Блок питания at схема: Блок питания компьютера для круглосуточной работы

Переделка компьютерного блока в зарядное на ШИМ АТ2005В

Когда возникает желание сделать зарядное устройство из блока питания компьютера, важно понимать, что не все блоки одинаково легко поддаются переделке. Есть случаи, где переделка компьютерного блока в зарядное оборачивается сущим кошмаром, но из любой сложившийся ситуации можно найти выход.

С подобной ситуацией столкнулся наш читатель из Латвии Aldonis Gustavs. Освоив переделку блока на ШИМ 2003, Aldonis взялся за блок питания GEMBIRD 350W. Этот блок интересен тем, что построен на ШИМ АТ2005В, но, увы, в сети крайне мало информации о переделке подобных блоков.

Итак, успешным опытом переделки компьютерного блока питания в зарядное устройство на ШИМ АТ2005В делится Aldonis, а мы лишь давали небольшие подсказки для реализации этой идеи.

Переделка компьютерного блока в зарядное на ШИМ АТ2005В

Первым делом была отрыта схема GEMBIRD 350W. Схема практически идентична блоку, единственное — имеются небольшие отличия в нумерации компонентов и их номиналов.

Обман супервизора AT2005B

С чего стоит начать, так это с того, что ШИМ АТ2005В имеет встроенный супервизор, который мониторит напряжение на основных силовых шинах блока питания.

Первым делом необходимо сформировать эталонные напряжения с помощью отдельной схемы, которые нужно будет потом подать на соответствующие выводы ШИМ 2005.

---

Для справки. Напряжение с шины +12 В на ШИМ 2005 (pin5) подается через резистивный делитель, а не напрямую, как в 2003 или SG6105.

---

Напряжение, необходимые для обмана супервизора АТ2005В:

• для pin3 (мониторит шину +3,3 В) напряжение должно быть от 2,18 до 3,8 В;
• для pin4 (мониторит шину +5 В) напряжение должно быть от 3,3 до 5,8 В;
• для pin5 (мониторит шину +12 В) напряжение должно быть от 2,6 до 4,41 В.

Собираем схему на отдельной плате, состоящую из трех резисторов.

Подключаем к ШИМ выходы платы pin15 (5 В) и 0. Сейчас подключаем параллельно обвязке ШИМ, ничего не выпаивая. По сути, просто подаем стабилизированное питание 5 В на плату с резисторами.

Далее измеряем напряжение, которое получилось уже на выходах платы pin 3;4;5.

Затем освобождаем ножку №3 ШИМ 2005 и подключаем эту ногу к плате к соответствующему выходу pin3. Производим пробный запуск БП. Важно внимательно рассмотреть дорожки, идущие к ШИМ, при этом где нужно бросить перемычку.

Если БП запустился, производим аналогичные процедуры с ножками 4 и 5.

Если все три выхода платы подключены и БП стартует нормально – ШИМ 2005 обманут и защита от повышенного или заниженного напряжения на выходе БП отключена.

Настраиваем 14,5 В на выходе блока

Ножка №2 ШИМ АТ2005В подключается к шине +5 В и к шине +12 В через резисторы. Необходимо найти тот, который подключается к шине +12 В и немного увеличить его сопротивление (по схеме это R44).

Находим на плате нужный резистор (на плате обозначен как R54) и измеряем его сопротивление (составило 32,7 кОм). Настраиваем подстроечный резистор на такое же сопротивление и впаиваем на место.

С помощью подстроечного резистора добиваемся на выходе 14,5 В.

На этом этапе переделка компьютерного блока в зарядное на ШИМ АТ2005В окончена, осталось избавиться от лишних проводов и вывести клеммы крокодилы для подключения АКБ.

ВАЖНО! Данные манипуляции актуальны с ШИМ 2005В в случае с AT2005A, 2005Z процедура переделки будет другой.

Также необходимо учесть, что такой блок очень боится переполюсовки, при эксплуатации желательно использовать хоть самую простую защиту на реле или полевике.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

Зарядное из АТ блока питания 200 Вт на TL494

При переделке некоторых старых блоков АТ в зарядные устройства, можно столкнуться с некоторыми проблемами, в которых новичку тяжело разобраться. Мы попытаемся сегодня уделить немного времени таким моментам и расскажем, как можно сделать зарядное из АТ блока питания 200 Вт на основе ШИМ TL494. Опытом переделки поделится с вами Ильсур Валитов с Ульяновска.

Зарядное из АТ блока питания 200 Вт на TL494

Немножко теории. ШИМ TL494 был, есть и будет популярен среди радиолюбителей, на его основе очень часто встречаются как старые АТ блоки, так и современные АТХ. Вся суть переделок подобных БП заключается в корректировке режима работы TL494 для поднятия выходного напряжения блока до 14,4 В.

