+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

Из чего состоит импульсный блок питания часть 3. Инвертор блока питания. Из чего состоит инвертор импульсного блока питания

Что вообще такое — инвертор.
Данный узел предназначен для преобразования постоянного тока в переменный. В данном случае мы имеем на входе 310 Вольт постоянного тока, которые надо подать на трансформатор. Но так как трансформаторы не хотят работать на постоянном токе, то и нужен инвертор.

Инвертор состоит из двух основных узлов.
ШИМ контроллера.

А также выходных высоковольтных транзисторов. Попутно весьма кстати попал в кадр трансформатор управления этими транзисторами.

Впрочем инвертор может выглядеть заметно проще, например у известного блока питания.

Микросхема, жменька деталей, вот и весь ШИМ контроллер.

В данном случае схемотехника блока питания, а также его мощность заметно отличаются от предыдущего варианта, потому транзистор всего один.

Еще один вариант, слева конденсаторы входного фильтра, справа трансформатор, между ними инвертор.
Так как на силовом транзисторе выделяется значительная мощность, то чаще всего он устанавливается на радиатор.

Но давайте немного отвлечемся на историю, с чего собственно все начиналось. Возможно конечно начиналось не с этого, потому точнее будет сказать, с чего начинал я.
Как вы понимаете, раньше не было ШИМ контроллеров, а иногда и обычную «кренку» купить была проблема, но прогресс не стоял на месте и радиолюбители пытались заменить большие трансформаторы на импульсные блоки питания.
На схеме показан типичный автогенератор, но были схемы и с простой логикой в качестве генератора импульсов.

Тогда схемы подобных блоков питания часто встречались в журнале Радио в контексте усилителей мощности. Но мое знакомство было на примере блока питания для Синклера. Кстати на фото один из них, который я оставил себе на память 🙂
Правда вышеприведенная схема требовала подбора транзисторов и в моем случае сильно перегревалась.

Схема с автогенератором считается самой простой, в данном примере она даже не имеет стабилизации выходного напряжения.

При всем современном разнообразии микросхем показанная выше схема также нашла себя в современном мире, в качестве «электронного трансформатора» для галогенных ламп.

Правда постепенно такие лампы заменяют на светодиоды, но все равно электронные трансформаторы довольно популярны, в основном из-за свой простоты и дешевизны.

Уже через довольно большое время подобные схемы получили второе дыхание. Известная фирма International Rectifier выпустила весьма простую микросхему для электронного балласта люминесцентных ламп. Но выяснилось, что данная микросхема отлично работает в качестве задающей для импульсного БП. К ним относятся микросхемы IR2151, IR2153 и подобные.
Вообще некоторые радиолюбители делали и стабилизированные блоки питания на базе этой микросхемы, но работает это не всегда корректно.

По сути для этой микросхемы надо только несколько мелких деталей и пара полевиков, вот и вся схема инвертора. Именно с применением этой микросхемы я делал первичный блок питания для своего лабораторного.
Кстати, именно эту микросхему я рекомендую для питания усилителей мощности, как неприхотливую и довольно надежную. А также хочу сказать, что нерегулируемые БП лучше себя ведут в плане шумов.

Так выглядит трехканальный блок питания с мощностью в 300 Ватт и ШИМ регулировкой вентилятора. Более полная информация есть в обзоре лабораторника.

Также довольно часто можно встретить и однотактные блоки питания на основе автогенератора. Особенно часто они попадались в АТХ боках в качестве дежурки.

Также они могут попасться и в очень бюджетных зарядных для телефонов. Автогенератор является самым простым типом инвертора.

Хотя бывают и исключения, например блок питания довольно дорогого фирменного кондиционера также имел в своем составе автогенератор, правда сделан довольно качественно и имеет стабилизацию напряжения.

В следующий раз мне попались импульсные блоки питания в новых тогда телевизорах. После больших и тяжелых трансформаторов это был прогресс.

Схемотехника правда была жуткая, ремонтопригодность слабая, да и габарит я не назвал маленьким. На фото блок питания мощностью 80 Ватт.
Сначала они также делались по схеме с автогенератором, но потом начали ставить микросхему, правда особо ничего это не изменило.

Вот и подошли мы к теме более современных инверторов, так как на этом этапе блоки питания вышли на тот схемотехнический уровень, который мы сейчас наблюдаем в современных блоках.
Да, поднимали частоту, расширяли диапазон работы, мощность, но суть осталась той же что и была 30 лет назад. Правда так как тогда интегральные ШИМ контроллеры были слабо развиты, то делали их в виде сборок.

Впрочем и в современных блоках питания не стесняются применять такие вот унифицированные модули, по своему это даже удобно.

