Двухполярный блок питания схема: Регулируемый двухполярный источник питания, схемы, купить детали в Москве

Содержание

ПРОСТОЙ ДВУХПОЛЯРНЫЙ БП С РЕГУЛИРОВКАМИ

Не так давно возникла насущная необходимость собрать двуполярный блок питания (взамен внезапно сгоревшего) по простой схеме и из доступных деталей. За основу была взята схема, опубликованная ранее на этом же сайте.

Исходная схема

По ссылке существует подробное описание сути работы и настройки, поэтому останавливаться на этих моментах и тонкостях не стану.

Сначала была собрана исходная однополярная схема для пробы и поиска возможных ошибок, про которые писали некоторые собиравшие данную конструкцию. У меня всё сразу заработало нормально, возникли лишь вопросы с регулировкой тока ограничения и индикацией срабатывания этого ограничения.

Поскольку исходная схема, как видно, разрабатывалась для выходных токов порядка 3 ампер и более, то и схема ограничения выходного тока соответствует этим заданным параметрам. Величина минимального тока ограничения определяется номиналом сопротивления R6, а с помощью переменного резистора R8 можно лишь несколько увеличивать величину тока срабатывания защиты (чем меньше суммарное сопротивление резисторов R6 и R8, тем больше будет допустимый выходной ток).
Светодиод VD6 служит для индикации работы блока питания и срабатывания защиты (при срабатывания защиты и ограничении тока на выходе он гаснет).

Далее была собрана аналогичная схема для напряжения отрицательной полярности — полностью аналогичная, лишь с заменой полярности включения электролитических конденсаторов, диодов (стабилитронов) и с применением транзисторов противоположной структуры (n-p-n / p-n-p). Обозначения элементов «минусового» плеча оставлены такими же, как у «плюсового» для упрощения рисования схемы 🙂

Новая схема БП

При изготовлении был применён валяющийся без дела трансформатор мощностью 60 ватт, с двумя вторичными обмотками по 28 вольт переменного напряжения и одной на 12 вольт (для питания дополнительных маломощных полезных устройств, например — кулера охлаждения радиаторов мощных транзисторов со схемой управления). Получившаяся схема приведена на рисунке.

При этом резистор R6 определяет величину минимального тока ограничения, поэтому он включен в выходную цепь постоянно. Остальные же резисторы при помощи переключателя S1 подключаются параллельно этому R6, суммарное сопротивление уменьшается и выходной ток, соответственно, увеличивается.

Резисторы R6 и R7 могут быть мощностью 0,5 ватт или более R8 — 1-2 ватта, а R9 — не менее 2 ватт (у меня стоят резисторы типа С5-16МВ-2ВТ и заметного их нагрева при нагрузке до 3 ампер не наблюдается). На схеме (рис.1) указаны значения выходных токов, при которых срабатывает защита и выходной ток даже при КЗ не превышает этих значений.

Здесь следует отметить, что индикация срабатывания защиты работает только при выходных токах более 3 ампер (то есть светодиод гаснет при срабатывании защиты), при меньших же токах светодиод не гаснет, хотя сама защита при этом срабатывает нормально, это проверено на практике.

Транзисторы Т1 (обозначение дано по исходной схеме, у меня это А1658 и КТ805) стоят без теплоотводов и практически вообще не нагреваются. Вместо А1658 можно поставить КТ837, например. Вообще, при сборке схемы мною пробовались самые разные транзисторы, соответствующие по структуре и мощности и всё работало без проблем. Переменный резистор R (сдвоенный, для синхронной регулировки выходного напряжения) применён советский, сопротивлением 4,7 кОм, хотя пробовались и сопротивления до 33 кОм, всё работало нормально. Разброс выходных напряжений по плечам составляет порядка 0,5-0,9 вольт, чего для моих целей, например, вполне достаточно. Хорошо бы, конечно, поставить сдвоенный переменник с меньшим разбросом сопротивлений, но таких пока нет под рукой…

Стабилитроны VD1 — составные, по два соединённых последовательно Д814Д (14 + 14 = 28 вольт стабилизации). Следовательно, пределы регулировки выходных напряжений получились от 0 до 24 вольт. Диоды выпрямительных мостов — любые, соответствующей мощности, я использовал импортные диодные сборки — KBU 808 без радиатора (ток до 8 А) и ещё одну маломощную, без обозначения (?), для питания кулера.

На теплоотводы установлены только выходные регулирующие транзисторы КТ818, 819. Теплоотводы небольшие, что определено габаритами корпуса (по размеру он как БП от компа), поэтому потребовалось сделать дополнительное принудительное их охлаждение. Для этих целей был использован небольшой кулер (от системы обдува процессора старого компьютера) и простая схема управления, всё это питается от отдельной обмотки трансформатора, которая там оказалась весьма кстати.

В качестве термодатчика был использован германиевый транзистор типа МП42 (большие залежи остались и девать некуда. Оказалось, что замечательно работают в качестве термодатчиков!) Схема простая и понятная, в особом описании не нуждается. База транзистора-термодатчика никуда не подключается, этот вывод можно просто откусить, желательно только не своими зубами, а то стоматология нынче дорогое удовольствие!

Температуру, при которой запускается кулер, можно регулировать подстроечным резистором (сопротивление может быть от 50 до 250 кОм). Максимальный ток и скорость вращения вентилятора определяются гасящим резистором в цепи питания. У меня это сопротивление 100 Ом (подбирается экспериментально, в зависимости от напряжения питания и тока потребления кулера).

Блок питания, собранный по данной схеме, неоднократно был испытан с нагрузкой во всём диапазоне выходных напряжений и токах от 30 мА до 3,5 ампер и показал свою полную работоспособность и надёжность работы. При токах более 2 ампер применённый трансформатор грелся довольно сильно из-за недостаточной его мощности, в остальном же схема вела себя вполне адекватно.

Есть возможность увеличить выходной ток нагрузки более 3-4 ампер, если использовать соответствующей мощности трансформатор и выходные (регулирующие) транзисторы, возможно применить параллельное включение нескольких мощных транзисторов. Схема не требует особой наладки и подбора компонентов, при изготовлении можно использовать практически любые транзисторы с коэффициентом усиления 80-350. Специально для сайта Радиосхемы, автор — Андрей Барышев

Форум по блокам питания

Форум по обсуждению материала ПРОСТОЙ ДВУХПОЛЯРНЫЙ БП С РЕГУЛИРОВКАМИ

Схема двухполярного блока питания на 15 вольт

В этом обзоре канала “Обзоры посылок и самоделки от jakson” о простой схеме двухполярного блока питания с выходным напряжением на выходе 15 вольт. Cхема, которую будем собирать, не требует много деталей. Главное – найти то 2 регулятора 7815 и 7915. Их можно заказать в Китае.

Радиодетали, платы можно купить с бесплатной доставкой в этом китайском магазине.

Схема двухполярного блока питания

В итоге на выходе должно получиться плюс 15 и минус 15 вольт двухполярного питания. Для этого нам понадобится специальный трансформатор, на выходе из которого сможем получить двухполярное питание со средней точкой.

Этого может добиться двумя методами. Например, если трансформатор построен так, что между двумя его контактами (в нашем случае +15 и -15) есть средняя точка, которая является контактом середины вторичной обмотки.

Напряжение между средним и первым контактом будет 15 вольт, а между средним и последним тоже по 15. Между первым и последним – 30 вольт.

Если в конструкции трансформатора не предусмотрена нужная нам точка, можно взять две вторичные обмотки с одинаковым напряжением. Серединная точка между ними будет средней точкой нашего 2-полярного питания. Так и сделаем. Будут не 2 обмотки, а 4, поскольку много вторичных обмоток в этом трансформаторе, соединим несколько, чтобы получить необходимое напряжение.

Будет использован старый советский военный трансформатор, которому уже более 30 лет. Несмотря на это, он отлично работает и по сути тут нечему ломаться, так как полностью залитый, он герметичный. Возможно его качество будет даже лучше, чем у современных китайских трансформаторов. Но его мощность всего лишь 60 ватт.

Сборка блока будет реализована на макетной печатной плате хорошего качества. В диодном мосту диоды IN 5408. Их хватит с запасом. Также нам понадобится четыре электролитических конденсатора. Два из них на 2200 микрофарад, 25 вольт и другие на 100 микрофарад, 35 вольт. Два конденсатора на 0,1 мкф. Также регуляторы, о которых речь шла выше. При пайке регуляторов будьте внимательны, так как распиновка у них разная.

В схеме блока два светодида – индикаторы, в которых нет особой нужды, их можно не ставить.

Далее подробности на видео:

Обсуждение

Зачем эти стабилизаторы и вся эта лишняя дичь. Трансформатор ведь с средней точкой два плеча по 18 вольт, то что нужно. Просто выпрямить две фазы пропустить через ёмкости и на усилок. Зачем эти стабилизаторы на 1 ампер, чтобы задушить микросхему и в придачу греться? С таким успехом можно просто автомагнитолу поставить от 12 вольт больше выдаст. По характеристике tda 7294 +/-27 вольт на 4 Ом динамик.
Мощность маловата для питания усилителя. Стабилизаторы выдают около 1,5 Ампер тока, при этом адски нагреваясь! Радиаторов, что на видео, ну никак не хватит для охлаждения. Такую схему можно использовать только для питания небольших нагрузок.
Вопрос от незнайки. )) Зачем нужно двухполярное питание? а чем хуже соединить в параллель две по 15 вольт (усилить силу тока) и собрать два независимых друг от друга одинаковых усилителей и запитать одним плюсом и одним минусом? Вот у меня есть две микросхемы тда 7296, хочу два усилителя из них сделать, на левый и правый канал и на саб из али моно усилок на 60 ватт класс д. И всё это запитать одним выходом из трансформатора

Стабилизированный двухполярный источник питания предварительного усилителя

Более или менее качественные предварительные усилители требуют двухполярного напряжения питания. Источник, схема которого представлена в этой статье, обеспечит предварительный усилитель стабилизированным напряжением ±15В. Помимо этого, от положительной шины (+15В) можно питать регулятор тембра. Нередко регулятор тембра и предварительный УНЧ представляют одну схему. В тех и других звуковой сигнал является слаботочным и поэтому он подвержен искажениям и наводкам, источниками которых могут быть разные причины в точности и нестабилизированное напряжение питания.

Так, например, в статье «Профилактика и доработка усилителя Радиотехника У-101» я описывал недостаток схемы питания предварительного УНЧ, который заключался в запитывании схемы через гасящий резистор от нестабилизированного источника. При прослушивании звукового сигнала, с низкочастотной составляющей (ниже 300Гц), на шинах питания образуются просадки напряжения, которые присутствуют и после гасящего резистора. Таким образом, при колебании питающего напряжения предварительного усилителя, происходит изменение (искажение) амплитуды усиливаемого сигнала на его выходе. Чтобы уйти от этого недостатка я убрал гасящие резисторы и установил по шинам питания стабилизаторы напряжения.

Схема стабилизированного двухполярного источника питания

Основой в схеме является понижающий трансформатор. Он должен иметь две вторичные обмотки или одну обмотку со средним выводом, относительно которого на каждом плече должно быть напряжение переменного тока 15В. Можно применить трансформатор с выходным напряжением 18В переменного тока в каждой обмотке. После выпрямления, напряжение на электролитических конденсаторах C1 и C2 станет в 1.41 раз больше, то есть с трансформатором 15+15В выпрямленное напряжение холостого хода станет равным ±21.2В.

Выходной ток трансформатора будет зависеть от тока потребления предварительного усилителя, обычно он не превышает 100-200мА, поэтому трансформатор с выходным током 0.5А отлично подойдет.

В качестве элементов диодного моста VD1-VD4 могут применяться любые выпрямительные диоды с током 1А и напряжением 100В и более. Также можно установить диоды Шоттки, ощутимой разницы в данной схеме не будет.

В качестве стабилизирующих элементов применены линейные стабилизаторы LM7815 и LM7915. Стабилизатор LM7915 стабилизирует отрицательное напряжение относительно GND, а LM7815 положительное напряжение.

Емкость электролитических конденсаторов может отличаться в некотором диапазоне, больше – лучше, меньше – хуже, но все в разумных пределах. Напряжение, на которое рассчитаны электролиты, должно иметь запас 20-30% от напряжения на их выводах. Каждый электролит должен быть зашунтирован неполярным пленочным или керамическим конденсатором (C3, C4, C7, C8), для фильтрации высокочастотных колебаний, когда электролитический конденсатор, обладая большой емкостью, становится уже малоэффективным.

При токе потребления предварительного усилителя не более 200мА, теплоотводы на линейные стабилизаторы LM7815 и LM7915 можно не устанавливать. В противном случае на них можно установить небольшие алюминиевые пластинки.

Печатная плата двухполярного источника питания СКАЧАТЬ

Схемы самодельных блоков питания

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 2954 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.

2 6775 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 1204 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 5352 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 1642 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 1235 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 10863 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 6067 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 2174 0

Блок питания на 9В с таймером (CD4069, NJM4020)

Схема простого блока питания, который может отключаться от сети через некоторое время после включения. Это время устанавливается плавно (переменным резистором) в пределах от 10 минут до 2 часов. Блок можно использовать там, где нужно выключать какую-то батарейную аппаратуру, питающуюся от сетевого …

1 889 0

1 2 3 4 5 .

.. 14

Радиодетали, электронные блоки и игрушки из китая:

Лабораторный блок питания двухполярный | 2 Схемы

Если нужен приличный блоком питания с регулируемым током и напряжением — редакция сайта «Две Схемы» советует вспомнить старый добрый стабилизатор uA723. Проверен он уже тысячи раз радиолюбителями по всему Миру и показал прекрасные результаты — тогда зачем изобретать велосипед? Схема обеспечивает симметричное двухполярное выходное напряжения в диапазоне до 26 В и токе до 3 А. Превышение максимального значения тока вызывает отключение выходных транзисторов, что можно рассматривать как защиту по току. В каждой мастерской должен быть именно такой двухполярный БП — это полезно например в конструкциях с использованием операционных усилителей, а также для предварительного запуска усилителей мощности с двойным питанием. Преимуществом описываемой здесь конструкции является очень низкая стоимость сборки. В общем данный блок питания станет очень серьезным помощником домашней радиотехнической лаборатории.

Схема блока питания на uA723

Принципиальная схема БП

Прямому регулированию подвергается плечо положительного напряжения, в то время как отрицательная часть следует за положительной благодаря системе построенной на операционном усилителе TL081.