Если смотреть типовую схему включения TL494, то выходное напряжение блока будет зависеть от делителя, состоящего с резисторов R8 и R9. Увеличивая сопротивление R8, можно увеличивать и выходное напряжение БП. Проще говоря, ШИМ будет стараться поддерживать опорное напряжение 2,5 В на этом делителе, к которому подключена 1-я ножка TL494.

Все было бы хорошо, но существуют АТ блоки, где такой делитель подключен только к шине + 5 В.

В таком блоке питания получается, что стабилизирована только шина +5 В. Если мы, с помощью резистора R7 (см. уже схему блока) увеличивая его сопротивление, добьемся выходного напряжения 14,4 В на шине +12 В, то при подключении АКБ зарядный ток будет составлять лишь 1-1,5 А. Этого явно мало, т.к. блок способен выдать больше. Для этого нам нужно стабилизировать шину +12 В, к которой будем подключать АКБ.

Выпаиваем R7 (нумерация деталей на схеме не совпадает с нумерацией на плате, но номиналы деталей соответствуют схеме).

Вместо него устанавливаем подстроечный резистор. Ножку резистора, которая шла на шину +5 В, подключаем к шине +12 В.

Подстроечный резистор настраиваем на 24 кОм, т.к. при таком его сопротивлении TL494 необходимо будет подать 14,4 В на выход БП, чтобы на делителе получилось 2,5 В.

Теперь с помощью подстроечного резистора можно немного откорректировать выходное напряжение.

Зарядное из АТ блока питания готово. Ну и, конечно, финальное фото процесса зарядки. При подключении сильно посаженной АКБ зарядные токи могут достигать 5 -7 А и выше, по мере заряда батареи ток будет падать.

Процесс зарядки можно будет считать оконченным, когда зарядный ток снизится до 0,5 А.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Одноклассники

comments powered by HyperComments

СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Всем привет, прошло не так долго времени как я собрал свой первый радио конструктор или как известный в народе Master KIT, первое впечатление было очень позитивное после сборки этого действительно интересного и полезного конструктора. И вот недавно увидел в Интернете ещё одну интересную схему, тем более был радио конструктор по очень привлекательный цене, решил купить и собрать блок питания на микросхемы lm324.

Схема универсального БП

Это однополярный блок питания с "грубой" и "плавной" регулировками выходного напряжения, регулировкой ограничения по току и индикацией режима работы. В качестве регулирующего элемента используется полевой транзистор IRLZ44N.

Технические характеристики

• Входное напряжение: 7-32 В переменного тока
• Регулируемый ток нагрузки: 0-3 А
• Нестабильность выходного напряжения: не более 1%
• Выходное напряжение: 0-30 В

Описание работы

Схема стабилизации напряжения собрана на U1.3 и U1.4. На U1.4 собран дифференциальный каскад, усиливающий напряжение делителя обратной связи, образованного резисторами R14 и R15. Усиленный сигнал поступает на компаратор U1.3, сравнивающий выходное напряжение с образцовым, сформированным стабилизатором U2 и потенциометром RV2. Полученная разница напряжений поступает на транзистор Q2, управляющий регулирующим элементом Q1. Ограничение тока осуществляется  компаратором U1.1, который сравнивает падение напряжения на шунте R16 с опорным, сформированным потенциометром RV1. При превышении заданного порога, U1.1 изменяет опорное напряжение для компаратора U1.3, что приводит к пропорциональному изменению выходного напряжения. На операционном усилителе U1.2 собран узел индикации режима работы устройства. При понижении напряжения на выходе U1.1 ниже напряжения сформированного делителем R2 и R3, светится светодиод D1, сигнализирующий о переходе схемы в режим стабилизации тока. В случае работы устройства от питающего напряжения ниже 23В, стабилитрон D3 необходимо заменить перемычкой. Так же, возможно питать слаботочную часть схемы от отдельного источника, подав напряжение 9-35 В непосредственно на вход стабилизатора U3 и удалив стабилитрон D3.

Сборка устройства

После распаковки посылки меня сразу насторожило то, что отсутствует стабилитрон и некоторые резисторы - такое впечатление что этот комплект собирали кое как. Ничего, пусть будет, я думал что на этом все сюрпризы закончились, но как я ошибался: во время пайки дорожи улетали, паяльная маска была везде, должен был проходить наждачной бумагой зачищая контакты после чего их заново залуживал, пайка продолжалась несмотря ни на что, припаял основные резисторы это 1К и 10К, ну а дальше пошел на поиски недостающих резисторов. Нашел и запаял, после чего взялся за транзисторы - здесь было все нормально.