Типовая блок схема распространенных моделей инверторов состоит из пяти узлов.
1. Узел контроля напряжения питания, защита от работы при пониженном и повышенном напряжении.
2. Вспомогательное питания или цепь запуска.

3. Силовой элемент и датчик тока. Этот узел может заметно отличаться в зависимости от топологии блока питания.
4. Собственно ШИМ контроллер, мозги блока питания.
5. Узел основного питания ШИМ контроллера.

Рассмотрим как происходит запуск большинства блоков питания, эта информация может помочь в поиске неисправностей.
После того как подали высокое напряжение, оно через резистор попадает в цепь питания ШИМ контроллера.

Как только напряжение достигнет порога включения ШИМ контроллер запускается, питаясь в это время от конденсатора в цепи питания.
Если ваш блок питания не подает признаков жизни, проверьте, есть ли питание на входе ШИМ контроллера, иногда эти резисторы уходят в обрыв.

Затем ШИМ контроллер проверяет, в порядке ли питающее напряжение. Эта цепь есть далеко не у всех инверторов, потому если ее нет, то можно сразу перейти к следующему шагу.

Если с питанием все отлично, то контроллер начинает выдавать управляющие импульсы силовому транзистору.

попутно при этом контролируется ток в цепи этого транзистора и если он превышен, то ШИМ контроллер переходит в режим защиты.

Если все нормально, то буквально после нескольких тактов на выходе цепи основного питания появляется рабочее напряжение, которое и питает контроллер. Кстати это один из узлов отказа, если питания нет, то блок питания будет работать в старт-стоп режиме.

Если все этапы запуска прошли корректно, то дальше вступает в дело ШИМ стабилизация. В данном случае я всегда сравниваю ее с бочкой, в которую мы порциями подаем воду и сливая ее через другой кран с разным напором. Задача контроллера поддерживать всегда один и тот же уровень воды в бочке при том, что вводной кран может быть только в двух состояниях, открыто и закрыто.

Кстати, многие видели на выходе блоков питания резистор, подключенный параллельно питанию, он нужен чтобы обеспечить некую минимальную нагрузку, так как блоку питания тяжело работать при очень малой ширине импульса.

Для примера ширина импульсов при небольшой нагрузке.

Если увеличить нагрузку, то ШИМ контроллер увеличит подачу энергии в трансформатор, а через него в нагрузку.

Даже если к примеру нагрузить блок питания на полную, то ширина импульсов не будет полной.

Запас необходим для компенсации снижения входного напряжения.

Если снизить входное напряжение еще больше, то ШИМ контроллер просто выставит максимальную ширину импульса. Кстати, ШИМ контроллеры блоков питания не формируют 100% заполнение, так как всегда необходимо «мертвое» время для защиты выходных транзисторов. В это время выходные транзисторы закрыты.

Для обратноходовых однотактных блоков питания, а именно они используются в качестве блоков питания небольшой мощности, максимальное заполнение составляет 50%.

Самым первым ШИМ контроллером, с которым я познакомился, была легендарная TL494. Микросхема очень старая, но так получилось, что у разработчика дешевый и очень универсальный контроллер и даже спустя много лет и при наличии современных решений он еще весьма широко применяется в блоках питания.
Выпускается она многими фирмами и иногда под разными названиями, например аналог от Самсунга называется КА7500.

На первый взгляд его внутреннее устройство может показаться довольно сложным, но на самом деле таковым не является.

Если немного упростить картинку, то будет примерно так:

1 и 2, стабилизатор питания и источник опорного напряжения.
3. Генератор импульсов, задает частоту работы контроллера.
4. Два компаратора, один обычно используется для стабилизации тока, второй — напряжения.
5. Задатчик мертвого времени, т.е. минимальной паузы между открытым состоянием выходов.
6. Узел сложения всех сигналов.
7. Триггер, который управляет выходными ключами и задает логику работы, двухтактный или однотактный режим. В некоторых аналогах этот триггер сбоил на частотах ниже 100 Гц, чем доставлял немало сюрпризов строителям повышающих инверторов в 220 Вольт.

Микросхема выполнена в корпусе с 16 выводами. Сама по себе надежна, но иногда в блоках питания АТХ, где ее питание идет от источника дежурного напряжения, выходит из строя после его ухода в разнос, когда высыхал конденсатор по выходу 5 Вольт.

Пробивало стабилизатор опорного напряжения и на выходе БП запросто могло появиться высокое напряжение. Потому при проверке прежде всего смотреть наличие 5 Вольт на выводе 14.