Описание работы

Стабилизатор U1 (uA723) включает в себя температурно компенсированный источник опорного напряжения, усилитель ошибки и выходной транзистор, обеспечивающий ток до 150 мА. Микросхема работает в типовой конфигурации, в которой его внутренний усилитель ошибки сравнивает напряжение с делителя R0 (5,6 k) — R3 (4,7 k) с напряжением, какое наличествует на выходе блока питания. Резисторы R4 (220R), R5 (6,8 k) и потенциометр P1 (50k) обеспечивают регулирование напряжения выхода.

Усилитель ошибки работающие в петле отрицательной обратной связи регулируется с помощью элементов R1 (560R), T1 (BD911) и T2 (BD139) меняя выходное напряжение так, чтобы его доля была равна установленному напряжению через делитель R0 — R3. Изменение положения ползунка P1 приведет к изменению выходного напряжения, поэтому усилитель ошибки, соответственно, изменит выходное напряжение, чтобы эти изменения компенсировать.

Например: перемещение ручки потенциометра в направлении R4 повысит напряжение на его ползунке, что заставит стабилизатор (через усилитель ошибки) снизить выходное напряжения так, чтобы потенциал регулятора снизился до уровня устанавливаемого делителем R0 — R3.

Резистор R2 (0.2 R/5W) вместе с транзистором Т6(BC548) работает в узле ограничения тока. Если ток, потребляемый от источника питания растет — падение напряжения на R2 также возрастает. Открытый транзистор Т6 при снижении напряжения равным примерно 600 мВ вызовет короткое замыкание между эмиттером и базой транзисторов управления и тем самым ограничит ток, протекающий через T1. Ток будет ограничен значением примерно 0.6/R2, что в данном случае дает 3 Ампера. Номинал резистора следует подобрать самостоятельно, учитывая трансформатор и его характеристики. В роли T1 в большинстве случаев потребуется применение нескольких транзисторов соединенных параллельно, чтобы распределить протекающий ток и мощность на несколько элементов.

За регулирование отрицательной половины питания отвечает операционный усилитель U2 (TL081). Его выход управляет транзисторами T3 (BD140) и T4(BD912). Резистор R9 (560R) ограничивает ток базы Т3, выполняя аналогичную роль, как R1 в положительной половине питания. Делитель R6 (100k), R7 (100k) и P2 (10k) подобран таким образом, чтобы в состоянии, установленном на регуляторе P2 был потенциал массы. Увеличение напряжения на выходе положительной части блока питания приведет к увеличению потенциала на ползунке потенциометра P2, одновременно ОУ U1 стремясь уровнять потенциал на обоих своих выходах приведет к снижению отрицательной половины питания с помощью регулировочных элементов T3 и T4. Напряжение на отрицательной половине, соответственно, будет следовать за положительным, если только делитель R6, R7, P2 будет установлен на деление 1:1.
Транзистор T5 (BC557) ограничивает ток в отрицательной половине питания таким же образом, как и T6 в положительной половине. Максимальное значение тока в данном случае это 0.6/R8.

К разъемам IN1 и IN2 подключаются две независимые обмотки трансформатора питания. Напряжение будет одинаково на мостах Br1 (5А) и Br2 (5А) и будет фильтроваться с помощью емкости C1, C2 (4700uF) и C3, C4 (100nF), после чего попадает на транзисторы T1 и T4 (напоминаем, что каждый из них может состоять из нескольких транзисторов, соединенных параллельно). На выходе напряжение фильтруют конденсаторы C6, C7 (470uF) и C9, C10 (100nF). Выходом блока является разъем OUT на котором и будет регулируемое напряжение симметрично относительно массы. Кроме того, на плате можно установить делитель R10-R13, благодаря которому возможно измерение выходного напряжения с помощью микроконтроллера с преобразователем ADC.

На вход схемы необходимо подключить трансформатор с двумя обмотками напряжением 2×24 В и мощности в зависимости от ваших потребностей.

Сборка лабораторного блока питания

Плата печатная ЛБП

Схема паяется на печатной плате (скачать). Монтаж не сложен, элементы на ней находятся далеко друг от друга. Однако необходимо определить значения R3, Р1 и R5. Резистор R3 определяет уровень напряжения на входе усилителя ошибки (pin 5 U1) и его подбор является простым. По расчётам резистор R3 равен 4,7 k, что дает напряжение на усилителе ошибки около 3,2 В. Второй шаг-это подбор значения потенциометра P1 и резистора R5, от которых зависит максимальное выходное напряжение блока питания. Предполагая, что требуемый диапазон регулирования выходного напряжения от 3 В до 26 В легко рассчитаем значение R5 чуть ниже 7к. Принимаем ближайшее значение из стандартного ряда и получаем R5 = 6,8 к.

Готовый лабораторник БП

После сборки мелких элементов на плате, пришло время для установки силовых транзисторов T1 и T4, они должны быть установлены на отдельный радиатор. Если по какой-то причине будет только один радиатор — примените изоляционные прокладки под транзисторы. Если потребление тока от блока питания не будет большим — до 0.5 А, можно поставить только один транзистор. Если таки нагрузки планируются несколько ампер — можно использовать параллельное соединение транзисторов в соответствии со схемой их соединения.

Регулированный блок питания 0-30В

Лабораторный блок своими руками, техника сборки

Устройство и принцип работы блока питания

Стремление получить как можно компактнее готовое устройство примело к появлению различных микросхем, внутри которых находятся сотни, тысячи и миллионы отдельных электронных элементов. Поэтому практически любой электронный прибор содержит микросхему, стандартная величина питания которой 3,3 В или 5 В. Вспомогательные элементы могут питаться от 9 В до 12 В постоянного тока. Однако мы хорошо знаем, что розетке переменное напряжение 220 В частотою 50 Гц. Если его подать непосредственно на микросхему или какой-либо другой низковольтный элемент, то они мгновенно выйдут из строя.

Отсюда становится понятным, что главная задача сетевого блока питания (БП) состоит в снижении величины напряжения до приемлемого уровня, а также преобразование (выпрямление) его из переменного в постоянное. Кроме того, его уровень должен оставаться постоянным независимо от колебаний входного (в розетке). Иначе устройство будет работать нестабильно. Следовательно, еще одна важнейшая функция БП – это стабилизация уровня напряжения.

В целом структура блока питания состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.

Помимо основных узлов еще используется ряд вспомогательных, например, индикаторные светодиоды, которые сигнализируют о наличие подведенного напряжения. А если в БП предусмотрена его регулировка, то естественно там будет вольтметр, а возможно еще и амперметр.

В данной схеме трансформатор применяется для снижения напряжения в розетке 220 В до необходимого уровня, чаще всего 5 В, 9 В, 12 В или 15 В. При этом еще осуществляется гальваническая развязка высоковольтных с низковольтными цепями. Поэтому при любых внештатных ситуациях напряжение на электронном устройстве не превысит значение величины вторичной обмотки. Также гальваническая развязка повышает безопасность обслуживающего персонала. В случае прикосновения к прибору, человек не попадет под высокий потенциал 220 В.

Конструкция трансформатора довольно проста. Он состоит из сердечника, выполняющего функцию магнитопровода, который изготовляется из тонких, хорошо проводящих магнитный поток, пластин, разделенных диэлектриком, в качестве которого служит нетокопроводящий лак.

На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.

Принцип работы трансформатора заключается в следующем. Если к сетевой обмотке приложить напряжение, то, поскольку она замкнута, в ней начнет протекать переменный ток. Вокруг этого тока возникает переменное магнитное поле, которое собирается в сердечнике и протекает по нему в виде магнитного потока. Поскольку на сердечнике расположена еще одна обмотка – вторичная, то поде действием переменного магнитного потока в ней навидится электродвижущая сила (ЭДС). При замыкании этой обмотки на нагрузку, через нее будет протекать переменный ток.

Радиолюбители в своей практике чаще всего применяют два вида трансформаторов, которые главным образом отличатся типом сердечника – броневой и тороидальный. Последний удобнее в применении тем, что на него достаточно просто можно домотать нужное количество витков, тем самым получить необходимое вторичное напряжение, которое прямопропорционально зависит от количества витков.

Основными для нас являются два параметра трансформатора – напряжение и ток вторичной обмотки. Величину тока примем равной 1 А, поскольку на такое же значение мы возьмем стабилитроны

Продолжаем собирать блок питания своими руками. И следующим порядковым элементом в схеме установлен диодный мост, он же полупроводниковый или диодный выпрямитель. Предназначен он для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора в постоянное, а точнее говоря, в выпрямленное пульсирующее. Отсюда и происходит название «выпрямитель».

Существуют различные схемы выпрямления, однако наибольшее применение получила мостовая схема. Принцип работы ее заключается в следующем. В первый полупериод переменного напряжения ток протекает по пути через диод VD1, резистор R1 и светодиод VD5. Далее ток возвращается к обмотке через открытый VD2.

К диодам VD3 и VD4 в этот момент приложено обратное напряжение, поэтому они заперты и ток через них не протекает (на самом деле протекает только в момент коммутации, но этим можно пренебречь).

В следующий полупериод, когда ток во вторичной обмотке изменит свое направление, произойдет все наоборот: VD1 и VD2 закроются, а VD3 и VD4 откроются. При этом направление протекания тока через резистор R1 и светодиод VD5 останется прежним.

Диодный мост можно спаять из четырех диодов, соединенных согласно схемы, приведенной выше. А можно купить готовый. Они бывают горизонтального и вертикального исполнения в разных корпусах. Но в любом случае имеют четыре вывода. На два вывода подается переменное напряжение, они обозначаются знаком «~», оба одинаковой длины и самые короткие.

С двух других выводов снимается выпрямленное напряжение. Обозначаются они «+» и «-». Вывод «+» имеет наибольшую длину среди остальных. А на некоторых корпусах возле него делается скос.

После диодного моста напряжение имеет пульсирующий характер и еще непригодно для питания микросхем и тем более микроконтроллеров, которые очень чувствительны к различного рода перепадам напряжения. Поэтому его необходимо сгладить. Для этого можно применяется дроссель либо конденсатор. В рассматриваемой схеме достаточно использовать конденсатор. Однако он должен иметь большую емкость, поэтому следует применять электролитический конденсатор. Такие конденсаторы зачастую имеют полярность, поэтому ее необходимо соблюдать при подключении в схему.

Отрицательный вывод короче положительного и на корпусе возле первого наносится знак «-».

Схема блока питания

Схема содержит в себе микросхему LM324, которая совмещает в себе 4 операционных усилителя, вместо неё можно ставить TL074. Операционный усилитель ОР1 отвечает за регулировку выходного напряжения, а ОР2-ОР4 следят за потребляемым нагрузкой током. Микросхема TL431 формирует опорное напряжение, примерно равное 10,7 вольт, оно не зависит от величины питающего напряжения. Переменный резистор R4 устанавливает выходное напряжение, резистором R5 можно подогнать рамки изменения напряжения под свои нужны. Защита по току работает следующим образом: нагрузка потребляет ток, который протекает через низкоомный резистор R20, который называется шунтом, величина падения напряжения на нём зависит от потребляемого тока. Операционный усилитель ОР4 используется в качестве усилителя, повышая малое напряжение падения на шунте до уровня 5-6 вольт, напряжение на выходе ОР4 меняется от нуля до 5-6 вольт в зависимости от тока нагрузки. Каскад ОР3 работает в качестве компаратора, сравнивая напряжение на своих входах. Напряжение на одном входе задаётся переменным резистором R13, который устанавливает порог срабатывания защиты, а напряжение на втором входе зависит от тока нагрузки. Таким образом, как только ток превысит определённый уровень, на выходе ОР3 появится напряжение, открывающее транзистор VT3, который, в свою очередь, подтягивает базу транзистора VT2 к земле, закрывая его. Закрытый транзистор VT2 закрывает силовой VT1, размыкая цепь питания нагрузки. Происходят все эти процессы за считанные доли секунды.
Резистор R20 стоит взять мощностью ватт на 5, чтобы предотвратить его возможный нагрев при долгой работе. Подстроечный резистор R19 задаёт чувствительность по току, чем больше его номинал, тем большей чувствительности можно добиться. Резистор R16 настраивает гистерезис защиты, рекомендую не увлекаться с повышением его номинала. Сопротивление 5-10 кОм обеспечит чёткое защёлкивание схемы при срабатывании защиты, более большое сопротивление даст эффект ограничения по току, когда напряжение не выходе будет пропадать не полностью.
В качестве силового транзистора можно применить отечественные КТ818, КТ837, КТ825 или импортный TIP42. Особое внимание стоит уделить его охлаждению, ведь вся разница входного и выходного напряжение будет рассеиваться в виде тепла на этом транзисторе. Именно поэтому не стоит использовать блок питания на малом выходном напряжении и большом токе, нагрев транзистора при этом будет максимальным. Итак, перейдём от слов к делу.
На печатной плате добавлен светодиод с резистором, которые не указаны в схеме. Резистор для светодиода подойдёт номиналом 1-2 кОм. Этот светодиод включается при срабатывании защиты. Также добавлены два контакта, обозначенные словом «Jamper», при их замыкании блок питания выходит из защиты, «отщёлкивается». Кроме того, добавлен конденсатор 100 пФ между 1 и 2 выводом микросхемы, он служит для защиты от помех и обеспечивает стабильную работу схемы.

Итак, после сборки схемы можно приступить к её настройке. Первым делом, подаём питание 15-30 вольт и замеряем напряжение на катоде микросхемы TL431, оно должно быть примерно равно 10,7 вольт. Если напряжение, подаваемое на вход блока питания, небольшое (15-20 вольт), то резистор R3 стоит уменьшить до 1 кОм. Если опорное напряжение в порядке, проверяем работу регулятора напряжения, при вращении переменного резистора R4 оно должно меняться от нуля до максимума. Далее, вращаем резистор R13 в самом крайнем его положении возможно срабатывание защиты, когда этот резистор подтягивает вход ОР2 к земле. Можно установить резистор номиналом 50-100 Ом между землёй и выводом крайним выводом R13, который подключается к земле. Подключаем какую-либо нагрузку к блоку питания, устанавливаем R13 в крайнее положение. Повышаем напряжение на выходе, ток будет расти и в какой-то момент сработает защита. Добиваемся нужной чувствительности подстроечным резистором R19, затем вместо него можно впаять постоянный. На этом процесс сборки лабораторного блока питания закончен, можно установить его в корпус и пользоваться.