Что было интересно - это инструкция или схема по которой нужно собирать радио конструктор, первое что бросается в глаза это то, какой здесь разброс номиналов резисторов. Сама печатная плата разведена неграмотно, переменные резисторы на плате прикасаются друг к другу, при выключении схемы из сети идет скачок до 30 вольт и медленно падает. Чтоб это исправить припаял конденсатор к 8 и 11 ноге микросхемы - этот глюк проявляется при малых загрузках.

Вообще схема по параметрам реально неплохая, поэтому развел свою печатною плату. Может кто-то захочет повторить конструкцию. Печатная плата и список деталей в архиве. Благодарю за внимание, с вами был Kalyan-super-bos.

   Форум по БП

   Обсудить статью СХЕМА УНИВЕРСАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Схема источника питания

DIY на печатной плате

Блок питания - это очень распространенный инструмент, используемый большинством инженеров на стадии разработки. Лично я часто использую его, когда экспериментирую с схемами на макете или включаю простой модуль. Большинство цифровых или встроенных микросхем имеют стандартное рабочее напряжение 5 В или 3,3 В, поэтому я решил построить источник питания , который может подавать 5 В / 3,3 В на силовых шинах макета и плотно прилегать к макету. ,

Блок питания будет спроектирован на печатной плате с использованием EasyEDA. Схема использует 7805 для питания 5 В и LM317 для питания 3,3 В с максимальным номинальным током 1,5 А, который достаточно высок для питания цифровых микросхем и микроконтроллеров. Итак, начнем ....

Необходимые материалы

• LM317 Регулятор переменного напряжения
• 7805
• DC Barrel Jack
• 330 Ом и 560 Ом Резистор
• 0.1 и 1 мкФ конденсатор
• Светодиод
• кобель Бергстик
• PCB (от JLCPCB)

Схема

Полная принципиальная схема для этого проекта блока питания приведена ниже. Схема была создана с использованием Easy EDA.

Чтобы легко понять схему, она разделена на четыре части. Вверху слева и снизу слева находится регулятор 5 В и 3.Регулятор 3В соответственно. Верхняя правая и нижняя правая часть - это выводы коллектора, из которых мы можем получить либо 5 В, либо 3,3 В в соответствии с требованиями, изменив положение перемычки .

Для людей, которые плохо знакомы с этикетками, это просто виртуальный провод, который используется в принципиальных схемах для создания более аккуратного и простого для понимания. В приведенной выше схеме названия + 12В, + 5В и + 3,3В являются метками. Любые два места, где написана метка + 12В, фактически связаны проводом, то же самое применимо для двух других меток + 5В и +3.3В также.

+ 5В Схема регулятора

Мы использовали регулятор положительного напряжения 7805 для получения регулируемого напряжения + 5В. Вход IC - от адаптера 12 В, поданного через гнездо постоянного тока. Для удаления пульсаций мы использовали конденсатор 1 мкФ во входной секции и конденсатор 0,1 мкФ в выходной секции. Регулируемое выходное напряжение + 5 В может быть получено для контакта 3. При правильном радиаторе мы можем получить около 1.5А образуют 7805 IC.

+ 3,3 В Регулятор Цепи

Аналогично для получения + 3,3 В мы использовали регулятор переменного напряжения LM317 . LM317 - это регулируемый регулятор напряжения, который принимает входное напряжение 12 В и обеспечивает фиксированное выходное напряжение 3,3 В. Выходное напряжение V _из зависит от значений внешнего резистора R ₁ и R ₂ согласно следующему уравнению:

Рекомендованное значение для R1 составляет 240 Ом, но может быть и другое значение в диапазоне от 100 Ом до 1000 Ом.Мы можем использовать этот онлайн-калькулятор для расчета значений R1 и R2, я установил значение R1 равным 330R, а значение выходного напряжения - 3,3 В. После нажатия кнопки «Рассчитать» я получил следующий результат.

Поскольку у нас нет резистора 541,19 Ом, мы использовали наиболее близкое значение, которое составляет 560 Ом. Мы также добавили светодиод через другой резистор 560 Ом, который будет служить индикатором питания.

Размещение выводов

В вышеупомянутых двух блоках цепей мы отрегулировали + 5В и +3.3 В образуют источник 12 В. Теперь мы должны предоставить пользователю возможность выбора между напряжением + 5 В или напряжением + 3,3 В в соответствии с требованиями пользователя. Для этого мы использовали штыревые контакты с перемычками. Пользователь может переключать перемычку для выбора между значениями напряжения + 5 В и + 3,3 В . Мы также поместили еще один контактный разъем в нижней части печатной платы, чтобы мы могли установить его прямо на макетной плате.