В блоках питания АТ, а потом в распространенных китайских БП в кожухе она питается от своего же силового трансформатора. Запуск происходит за счет резисторов в базовых цепях силовых ключей. При включении они сначала входят в автогенераторный режим, на выходе трансформатора появляется небольшое напряжение, микросхема начинает работать и перехватывает управление на себя. Потому если БП не запускается, то в первую очередь проверяем резисторы выделенные на схеме резисторы.

Вторым, не менее легендарным ШИМ контроллером является семейство однотактных UC384х.
Думаю что вы могли из встречать раньше в блоках питания и преобразователях напряжения.

Внутреннее устройство весьма похоже на TL494, но немного отличается. Для начала у микросхемы только один выход, а не два.

Кроме того компараторы привязаны к определенному напряжению, заданному внутри микросхемы, а не универсальные.
Ну и конечно ключевая особенность, микротоковый старт. пока микросхема не начнет работать, он потребляет очень маленький ток, потому запустить ее можно прямо от входного напряжения через резистор, TL494 так не умеет.
Чтобы запуск проходил корректно, у микросхемы есть пороговая схема определяющая напряжение включения и выключения микросхемы. Существует два варианта, около 9 и 15 Вольт.
Кроме того микросхема может иметь 50 и 100% рабочий цикл, первая идет в блоки питания, вторая в преобразователи напряжения.
Так получается четыре варианта исполнения этого контроллера.

Микросхема выпускается в разных корпусах, но наиболее распространен корпус с восемью выводами.

Типовая схема блока питания с этой микросхемой выглядит примерно так.

Сейчас на рынке есть много блоков питания с другими микросхемами, но если посмотреть на их схему, то вы увидите очень много общего, все те же узлы и элементы. Отличия если и есть, то они минимальны.

Инверторы блоков питания могут иметь разную топологию, и об этом я обязательно расскажу отдельно, но большинство выполнено по схемотехнике флайбек или полумост, две верхние схемы на чертеже. Собственно все описанные сегодня блоки питания работают именно так.

Но вернемся к ШИМ контроллерам. Перед этим я описывал варианты, когда ШИМ контроллер отдельно, а силовой узел отдельно. но также получили распространение и полностью интегрированные контроллеры, например серии TOP от Power integrations где практически все собрано в одном корпусе.
Не так давно мне даже попалась подделка, причем что интересно, она слева, с лазерной маркировкой, справа оригинал.

Распространение они получили благодаря простейшей схемотехнике, где в простом варианте блок питания состоит буквально из нескольких деталей.

Потом появились более продвинутые контроллеры, где можно задавать напряжение включения и отключения, а также ограничение выходной мощности. Но при желании их можно перевести в трехвыводный режим, соединив выводы как было на фото раньше.
Но в любом случае данные контроллеры гораздо умнее и имеют комплекс защит от разных проблем, например они выдерживали напряжение более 300 Вольт по входу просто блокируя свою работу.

Но секрет их популярности был также и в удобной программе расчета, которую предоставлял производитель. Она позволяла рассчитать все, вплоть до укладки обмоток трансформатора. А при обнаружении проблем в расчетах, выдавала подсказки.

Производитель предоставлял варианты применения своих микросхем в виде примеров. Был даже вариант компьютерного блока питания, но как-то не пошло.

Зато в небольших блоках питания, например мониторов, он встречаются весьма часто.

Кроме того я и сам их очень активно использую уже наверное лет 15.

Китайские производители также не отстают, выпуская свои варианты подобных микросхем.

Которые довольно успешно применяют в небольших блоках питания

Кстати, при желании можно использовать ШИМ контроллеры и без обратной связи от выходного напряжения, используя обмотку питания самого контроллера. Схема упрощается, но стабильность конечно будет немного ниже чем при правильной обратной связи.

В общих чертах на этом все. Вообще мне иногда кажется, что чем больше я рассказываю, тем больше остается за кадром, что еще хотелось бы рассказать более подробно, но не успеваешь. Потому скорее всего будут еще выпуски по отдельным узлам и принципам работы.
Видео получилось слишком длинным, даже сам не ожидал, и это при том, что еще почти ничего не сказал за ключевые транзисторы и часть даже вырезал, наверное болтаю слишком много 🙁

Несколько ссылок, на полезные обзоры, которые упоминались в видео.
Неплохой модуль DC-DC ZXY6005S или лабораторный блок питания своими руками
12 Вольт 6-8 Ампер блок питания, который приятно удивил
12 Вольт 5 Ампер блок питания или как это могло быть сделано
DC-DC преобразователь, как это иногда бывает
S-180-12 180W 12V / 15A блок питания в непривычном формфакторе
36 Вольт 10 Ампер 360 Ватт или продолжаем изучать как устроены блоки питания + небольшой бонус
48 Вольт, 5 Ампер и 240 Ватт или блок питания который смог удивить
Блоки питания, маленькие и очень маленькие

