая мощность
Шина управления питанием: PMbus
Бесперебойный источник питания

Линейные источники питания широко используются из-за преимуществ, которые они предлагают с точки зрения общей производительности, а также из-за того, что технология очень хорошо зарекомендовала себя, поскольку она доступна уже очень много лет.

Хотя линейные источники питания могут быть не такими эффективными, как импульсные источники питания, они обеспечивают наилучшие характеристики и поэтому используются во многих приложениях, где шум имеет большое значение.

Типовой регулируемый линейный источник питания для настольного лабораторного использования

Несмотря на то, что производительность линейных источников питания очень высока, они крупнее и дороже, чем их импульсные источники питания, а производительность блоков SMPS постоянно улучшается.

Одной из основных областей, где почти всегда используются линейные источники питания, являются аудиовизуальные приложения, усилители Hi-Fi и т.п. Здесь шум и скачки переключения от импульсных источников питания могут вызвать проблемы — при этом производительность импульсных источников питания постоянно улучшается, но линейные источники питания, как правило, используются большую часть времени.

Основы линейного источника питания

Источники питания с линейной регулировкой получили свое название из-за того, что они используют линейные, т.е. некоммутационные методы для регулирования выходного напряжения источника питания. Термин «линейный источник питания» подразумевает, что источник питания регулируется для обеспечения правильного напряжения на выходе.

Определяется напряжение, и этот сигнал возвращается обратно, обычно в дифференциальный усилитель той или иной формы, где он сравнивается с опорным напряжением, а результирующий сигнал используется для обеспечения того, чтобы выходное напряжение оставалось на требуемом уровне.

Иногда определение напряжения может осуществляться на выходных клеммах, а в некоторых случаях оно может осуществляться непосредственно на нагрузке. Дистанционное измерение используется там, где могут быть омические потери между источником питания и нагрузкой. Часто поставки лабораторных столов имеют эту возможность.

Различные линейные источники питания будут иметь разные схемы и включать в себя разные схемные блоки, если требуются дополнительные возможности, но они всегда будут включать в себя базовые блоки, а также некоторые необязательные дополнительные блоки.

Входной трансформатор источника питания

Поскольку многие регулируемые источники питания получают питание от сети переменного тока, линейные источники питания обычно имеют понижающий, а иногда и повышающий трансформатор. Это также служит для изоляции источника питания от сетевого входа в целях безопасности.

Трансформатор, как правило, представляет собой относительно большой электронный компонент, особенно если он используется в источнике питания с линейным регулированием большей мощности. Трансформатор может значительно увеличить вес блока питания, а также может быть довольно дорогим, особенно для более мощных.

В зависимости от принятого подхода к выпрямителю трансформатор может быть одновторичным или иметь отвод от середины. Также могут присутствовать дополнительные обмотки, если требуются дополнительные напряжения.

Для старинных радиоприемников и другой старинной электронной электроники несколько вторичных обмоток были обычным явлением. Обычно основная вторичная обмотка имела отвод от центра, чтобы обеспечить двухполупериодное выпрямление с помощью двойного диодного вентильного или лампового выпрямителя, а дополнительные вторичные обмотки требовались для ламповых или ламповых нагревателей — часто 5 вольт для выпрямителя, а затем 6,3 В для ламп / ламп. сами себя.

Одним из преимуществ использования трансформатора является возможность иметь несколько обмоток для различных требуемых напряжений, если это необходимо.

Выпрямитель

Поскольку входной сигнал от источника переменного тока является переменным, его необходимо преобразовать в формат постоянного тока. Доступны различные формы схемы выпрямителя.

Простейшая форма выпрямителя, которую можно использовать в источнике питания, — это одиночный диод, обеспечивающий однополупериодное выпрямление. Этот подход обычно не используется, потому что более сложно удовлетворительно сгладить вывод.

Обычно используется двухполупериодное выпрямление с использованием обеих половин цикла. Это обеспечивает форму волны, которую можно легко сгладить.

Существует два основных подхода к обеспечению однополупериодного выпрямления. Один из них заключается в использовании трансформатора с центральным отводом и двух диодов. Другой способ заключается в использовании одной обмотки трансформатора питания и мостового выпрямителя с четырьмя диодами. Поскольку диоды очень дешевы, а стоимость трансформатора с отводом от середины выше, наиболее распространенным подходом в наши дни является использование мостового выпрямителя.

Примечание по цепям диодного выпрямителя:

Схемы диодного выпрямителя используются во многих областях, от источников питания до демодуляции радиочастот. В схемах диодного выпрямителя используется способность диода пропускать ток только в одном направлении. Есть несколько вариантов от полуволнового до двухполупериодного, мостовые выпрямители, пиковые детекторы и многое другое.

Подробнее о Схемы диодного выпрямителя

Даже для регуляторов с питанием от постоянного тока на входе может быть установлен выпрямитель для защиты от неправильного подключения источника питания.