Описание компонентов

Есть у меня трансформатор 17.9 Вольт и током 1. 7Ампера. Он установлен в корпусе, значит подбирать последний не нужно. Обмотка довольно толстая, думаю и 2 Ампера потянет. Вместо трансформатора можно применить импульсный блок питания ноутбука, но тогда нужен еще и корпус для остальных компонентов.
Выпрямителем переменного тока, будет диодный мост, можно собрать и из четырех диодов. Сглаживать пульсации будет электролитический конденсатор, у меня 2200 микрофарад и рабочим напряжением 35 вольт. Применил б/у, был в наличии.
Регулировать выходное напряжение буду китайским модулем . Их на рынке большое разнообразие. Он обеспечивает хорошую стабилизацию и довольно надежен.
Для комфортной регулировки выходного напряжения буду применять регулировочный резистор на 4.7 кОм. На плате установлен 10 кОм, но у меня какой был, такой и поставлю. Резистор еще начала 90-х. При таком номинале, регулировка обеспечивается плавно. Так же подобрал ручку на него, тоже лохматых годов.
Индикатором выходного напряжения служит вольтметр из Китая . У него три провода. Два провода питание вольтметра(красный и черный), а третий(синий) измеряющий. Можно соединить красный и синий вместе. Тогда вольтметр будет питаться от выходного напряжения блока, то есть загораться индикация от 4 вольт. Согласитесь не удобно, поэтому я его буду питать отдельно, об этом далее.
Для питания вольтметра я применю отечественную микросхему стабилизатора напряжения на 12 вольт. Тем самым обеспечу работу индикатора-вольтметра от минимума. Питается вольтметр через красный плюс и черный минус. Измерение осуществляется через черный минус и синий плюс выход блока.
Клеммы у меня отечественные. Имеют отверстия для штекеров типа «банан» и отверстия под зажим проводов. Похожие можно купить в Китае . Так же подобрал провода с наконечниками.
Все собирается по простой зарисованной схеме.
Диодный мост нужно припаять к трансформатору. Я его выгнул для комфортной установки. На выход моста припаял конденсатор. Получилось не выйти за габариты по высоте.
Кренку питания вольтметра прикрутил к трансформатору. В принципе она не греется, и так она стоит на своем месте и никому не мешает.
На плате регулятора выпаял резистор и припаял два проводка под выносной резистор. Так же припаял провода под выходные клеммы.
На корпусе разметив отверстия под все, что будет на передней панели. Вырезал отверстия под вольтметр и одну клемму. Резистор и вторую клемму устанавливаю на стык коробки. При сборке коробки все зафиксируется сжатием обеих половинок.
Клемма и вольтметр установлены.
Так получилось установить вторую клемму и регулировочный резистор. Под ключ резистора сделал вырез.
Вырезаем окно под выключатель. Корпус собираем и закрываем. Осталось только распаять выключатель и регулируемый блок питания готов к применению.
Блок питания регулирует напряжение от 1.23 Вольта.
Максимальное напряжение 19 Вольт.
Отображает вольтметр довольно точно. 20-30 милливольт не считаю таким уж сильным отклонением.
Подключил моторчик. Напряжение не проседает.
Данный блок питания прост и не отображает ток нагрузки. Может это и минус, но данный корпус не вместил бы еще амперметра и регулировки тока не предусмотрено. Так что с поставленной задачей я справился.
Такой вот регулируемый блок питания получился. Данная конструкция простая и доступна для повторения каждому. Детали не являются редкими.

Инструменты, которые пригодятся при изготовлении нашего прибора:

1. Паяльник.
2. Отвертки.
3. Сверлильный станок или дрель.
4. Сверла.
5. Напильник или надфиль.
5. Наждачная шкурка.
6. Канцелярский нож.
7. Гаечные ключи.
8. Измерительный инструмент, как минимум линейка.
9. Начертательный инструмент, карандаш.
10. Кернер.
11. Пассатижи или плоскогубцы.
12. Отрезная машинка (болгарка) с отрезным кругом и шлифовальным.

Нужные Расходные материалы:

1. Припой.
2. Паяльная кислота.
3. Болты и гайки.
4. Монтажные провода.
5. Повышающий преобразователь напряжения.
6. Вольтамперметр 100В, 10А.
7. Вилочки, разъемчики и прочая мелочь.
8. Выключатель.
9. Переменный резистор.
10. Термоусадочные трубки.

Порядок изготовления регулируемого блока питания:

1. Найти старый, рабочий компьютерный блок питания.
2. Вскрыть, основательно, но аккуратно почистить от накопившейся пыли и грязи.
3. Выпаять из связки лишние провода, оставить черный минус питания, желтый 12В плюс, оранжевый 3.3В плюс, красный 5В плюс, и зеленый для включения блока питания.
4. На лицевой панели блока питания высверлить и развернуть напильником отверстия для монтажа приборов контроля, ручек управления и разъемов снятия напряжения с нашего прибора.
5. Выпаять из повышающего преобразователя напряжения подстроечный резистор, на его место впаять переменный резистор 10 ком.
6. Провести пайку проводов блока питания, подробно показано в видео ролике, не пугайтесь, все очень просто, главная проблема не обжечь пальцы паяльником :-).
7. На лицевой панели разместить и закрепить вольтамперметр, ручку управления, выключатель и разъемы снятия напряжения.
8. Подключить подготовленные провода к вольтамперметру, ручке управления, выключателю и разъемам снятия напряжения.
9. Подключенный через монтажные провода повышающий преобразователь напряжения разместить и зафиксировать в нашем блоке питания. Штатное место показано в видеоролике.
10. Собрать корпус получившегося блока питания.
11. Подключить блок питания к сети 220В.
12. Щелкнуть тумблером включения прибора.
13. На вольтамперметре должно высветится напряжение.
14. Провести настройку и тестирование регулируемого блока питания под нагрузкой.

Выбор схемы двухполярного источника питания

С учетом вышеизложенного, соберем небольшой регулируемый стабилизированный двухполярный источник питания для использования в лабораторных условиях при наладке маломощных усилителей низкой частоты, измерительных схем, содержащих в себе операционные усилители, и других устройств, по тем или иным причинам требующих двухполярного питания. Добавим, что данный источник должен иметь низкий уровень собственных шумов и как можно более низкую пульсацию выходного напряжения. Дополнительно требуется, чтобы он был достаточно надежным и мог пережить подключение к нему некорректно собранного устройства. Также хотелось бы сделать его в виде универсального модуля, который можно было бы использовать для быстрого макетирования новых конструкций или временно установить его в устройство, для которого еще не изготовлен окончательный вариант блока питания. Определив ТЗ можно перейти к подбору схемы будущего устройства.

Все схемы преобразователей однополярного питания в двухполярное, наподобие приведенных на Рис. 1, мы не рассматриваем, т.к. их применение возможно только со строго определенной нагрузкой. Так, например, в случае возникновения короткого замыкания в цепи, подключенной к одному из плеч – возникнет непредсказуемый перекос напряжений или токов, который в свою очередь может привести к выходу из строя и источника, и исследуемой схемы.

Рис. 1 – Неподходящие схемы преобразователей

Отличнейшая схема преобразования однополярного питания в двухполярное, но, увы, без регулировки выходного напряжения приведена в журнале «Радиоаматор» № 6 за 1999 год:

Рис. 2 – Схема преобразования однополярного питания в двухполярное без регулировки выходного напряжения

В экстренных случаях можно смело рекомендовать ее к повторению, но для нашей задачи она не подходит.

Сразу же отбросим идею простого импульсного источника, т.к. при использовании простейших схем, которые содержат минимальный набор компонентов – источник получается очень шумным, т.е. на выходе у него присутствует довольно много шумов и разного рада помех, от которых не так-то просто избавиться.

Рис. 3 – Схема из книги «500 схем для радиолюбителей. Источники питания», автор А.П. Семьян

При этом для питания УНЧ на микросхеме TDA – это отличный вариант, а вот для микрофонного усилителя с большим коэффициентом усиления – уже не очень. К тому же, все равно придется делать отдельные узлы стабилизации и защиты от короткого замыкания. Хотя, если бы нам требовался источник мощностью от 150 Вт и более – построение импульсного блока питания с регулировкой, хорошей фильтрацией и встроенной защитой стало бы превосходным, да к тому же экономически выгодным решением.

Самым простым и надежным решением для нашей задачи будет использование трансформатора мощностью около 30 Вт с двумя обмотками или обмоткой с отводом от средней точки. Данные трансформаторы широко распространены на рынке, их легко найти в отжившей свой век аппаратуре, а в крайнем случае всегда можно домотать дополнительную обмотку на имеющийся в данный момент в наличии.

Рис. 4 – Трансформаторы

Так как нам нужен стабилизированный источник, то соответственно после трансформатора и диодного моста нам нужен некий регулируемый блок стабилизации напряжения с защитой от короткого замыкания (хотя защиту от замыкания можно добавить и после).

Следующим шагом бракуем все варианты стабилизаторов, собранные на дискретных элементах и состоящие из огромного числа деталей, как слишком сложные для поставленной задачи. К тому же, в подавляющем большинстве случаев они требуют тщательной настройки с подбором некоторых элементов.

Рис. 5 – Стабилизатор, собранный на дискретных элементах

Наиболее простым решением в нашем случае будет использование регулируемых линейных стабилизаторов, таких как LM317. Сразу же хочется предостеречь от в корне неверной идеи использования двух положительных стабилизаторов, включенных как показано ниже. Данная схема, хотя и может работать – функционирует некорректно и нестабильно!

Рис. 6 – Схема с использованием двух положительных стабилизаторов

Соответственно, придется использовать «комплементарный» регулируемый стабилизатор LM337. Плюсом обоих стабилизаторов является встроенная защита от перегрева и короткого замыкания на выходе, а также простая схема включения и отсутствие необходимости в настройке. Подсмотреть типовую схему включения данных стабилизаторов можно в даташите от производителя:

Рис. 7 – Типовая схема включения стабилизаторов LM337

Немного доработав ее, получим итоговый вариант модуля регулируемого двухполярного источника питания, собирать который мы будем по следующей схеме:

Рис. 8 – Схема модуля регулируемого двухполярного источника питания

Схема кажется сложной из-за того, что мы отметили на ней все рекомендуемые детали обвязки, а именно шунтирующие конденсаторы и диоды, служащие для разряда емкостей. Дабы убедиться в необходимости установки большинства из них – можно снова обратиться к даташиту:

Рис. 9 – Схема обвязки из datasheet

Мы добавили еще несколько элементов, чтобы еще больше защитить наш стабилизатор и максимально сгладить все пульсации и выбросы напряжения на выходе.

Для упрощения изготовления, а именно – уменьшения количества операций, необходимых для сборки применим технологию поверхностного монтажа, т.е. все детали в нашей конструкции будут SMD. Еще одним важным моментом будет тот факт, что в нашем модуле не будет сетевого трансформатора, его мы сделаем подключаемым. Причина кроется в том, что при большой разнице между питающим и выходным напряжениями, и работе с максимальным током, разницу между подводимой и отдаваемой в нагрузку мощностями необходимо рассеивать на регулирующих элементах нашей схемы, а конкретно – на интегральных регуляторах. Максимальная рассеиваемая мощность для таких стабилизаторов и так невелика, а при использовании SMD-корпусов становится еще меньше, и в результате максимальный ток подобного стабилизатора, работающего с разницей между входным и выходным напряжениями в 20 В, легко может опуститься до 100 mA, а этого для наших задач уже недостаточно. Решить эту проблему можно уменьшив разницу между этими напряжениями, например, подключив трансформатор с напряжениями вторичных обмоток наиболее близкими к тому, которое требуется в данный момент.

Подбор компонентов

Одним из сложных моментов реализации нашей идеи внезапно оказался подбор интегральных стабилизаторов в нужном корпусе. Несмотря на то, что мне было достоверно известно об их существовании во всех возможных SMD-корпусах, просмотр даташитов различных производителей не позволял найти точной маркировки, а поиск по параметрам у нескольких глобальных поставщиков показывал лишь отдельные варианты, и чаще всего различных производителей. В итоге, искомая комбинация в корпусах SOT-223, к тому же из одной серии, обнаружилась на сайте Texas Instruments: LM337IMP и LM317EM:

Рис. 10 – Интегральные стабилизаторы LM337IMP и LM317EM

Стоит отметить, что различных пар, состоящих из разнополярных стабилизаторов напряжения можно подобрать великое множество, однако производителем рекомендована пара из стабилизаторов одной серии. Оба стабилизатора обеспечивают максимальный ток до 1 A при разнице между входным и выходным напряжением до 15 В включительно, однако номинальным током, при котором стабилизатор гарантированно не уходит в защиту по перегреву можно считать 0,5-0,8 А. Тока в 500 mA в тех приложениях, для которых мы строим данный стабилизатор более чем достаточно, поэтому будем считать задачу по подбору стабилизаторов выполненной.

Перейдем к остальным компонентам.

Диодный мост – любой, с номинальным током 1-2 А. на напряжение не менее 50 В, мы использовали DB155S.

Электролитические конденсаторы в данной схеме применимы практически любые, с небольшим запасом по напряжению. Подбор осуществляется исходя из следующих соображений: так как размах питающего напряжения, которое нам требуется не превышает 15 В, а рекомендуемый максимум для стабилизаторов составляет 20 В – конденсаторы на 25 В имеют запас минимум в 25%. Все электролитические конденсаторы необходимо зашунтировать пленочными или керамическими с номиналами согласно схемы, на напряжение не менее 25 В. Мы использовали типоразмер 0805 и тип диэлектрика X7R (можно применить NP0, а Z5U или Y5V – не рекомендуются из-за плохих ТКС и ТКЕ, хотя в отсутствие альтернативы – подойдут и такие).

Резисторы постоянного номинала – любые, в делителе напряжения, отвечающем за напряжение стабилизации лучше применить более точные, с допуском в 1%. Типоразмер всех резисторов -1206, исключительно для удобства монтажа, однако можно смело применять 0805. Подстроечный резистор номиналом в 100 Ом – многооборотный, для точной регулировки (используется 3224W-1-101E). Резистор, применяющийся для регулировки выходного напряжения – номиналом в 5 КОм, любой имеющийся, мы взяли 3314G-1-502E под отвертку, но можно применить и переменный резистор для монтажа на корпус, соединив его с платой стабилизатора проводами. Диоды желательно применять быстродействующие, на ток не мене 1 А и напряжение от 50 В, например HS1D.