лучшие простые и сложные схемы и сборки

Автор Акум Эксперт На чтение 9 мин Просмотров 12. 6к. Опубликовано Обновлено

Во многих радиолюбительских конструкциях используются импульсные блоки питания (БП). Они отличаются небольшими размерами при значительной мощности. Такое уменьшение стало возможным благодаря высокой частоте. На таких частотах можно получить на выходе большое напряжение при небольшом количестве витков. Например, чтобы получить напряжение 12 В при токе равном 1 А, требуется намотать всего пять витков. Кроме того, импульсные БП имеют высокий коэффициент полезного действия, так как потери на трансформаторе очень небольшие.

Эти блоки питания имеют и недостатки: они создают высокочастотные помехи и предъявляют высокие требования к нагрузке. Последняя не должна быть больше или меньше той, на которую рассчитан блок питания.

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.

Схемы выпрямителей

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.

Схема работы импульсного блока питания

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.

Схемы импульсных БП

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.
Разновидности высокочастотного преобразователя

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.

Этапы работы обратноходового источника питания

Как собрать: пошаговая инструкция

Для тех, кто хочет собрать импульсный блок питания своими руками, приведем несколько схем сборки.

Самый простой вариант маломощного импульсного блока питания

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).

Импульсный БП на одном транзисторе

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 эксперта

Алексей Бартош

Специалист 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.

Готовый трансформатор в сборе

Однотактный, обратноходовый импульсный блок питания

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.

Схема однотактного, обратноходового импульсного блока питания

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.

Мощный импульсный источник питания

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.

Схема мощного блока питания

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.

Проверка конструкции

Перед первым включением БП нужно проверить. В первую очередь проверяется монтаж, например, могли остаться следы от пайки, несмытый флюс. Какой-либо компонент, установленный на плате, может оказаться неисправным.

Если с монтажом все в порядке, можно приступать ко второй стадии проверки с помощью лампочки. В качестве лампочки можно использовать любую лампу накаливания. Для этого подключаем изготовленный нами источник питания последовательно с лампочкой, как показано на рисунке ниже.

Схема проверки с помощью лампочки.

Если лампочка не светится, значит, в цепи БП есть обрыв. Нужно проверить дорожки платы, дроссель, диодный мост.

Лампочка постоянно горит. В блоке питания короткое замыкание. Причина может быть в пробое конденсаторов, транзисторов. Нужно также проверить дорожки печатной платы, выходные цепи трансформатора.

Если лампочка вспыхнула и погасла, значит, БП исправен, конденсаторы зарядились.

Спасибо, помогло!9Не помогло2

Как работают импульсные блоки питания: 7 правил

Домашний мастер часто сталкивается с поломками сложной бытовой техники из-за отказов ее электрической схемы. Не всегда удается сразу выполнить такой ремонт. Часто требуются знания про импульсные блоки питания, принципы работы их составных частей.

Такие работники популярны, всегда востребованы, заслуживают уважения. Однако не все так сложно в этом вопросе, как кажется на первый взгляд.

Я выделил 7 правил, по которым работает любой ИБП, постарался объяснить их простыми словами для новичков. А что получилось — оценивайте сами.

Содержание статьи

Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

Силовой трансформатор понижает входное напряжение и одновременно обеспечивает гальваническую развязку между электрической энергией первичной и вторичной цепи.

Трансформаторные модули тратят значительную часть мощности на электромагнитные преобразования и нагрев, имеют повышенные габариты, вес.

Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

Правило №1 всех ИБП: чем выше рабочая частота, тем лучше. Преобразование электроэнергии выполняется не на промышленных 50 герц, а на более высоких сигналах в пределах 1÷100кГц.

За счет этого снижаются потери и общий вес всех элементов, но усложняется технология. Принципы работы импульсного блока питания помогает понять его структурная схема.

Показываю ее составные части прямоугольниками, связи стрелками, а форму выходного сигнала из каждого блока — мнемонической фигурой преобразованного напряжения (темно синий цвет сверху).

Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора. Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

Пример монтажа деталей показан на фотографии платы импульсного блока питания ниже.

Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Генератор инвертора на основе силового ключевого транзистора
в комплекте с импульсным трансформатором выдает напряжение на выходной
выпрямитель с диодами, конденсаторами и дросселями.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Разберем все эти части подробнее.

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Правило №2: у качественных ИБП в конструкции блока должен работать надежный фильтр в/ч сигналов.

Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

  1. в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;
  2. импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

Причины появления помех в бытовой сети:

  • апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
  • работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
  • последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают. Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение.

Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией.

Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

Правило №3: после выхода с фильтра напряжение подается на схему выпрямителя, состоящего в базовой версии из диодного моста и электролитического конденсатора.

В ходе электрического преобразования форма синусоиды, состоящая из полуволн противоположных знаков, вначале меняется на сигнал положительного направления после диодной сборки, а затем эти пульсации сглаживаются до практически постоянной амплитудной величины 311 вольт.

Такой сетевой выпрямитель напряжения заложен в работу всех блоков питания.

Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

Правило №4: выпрямленный сигнал подвергается широтно-импульсной модуляции на силовом ключе под управлением ШИМ контроллера.

Силовой ключ выполняется первичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Для эффективной трансформации в/ч импульсов до 100 килогерц конструкцию магнитопровода делают из альсифера или ферритов.

На обмотку трансформатора от цепей управления через в/ч транзистор поступают импульсы сигналов в несколько десятков килогерц.

Прямоугольные импульсы тока подаются по времени, чередуются с паузами, обозначаются единицей (1) и нулем (0).

Продолжительность протекания импульса или его ширина в каждый момент низкочастотного синусоидального напряжения соответствует его амплитуде: чем она больше, тем шире ШИМ. И наоборот.

ШИМ контроллер отслеживает величину подключенной нагрузки на выходе импульсного блока питания. По ее значению он вырабатывает импульсы, кратковременно открывающие силовой транзистор.

Если подключенная к ИБП мощность начинает возрастать, то схема управления увеличивает длительность импульсов управления, а когда она снижается, то — уменьшает.

За счет работы этой конструкции производится стабилизация напряжения на выходе блока в строго определенном диапазоне.

Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

Правило №5: импульсный трансформатор для блока питания передает каждый ШИМ импульс за счет двух преобразований электромагнитной энергии.

Во время преобразования электрической энергии в магнитную и обратно в электрическую с пониженным напряжением обеспечивается гальваническое разделение первичных входных цепей с вторичной выходной схемой.

Каждый ШИМ импульс тока, поступающий при кратковременном открытии силового транзистора, протекает по замкнутой цепи первичной обмотки трансформатора.

Его энергия расходуется:

  1. вначале на намагничивание сердечника магнитопровода;
  2. затем на его размагничивание с протеканием тока по вторичной обмотке и дополнительной подзарядкой конденсатора.

По этому принципу каждый ШИМ импульс из первичной сети подзаряжает накопительный конденсатор.

Генераторы ИБП могут работать по простой однотактной или более сложной двухтактной технологии построения.

Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

На стороне 220 расположены: предохранитель, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, биполярный транзистор, цепочки колебательного контура и коллекторного тока, а также обмотки импульсного трансформатора.

Однотактная схема импульсного блока питания создается для передачи мощности 10÷50 ватт, не более. По ней изготавливают зарядные устройства мобильных телефонов, планшетов и других цифровых гаджетов.

В выходной цепочке трансформатора используется выпрямительный диод Д7. Он может быть включен в прямом направлении, как показано на картинке, или обратно, что важно учитывать.

При прямом включении импульсный трансформатор накапливает индуктивную энергию и передает ее в выходную цепь к подключенной нагрузке с задержкой по времени.

Если диод включен обратно, то трансформация энергии из первичной схемы во вторичную цепь происходит во время закрытого состояния транзистора.

Однотактная схема ИБП отмечается простотой конструкции, но большими амплитудами напряжения, приложенными к виткам первичной обмотки импульсного трансформатора.

Их защита осуществляется дополнительными цепочками из
резисторов R2÷R4 и конденсаторов С2, С3.

Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

Более высокий КПД и пониженные потери мощности являются неоспоримыми преимуществами этих ИБП по сравнению с однотактными моделями.

Простейший вариант исполнения двухполупериодной методики показан на картинке.

Если в нее дополнительно подключить два диода и один сглаживающий конденсатор, то на этом же трансформаторе получается двухполярная схема.

Она распространена в усилителях мощности, работает по обратноходовому принципу. В ней через каждую емкость протекают меньшие токи, обеспечивающие повышенный ресурс конденсаторов при эксплуатации.

Продлить ресурс работы электролитических конденсаторов в ИБП можно заменой одного большой мощности несколькими составными. Ток будет распределяться по всем, что вызовет меньший нагрев. А отвод тепла с каждого отдельного происходит лучше.

Прямоходовая схема блока питания имеет в своей конструкции дроссель, который выполняет функцию накопления энергии. Для этого два диода направляют поступающие импульсы ШИМ на его вход в одной полярности.

Дроссель этих устройств изготавливается большими габаритами и устанавливается отдельно внутри платы ИБП. Он дополняет работу накопительного конденсатора.