PCB Design с использованием EasyEDA

Чтобы спроектировать блок питания для макетной платы , мы выбрали онлайновый инструмент EDA под названием EasyEDA.Ранее я много раз использовал EasyEDA и нашел его очень удобным, так как он имеет хорошую коллекцию следов и с открытым исходным кодом. После проектирования печатной платы мы можем заказать образцы печатной платы с помощью недорогих услуг по их изготовлению. Они также предлагают услугу поиска компонентов, где у них есть большой запас электронных компонентов, и пользователи могут заказать необходимые компоненты вместе с заказом на печатную плату.

При проектировании ваших микросхем и печатных плат вы также можете сделать свои схемы и печатные платы общедоступными, чтобы другие пользователи могли копировать или редактировать их и получать выгоду от вашей работы, мы также сделали общедоступными все наши схемы и печатные платы для этой схемы, проверьте ссылку ниже:

https: // easyeda.com / circuitdigest / схема источника питания макета

Вы можете просматривать любой слой (верхний, нижний, верхний шёлк, нижний шёлк и т. Д.) Печатной платы, выбрав слой из окна «Слои».

Вы также можете просмотреть печатную плату, как она будет выглядеть после изготовления, с помощью кнопки Photo View в EasyEDA:

Расчет и заказ образцов онлайн

После завершения проектирования этого блока питания для платы питания PCB вы можете заказать плату через JLCPCB.ком. Чтобы заказать печатную плату у JLCPCB, вам нужен Gerber File. Чтобы загрузить файлы Gerber с вашей печатной платы, просто нажмите кнопку Generate Fabrication File на странице редактора EasyEDA, затем загрузите файл Gerber оттуда или вы можете щелкнуть Order at JLCPCB , как показано на рисунке ниже. Это перенаправит вас на JLCPCB.com, где вы сможете выбрать количество печатных плат, которые вы хотите заказать, сколько слоев меди вам нужно, толщину печатной платы, вес меди и даже цвет печатной платы, как показано на снимке ниже:

После того, как вы выбрали все опции, нажмите «Сохранить в корзину», и вы попадете на страницу, где вы можете загрузить свой файл Gerber, который мы скачали с EasyEDA.Загрузите файл Gerber и нажмите «Сохранить в корзину». И, наконец, нажмите «Оформить заказ безопасно», чтобы завершить заказ, и через несколько дней вы получите свои печатные платы. Они изготавливают печатные платы по очень низкой цене, которая составляет 2 доллара. Их время сборки также очень мало, что составляет 48 часов с доставкой DHL 3-5 дней, в основном вы получите свои печатные платы в течение недели после заказа.

После заказа печатной платы вы можете проверить Production Progress вашей печатной платы с указанием даты и времени.Чтобы проверить это, перейдите на страницу «Учетная запись» и нажмите на ссылку «Производство» под печатной платой, как показано на рисунке ниже.

После нескольких дней заказа печатных плат я получил образцы печатных плат в красивой упаковке, как показано на рисунках ниже.

И после получения этих деталей я спаял все необходимые компоненты на печатной плате.

Работа схемы питания макета

После сборки вашей платы убедитесь, что нет холодной пайки, и удалите весь лишний флюс на вашей плате.Закрепите плату на макете, и она должна плотно прилегать к обоим шинам питания макета, теперь используйте адаптер 12 В для питания платы через разъем постоянного тока, и вы должны увидеть включение индикатора питания (здесь белого цвета). Затем вы можете установить перемычку на сторону 5 В или 3,3 В, используя информацию о шелкографии. Убедитесь, что вы используете перемычки, иначе мы не получим никакого напряжения на выходной стороне.

На изображении выше я поместил перемычку, чтобы обеспечить + 5В и измеряя то же самое с помощью мультиметра, который также показывает 4.97 В, что достаточно близко. Точно так же вы можете также проверить 3,3 В. Полная работа и тестирование проекта также показаны в видео ниже .

Теперь вы можете использовать эту плату для питания всех ваших будущих разработок электроники на макете с напряжением 5 В или 3,3 В. Надеюсь, вы поняли проект и получили удовольствие от его создания, если у вас возникли проблемы с его работой, вы можете опубликовать его в разделе комментариев или использовать наши форумы для получения дополнительной технической информации.

,

+ 5 В и -5 В Двойная цепь электропитания

Большинство аналоговых электронных цепей требуют двойных шин питания для правильной сбалансированной работы; это становится особенно критичным, если мы разрабатываем схемы операционного усилителя. Отрицательное напряжение питания также требуется в цифровых системах , таких как аналого-цифровые преобразователи, операционные усилители и компараторы. Во всех этих случаях требования к току будут низкими, но генерация такого напряжения -5 В, как правило, дорогая и неэффективная, если мы используем большое количество дискретных компонентов и компонентов интегральных микросхем.Итак, в этом уроке мы узнаем, как создать простую слаботочную двойную цепь питания 5 В , которая может питаться от наших портов USB. Точно так же мы ранее построили + 12 В и -12 В цепь двойного источника питания.