Светодиодный индикатор включения рассчитан по следующему принципу: ток через стабилитрон при самом большом напряжении на входе не должен превысить 40 mA, при подаче на вход напряжения до 30 В, номинал токоограничивающего резистора будет равен 750 Ом, для надежности лучше применить 820 Ом. Подавать на стабилизаторы напряжение меньше чем 8 В на плечо бессмысленно (т.к. во внутренней структуре микросхемы присутствуют стабилитроны на 6,3 В), таким образом при напряжении в 16 В ток через стабилитрон будет составлять 20 mA, а через подключенный параллельно ему светодиод – порядка 8 mA, чего будет достаточно для свечения SMD-светодиода. Стабилитрон любой, на напряжение стабилизации 3,3 В (применен DL4728A), и соответственно токоограничивающий резистор для светодиода в 150 Ом для обеспечения его продолжительной работы при максимальном токе через стабилитрон.

Изготовление устройства

Рисуем печатную плату нашего устройства, особое внимание обращая на контактные площадки для крупных SMD-конденсаторов. С ними может возникнуть следующее затруднение – базово они предназначены для пайки в печи, т.е. припаять их снизу, особенно маломощным паяльником довольно сложно, однако выводы конденсатора доступны сбоку и можно прочно припаять его при условии, что толщина подходящих к нему дорожек будет достаточной для обеспечения механической прочности соединения. Также, немаловажным является тот факт, что положительный и отрицательный стабилизаторы имеют разную цоколевку, т.е. просто отзеркалить одну половину печатной платы при разводке не получится.

Рисунок печатной платы переносим на предварительно подготовленный кусок фольгированного стеклотекстолита, и отправляем его травиться в раствор персульфата аммония (или другого подобного реагента на ваш выбор).

Рис. 12 – Плата с перенесенным рисунком + травилка

После того как плата была вытравлена, удаляем защитное покрытие и наносим на дорожки флюс, лудим их для защиты меди от окисления, после чего начинаем припаивать компоненты, начиная с наименьшего по высоте. Особых проблем возникнуть не должно, а к возможным трудностям с SMD-электролитами мы подготовились заранее.

Рис. 13 – Плата после травилки + наносим флюс + лужение

После того как все компоненты припаяны, а плата омыта от флюса необходимо подстроечным резистором в 100 Ом отрегулировать напряжение на отрицательном плече, чтобы оно совпало с напряжением на положительном плече.

Рис. 14 – Готовая плата

Рис. 15 – Регулировка напряжения на отрицательном плече

Испытание собранного устройства

Подключим к нашему стабилизатору трансформатор и попробуем нагрузить оба его плеча, и каждое из плеч независимо друг от друга, попутно контролируя токи и напряжение на выходах.

Рис. 16 – Первое измерение

После нескольких попыток произвести измерения на максимальном токе, стало понятно, что малюсенький трансформатор не в состоянии обеспечить ток в 1,5 А, и напряжение на нем проседает больше чем на 0,5 В, поэтому схема была переключена на лабораторный источник питания, обеспечивающий ток до 5 А.

Все работает в штатном режиме. Данный регулируемый двухполярный источник питания, собранный из качественных компонентов, благодаря своей простоте и универсальности, займет достойное место в домашней лаборатории или небольшой ремонтной мастерской.

Новая схема БП

Чтобы иметь возможность регулировать выходной ток в широких пределах, вместо резисторов R6 и R8 в обоих плечах были применены наборы сопротивлений R6 — R9 и сдвоенный галетный переключатель на 5 положений. При этом резистор R6 определяет величину минимального тока ограничения, поэтому он включен в выходную цепь постоянно. Остальные же резисторы при помощи переключателя S1 подключаются параллельно этому R6, суммарное сопротивление уменьшается и выходной ток, соответственно, увеличивается.

Здесь следует отметить, что индикация срабатывания защиты работает только при выходных токах более 3 ампер (то есть светодиод гаснет при срабатывании защиты), при меньших же токах светодиод не гаснет, хотя сама защита при этом срабатывает нормально, это проверено на практике.

Корпус этого транзистора металлический, поэтому его необходимо изолировать, например, трубкой-термоусадкой и расположить как можно ближе к теплоотводам выходных транзисторов. Температуру, при которой запускается кулер, можно регулировать подстроечным резистором (сопротивление может быть от 50 до 250 кОм). Максимальный ток и скорость вращения вентилятора определяются гасящим резистором в цепи питания. У меня это сопротивление 100 Ом (подбирается экспериментально, в зависимости от напряжения питания и тока потребления кулера).

Как сделать двухполярное питание из однополярного источника: трансформатор с одной вторичной обмоткой

Двухполярное питание из однополярного. Хотел бы в этой статье рассказать как я сделал двухполярное питания используя при этом однополярное. Не так давно я для собственных нужд собрал пару усилителей мощности на микросхеме TDA7294, далее для них нужно было подогнать импульсник с двухполярным питанием.

Электронные компоненты для импульсного блока питания у меня были заготовлены не полностью, а собранные усилители протестировать хотелось уже сейчас. Силового транса с двумя вторичками, да еще и с необходимым мне напряжение, в моем загашнике конечно не нашлось.

Но зато у меня хранились на всякий случай пара мощных трансов, каждый только с одной вторичной обмоткой, и причем на разные напряжения. Вообщето у меня была своя задумка как выйти из этого положения исходя из наличия имеющихся деталей. Поэтому поискав в Интернете дополнительную информацию я начал делать схему, с помощью которой можно было бы с одной вторичной обмотки снять напряжение имеющее две разные полярности.

Конечно в устройстве, которое способно обеспечить двухполярное питание из однополярного, ничего сложного нет, но я думаю для начинающих радиолюбителей он будет полезна:

Необходимые электронные компоненты:

ОБОЗНАЧЕНИЕ	ТИП	НОМИНАЛ	КОЛИЧЕСТВО	КОММЕНТАРИЙ
VDS1,VDS2	Выпрямительный диодный мост	Любой на нужное напряжение и ток	2	Распространенные KBU-610, KBU-810
C1,C5	Электролит	4700 мкФ 50В	2
C2,C6	Конденсатор неполярный	100 нФ	2	Пленка или керамика
C3,C4	Электролит	470 мкФ 100В	2

Предложенная в этой публикации схема электронного устройства для конвертирования двухполярного питания из однополярного работает только с переменным входным напряжением, входной постоянный ток для нее не приемлем. Принцип работы этого модуля заключается в том, чтобы получить от одной вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение с двумя полярными значениями.

Диоды для выпрямителя выбирайте такие, чтобы выдерживали ток в 2,5 больше, чем максимальный ток потребления усилителя или любого другого устройства куда вы намерены его ставить. В моем распоряжении оказались плоские мостовые выпрямители KBL рассчитанные на ток 15А и напряжение 400V. Вот как на фото ниже:

Это конечно очень жирно, на этот усилитель ставить такие мощные мосты, но для проверки работоспособности аппарата пришлось ставить их. В дальнейшем я их конечно заменю, например, на 4 амперные RBA401У с напряжением 100v, такие мосты свободно обеспечат корректную работу усилителя. Вообщето сейчас выбор мостов большой, не только по электрическим параметрам, но и по типу корпуса.

В случае применения вами данного модуля на устройствах требующих напряжения питания больше 50v, тогда нужно будет установить электролиты C1 и C5 с напряжением соответствующему рабочему напряжению устройства, ну разумеется с запасом. Если у вас не под рукой емкостей с номиналом, который указан на схеме, то можно поставить четыре кондера по 2200µF, соединив параллельно по два в каждое плечо.

Конденсаторы C2,C6 можно ставить пленочные или керамические, отлично подходят высоковольтные конденсаторы с полипропиленовым диэлектриком, которые можно извлечь из ненужных блоков питания применяющихся в компьютере.

В качестве силового источника питания я использовал тороидальный трансформатор, имеющий только одну выходную обмотку с напряжением 30v и потребляемой мощностью мощностью немного больше 55V·A. В итоге, на концах выходной цепи выпрямителя получилось ±43v постоянного напряжения.

Во время тестирования усилителя я его нагрузил по полной, и мощность в нагрузке составила, где то 38W при падении напряжения 24v на максимальной мощности. Но в таком слишком большом падение, ясное дело, виноват маломощный трансформатор. Электронные компоненты установленные на печатной плате были абсолютно холодными.

Снимаем двухполярное питание с одной вторичной обмотки

Можно ли сделать импульсный блок питания своими руками?

Иногда покупка готового импульсного блока питания является экономически нецелесообразной. В таком случае, если вы разбираетесь в электронике и умеете паять, можете сами сделать импульсный БП. Он пригодится для питания различного низковольтного электроинструмента, чтобы избежать расходования ограниченного ресурса дорогой аккумуляторной батареи. Можно также сделать зарядное устройство для смартфона, ноутбука или других мобильных гаджетов.

Прежде чем приступить к изготовлению источника питания, нужно знать, где он будет использоваться. В зависимости от области его применения определяется мощность изделия. Мощность должна выбираться с запасом. Считается, что импульсный блок питания имеет самый высокий КПД при нагрузке 60-90%.

Кроме того, требуется выбрать схему источника питания, а также определить, должно ли на выходе быть стабильное напряжение и нужно ли для этого вводить обратную связь. Обратите внимание на его номинальные параметры: напряжение, ток и мощность.

Как работает импульсный блок питания

На вход импульсного блока питания подается переменное напряжение от электрической сети. Оно преобразуется в постоянное с помощью выпрямителя и фильтра. В качестве фильтра используется конденсатор большой емкости. В качестве выпрямителя используется однополупериодная или двухполупериодная схема. Ниже приведены типовые схемы, но в нашем случае мы не берем во внимание то, что на них изображена обмотка трансформатора.

Затем выпрямленное напряжение приходит на высокочастотный преобразователь, который генерирует электрические колебания с частотой в диапазоне от 20 кГц до 50 кГц. После этого напряжение понижается трансформатором до требуемого и снова выпрямляется, сглаживаясь конденсатором.

Такое отфильтрованное и выпрямленное постоянное напряжение используется для питания бытовой техники. Кроме того, с выхода БП идёт цепь обратной связи для регулирования выходного напряжения.

Для управления и стабилизации напряжения на выходе источника питания используется широтно-импульсная модуляция. Как показано на схеме, высокочастотный преобразователь приводится в действие генератором ШИМ и таким образом регулирует напряжение, подаваемое на понижающий трансформатор. Обратная связь является отрицательной, то есть значения напряжения на ШИМ контроллере и на понижающем трансформаторе обратно пропорциональны друг другу. Так, при увеличении выходного напряжения растет также напряжение на контроллере. Благодаря отрицательной связи уменьшается напряжение на понижающем трансформаторе, а значит, и на выходе блока питания.

Как собрать: пошаговая инструкция

В зависимости от конструкции сетевого выпрямителя выделяют три разновидности схем импульсного блока питания:

для однополупериодной схемы требуется минимальное количество деталей, она проста в реализации, но имеет один недостаток – высокую пульсацию на выходе;
конструкция со средней точкой отличается низким уровнем пульсаций. Основной недостаток в том, что необходимо организовывать среднюю точку во входном трансформаторе;
мостовая схема имеет низкие показатели пульсации и не требует наличия средней точки. Для реализации такой схемы потребуется четыре транзистора.

По конструкции высокочастотного преобразователя импульсные блоки питания делятся на две категории: однотактные и двухтактные. Двухтактные источники питания могут быть спроектированы по следующим схемам: с нулевой точкой (пушпульная), полумостовая и мостовая.

Кроме вышеперечисленных схем преобразователя, существует отдельная разновидность конструкций — это обратноходовые преобразователи. Их основными элементами являются накопительные дроссели. Работа в таких схемах происходит в два этапа. Первый заключается в накоплении энергии, полученной от источника питания, в дросселе. Во время второго этапа запасенная энергия передается во вторичную цепь. На первом шаге ключ замкнут, и напряжение источника питания прикладывается к дросселю (первичной обмотке трансформатора).

В результате ток в первичной цепи возрастает, а вместе с ним и магнитный поток. Ток во вторичной цепи отсутствует, так как диод препятствует его росту. На второй стадии ключ размыкается, и ток, проходящий через первичную обмотку, пропадает. Однако магнитный поток не может мгновенно исчезнуть, и во вторичной цепи индуцируется ЭДС, направленное в обратную сторону. Затем начинает протекать ток, который открывает диод. В результате энергия запасается на конденсаторе и поступает на нагрузку. На первом этапе на нагрузку подается энергия, запасенная конденсатором во время второго этапа. Рассматривая схемы, обратите внимание на точки около обмоток трансформатора — это точки начала обмоток, и для обратноходового преобразователя характерно именно такое подключение элементов.

Рассмотрим схему импульсного блока питания мощностью до 2 Вт. Выпрямитель и фильтр в нем собраны на резисторе R1 (от 25 до 50 Ом), диоде VD1 и конденсаторе С1 (20,0 мкФ, 400 В). В качестве высокочастотного преобразователя выступает автогенератор, собранный на транзисторе VT1, трансформаторе TR1, частотозадающей цепи резисторе R2 (470 кОм) и конденсаторе С2 (3300 пкФ, 1000 В). Напряжение, снимаемое с выходной обмотки трансформатора, выпрямляется диодом VD2 и сглаживается электролитическим конденсатором С3 (47 пФ, 50 В).

В качестве сердечника для трансформатора подойдет любой от нерабочего трансформатора, использовавшегося в зарядке мобильного телефона или в другом маломощном источнике питания. Намотка происходит в следующем порядке:

сначала мотаем 200 витков первичной обмотки медным проводом сечением 0,08-0,1 мм;
изолируем первичную обмотку и мотаем 5 витков базовой обмотки тем же проводом;
производим намотку вторичной обмотки. Диаметр провода — 0,4 мм. Количество витков зависит от того, какое напряжение нужно получить на выходе из расчета один виток на один вольт.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники. Задать вопрос Внимание! Между половинками магнитного сердечника должен присутствовать небольшой немагнитный зазор. Обычно он уже есть на сердечниках, взятых с трансформаторов зарядных устройств смартфонов. Если его нет, положите слой бумаги между половинками сердечника.

Готовый трансформатор стягиваем изолентой или скотчем.

Рассмотрим однотактный блок питания, сделанный по автогенераторной схеме с самовозбуждением. Напряжение на выходе — 16 В, мощность устройства — 15 Вт.

На входе устройства переменное напряжение электрической сети выпрямляется при помощи диодного моста, собранного на диодах D1-D4 (можно использовать любые диоды, рассчитанные на напряжение 400 В и ток 0,5 А, например, N4007). За сглаживание пульсаций отвечает конденсатор С1 (20 мкФ, 400 В). Для предотвращения броска тока при включении служит резистор R1 (25-50 Ом).