Это наглядно видно по верхней форме сигнала, показанного осциллограммой выпрямления одного и того же блока без дросселя и с ним.

Прямоходовая схема используется в мощных блоках питания, например, внутри компьютера.

В ней выпрямлением тока занимаются диоды Шоттки. Их применяют за счет:

  • уменьшенного падения напряжения на прямом включении;
  • и повышенного быстродействия во время обработки высокочастотных импульсов.

3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

По порядку сложности их исполнения генераторы выполняют по:

  • полумостовому;
  • мостовому;
  • или пушпульному принципу построения выходного каскада.

Полумостовая схема импульсного блока питания: обзор

Конденсаторы С1, С2 собраны последовательно емкостным делителем. На него и переходы коллектор-эмиттер транзисторов Т1, Т2 подается напряжение постоянного питания.

К средней точке емкостного делителя и транзисторов подключена первичная обмотка трансформатора Тр2. С ее вторичной обмотки снимается выходное напряжение генератора, которое пропорционально входному сигналу ТР1, трансформируемому на базы Т1 и Т2.

Полумостовая схема ИБП работает для нагрузок от нескольких ватт до киловатт. Ее недостатком является возможность повреждения элементов при перегрузках, что требует использования сложных защит.

Мостовая схема импульсного блока питания: краткое пояснение

Вместо емкостного делителя предыдущей технологии здесь работают транзисторы T3 и T4. Они попарно открываются совместно с Т1 и Т2: (пара Т1-Т4), (пара Т2-Т3).

Напряжение переходов эмиттер-коллектор у закрытых транзисторов не выше величины питающего напряжения, а на обмотке w1 ТР3 оно возрастает до значения U пит. За счет этого увеличивается величина КПД.

Мостовая схема сложна в наладке из-за трудностей с настройкой цепей управления транзисторов Т1÷Т4.

Пушпульная схема: важные особенности

Первичная обмотка выходного ТР2 имеет средний вывод, на который подается плюсовой потенциал источника питания, а его минус — на среднюю точку вторичной обмотки Т1.

Во время прохождения одного полупериода колебания работает один из транзисторов Т1 или Т2 и соответствующая ему часть полуобмотки трансформатора.

Здесь создается самый высокий КПД, малые пульсации и низкие помехи. Амплитудное значение импульсного напряжения на любой половине обмотки w1 ТР2 достигает величины U пит.

К напряжению перехода коллектор-эмиттер каждого транзистора добавляется ЭДС самоиндукции, и оно возрастает до 2U пит. Поэтому Т1 и Т2 надо подбирать на 600÷700 вольт.

Пушпульная схема ключевого каскада пользуется большей популярностью. Она применяется в наиболее мощных преобразователях.

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Правило №6: сигнал, поступающий с выхода ИБП, выпрямляется и сглаживается.

Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

Схема стабилизации напряжения: как работает

Правило №7: оптимальные условия для работы нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации обеспечивает принцип стабилизации вторичного напряжения.

Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

Для закрепления материала в памяти рекомендую посмотреть видеоролик владельца Паяльник TV, который хорошо объясняет информацию про импульсные блоки питания: принципы работы на примере конкретной модели.

Надеюсь, что моя статья поможет вам выполнить ремонт ИБП своими руками за 7 шагов, которые я изложил в другой статье.

Задавайте возникшие вопросы в разделе комментариев, высказывайте свое мнение. Его будет полезно знать другим людям.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ КОМПЬЮТЕРА

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ИМПУЛЬСНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ
КОМПЬЮТЕРА

СТАТЬЯ ПОДГОТОВЛЕНА НА ОСНОВЕ КНИГИ А. В. ГОЛОВКОВА и В. Б ЛЮБИЦКОГО «БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМНЫХ МОДУЛЕЙ ТИПА IBM PC-XT/AT» ИЗДАТЕЛЬСТВА «ЛАД и Н»

ПРИМЕР ПОСТРОЕНИЯ ОДНОГО ИЗ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

   Подводя итог всему сказанному, для полноты картины приведем в качества примера полное описание принципиальной схемы для одного из 200-ваттных импульсных блоков питания (производство Тайвань PS6220C) (рис. 56).
    Переменное напряжение сети подается через сетевой выключатель PWR SW через сетевой предохранитель F101 4А, помехоподавляющие фильтры, образованные элементами С101, R101, L101, С104, С103, С102 и дроссели И 02, L103 на:
    • выходной трехконтактный разъем, к которому может подстыковываться кабель питания дисплея;
    • двухконтактный разъем JP1, ответная часть которого находится на плате.
    С разъема JP1 переменное напряжение сети поступает на:
    • мостовую схему выпрямления BR1 через терморезистор THR1;
    • первичную обмотку пускового трансформатора Т1.