Несмотря на то, что существует много способов разделения одного напряжения, их виртуальный потенциал земли не будет постоянным. Если мы используем две батареи для получения напряжения двойной полярности, со временем одна батарея разряжается быстрее, чем другая, и становится трудно поддерживать сбалансированное напряжение двойной полярности.Если вы используете резисторный делитель потенциала, некоторая мощность рассеивается, так как тепло и расщепленное напряжение нестабильны. Для преодоления этих проблем мы будем использовать преобразователь напряжения CMOS IC под названием ICL7660 от Renesas.

ICL7660

ICL7660 и ICL7660A - это монолитные КМОП-преобразователи напряжения с подкачкой заряда , которые преобразуют диапазоны входного напряжения от + 1,5 В до + 10,0 В в диапазоны выходного напряжения от -1,5 В до -10,0 В.

ICL7660 и ICL7660A содержат все необходимые схемы для комплектации преобразователя отрицательного напряжения, кроме двух внешних конденсаторов.Работу устройства лучше всего понять по теории идеального преобразователя , приведенной ниже.

В течение первого полупериода переключатели S1 и S3 замкнуты (Примечание: переключатели S2 и S4 открыты в течение этого полупериода). Конденсатор С1 заряжается до напряжения V +. Во время второго полупериода работы переключатели S2 и S4 замкнуты (Примечание: переключатели S1 и S3 открыты в течение этого полупериода). Напряжение на конденсаторе С1 отрицательно сдвигается на V + вольт.Затем заряд переносится из C1 в C2, при условии идеальных переключателей и отсутствия нагрузки на C2. Таким образом, инвертированное напряжение V + доступно через C2. Работа ICL7660 и ICL7660A аналогична этой идеальной работе преобразователя напряжения.

ICL7660 Советы по применению:

• Конденсатор С2 должен быть расположен рядом с IC2, чтобы предотвратить защелкивание устройства. Не давайте больше 10 В для ICL7660, 12 В для ICL7660A.
• Не подключайте клемму низкого напряжения к заземлению при напряжении питания больше 3.5V.
• При использовании поляризованных конденсаторов, клемма «+» C1 должна быть подключена к контакту 2 ICL7660 и ICL7660A, а клемма «+» C2 должна быть подключена к заземлению.
• Для лучшей производительности используйте конденсаторы ESR с низким значением вместо C1 и C2.
• Буферный конденсатор может быть подключен через входной источник питания, если расстояние между проводом USB и цепью велико.
• Выходной ток этой цепи ограничен 40 мА. При токе до 100 мА вместо U1 может использоваться IC MAX660.

5 В Цепь питания и работа:

Полная схема ± 5 В блока питания с использованием ICL760 показана ниже. Входное напряжение + 5 В может быть получено с любого USB-порта ноутбука / компьютера или зарядного устройства / адаптера.

Контур построен на основе ICL7660 (U1) вместе с двумя конденсаторами (C1 и C2). Выход 5 В от USB подается на вывод 8 U1. Микросхема U1 и конденсаторы (C1 и C2) образуют секцию инвертора напряжения, которая преобразует + 5В в -5В.Преобразованное напряжение -5 В доступно на выводе 5 U1. Таким образом, на разъем J2 подается двойное питание 5В.

Мы смоделировали схему в Proteus, прежде чем строить ее на оборудовании:

Тестирование двойной (±) цепи питания USB 5В:

Соберите цепь на печатной плате / макете в соответствии с принципиальной схемой, показанной выше. Поместите конденсатор С2 как можно ближе к ИС U1. Микросхема должна быть закреплена с надлежащей базой ИС, если цепь припаяна на печатной плате.После того, как 5В цепь питания построена, она должна выглядеть примерно так:

Чтобы проверить цепь, подключите USB к ноутбуку или блоку питания или любой USB для питания цепи. Проверьте выходное напряжение на J2 с помощью мультиметра относительно земли. В приведенном ниже тестовом видео мультиметр подключен к положительной шине, когда он показывает 4,9 В. Затем мультиметр подключается к выходу микросхемы (т.е.контакт 5 из ICL7660), тогда он показывает -4,7 В.

Ниже моделирование

Надеюсь, вы поняли схему и узнали, как построить схему с двумя источниками питания, используя ICL7660 IC . Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев или используйте наши форумы для более технических вопросов. Также проверьте другие цепи питания, которые включают в себя различные цепи, такие как схема повышающего преобразователя, цепь понижающего преобразователя, цепь переменного источника питания, цепь SMPS, цепь блока питания и т. Д.