Начальное смещение на базе транзистора Т1 (можно использовать 13003 или 13005) устанавливается резистором R2 (470 кОм) и диодом D6 (N4007). Чтобы сгладить скачки напряжения, возникающие при закрытии Т1, в схему включены такие элементы, как: конденсатор С2 (3300 пФ 1000 В), диод D5 (N4007) и резистор R3 (30 кОм 1 Вт либо можно использовать два резистора по 15 кОм).

Импульсы положительной обратной связи, необходимые для поддержания режима автоколебаний, через резистор R4(150 Ом) и конденсатор С3(47 пФ, 50 В) подаются на базу Т1. Цепочка состоящая из Т2, R5 (1,5 кОм), Д9 (стабилитрон КС515), нужна для стабилизации напряжения.

Высокочастотный преобразователь собран по обратноходовой схеме. Когда Т1 открыт, энергия накапливается на трансформаторе, при этом диод D7 (КД213 использовать совместно с радиатором площадью 10 см2) находится в закрытом состоянии. После закрытия транзистора Т1 происходит отдача запасенной магнитной энергии, диод D7 открывается, во вторичной цепи появляется ток, конденсатор С6 (100,0 мкФ, 25 В) заряжается. Конденсаторы С4 (2200 пФ) и С5 (0,1 мкФ) нужны для уменьшения помех.

Стабилизация выходного напряжения происходит по схеме, описанной далее. При включении прибора в сеть запускается генератор. На вторичной обмотке появляется напряжение. Конденсатор С6 (100,0 мкФ, 25 В) заряжается. Когда напряжение на нем превысит 16,3 В открывается стабилитрон D9 (КС515). Транзистор Т2 (КТ603) открывается и закорачивает эмиттерный переход Т1. Транзистор Т1 закрывается, генератор перестает работать, и конденсатор С6 начинает разряжаться. Когда напряжение на С6 становится меньше 16,3 вольт, стабилитрон D9 закрывается и закрывает Т2. Благодаря этому Т1 открывается и работа генератора возобновляется.

Первичная обмотка w1 трансформатора намотана проводом 0,25 мм и имеет 179 витков. В базовой обмотке w2 присутствуют два витка, намотанных тем же проводом. Вторичная обмотка w2 состоит из 14 витков провода 0,6-0,7 мм.

Лампочки можно взять любые маломощные, рассчитанные на напряжение от 24 до 36 В и ток от 100 до 200 мА.

Рассмотрим импульсный БП с выходной мощностью 300 Вт.

Генератором в данной конструкции является интегральная микросхема TL494. Управляющие сигналы с выхода этой ИС подаются поочередно на МОП (MOSFET) транзисторы VT1 и VT2 (IRFZ34). Импульсы с этих транзисторов через трансформатор, формирователь импульсов приходят на мощные транзисторы VT3 и VT4 (IRFP460). Преобразователь сделан на мощных транзисторах VT3 и VT4 по полумостовой схеме.

Все четыре обмотки трансформатора TR1 намотаны проводом 0,5 мм и содержат по 50 витков. В трансформаторе TR2 первая обмотка состоит из 110 витков провода диаметром 0,8 мм. Количество витков обмотки номер два зависит от желаемого напряжения на выходе, из расчета один виток на два вольта. Обмотка три наматывается 12 витками провода диаметром 0,8 мм.

Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.

Принципиальная схема импульсного БП

Обозначения:

Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 — 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
Транзистор VT1 – KT872A.
Стабилизатор напряжения D1 — микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

Источники:

https://diodov.net/blok-pitaniya-svoimi-rukami/
https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/4261-laboratornyy-blok-pitaniya.html
https://SdelaySam-SvoimiRukami.ru/4404-prostoy-reguliruemyy-blok-pitaniya.html
https://USamodelkina.ru/16407-reguliruemyj-blok-pitanija-ochen-prosto-po-silam-dazhe-shkolniku-podrobno.html
https://oao-sozvezdie.ru/6-stati/42-reguliruemyy_istochnik_dvuxpolyarnogo_pitaniya/
https://radioskot.ru/publ/bp/prostoj_dvukhpoljarnyj_bp_s_regulirovkami/7-1-0-1313
https://usilitelstabo.ru/dvuhpolyarnoe-pitanie-iz-odnopolyarnogo.html
https://Acums.ru/bespereboyniki-i-bloki-pitaniya/impulsniy-svoimi-rukami-luchshie-prostye-i-slozhnye-skhemy-i-sborki
https://www.asutpp.ru/impulsnyj-blok-pitaniya.html

ИнформацияSM контроллер шины: что это такое и где взять драйвер

ИнформацияВиды магнитопровода: назначение магнитопроводов

Двух-полярный лабораторный блок питания своими руками — Блоки питания — Источники питания

автор DDREDD.

Решил пополнить свою лабораторию двух-полярным блоком питания. Промышленные блоки питания с необходимыми мне характеристиками довольно дороги и доступны далеко не каждому радиолюбителю, поэтому решил собрать такой блок питания сам.

За основу своей конструкции, я взял распространенную в интернете схему блока питания. Она обеспечивает регулировку по напряжению 0-30В, ограничение по току в диапазоне 0,002-3А.

Для меня это пока более чем достаточно, поэтому я решил приступить к сборке. Да, кстати схема этого блока питания одно-полярная, так что для обеспечения двух-полярности — придётся собирать две одинаковые.

Сразу скажу, что силовой транзистор Q4 = 2N3055 в данном блоке питания ( в этой схеме) не подходит. Он очень часто выходит из строя при коротком замыкании и ток в 3 ампера практически не тянет! Лучше всего и гораздо надёжнее, поменять его на наш родной совковый КТ819 в металле. Можно поставить и КТ827А, этот транзистор составной и в этом случае надобность в транзисторе Q2 отпадает и его, а так же резистор R16 можно не ставить и базу КТ827А подключить на место базы Q2. В принципе можно транзистор и резистор и не удалять (при замене на КТ827А), всё работает и с ними и не возбуждается. Я сразу поставил наши КТ827А и не удалял транзистор Q2 (схему не менял), а заменил его на BD139 (КТ815), теперь и он не греется, правда вместе с ним надо заменить R13 на 33к. Выпрямительные диоды у меня с запасом по мощности. В исходной схеме стоят диоды на ток 3 А, желательно поставить на 5 А (можно и поболее), запас лишним никогда не будет.

Блок питания;

R1 = 2,2 кОм 2W
R2 = 82 Ом 1/4W
R3 = 220 Ом 1/4W
R4 = 4,7 кОм 1/4W
R5, R6, R20, R21 = 10 кОм 1/4W
R13 = 10 кОм (если используете транзистор BD139 то номинал 33кОм) R7 = 0,47 Ом 5W
R8, R11 = 27 кОм 1/4W
R9, R19 = 2,2 кОм 1/4W
R10 = 270 кОм 1/4W
R12, R18 = 56кОм 1/4W
R14 = 1,5 кОм 1/4W
R15, R16 = 1 кОм 1/4W
R17 = 33 Ом 1/4W
R22 = 3,9 кОм 1/4W
RV1 = 100K триммер
P1, P2 = 10KOhm линейный потенциометр (группы А)
C1 = 3300 uF/50V электролитический
C2, C3 = 47uF/50V электролитический
C4 = 100нФ полиэстр
C5 = 200нФ полиэстр
C6 = 100пФ керамический
C7 = 10uF/50V электролитический
C8 = 330пФ керамический
C9 = 100пФ керамический
D1, D2, D3, D4 = 1N5402,3,4 диод 2A — RAX GI837U
D5, D6 = 1N4148
D7, D8 = 5,6V зенеревский
D9, D10 = 1N4148
D11 = 1N4001 диод 1A
Q1 = BC548, NPN транзистор или BC547
Q2 = 2N2219 NPN транзистор (можно заменить на BD139)
Q3 = BC557, PNP транзистор или BC327
Q4 = 2N3055 NPN силовой транзистор (заменить на КТ819 или КТ 827А и не ставить Q2, R16)
U1, U2, U3 = TL081, опер. усилитель
D12 = LED диод.

Индикатор;

Резистор = 10K триммер — 2 шт.
Резистор = 3K3 триммер — 3 шт.
Резистор = 100кОм 1/4W
Резистор = 51кОм 1/4W — 3 шт.
Резистор = 6,8кОм 1/4W
Резистор = 5,1кОм 1/4W — 2 шт.
Резистор = 1,5кОм 1/4W
Резистор = 200 Ом 1/4W — 2 шт.
Резистор = 100 Ом 1/4W
Резистор = 56 Ом 1/4W
Диод = 1N4148 — 3 шт.
Диод = 1N4001 — 4 шт. (мост) или любые другие на ток не менее 1 А. (лучше 3 А)
Стабилизатор = 7805 — 2 шт.
Конденсатор = 1000 uF/16V электролитический
Конденсатор = 100нФ полиэстр — 5 шт.
Операционный усилитель МСР502 — 2 шт.
C4 = 100нФ полиэстр
Микроконтроллер ATMega8
LCD 2/16 (контроллер HD44780)

Печатную плату автора я повторять не стал, а перерисовал её по своему и сделал, как мне кажется, гораздо удобней (не говоря о том что я на треть уменьшил её в размерах).

В качестве измерителя (индикаторов), после поисков в просторах «инета», было принято решение использовать схему на микроконтроллере Atmega8, позволяющую реализовать два вольтметра и два амперметра с использованием одного дисплея.

За основу корпуса блока питания, был взят корпус от нерабочего ИБП, который мне подарили друзья из сервисного центра. Ну а дальше немного терпения, и пилил, точил, кромсал. Процесс сборки блока питания запечатлел, и некоторые подробности предоставляю Вашему вниманию.

Да, кстати печатные платы которые я собрал, немного отличаются от печатки, которую я выложил в архиве. Просто после сборки передвинул детали и «положил» на плату конденсатор, это как оказалось, может быть очень полезно для экономии места в корпусе.

Так как, у меня силовые транзисторы прикреплены к радиатору просто через термо-пасту, то потребовалось изолировать их радиаторы друг от друга и от корпуса. Для этого я в авто-магазине прикупил пластмассок, через которые и прикрепил радиаторы к корпусу БП.

Потом конечно же всё проверил и прозвонил, всё оказалось замечательно, ничего, нигде не касается и не коротит.

Для обеспечения температурного режима элементов блока питания, разметил и высверлил в корпусе вентиляционные отверстия для отвода тепла, потом немного покрыл корпус грунтовкой, чтобы выявить какие остались косячки.

Под чутким руководством Кирилла (Kirmav) прошил микроконтроллер и проверил работу индикатора, пока что без калибровок.

Вольтметры работают нормально, амперметры нагрузить было нечем, но скорее всего тоже работают, так как касаюсь пальцами контактов на плате, значения на индикаторе меняются.

День как говорится, закончился для меня очень удачно.

Потом перемотал (вернее домотал) силовой трансформатор. Раньше на нём была одна силовая обмотка на 24 В переменки, домотал ещё одну для второго канала БП, благо — тор, и разбирать ничего не нужно. Так же добавил ещё одну обмотку на 8,5 вольт переменки (примерно 12В постоянки), проводом 0,5 мм. Запитал от этой обмотки индикатор и куллер с регулятором оборотов, всё вроде нормально работает.

Имейте в виду, что для данного блока питания необходим трансформатор с двумя раздельными вторичными обмотками.

Трансформатор с вторичной обмоткой со средней точкой не подойдёт!

Стабилизатор 7805 греется, но в принципе рука держит, значит температура его около 35-40 С, с заменой радиатора думаю все станет лучше.

Регулировка для куллера была выдрана из комповского БП и в общем то работает нормально.

Немного греются диоды на плате индикатора (диодный мост), но думаю не так страшно.

Начал красить корпус, потом уже после того, как его покрасил, только на фотографии заметил, что не прокрасил заднюю часть лицевой панели, а она выглядывает из за корпуса и вид её не очень, придется заново её перекрасить.

Забыл сказать про индикатор, вольтамперметр. Автор этого вольтамперметра, пользователь C@at с сайта c2.at.ua. За основу моего индикатора, была выбрана та схема, где на одном дисплее реализуются два вольтметра и два амперметра.

Сначала я собрал эту схему, но в процессе наладки выявилось то, что данная схема хорошо работает там, где два источника с общим минусом, а вот в двух-полярном блоке питания она совершенно не желает отображать отрицательные величины.

Долго мне пришлось повозиться, прежде чем на появились положительные результаты.

И вот наконец, на основе наработанной другим человеком схемы, нескольких дней «плясок с бубном», работой с протеусом, кучей потраченного времени и нервов, я построил свою, которая способна показывать величину отрицательного плеча. Правда она показывает её в положительной полярности, но это не сильно печально, главное, что она уже работает, и я связался с автором прошивки и попросил его немного изменить прошивку так, чтобы ко второму каналу индикатора (U2 и А2), программа просто пририсовывала бы минусы к выводимым показаниям (надеюсь на его помощь). Но это уже так, просто эстетический момент, главное что схема уже работает.

Прошу знатоков посмотреть схему и оценить номиналы (в амперметре подобраны методом тыка, но погрешность очень мала и меня более чем устраивает).

Потом сделал печатку для индикатора, собрал всё в кучу и проверил. Вольтметры заработали оба и амперметр положительного плеча тоже. Плюс ко всему, сегодня твердо уяснил для себя, что все надо проектировать заранее, а потом уже пилить и вытачивать. Ну да ладно это все мелочи. В общем посидел, покипел и кое что дорисовал, потом проверил отрицательный амперметр — все работает. В связи с этим выкладываю свою печатку вольт-амперметра, может кому и сгодится.

Плату собирал из того, что было под руками. Для шунта взял 45 см. медного провода, диаметром 1мм и намотал его спиралью и впаял в плату. Я конечно понимаю, что медь не лучший материал для шунта (конечно же не в коем случае не прошу следовать моему примеру), но меня пока устраивает, а дальше будет видно.

В печатке которую я вытравил себе — немного «накосячил» с диодным мостом (видно на фото платы), но переделывать было уже лень — вышел из положения перекрестив диоды, после этого печатку поправил (в архиве исправленный вариант). Так же на схеме и на печатке есть разъём для подключения куллера.