 

Рисунок 56. Схема электрическая принципиальная импульсного блока питания ИБП PS-6220C

    На выходе выпрямителя BR1 включены сглаживающие емкости фильтра С1, С2. Терморезистор THR ограничивает начальный бросок зарядного тока этих конденсаторов. Переключатель 115V/230V SW обеспечивает возможность питания импульсного блока питания как от сети 220-240В, так и от сети 110/127 В.
    Высокооомные резисторы R1, R2, шунтирующие конденсаторы С1, С2 являются симметрирующими (выравнивают напряжения на С1 и С2), а также обеспечивают разрядку этих конденсаторов после выключения импульсного блока питания из сети. Результатом работы входных цепей является появление на шине выпрямленного напряжения сети постоянного напряжения Uep, равного +310В, с некоторыми пульсациями. В данном импульсном блоке питания используется схема запуска с принудительным (внешним) возбуждением, которая реализована на специальном пусковом трансформаторе Т1, на вторичной обмотке которого после включения блока питания в сеть появляется переменное напряжение с частотой питающей сети. Это напряжение выпрямляется диодами D25, D26, которые образуют со вторичной обмоткой Т1 двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой. СЗО — сглаживающая емкость фильтра, на которой образуется постоянное напряжение, используемое для питания управляющей микросхемы U4.
    В качестве управляющей микросхемы в данном импульсном блоке питания традиционно используется ИМС TL494.
    Питающее напряжение с конденсатора СЗО подается на вывод 12 U4. В результате на выводе 14 U4 появляется выходное напряжение внутреннего опорного источника Uref=-5B, запускается внутренний генератор пилообразного напряжения микросхемы, а на выводах 8 и 11 появляются управляющие напряжения, которые представляют собой последовательности прямоугольных импульсов с отрицательными передними фронтами, сдвинутые друг относительно друга на половину периода. Элементы С29, R50, подключенные к выводам 5 и 6 микросхемы U4 определяют частоту пилообразного напряжения, вырабатываемого внутренним генератором микросхемы.
    Согласующий каскад в данном импульсном блоке питания выполнен по бестранзисторной схеме с раздельным управлением. Напряжение питания с конденсатора СЗО подается в средние точки первичных обмоток управляющих трансформаторов Т2, ТЗ. Выходные транзисторы ИМС U4 выполняют функции транзисторов согласующего каскада и включены по схеме с ОЭ. Эмиттеры обоих транзисторов (выводы 9 и 10 микросхемы) подключены к «корпусу». Коллекторными нагрузками этих транзисторов являются первичные полуобмотки управляющих трансформаторов Т2, ТЗ, подключенные к выводам 8, 11 микросхемы U4 (открытые коллекторы выходных транзисторов). Другие половины первичных обмоток Т2, ТЗ с подключенными к ним диодами D22, D23 образуют цепи размагничивания сердечников этих трансформаторов.
    Трансформаторы Т2, ТЗ управляют мощными транзисторами полумостового инвертора.
    Переключения выходных транзисторов микросхемы вызывают появление импульсных управляющих ЭДС на вторичных обмотках управляющих трансформаторов Т2, ТЗ. Под действием этих ЭДС силовые транзисторы Q1, Q2 попеременно открываются с регулируемыми паузами («мертвыми зонами»). Поэтому через первичную обмотку силового импульсного трансформатора Т5 протекает переменный ток в виде пилообразных токовых импульсов. Это объясняется тем, что первичная обмотка Т5 включена в диагональ электрического моста, одно плечо которого образовано транзисторами Q1, Q2, а другое — конденсаторами С1, С2. Поэтому при открывании какого-либо из транзисторов Q1, Q2 первичная обмотка Т5 оказывается подключена к одному из конденсаторов С1 или С2, что и обуславливает протекание через нее тока в течение всего времени, пока открыт транзистор.
    Демпферные диоды D1, D2 обеспечивают возврат энергии, запасенной в индуктивности рассеяния первичной обмотки Т5 за время закрытого состояния транзисторов Q1, Q2 обратно в источник (рекуперация).
    Цепочка С4, R7, шунтирующая первичную обмотку Т5, способствует подавлению высокочастотных паразитных колебательных процессов, которые возникают в контуре, образованном индуктивностью первичной обмотки Т5 и ее меж-витковой емкостью, при закрываниях транзисторов Q1, Q2, когда ток через первичную обмотку резко прекращается.
    Конденсатор СЗ, включенный последовательно с первичной обмоткой Т5, ликвидирует постоянную составляющую тока через первичную обмотку Т5, исключая тем самым нежелательное подмагничивание его сердечника.