,

Как работают блоки питания | ОРЕЛ

Источники питания

составляют основу всех наших электронных устройств и обеспечивают постоянную последовательность действий там, где это больше всего необходимо. В современной современной электронике, такой как компьютеры и другие чувствительные к данным устройства, питание должно работать безупречно, и один сбой может означать потерю работы и данных. Но, как дизайнеры электроники, мы обычно оставляем свои соображения по поводу источника питания как запоздалую мысль, часто беря готовый блок схемы, который, как мы знаем, уже работает.В конце концов, мы просто хотим, чтобы наш выход 5 В, верно? Оказывается, под капотом происходит гораздо больше.

Источники питания от 10 000 футов

Большинство источников питания получают питание от сети переменного тока и преобразуют его в пригодный для использования постоянный ток для использования в электронных устройствах. В ходе этого процесса блок питания выполняет ряд функций, в том числе:

• Преобразование переменного тока из сети в постоянный постоянный ток
• Предотвращение вмешательства любого переменного тока в выход источника питания постоянного тока
• Поддержание выходного напряжения на постоянном уровне независимо от изменений входного напряжения

Чтобы все это преобразование произошло, типовой источник питания будет использовать несколько общих компонентов, включая трансформатор, выпрямитель, фильтр и регулятор.

Процесс преобразования переменного тока в постоянный начинается с переменного тока, который возникает на розетке в виде синусоидальной волны. Этот сигнал переменного тока колеблется между отрицательным и положительным напряжениями до шестидесяти раз в секунду.

Синусоидальный сигнал переменного тока. (Источник изображения)

Напряжение переменного тока сначала понижается трансформатором, чтобы удовлетворить требования напряжения нагрузки источника питания. После понижения напряжения выпрямитель преобразует синусоидальный сигнал переменного тока в набор положительных впадин и гребней.

Выпрямление удаляет отрицательную сторону сигнала переменного тока, оставляя только положительный выход. (Источник изображения)

В этот момент все еще существует колебание в форме волны переменного тока, поэтому фильтр используется для сглаживания переменного напряжения в пригодном для использования источнике постоянного тока.

Применение фильтра с конденсатором резервуара удаляет агрессивные гребни и впадины в нашей форме волны. (Источник изображения)

Теперь, когда переменный ток преобразован в пригодный для использования постоянный ток, некоторые источники питания будут дополнительно устранять любые колебания в форме волны с помощью регулятора.Этот регулятор обеспечивает стабильный выходной сигнал постоянного тока независимо от изменений, которые происходят с входным переменным напряжением.

Это процесс с первого взгляда. Независимо от того, на какой источник питания вы смотрите, он всегда будет иметь как минимум три основных компонента - трансформатор, выпрямитель и фильтр. Регуляторы могут использоваться или не использоваться в зависимости от того, является ли источник питания нерегулируемым или регулируемым (подробнее об этом позже).

Компоненты источника питания в деталях

Трансформатор

В качестве первой линии защиты трансформатор выполняет функцию понижения входящего переменного тока от источника питания до уровня напряжения, с которым может справиться нагрузка источника питания.Трансформаторы также могут повышать напряжение, но в этой статье мы сосредоточимся на тех, которые понижают напряжение для низковольтных электронных устройств постоянного тока.

Внутри трансформатора находятся две обмотки катушки, физически отделенные друг от друга. Первая обмотка получает переменный ток от источника питания, а затем электромагнитно соединяется со второй обмоткой, чтобы провести необходимое напряжение переменного тока во вторичной обмотке. Сохраняя эти две обмотки физически разделенными, трансформатор может изолировать сетевое напряжение переменного тока от достижения выхода цепи электропитания.

Две физически разделенные катушки в трансформаторе проходят через электромагнитную связь. (Источник изображения)

Выпрямитель

После того, как трансформатор отключил переменный ток, выпрямитель должен преобразовать форму сигнала переменного тока в необработанный формат постоянного тока. Это достигается с помощью одного или нескольких диодов в конфигурации полуволны, полной волны или мостового выпрямления.

выпрямление полуволны

В этой конфигурации один диод выпрямителя используется для извлечения напряжения постоянного тока из половины цикла сигнала переменного тока.Это оставляет источнику питания половину выходного напряжения, которое он получал бы от полной формы сигнала переменного тока при Vpk x 0,318. Half Wave - самая дешевая конфигурация для проектирования, идеальная для нетребовательного энергопотребления и, как правило, оставляющая наибольшую пульсацию в выходном напряжении.

Половолновое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала. (Источник изображения)

Полная волна выпрямления

В этой конфигурации два выпрямительных диода используются для извлечения двух полупериодов входящего сигнала переменного тока.Этот процесс обеспечит удвоение выходного напряжения выпрямления полуволны при Vpk x 0,637. Хотя эта конфигурация является более дорогой в разработке, чем Half Wave, так как для нее требуется трансформатор с центральным отводом, она имеет дополнительное преимущество улучшенного сглаживания пульсаций переменного тока.