Хочу сказать, что после того как схема заработал, я прямо таки полюбил протеус, не плохо оказывается работает, и уяснил для себя, что чтобы добиться желаемого результата, надо расширять свои познания в разных областях, и естественно учиться.

Ещё один вечер пришлось посвятить черчению передней панели. Дело это хоть и не сложное, но все же нудное и требует много терпения.

Для черчения, я в основном использую программу «Компас 3D». Не знаю кому как, но мне почему то проще сначала сделать 3D-модель, а уже потом на её основе изготовить чертёж. Мне как то в свое время стало просто интересно что нибудь в «Компасе» начертить, чтобы соблюсти все размеры и прочее, решил попробовать, и как то это всё затянуло. Я конечно не владею Компасом на ура, но на базовом уровне вполне себе ничего. Ну и помимо Компаса — некоторая доработка передней панели в фотошоп.

Я уже говорил, что попросил автора схемы и прошивки — немного переделать саму прошивку, и вот наконец-то при его поддержке (спасибо ему огромное), удалось изменить приветствие при включении блока питания, а так же дорисовать долгожданный минус в отрицательном плече второго канала индикатора (мелочь, а приятно).У меня это теперь выглядит вот так.

Ну, и специально для тех, кто решит повторить данную конструкцию, он сделал общий вариант приветствия при включении блока питания, который выглядит следующим образом (ну и конечно-же минусы в отрицательном плече).

Специально для тех кому интересно, выкладываю так же в прикреплённом архиве печатку платы контроля работы куллера. Я её перерисовал с готовой платы которая была изъята из комповского бп — должна работать.

P.S. Сам ещё её не собирал.

При испытании собранного БП — решил проверить усилочик, отданный мне в дар. Блок питания успешно справился со своей задачей (обеспечил требуемое напряжение и ток для проверки) правда больше полутора ампер усилок не потреблял в момент проверки.

Для тех, кто решит собирать данный блок питания, скажу, что схема проверенная, повторяемость 100%, при правильной сборке из исправных, проверенных деталей, в налаживании практически не нуждается.

Правда регулировка напряжения и тока раздельная для каждого канала, но это может и лучше с одной стороны.

В архиве установка FUSE (фузов), которые соответствуют работе от внутреннего генератора 4MHz, скрин установки для программы PonyProg.

Удачи в сборке!

Если у кого-то возникнут какие либо вопросы по конструкции блока питания, задавайте их ЗДЕСЬ на форуме.

Архив для статьи

Двухконтактный биполярный источник питания

Введение

2-квадрантный источник питания, который подает положительное или отрицательное напряжение на одни и те же выходные клеммы, можно легко создать с помощью 4-квадрантного контроллера LT8714. Показанный здесь двухквадрантный источник питания может использоваться в различных областях, начиная от тонирования окон, где изменение полярности меняет ориентацию молекул кристаллов, и заканчивая оборудованием для тестирования и измерения.

Лист данных LT8714 описывает работу 2-квадрантного источника питания в первом квадранте (положительный вход, положительный выход) и в третьем квадранте (положительный вход, отрицательный выход).Обратите внимание, что в обоих квадрантах источник питания является источником тока, таким образом создавая источник питания, а не приемник энергии. Второй квадрант и четвертый квадрант образуют приемник энергии.

Описание схемы и функциональные возможности

На рис. 1 показана электрическая схема LT8714 как двухквадрантного источника питания. Трансмиссия состоит из NMOS QN1, 2, PMOS QP1, 2, катушек индуктивности L1, L2, конденсатора связи CC, а также входных и выходных фильтров. Катушки индуктивности L1 и L2 представляют собой две дискретные, несвязанные катушки индуктивности, что позволяет снизить стоимость преобразователя.

Рисунок 1. Принципиальная электрическая схема блока питания на базе LT8714, работающего в двух квадрантах V _IN 12 В, V _O ± 5 В при 6 А.

Правильный выбор активных и пассивных компонентов требует понимания напряжений напряжения и уровней тока в каждом квадранте. Для этого на рисунке 2 показаны функциональные топологии положительного выхода.

Рисунок 2. Топология 2-квадрантной операции с положительным выходом.

Когда баланс вольт-секунд находится в устойчивом состоянии, рабочий цикл может быть получен из выражения:

Для проверки конструкции демонстрационная схема DC2240A была переработана, чтобы соответствовать схеме, показанной на рисунке 1. Входное напряжение составляет номинальное 12 В с выходным напряжением ± 5 В при максимальном токе 6 А для обоих.

Измеренный КПД конструкции показан на рисунке 3. Положительный выход превышает отрицательный, что соответствует результатам теоретических расчетов.Напряжение и ток на компонентах намного выше в конфигурации с отрицательным выходом, что увеличивает потери и снижает эффективность.

Рис. 3. Кривые КПД преобразователя при V _IN 12 В, V _OUT +5 В и –5 В и максимальном вводе-выводе 6 A.

На рис. 4 показана превосходная линейность зависимости выходного напряжения от управляющего напряжения V _CTRL. Для этой конфигурации схема была нагружена резистором 1 Ом, а управляющее напряжение изменялось от 0.От 1 В до 1 В.

Рис. 4. График зависимости выходного напряжения V _OUT от управляющего напряжения V _CTRL. Когда V _CTRL изменяется с 0,1 В до 1 В, V _OUT изменяется с –5 В на +5 В.

Используя две модели LTspice ^®, мы смогли проанализировать работу LT8714 с показателем хорошей мощности в первой модели и с использованием несвязанных катушек индуктивности во второй модели.

Заключение

В этой статье демонстрируется простая двухквадрантная схема источника напряжения с использованием LTC8714.Конструкция была протестирована и подтверждена контроллером LTC8714 на отличную линейность.

Примеры применения биполярных источников питания

Мы предложим приложения, основанные на достижении Мацусада.

Что такое биполярный источник питания?

Это четырехквадрантный биполярный источник питания для источника и потребления энергии. Блок питания доступен с двумя режимами постоянного напряжения (CV) и постоянного тока (CC). Используя преимущества встроенных функциональных генераторов, некоторые серии биполярных источников питания также могут генерировать базовые входные сигналы, включая синусоидальную и прямоугольную.

Кроме того, доступны произвольные волны.
Для получения дополнительной информации посетите страницу «Технические знания» на нашем сайте.

ИНДЕКС

Автомобили и транспортные средства

Разработка и оценка двунаправленных инверторов и преобразователей

В последние годы источники питания, устанавливаемые на транспортные средства, были переведены с 12 вольт на 48 вольт. Чтобы не отставать от этой тенденции к более высоким напряжениям, в том числе в квазигибридизированных транспортных средствах, пришлось пересмотреть конструкцию различных автомобильных компонентов.Чтобы удовлетворить потребность в дополнительной экономии энергии, нам необходимо разработать такие двунаправленные устройства, как устройства постоянного / постоянного тока, чтобы повысить эффективность хранения регенерированной электроэнергии. Кроме того, по мере того, как компьютеризация автомобилей продвигается вперед, существует быстро возрастающая потребность в тестах на шум, включая кривые проворачивания двигателя для электрических компонентов, установленных на транспортных средствах. Биполярные источники питания являются наиболее подходящими кандидатами для оценки шума, нагрева и отклика этих устройств и компонентов.Кроме того, использование высоких напряжений также важно для оценки электромобилей и сверхвысоких напряжений. Matsusada Precision предлагает широкую линейку биполярных источников питания для удовлетворения потребностей каждого пользователя.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокое напряжение Высокоскоростной Высокое напряжение

Вот почему выбираются биполярные блоки питания Matsusada

Matsusada предлагает 147 моделей биполярных источников питания, включая высоковольтные и высокомощные, которые не могут сравниться с нашими конкурентами.Это позволяет клиентам выбрать правильный источник питания, который лучше всего подходит для их индивидуальных применений. У нас есть блок питания, который может обеспечивать мощность до 2000 Вт от одного блока, что позволяет использовать компактную конфигурацию, когда требуется высокая мощность. Блоки питания конкурентов могут выдавать максимум около 400 Вт от одного блока.

Разработка и оценка магнитных материалов для двигателей

Биполярные источники питания также используются для оценки гистерезисных характеристик магнитных материалов.Гистерезис — это характеристика, которая сильно влияет на эффективность электромоторов. Для плавного и точного измерения гистерезисных характеристик необходимо использовать высокоскоростной биполярный источник питания.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокая скорость Высокое напряжение

Оценка катушек зажигания

Оценка формы сигнала запуска во время вращения стартера с помощью симулятора является важным методом проверки катушек зажигания.Высокоскоростной биполярный источник питания, способный выдавать различные формы волны, необходим для тестирования современных автомобилей, в которых сложным образом встроены различные электронные устройства. Некоторые из биполярных источников питания Matsusada Precision оснащены функцией памяти, так что необходимые формы сигналов могут быть предварительно сохранены в памяти и вызваны при необходимости для тестирования.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокая скорость

Оценка потерь меди и железа в реакторе большого трансформатора

Биполярные блоки питания часто используются для оценки больших трансформаторов, установленных на специальных транспортных средствах.Эти трансформаторы имеют медные обмотки. При использовании высокочастотного напряжения потери меди происходят из-за так называемого скин-эффекта. В небольших трансформаторах потери меди незначительны. Но более крупные трансформаторы могут сэкономить энергию за счет уменьшения этих потерь. Биполярные источники питания используются для выбора типа проводов для реакторов, чтобы уменьшить потери меди и железа.

Производительность, необходимая для этого приложения: высокая мощность

Разработка датчиков тока и шунтирующих резисторов

По мере роста популярности автомобилей HEV и EV, в том числе специальных транспортных средств, технология контроля электрического тока становится все более важной.Уменьшение потерь электрического тока становится необходимостью, чтобы увеличить расстояние и время в пути автомобилей. Для достижения этого важно улучшить характеристики датчиков электрического тока, которые контролируют ток, протекающий от аккумуляторов к различным электрическим и электронным устройствам в автомобилях. Биполярные источники питания хорошо подходят для оценки точности, скорости отклика и температуры датчиков электрического тока.

Разработка и оценка двигателей и периферийного оборудования

При оценке двигателей с использованием переменного источника питания общего назначения источник питания может быть поврежден или выйти из строя из-за противодействия электродвижущей силе при оценке некоторых элементов.Поэтому при разработке и оценке двигателей использовалась комбинация электронных нагрузок и регулируемого источника питания. Поскольку биполярный источник питания может выводить сигнал во всех четырех квадрантах, нет необходимости объединять электронные нагрузки. Однако до сих пор не было доступно двухполюсных источников питания большой мощности, поэтому можно было оценивать только двигатели с малой номинальной мощностью. Компания Matsusada Precision разработала компактный биполярный источник питания высокой мощности, который позволяет также оценивать большие двигатели.

Оценка электромагнитных клапанов

Скорость работы электромагнитных клапанов влияет на расход топлива автомобилей. Наш биполярный источник питания способен обеспечивать высокую скорость реакции при проверке работы электромагнитных клапанов.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокоскоростной

Разработка и оценка разъемов

Автомобили с электронным управлением содержат большое количество сложных кабелей и разъемов.Отсутствие оценки шума и тепла может привести к серьезной аварии. Биполярные источники питания используются для имитации различных источников шума.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокое напряжение Высокоскоростной

Моделирование кривых проворачивания двигателя специального транспорта

Необходимо моделировать кривые проворачивания коленчатого вала различных автомобилей, в том числе специальных. С помощью мощного или высокоскоростного двухполюсного источника питания можно моделировать кривые запуска различных типов специальных транспортных средств.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокое напряжение Высокоскоростной

Общие электронные / электротехнические изделия

Разработка и оценка инверторов и преобразователей

Инверторы и преобразователи

широко используются в различных отраслях промышленности, включая бытовые электроприборы, промышленное оборудование и автомобили. Биполярные источники питания используются при оценке таких продуктов, например, при тестировании вариаций на входе и измерении эффективности.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокое напряжение Высокое напряжение

Разработка и оценка двигателей

Если двигатель оценивается с использованием переменного источника питания общего назначения, он может выйти из строя или выйти из строя из-за противодействия электродвижущей силе. Биполярные источники питания могут поглощать любую противодействующую электродвижущую силу, которая может возникнуть при оценке двигателей.

Производительность, необходимая для этого приложения: высокая мощность

Создание магнитного поля

Биполярные источники питания также используются для оценки магнитных датчиков, таких как устройства Холла, для измерения магнитных характеристик полупроводников с помощью памяти MRAM нового поколения и для проверки работы электромагнитных клапанов.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокое напряжение Высокоскоростной

Разработка и оценка светодиодов, мощных светодиодов и светодиодов

Биполярные источники питания

используются для включения и выключения светодиодных или лазерных устройств с высокой скоростью и для проведения долговременных испытаний на срок службы, предотвращая накопление тепла.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокоскоростной

Вот почему выбираются биполярные блоки питания Matsusada

Мощность, подаваемая на оптические полупроводники, относительно мала.Наш настольный биполярный источник питания, доступный только от Matsusada, может быть использован для этого приложения. Нет необходимости в большом энергоснабжающем оборудовании. Наш настольный биполярный источник питания позволяет проводить простые тесты, требующие 60 Вт или меньше.

Разработка и оценка разъемов

Растет число случаев, когда термический КПД соединителей может быть улучшен для экономии энергии. Биполярные блоки питания реагируют с высокой скоростью, что позволяет проводить тепловые оценки до и сразу после подачи напряжения.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокое напряжение Высокоскоростной

Разработка и оценка аккумуляторов и зарядных устройств

Биполярные источники питания, которые могут выводить сигнал в четырех квадрантах, широко используются для оценки характеристик батарей, моделирования поведения батарей и оценки зарядных устройств батарей.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокое напряжение Высокоскоростной

Моделирование выходных сигналов

Периферийное оборудование, такое как бытовые электроприборы и другие электрические устройства, обычно требует определенных форм сигналов.Необходимо проверить, не будут ли бытовые электроприборы и другие электрические устройства нормально работать, если формы сигналов от внешних источников искажены. Биполярные источники питания отлично подходят для таких испытаний. Путем моделирования и вывода сигналов, которые могут вызвать сбои в работе, можно проверить надежность бытовых электроприборов и других электрических устройств.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокоскоростной

Гальваническая промышленность

Периодическое обратное гальваническое покрытие и анодирование

Гальваника

PR — это высокоточный метод нанесения покрытия.После первого нанесения покрытия подается отрицательное напряжение для удаления выступов или грязи с поверхности покрытия. Эта процедура повторяется для удаления любых краев с плакированной поверхности, что позволяет точно покрыть поверхность объекта. Поскольку биполярные источники питания могут выводить сигнал в четырех квадрантах, требуется только один источник питания вместо двух. Время цикла нанесения гальванических покрытий PR может быть уменьшено за счет использования мощных, высокоскоростных биполярных источников питания Matsusada.При анодировании, если к покрываемому объекту прикладывается низкое напряжение определенной частоты, скорость химической реакции может быть увеличена. Когда необходимо покрыть множество объектов, и поскольку каждый из разных объектов имеет свою частоту, с которой может усиливаться химическая реакция, использование соответствующей частоты увеличивает эффективность анодирования.