Как правило, диоды, используемые в наши дни, представляют собой полупроводниковые диоды с PN-переходом, поскольку существует большое разнообразие недорогих диодов, способных выдерживать высокие уровни тока и высокое обратное напряжение.

В некоторых случаях можно использовать диоды Шоттки, так как они обеспечивают гораздо меньшее прямое падение напряжения, но кремниевые версии этих диодов обычно имеют низкое обратное напряжение пробоя и более высокую утечку, поэтому об этом необходимо знать.

Более новые диоды Шоттки из карбида кремния, диоды SiC могут иметь гораздо более высокие напряжения пробоя и более низкие уровни утечки, если это необходимо, хотя затраты выше.

Сглаживание источника питания

После выпрямления сигнала переменного тока постоянный ток необходимо сгладить, чтобы устранить колебания уровня напряжения. Для этого используются большие накопительные конденсаторы.

Сглаживающее действие накопительного конденсатора

В сглаживающем элементе схемы используется большой конденсатор. Это заряжается по мере того, как входящий сигнал от выпрямителя достигает своего пика. По мере того, как напряжение выпрямленной волны падает, как только напряжение становится ниже напряжения конденсатора, конденсатор начинает подавать заряд, удерживая напряжение до следующего возрастающего сигнала от выпрямителя.

Сглаживание не идеальное, и всегда будет некоторая остаточная пульсация, но это позволяет устранить огромные колебания напряжения.

Подробнее о . . . . Сглаживание конденсатора.

Линейные регуляторы электропитания

Большинство современных блоков питания имеют регулируемый выход. С современной электроникой довольно легко и не слишком дорого включить линейный стабилизатор напряжения. Это обеспечивает постоянное выходное напряжение вне зависимости от нагрузки — в заданных пределах.

Для многих электронных компонентов и электронных устройств и т. д., требующих точного обслуживания источников питания, регулируемый источник питания является необходимостью.

Существует два основных типа линейных источников питания:

• Шунтовой регулятор: Шунтовой регулятор менее широко используется в качестве основного элемента линейного регулятора напряжения. Для этой формы линейного источника питания переменный элемент размещается на нагрузке. Резистор истока включен последовательно с входом, а шунтирующий регулятор регулируется таким образом, чтобы напряжение на нагрузке оставалось постоянным.

  Источник питания рассчитан на заданный ток, и при подключенной нагрузке шунтирующий регулятор поглощает любой ток, не требуемый нагрузкой, чтобы поддерживать выходное напряжение.

  Подробнее о . . . . Шунтирующий регулятор.

• Регулятор серии:   Это наиболее широко используемый формат линейного регулятора напряжения. Как следует из названия, в цепь помещается последовательный элемент, а его сопротивление изменяется с помощью управляющей электроники, чтобы обеспечить правильное выходное напряжение для потребляемого тока.
  Блок-схема последовательного регулятора напряжения

  В этой блок-схеме опорное напряжение используется для управления последовательным проходным элементом, который может быть биполярным транзистором или полевым транзистором. Эталон может быть просто напряжением, взятым из источника опорного напряжения, например. электронный компонент, такой как диод Зенера.

  Более распространенный подход состоит в том, чтобы взять выходное напряжение и подать его на дифференциальный усилитель для сравнения выходного сигнала с опорным, а затем использовать его для управления схемой элемента конечного прохода.

  Подробнее о . . . . Серийный регулятор.

Оба этих типа линейных регуляторов используются в источниках питания, и хотя последовательный регулятор используется более широко, в некоторых случаях также используется шунтирующий регулятор.

Преимущества / недостатки линейного источника питания

Использование любой технологии часто представляет собой тщательный баланс нескольких преимуществ и недостатков. Это справедливо для линейных источников питания, которые обладают некоторыми явными преимуществами, но также имеют и свои недостатки.

Преимущества линейных блоков питания

• Устоявшаяся технология:   Линейные блоки питания широко используются уже много лет, и их технология хорошо известна и изучена.
• Низкий уровень шума:   Использование линейной технологии без какого-либо переключающего элемента означает, что шум сведен к минимуму, а раздражающие пики, характерные для импульсных источников питания, теперь обнаруживаются.

Недостатки линейного блока питания

• Эффективность: Ввиду того, что в линейном блоке питания используется линейная технология, он не отличается особой эффективностью. Эффективность около 50% не является редкостью, а при некоторых условиях они могут предлагать гораздо более низкие уровни.
• Тепловыделение:   Использование последовательного или параллельного (реже) регулирующего элемента означает, что значительное количество тепла рассеивается, и его необходимо удалять.
• Размер:   Использование линейной технологии означает, что размер линейного источника питания, как правило, больше, чем у других форм источников питания.

Несмотря на недостатки, технология линейного регулируемого источника питания по-прежнему широко используется, хотя она более широко используется там, где необходимы низкий уровень шума и хорошая стабилизация. Одним из типичных применений являются аудиоусилители, где линейный источник питания способен обеспечить оптимальную производительность для питания всех каскадов усилителя.