Двухполупериодное выпрямление в цепи и форме выходного сигнала. (Источник изображения)

Исправление моста

В этой конфигурации используются четыре диода, соединенных в мост, для достижения полной волны выпрямления без использования трансформатора с центральным отводом.Это обеспечит то же выходное напряжение, что и для полной волны при Vpk x 0,637 для диодов, которым требуется только половина их напряжения обратного пробоя. В течение каждого полупериода проводят два противоположных диода, которые обеспечивают полную форму сигнала переменного тока в конце полного цикла.

Мостовое выпрямление в цепи и форме выходного сигнала, такое же, как в режиме полной волны. (Источник изображения)

Фильтр

Теперь, когда мы преобразовали переменное напряжение переменного тока, задача фильтра - устранить любые колебания переменного тока в выходном напряжении, оставляя ровное постоянное напряжение.Зачем устранять рябь? Если они попадут на выход источника питания, они могут повредить нагрузку и потенциально разрушить всю вашу цепь. В фильтрах используются два основных компонента: резервуарный конденсатор и фильтр нижних частот.

Емкостный конденсатор

Электролитический конденсатор большой емкости используется для временного хранения выходного тока, подаваемого выпрямительным диодом. При зарядке этот конденсатор сможет обеспечивать выходной ток постоянного тока в течение промежутков времени, когда диод выпрямителя не проводит.Это позволяет источнику питания поддерживать постоянный выход постоянного тока в течение циклов включения / выключения источника питания.

Здесь вы можете увидеть разницу в выходном сигнале с колпачком резервуара и без него. (Источник изображения)

Фильтр нижних частот

Вы можете создать цепь электропитания только с емкостным конденсатором, но добавление фильтра нижних частот дополнительно устраняет пульсации переменного тока, которые проходят через накопительный конденсатор. В большинстве базовых источников питания вы не найдете используемых фильтров нижних частот, так как они требуют дорогих индукторов с многослойными или тороидальными сердечниками.Однако в современной электронике с импульсными источниками питания вы найдете фильтры низких частот, используемые для удаления пульсаций переменного тока на более высоких частотах.

При добавлении вместе конденсатора резервуара и фильтра низких частот вместе в цепь электропитания, вы сможете удалить 95% + пульсации переменного тока. Это позволит вам поддерживать стабильное и чистое выходное напряжение, соответствующее пику исходной входной волны переменного тока.

Регулятор

В регулируемых источниках питания будет добавлен регулятор, чтобы дополнительно сгладить напряжение постоянного тока и обеспечить постоянный выходной сигнал независимо от изменений уровней входного сигнала.Это улучшенное регулирование также добавляет дополнительную сложность и стоимость для питания схемы. Вы найдете регуляторы в двух разных конфигурациях, либо в качестве шунтирующего регулятора, либо в виде последовательного регулятора.

Шунт-регулятор

В этой конфигурации регулятор подключен параллельно с нагрузкой, что обеспечивает постоянный ток, протекающий через регулятор, до удара нагрузки. Если ток нагрузки увеличивается или уменьшается, шунтирующий регулятор будет либо уменьшать, либо увеличивать свой ток, чтобы поддерживать постоянное напряжение питания и ток.

Шунтирующие регуляторы подключены параллельно с нагрузкой. (Источник изображения)

Регулятор серии

В этой конфигурации последовательный регулятор подключен последовательно с нагрузкой, которая обеспечивает переменное сопротивление. Этот регулятор будет последовательно измерять входное напряжение нагрузки, используя систему отрицательной обратной связи. Если выборка напряжения увеличивается или падает, то последовательный регулятор будет либо понижать, либо повышать свое сопротивление, позволяя большему или меньшему току течь через нагрузку.

Регуляторы серии

добавляют переменное сопротивление к току управления. (Источник изображения)

Типы источников питания

Типичные источники питания переменного и постоянного тока будут использовать некоторые или все вышеперечисленные компоненты в своей схеме в качестве нерегулируемого или регулируемого источника питания. Какой тип блока питания вы используете в своем проекте электроники, зависит от уникальных требований вашего дизайна.

нерегулируемые источники питания

Эти источники питания не имеют регулятора напряжения и будут генерировать заданное напряжение только при максимальном выходном токе.Здесь выход постоянного напряжения связан с внутренним трансформатором напряжения, и выходное напряжение будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости от выходного тока нагрузки. Эти источники питания известны своей долговечностью и дешевизной, но не обеспечивают достаточной точности для чувствительных к электропитанию электронных устройств.

Нерегулируемые источники питания содержат все общие компоненты, кроме регулятора.