Производительность, необходимая для этого приложения: Высокая мощность Высокая скорость

Point Вот почему были выбраны биполярные источники питания Matsusada

Наилучшая частота нанесения зависит от размера и площади поверхности покрываемых объектов.Matsusada Precision предлагает широкую линейку биполярных источников питания для удовлетворения почти всех потребностей в частоте.

Испытание конденсаторов на пульсацию

Широкополосные биполярные источники питания доступны для тестирования пульсаций, реагируя на более высокие частоты. Они полностью оснащены функциями безопасности, включая снижение тока. Кроме того, биполярные источники питания, которые могут добавлять переменный ток к постоянному, подходят для оценочных испытаний и старения.

Оценка ВАХ фотоэлектрических панелей

Биполярные источники питания используются для измерения ВАХ путем снижения тока, который подобен электронным нагрузкам, для контроля напряжения / тока в данный момент.Они также подходят для полевых испытаний с использованием солнечной энергии.

Усиление сигналов цифровых функциональных генераторов

Поскольку четырехквадрантные биполярные источники питания обеспечивают вывод усиленной формы волны, созданной функциональным генератором, без изменений, их можно применять для обработки, такой как нанесение импульсов и обработка поверхности.

Биполярные источники питания Модельный ряд

Для получения дополнительной информации о наших линейках продуктов для высокого напряжения, пожалуйста, обратитесь к странице «Усилитель высокого напряжения».

Биполярный источник питания

с регулируемыми регуляторами

ИС LM317T и LM337T — это хорошо известные недорогие регулируемые стабилизаторы напряжения, способные выдавать выходной ток до 1,5 А с рассеиваемой мощностью до 20 Вт. LM317T выдает положительное выходное напряжение, а LM337T дает отрицательное выходное напряжение.

Полезно иметь биполярный источник питания с LM317T и LM337T, обеспечивающий симметричную выходную мощность. Однако одновременная регулировка обоих выходных напряжений является проблемой.

Обычное решение — построить регулятор напряжения слежения с операционным усилителем, который отслеживает положительный или отрицательный выход источника питания. Но здесь источники питания и другие параметры операционного усилителя могут быть ограничивающими факторами для требуемой выходной мощности.

Другое решение — использовать стереопотенциометр (потенциометр) для одновременной регулировки обоих выходных источников питания. Стереопотенциометры хорошего качества имеют небольшую разницу (около ± 5%) между двумя выходами.Если эта разница слишком велика, вы можете использовать дополнительные потенциометры, чтобы отрегулировать выходное напряжение до точно такого же значения.

Здесь мы представляем схему биполярного блока питания с регулируемыми регуляторами LM317T и LM337T. Схема обеспечивает возможность более точной регулировки выходного напряжения с помощью отдельных потенциометров. Кроме того, выходное напряжение можно регулировать от уровня земли, а не от типичного значения ± 1,25 В.

Схема и рабочая

Принципиальная схема биполярного блока питания с LM317T и LM337T показана на рис.1. Он построен на понижающем трансформаторе 18–0–18 В (X1), мостовом выпрямителе на 1 А (BR1), регулируемом стабилизаторе положительного напряжения LM317T (IC1), регулируемом стабилизаторе отрицательного напряжения LM337T (IC2), восьми диодах 1N4001. (С D1 по D8) и несколько других компонентов.

Рис.1: Схема биполярного источника питания с регулируемыми регуляторами

Сеть 230 В переменного тока подается на первичную обмотку трансформатора X1. Вы можете выбрать трансформатор в соответствии с вашими требованиями к максимальному выходному напряжению и току.Здесь трансформатор X1 используется для создания регулируемого выходного напряжения до ± 15 В.

Мостовой выпрямитель BR1 должен иметь номинал не менее 1 А. Основные фильтрующие конденсаторы C5 и C6 должны быть не менее 2200 мкФ, 40 В. Нерегулируемое положительное напряжение подается на контакт 3 микросхемы IC1, а нерегулируемое отрицательное напряжение — на контакт 2 микросхемы IC2.

Секция регулируемого источника питания включает LM317T, LM337T и стерео потенциометр

VR2 (A) + VR2 (B) для одновременной регулировки выходных напряжений.Выходное напряжение LM317T обычно начинается примерно с 1,25 В, а выходное напряжение LM337T — примерно от -1,25 В. Здесь D1 и D2 создают положительное опорное напряжение около + 1,3 В, которое используется в качестве смещения для IC2. Кроме того, D3 и D4 создают отрицательное опорное напряжение около -1,3 В, которое используется в качестве смещения для IC1.

Вот почему выходные напряжения V3 и V4 могут начинаться почти с уровня земли. Если вам нужна лучшая стабильность, используйте опорные диоды на 1,2 В, такие как LM385-1.2, вместо обычных диодов с D1 по D4.Диоды с D5 по D8 защищают регуляторы от обратных напряжений.

Радиаторы

Установите IC1 и IC2 на соответствующие радиаторы, имеющие значение теплового сопротивления менее 4 ° C / Вт. Максимальная рассеиваемая мощность может достигать 10 Вт, если вам нужен выходной ток выше 0,5 А при самых низких выходных напряжениях. При расчете необходимого размера радиатора учитывайте, что максимальная рассеиваемая мощность LM317T и LM337T в корпусе TO-220 составляет 20 Вт, тепловое сопротивление перехода к корпусу составляет 4 ° C / Вт, а максимальная температура перехода составляет + 125 ° C.

Строительство и испытания

Макет печатной платы биполярного источника питания в натуральную величину показан на рис. 2, а расположение его компонентов — на рис. 3. После сборки схемы на печатной плате подключите вторичные выводы трансформатора к точкам, отмеченным X1 на печатной плате. Закрепите потенциометры VR1 — VR3 на передней стороне шкафа, чтобы можно было легко регулировать напряжения.

Рис.2: Схема печатной платы биполярного источника питания

Фиг.3: Расположение компонентов печатной платы

Загрузите PDF-файлы с компоновкой печатной платы и компонентов:

нажмите здесь

Для тестирования подключите цепь к сети переменного тока 230 В. Затем к выходному разъему подключите нагрузочные резисторы от 33 до 51 Ом с рассеиваемой мощностью не менее 10 Вт (желательно более 20 Вт). Установите дворники VR1 и VR3 в среднее положение. Изменяя стерео потенциометр VR2 (A) + VR (B), отрегулируйте выходное напряжение до требуемых напряжений, например, около ± 10 В. Измените VR1 и / или VR3, если требуется дальнейшая регулировка выходного напряжения.Теперь, если вы подключаете и отключаете нагрузки, выходные напряжения V3 и V4 должны немного измениться вокруг начального значения ± 10 В.

Эта статья была впервые опубликована 25 января 2018 г. и обновлена 27 марта 2020 г.

Комплект биполярного источника питания PS-22

PS-22 — это регулируемый биполярный источник питания низкого напряжения, который выдает напряжение от +/- 5 В до +/- 24 В постоянного тока. В нем используются два регулируемых стабилизатора напряжения 1,5 А с малым падением напряжения: LD10866 для положительного выхода и LT337AT для отрицательного выхода.Печатная плата PS-22 имеет размеры всего 3,7 на 3,2 дюйма и, как и все печатные платы GlassWare, имеет очень большую толщину (0,094 дюйма) с тяжелыми медными дорожками весом 2 унции. Используются сверхбыстрые выпрямители MUR410G, каждый из которых шунтируется керамическим конденсатором емкостью 0,01 мкФ для уменьшения образования радиопомех. Для источника питания требуется силовой трансформатор с центральным отводом, который не входит в комплект.

Возможны радиаторы высотой 1,5 или 2,5 дюйма. Радиатор высотой 1,5 дюйма обеспечивает тепловое сопротивление 3,7 ° C / Вт, а его 2,5-дюймовый брат — низкое 2.6C / W сопротивление. Как эти два тепловых сопротивления влияют на реальную производительность? Если бы радиатор 3,7 ° C / Вт был присоединен к резистору в корпусе TO-220, который рассеивал 10 Вт тепла, температура радиатора увеличилась бы на 37 ° C, то есть на 37 градусов по Цельсию (по Цельсию). Сейчас 37C не так уж и жарко, так как это основная температура вашего тела. Но 37 ° C необходимо добавить к той температуре, при которой был радиатор до тепловыделения резистора. Обычно мы принимаем 25 ° C, 77 градусов по Фаренгейту, как среднюю температуру в помещении.Внутри корпуса, заполненного трубами, это предположение может не соответствовать действительности на 15 ° C или более. В жаркий летний день внутри корпуса лампового усилителя мощности температура окружающей среды может быть ближе к 50C (122 градуса по Фаренгейту). Ой! При добавлении 50 ° C к 37 ° C получается 87 ° C, что приводит к сильно раскаленному радиатору и, скорее всего, к поджаренному стабилизатору напряжения.

Мое собственное ограничение на температуру радиатора составляет 60 ° C, так как это настолько горячо, насколько я могу прикасаться без перчаток. Итак, если мы будем работать в обратном направлении, и если мы примем 35 ° C за внутреннюю температуру корпуса, и если мы хотим ограничить 3.Радиатор 7C / W до температуры не более 60C, тогда тепловыделяющее устройство, будь то регулятор напряжения, транзистор, MOSFET или силовой резистор, не может производить больше (60C — 35C) / 3,7C / Вт или 6,75 Вт. Однако, если мы используем более высокий радиатор с меньшим тепловым сопротивлением 2,6 ° C / Вт, мы можем позволить рассеивание до 9,6 Вт. Конечно, если высокий радиатор не поместится в корпусе, его меньшее тепловое сопротивление не принесет нам никакой пользы.

Большинство схем на основе операционных усилителей потребляют сравнительно небольшой ток, скажем, всего 50 мА, что при падении напряжения регулятора напряжения 4 В постоянного тока равно только 0.2 Вт тепла. Но если схема операционного усилителя представляет собой усилитель для наушников или сложную схему на основе операционного усилителя, то радиаторы большего размера становятся гораздо большим преимуществом.

В комплект входят все детали, конденсаторы, резисторы, выпрямители, регуляторы, включая руководство пользователя, комплекты деталей для монтажа радиатора, а также четыре набора стоек, винтов и уплотнительных колец. Он предлагает вариант с радиаторами высотой 1,5 или 2,5 дюйма.

Общие сведения о полноволновых и полуволновых источниках питания — Примечание по применению

В этом документе описывается опасность смешивания полуволновых и двухполупериодных источников питания, а также дается обзор основных схем полуволнового и двухполупериодного источников питания.

Рис.1: Условное обозначение диода

Диоды

Чтобы понять разницу между двухполупериодными и полуволновыми источниками питания, вы должны понимать, как работает диод.
На рисунке 1 показано схематическое обозначение диода. Диод — это электронный переключатель. Когда на анодной (+) клемме больше положительного напряжения, чем на катодной (-) клемме, переключатель замыкается, и ток будет течь через диод от анода (+) к катоду (-). Когда на катодной (-) клемме больше положительного напряжения, чем на анодной (+) клемме, переключатель разомкнут и ток не течет.

Опасность смешивания полуволн с полноволновыми источниками питания

На рис. 2 показана схема двухполупериодного источника питания. Во многих системах управления используются полуволновые источники питания, и в этих системах нижний вывод трансформатора 24 В переменного тока обычно заземлен. Если к такой системе подключен двухполупериодный источник питания (как показано на рисунке 4), то верхний вывод трансформатора также подключается к земле через диод D3 во время отрицательного полупериода источника питания переменного тока.Это создает короткое замыкание между клеммами трансформатора (как показано на рисунке 3), которое либо срабатывает автоматический выключатель, либо сгорает диод, либо сгорает трансформатор — или, возможно, все три.

Следовательно, никогда не следует пытаться запитать полуволновые и двухполупериодные источники питания от одного и того же трансформатора.

Полуполупериодные и двухполупериодные источники питания могут сосуществовать в одной системе управления, их просто нужно запитать от отдельных трансформаторов.

Рис. 2: Базовый двухполупериодный источник питания Рис.3: Клеммы трансформатора источника питания на рисунке 4 ниже соединены вместе через диод D3 во время отрицательного полупериода подачи переменного тока. 4: Базовый двухполупериодный источник питания с нижним выводом трансформатора 24 В переменного тока, неправильно подключенным к земле

Полуволновые источники питания

На рисунке 5 показан простой полуволновой источник питания. 24 В переменного тока — это выход силового трансформатора 24 В переменного тока. D1 — это диод, который преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный ток. C1 — конденсатор фильтра, который сглаживает пульсирующий постоянный ток.R1 — нагрузка схемы, 275 Ом было выбрано для нагрузки около 100 мА.

На рис. 6 показаны формы напряжения полуволнового источника питания при входном 24 В переменного тока (среднеквадратичное значение) (или 68 вольт от пика до пика). Более светлая форма волны — это напряжение питания 24 В переменного тока, а более темная форма волны — это напряжение на конденсаторе фильтра C1 и нагрузочном резисторе R1.

Как показано на рис. 6, на каждом положительном полупериоде источника питания 24 В переменного тока напряжение на конденсаторе фильтра и нагрузочном резисторе повышается до пикового значения переменного напряжения.В отрицательном полупериоде конденсатор обеспечивает ток для нагрузки. Изменение напряжения нагрузки, или пульсация, зависит от емкости конденсатора — больший конденсатор будет иметь меньшую пульсацию напряжения.

Рис. 5: Базовый полуволновой источник питания Рис. 6: Формы напряжения полуволнового источника питания

На затененной части рисунка 6 эффективная схема полуволнового источника питания показана на рисунке 7. Источник 24 В переменного тока заряжает C1 и обеспечивает ток нагрузки. Поскольку конденсатор должен накапливать ток в течение отрицательного полупериода, зарядный ток конденсатора может быть довольно большим, в данном случае почти 1 ампер.Чем больше конденсатор, тем больше зарядный ток.