Регулируемые источники питания

Стабилизированные источники питания включают в себя все основные компоненты, имеющиеся в нерегулируемом источнике питания с добавлением регулятора напряжения.Обратите внимание на три конфигурации источника питания регулятора:

Линейный источник питания . Эта конфигурация использует полупроводниковый транзистор или полевой транзистор для управления выходными напряжениями в определенном диапазоне. Хотя эти источники питания не являются самыми эффективными и генерируют много тепла, они известны своей надежностью, минимальным электрическим шумом и широкой коммерческой доступностью.

Типичная линейная цепь электропитания. (Источник изображения)

Импульсный источник питания .В этой конфигурации используется полупроводниковый транзистор или полевой транзистор, который включается / выключается для подачи напряжения на выходной резервуарный конденсатор. Режимы переключения, как правило, меньше и легче линейных источников питания, предлагают большой диапазон выходного сигнала и более эффективны. Однако они требуют сложной схемы, генерируют больше шума и требуют снижения помех для своих высокочастотных операций.

Здесь мы можем видеть дополнительную сложность в схеме переключения режима. (Источник изображения)

Аккумуляторный блок питания .Эта конфигурация действует как накопитель энергии и обеспечивает постоянный поток постоянного тока на электронное устройство. По сравнению с линейными и импульсными источниками питания, батареи являются наименее эффективным методом для питания устройств, и их также трудно согласовать с правильным напряжением в нагрузке. Тем не менее, у батарей есть преимущество в том, что они служат источником питания, когда сеть переменного тока недоступна и не создают электрических помех.

При рассмотрении вопроса о том, какой источник питания использовать для вашего следующего проекта в области электроники, мы рассмотрим следующие преимущества и недостатки для нерегулируемых и регулируемых источников питания:

Нерегулируемый	Регулируется
Преимущества: Простая схема Надежный и экономичный Недостатки Напряжение меняется в зависимости от тока нагрузки Идеально подходит для устройств, работающих на фиксированный выходной ток / напряжение	Преимущества Постоянное напряжение Высшее качество Лучшая фильтрация шума Регулируемое выходное напряжение / ток Недостатки Требуется более сложная схема дороже

При выборе между линейным, импульсным или батарейным регулируемым источником питания учитывайте следующее:

Регулируемые источники питания
Линейный	Режим переключения	Аккумулятор
Преимущества Стабильный и надежный Меньше электрических помех Хорошая линия и регулировка нагрузки Недостатки Низкая эффективность <50% Требуется больший радиатор Большие компоненты и тяжелые Дорого	Преимущества Малый размер и легче Широкий диапазон входного напряжения Высокая эффективность Менее дорогой по сравнению с линейным Недостатки Требуется более сложная схема Может загрязнять сеть переменного тока Более высокий шум	Преимущества Не требует доступа к сети переменного тока Портативный источник питания Недостатки Фиксированное напряжение на входе Фиксированный срок службы Выходное напряжение падает при использовании резервов энергии

Технические характеристики источника питания

, которые необходимо знать о

При выборе готовой схемы питания вместо разработки собственной, необходимо знать несколько спецификаций.К ним относятся:

• Выходной ток . Это максимальный ток, который блок питания может подавать на нагрузку.
• Регулятор нагрузки . Это определяет, насколько хорошо регулятор может поддерживать постоянный выходной сигнал при изменении тока нагрузки, обычно измеряемом в милливольтах (мВ) или максимальном выходном напряжении.
• Noise & Ripple . Они измеряют нежелательные электронные помехи и изменения напряжения от преобразования переменного тока в постоянный, обычно измеряемые в пиковом напряжении для импульсных источников питания.
• Защита от перегрузки . Это функция безопасности, которая отключит электропитание в случае короткого замыкания или перегрузки по току.
• Эффективность . Это отношение мощности, преобразованной из сети переменного тока в постоянное. Высокоэффективные системы, такие как импульсные источники питания, могут достигать 80% рейтинга эффективности, снижать тепло и экономить энергию.

Последовательное Преобразование

Блоки питания

обеспечивают надежную основу для питания всех наших электронных устройств, будь то ваш компьютер, смартфон или телевизор, и этот список можно продолжить.Независимо от того, какой тип источника питания вы используете или проектируете, все они включают в себя несколько основных компонентов для преобразования сети переменного тока в постоянный постоянный ток (DC). Трансформатор сначала понижает напряжение, которое затем выпрямляется в необработанном формате постоянного тока. Затем он фильтруется и регулируется, чтобы обеспечить плавное постоянное напряжение для согласованного выхода. При проектировании собственной цепи электропитания следует использовать эти первичные компоненты вместе с уникальными спецификациями электропитания для вашей конструкции, чтобы обеспечить постоянный выход постоянного тока в любое время дня.

Нужен ли разъем питания для вашего будущего проекта дизайна электроники? У нас есть куча бесплатных библиотек! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

,