Рис. 7: Диод D1 закрыт во время заштрихованной части сигнала на рис. 6. Рис. 8: Диод D1 открыт во время незатененной части сигнала на рис. 6.

На незатененном участке на рис. 6 эффективная схема полуволнового источника питания показана на рис. 8. Диод открыт, поэтому напряжение 24 В переменного тока. источник не подает питание, а конденсатор обеспечивает весь ток нагрузки.

Полуволновые источники питания обычно более сложны, чем схема, показанная на рисунке 5.Эта простая схема была выбрана для облегчения объяснения. Обычно существует схема регулирования, чтобы поддерживать постоянное напряжение на выходе. Регуляторы работают хорошо, но они не могут поддерживать постоянный выход, если напряжение конденсатора фильтра падает ниже регулируемого выхода. Регуляторы также используют часть напряжения конденсатора фильтра для правильной работы.

В показанной здесь схеме напряжение фильтрующего конденсатора падает до 20 В, прежде чем он будет заряжен 24 В переменного тока. Следовательно, невозможно получить регулируемую мощность более 19.5 В постоянного тока.

Полноволновые Источники Питания

На рисунке 9 показан простой двухполупериодный источник питания. 24 В переменного тока — это выход силового трансформатора 24 В переменного тока. D2, D3, D4 и D5 — это диоды, которые преобразуют переменный ток в пульсирующий постоянный ток. C2 — это конденсатор фильтра, который сглаживает пульсирующий постоянный ток. R2 — нагрузка схемы, 275 Ом было выбрано для нагрузки около 100 мА.

На рис. 10 показаны формы волны напряжения двухполупериодного источника питания, когда на входе 24 В переменного тока (среднеквадратичное значение) (или 68 вольт от пика до пика). Более светлая форма волны — это источник питания 24 В переменного тока после того, как он был преобразован диодами в пульсирующее постоянное напряжение.Более темная форма волны — это напряжение на конденсаторе фильтра C2 и нагрузочном резисторе R2.

Как показано на рис. 10, напряжение на конденсаторе фильтра и нагрузочном резисторе повышается до пикового значения напряжения питания. Когда напряжение питания возвращается к нулю, конденсатор обеспечивает ток для нагрузки. Изменение напряжения нагрузки, или пульсация, зависит от емкости конденсатора — больший конденсатор будет иметь меньшую пульсацию напряжения.

В темных прямоугольниках на Рисунке 10 эффективная схема источника питания показана на Рисунке 11.В светлых прямоугольниках на рисунке 10 эффективная схема источника питания показана на рисунке 12. В течение обоих этих периодов источник питания 24 В переменного тока заряжает C1 и обеспечивает ток нагрузки. Ток зарядки конденсатора может быть довольно большим, в данном случае почти 0,5 ампер. Чем больше конденсатор, тем больше зарядный ток.

В незатененной части рисунка 10 все диоды открыты, и конденсатор обеспечивает весь ток нагрузки.

Рис. 9: Базовый двухполупериодный источник питания Рис.10: Формы напряжения полноволнового источника питания Рис. 11: Путь тока в темной заштрихованной части рис. 10 Рис. 12: Путь тока в светлой части рисунка 10.

Двухполупериодные источники питания обычно более сложны, чем схема, показанная на рисунке 9. Эта простая схема была выбрана для облегчения объяснения. Обычно существует схема регулирования, чтобы поддерживать постоянное напряжение на выходе. Регуляторы работают хорошо, но они не могут поддерживать постоянный выход, если напряжение конденсатора фильтра падает ниже регулируемого выхода.Регуляторы также используют часть напряжения конденсатора фильтра для правильной работы. В схеме, показанной на предыдущей странице, напряжение фильтрующего конденсатора падает до 25,5 В, прежде чем он будет заряжен 24 В переменного тока. Следовательно, было бы невозможно получить регулируемый выход выше 25 В постоянного тока.

Как описано на первой странице этого документа, полуволновые и двухполупериодные источники питания могут сосуществовать в одной системе управления, их просто нужно запитать от отдельных трансформаторов.

Если у вас есть дополнительные вопросы о полуволновых и полноволновых источниках питания, пожалуйста, позвоните вашему представителю BAPI.

Версия для печати pdf этой заметки по применению

KEPCO, INC .: ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА / ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ: БИПОЛЯРНЫЙ, ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, УСТАНОВКА В СТОЙКЕ ИЛИ НА СТОЙКЕ, АНАЛОГОВЫЙ ПРОГРАММИРУЕМЫЙ GPIB SCPI, ЦИФРОВОЙ, ЛИНЕЙНЫЙ

Резистивные нагрузки. Чтобы реализовать весь потенциал высокоскоростного противовыбросового превентора, характеристики нагрузки должны быть в основном резистивными.

Индуктивные нагрузки. Модели Kepco с дополнительным противовыбросовым превентором мощностью 100, 200 и 400 Вт оптимизированы для управления индуктивными нагрузками.Эта опция делает противовыбросовый превентор пригодным для широкого спектра применений, таких как тестирование двигателей, тестирование магнитных компонентов (катушек, динамиков и т. Д.), Промышленные приложения с индуктивными нагрузками, приводные катушки ЭЛТ, криогенные приложения и питание корректирующих магнитов для приложений медицинской визуализации. или ускорители частиц. Для получения дополнительных указаний по использованию оптимизированных (суффикс L или C) моделей по сравнению со стандартными моделями см. Примечание по применению: когда использовать стандартный или оптимизированный противовыбросовый превентор (суффикс L или C) для управления реактивными нагрузками.

Емкостные нагрузки. Модели Kepco с дополнительным противовыбросовым превентором мощностью 100, 200 и 400 Вт оптимизированы для управления емкостными нагрузками. Эта опция делает BOP подходящим для широкого спектра приложений, таких как как тестирование солнечных элементов / панелей, вождение и тестирование пьезоэлектрических устройств, тестирование конденсаторов, вождение и тестирование емкостные преобразователи и источники питания для промышленных или лабораторных применений с емкостными или емкостно-резистивными нагрузками. Для получения дополнительных указаний по использованию оптимизированных (суффикс L или C) моделей vs.Стандартные модели, см. примечания по применению: когда использовать стандартный или оптимизированный противовыбросовый превентор (суффикс L или C) для управления реактивными нагрузками.

Выходная характеристика BOP:
4 квадранта с плавным переходом через ноль

Операционный усилитель. BOP, будучи полностью номинальными источниками питания, также являются мощными операционными усилителями с полный 4-квадрантный, биполярный режим. Их выход способен выдерживать как постоянный постоянный ток, так и репликация произвольных форм сигналов переменного тока.

В Kepcos BOP выходы напряжения и тока могут регулироваться плавно и линейно. во всем номинальном плюсовом и минусовом диапазонах, плавно проходя через ноль без переключение полярности.

BOP E-Series для управления через Ethernet. BOP E-Series — это управляемая через Ethernet версия биполярных источников питания Kepco BOP. Все 14 моделей BOP серии E предлагают полный контроль над биполярным выходом либо через веб-страницу в браузере, либо с помощью команд SCPI через Telnet.BOP E-Series использует интерфейс между шиной цифровых данных и BOP, который принимает цифровые входные данные и преобразует их в аналоговый сигнал, который, в свою очередь, управляет выходом BOP. BOP E-Series полностью совместим с языком программирования SCPI. Серия BOP-E доступна в версиях, оптимизированных для индуктивных или емкостных нагрузок.
Драйвер EPICS (совместимый с Linux) уже доступен!

Дистанционное цифровое управление. BOP принимает сменные карты BIT для дистанционного цифрового управления; карты могут быть установлены на заводе.BIT 4886 обеспечивает 16-битное управление разговором и прослушиванием IEEE 488.2 с поддержкой SCPI.

При установленной карте BIT 4886 BOP также можно управлять через порт USB на компьютере под управлением Windows 10 с помощью KIT 219-0630, доступного в качестве аксессуара. Для получения дополнительной информации СКАЧАТЬ Инструкцию для НАБОРА 219-0630.

BIT 802E обеспечивает управление через Ethernet, предлагая полный контроль над биполярным выходом либо через веб-страницу с использованием браузера, либо с помощью команд SCPI через Telnet.

Двухканальный противовыбросовый превентор. Двухканальные модели противовыбросового превентора серии 2X компании Kepco имеют блоки питания мощностью 200 и 400 Вт. Каждый канал представляет собой отдельный источник питания, полностью изолированный, независимый и функционально идентичный. Блоки мощностью 200 Вт имеют два канала по 100 Вт, а блоки 400 Вт — два канала по 200 Вт. Двухканальные модели поставляются в одном корпусе, полностью заполненном стойкой, который можно установить в стандартную стойку шириной 19 дюймов. Каналы полностью изолированы, но используют два цифровых измерителя на передней панели (не влияя на изоляцию), которые отображают выходное напряжение и ток для канала, выбранного переключателем выбора канала на передней панели.Один шнур питания питает оба канала; отдельные двухпозиционные автоматические выключатели включают / выключают каждый канал отдельно.

Два канала независимы. У них есть отдельные входные управляющие сигналы и отдельные выходные порты. Дистанционное программирование можно настроить так, чтобы каждый канал работал независимо, или входной контроль можно было подключить параллельно, чтобы оба канала программировались одним и тем же сигналом.

Противовыбросовые превенторы внесены в списки UL в соответствии со стандартом безопасности 61010-1 и имеют маркировку CE в соответствии с директивами LVD, EMC и RoHS 2.См. Соответствующую Декларацию соответствия.

Введение в биполярные источники питания

По мере того, как вы начинаете заниматься более сложными и интересными компонентами синтезатора, вы можете столкнуться со схемами цепей, для работы которых требуется как положительный, так и отрицательный вход мощности. В качестве примера в модулях синтезатора Eurorack используются блоки питания с плюсовым и минусовым напряжением 12 В. В результате многие энтузиасты DIY-синтезатора также будут использовать + \ — 12В, чтобы они могли взаимодействовать со своими модульными установками Eurorack.Это называется биполярным источником питания и необходимо для схем, содержащих операционные усилители.

К сожалению, это может вызвать некоторую тревогу у новичков в области электроники или синтезатора. Когда я впервые столкнулся с этим, мне потребовалось гораздо больше времени, чем я хотел бы признать, чтобы осмыслить это. Как напряжение могло быть отрицательным? Требуется ли мне специальное оборудование для питания этих цепей? Эта путаница была вызвана в первую очередь двумя заблуждениями, которых я придерживался в то время:

Напряжение — это мера силы, а не количества:
Когда мы думаем о напряжении, мы склонны думать о нем как о величине.Мы предполагаем, что напряжение батареи — это количество вольт, которое она содержит. Это закреплено тем, как мы относимся к напряжению; «Эта батарея на 9В». Однако это неверно. Напряжение, которое мы называем батареями, источниками питания и цепями, на самом деле представляет собой разность напряжений между положительным и отрицательным полюсами. Если вы знакомы с аналогией с водой для описания электричества, вы, возможно, слышали, что напряжение — это давление, которое проталкивает электричество по цепи.Если бы у вас была труба, в которой вы оказывали одинаковое давление на оба конца, вода не проходила бы через нее. Однако если бы у вас была труба, в которой вы оказывали большее давление на воду на одном конце трубы, вода начинала бы двигаться. Кроме того, сила, с которой вода движется по трубе, была бы эквивалентна разнице давлений между двумя концами трубы. Точно так же с батареей 9 В напряжение на положительном полюсе на 9 В выше, чем напряжение на отрицательном полюсе, которое проталкивает электричество от положительного полюса через вашу цепь к отрицательному полюсу.

Тогда подумайте, перевернули ли вы схему вверх дном. Это означало бы, что через цепь все еще движется та же сила 9 В. Однако теперь он движется по цепи в обратном направлении. Теперь сила 9 В будет отбирать электричество от заземления и подталкивать его к шине питания. Это то, что называется отрицательным напряжением.

Земля — это ориентир:
Когда я начал работать с электроникой, у меня не было твердого представления о том, что такое земля.Я привык использовать отрицательный полюс батареи в качестве заземления и начал предполагать, что это самый нижний полюс батареи или источника питания. Это понимание хорошо помогло мне с базовыми схемами, но стало проблемой, когда я начал работать с операционными усилителями и более сложными схемами. Правда в том, что заземление не является неотъемлемой точкой источника питания и имеет большее отношение к самой цепи, чем к вашему источнику питания (при этом некоторые источники питания включают схему для закрепления или экранирования своего заземления, чтобы сделать его более стабильный).Земля в конечном итоге служит точкой отсчета, от которой измеряется напряжение цепи. С помощью некоторых базовых компонентов вы можете установить заземление в любом месте между максимальным напряжением вашего источника питания и 0 В.

Рассмотрим схему выше. Самый интуитивный способ подойти к этому — сказать, что земля — это точка C . В этом случае мы должны измерить разницу напряжений между B и C , чтобы определить, что напряжение в точке B составляет 9 В.Аналогичным образом, измеряя разность напряжений между A и C , вы можете определить, что напряжение в точке A составляет 18 В.

Однако, если вы подойдете к схеме иначе, вы увидите совсем другие результаты. Допустим, мы назначаем точку B заземлением в цепи. В этом случае, измерив напряжение A, и B, , чтобы определить, что напряжение в точке A составляет 9 В. Затем мы измерим напряжение между C и B и обнаружим, что напряжение в точке C отрицательно 9 В.Это означает, что напряжение в точке C на 9 В меньше напряжения на земле (точка B ). Схема, показанная выше, представляет собой самый простой биполярный источник питания, который вы можете создать, и идеально подходит для ознакомления с этими типами схем.

Чтобы облегчить себе жизнь, я спаял этот небольшой биполярный блок питания вместе на куске перфорированной платы, который у меня был под рукой. Я добавил два больших конденсатора (330 мкФ электролитический), чтобы обеспечить некоторую развязку для простых схем.Кроме того, я разместил выводы на положительной, заземляющей и отрицательной дорожках, чтобы я мог легко подключить этот источник питания к моей макетной плате.

Если вы хотите избавиться от батарей, я настоятельно рекомендую изучить биполярный источник питания MFO Wall Wart Bipolar как вариант перехода на более постоянный источник напряжения (вместе с замечательной документацией, поставляемой со всеми проектами MFO). В качестве альтернативы, если у вас есть традиционный настольный источник питания, существует множество проектов, которые помогут вам создать биполярный источник питания с использованием монополярного выхода, который они обеспечивают.

Схем