    Резисторы R3, R4 и R5, R6 образуют базовые делители для мощных транзисторов Q1, Q2 соответственно и обеспечивают оптимальный режим их переключения с точки зрения динамических потерь мощности на этих транзисторах.
    Протекание переменного тока через первичную обмотку Т5 обуславливает наличие знакопеременных прямоугольных импульсных ЭДС на вторичных обмотках этого трансформатора.
    Силовой трансформатор Т5 имеет три вторичные обмотки, каждая из которых имеет вывод от средней точки.
    Обмотка IV обеспечивает получение выходного напряжения +5В. Диодная сборка SD2 (полумост) образует с обмоткой IV двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой (средняя точка обмотки IV заземлена).
    Элементы L2, СЮ, С11, С12 образуют сглаживающий фильтр в канале +5В.
    Для подавления паразитных высокочастотных колебательных процессов, возникающих при коммутациях диодов сборки SD2, эти диоды за-шунтированы успокаивающими RC-цепочками С8, R10nC9, R11.
    Диоды сборки SD2 представляют собой диоды с барьером Шоттки, чем достигается необходимое быстродействие и повышается КПД выпрямителя.
    Обмотка III совместно с обмоткой IV обеспечивает получение выходного напряжения +12В вместе с диодной сборкой (полумостом) SD1. Эта сборка образует с обмоткой III двухполупериодную схему выпрямления со средней точкой. Однако средняя точка обмотки III не заземлена, а подключена к шине выходного напряжения +5В. Это даст возможность использовать диоды Шоттки в канале выработки +12В, т.к. обратное напряжение, прикладываемое к диодам выпрямителя при таком включении, уменьшается до допустимого для диодов Шоттки уровня.
    Элементы L1, С6, С7 образуют сглаживающий фильтр в канале +12В.
    Резисторы R9, R12 предназначены для ускорения разрядки выходных конденсаторов шин +5В и +12В после выключения ИБП из сети.
    RC-цепочка С5, R8 предназначена для подавления колебательных процессов, возникающих в паразитном контуре, образованном индуктивностью обмотки III и ее межвитковой емкостью.
    Обмотка И с пятью отводами обеспечивает получение отрицательных выходных напряжений -5В и-12В.
    Два дискретных диода D3, D4 образуют полумост двухполупериодного выпрямления в канале выработки -12В, а диоды D5, D6 — в канале -5В.
    Элементы L3, С14 и L2, С12 образуют сглаживающие фильтры для этих каналов.
    Обмотка II, также как и обмотка III, зашунтиро-вана успокоительной RC-цепочкой R13, С13.
    Средняя точка обмотки II заземлена.
    Стабилизация выходных напряжений осуществляются разными способами в разных каналах.
    Отрицательные выходные напряжения -5В и -12В стабилизируются при помощи линейных интегральных трехвыводных стабилизаторов U4 (типа 7905) и U2 (типа 7912).
    Для этого на входы этих стабилизаторов подаются выходные напряжения выпрямителей с конденсаторов С14, С15. На выходных конденсаторах С16, С17 получаются стабилизированные выходные напряжения -12В и -5В.
    Диоды D7, D9 обеспечивают разрядку выходных конденсаторов С16, С17 через резисторы R14, R15 после выключения импульсного блока питания из сети. Иначе эти конденсаторы разряжались бы через схему стабилизаторов, что нежелательно.
    Через резисторы R14, R15 разряжаются и конденсаторы С14, С15.
    Диоды D5, D10 выполняют защитную функцию в случае пробоя выпрямительных диодов.
    Если хотя бы один из этих диодов (D3, D4, D5 или D6) окажется «пробитым», то в отсутствие диодов D5, D10 ко входу интегрального стабилизатора U1 (или U2) прикладывалось бы положительное импульсное напряжение, а через электролитические конденсаторы С14 или С15 протекал бы переменный ток, что привело бы к выходу их из строя.
    Наличие диодов D5, D10 в этом случае устраняет возможность возникновения такой ситуации, т.к. ток замыкается через них.
    Например, в случае, если «пробит» диод D3, положительная часть периода, когда D3 должен быть закрыт, ток замкнется по цепи: к-а D3 — L3 -D7- D5- «корпус».
    Стабилизация выходного напряжения +5В осуществляется методом ШИМ. Для этого к шине выходного напряжения +5В подключен измерительный резистивный делитель R51, R52. Сигнал, пропорциональный уровню выходного напряжения в канале +5В, снимается с резистора R51 и подается на инвертирующий вход усилителя ошибки DA3 (вывод 1 управляющей микросхемы). На прямой вход этого усилителя (вывод 2) подается опорный уровень напряжения, снимаемый с резистора R48, входящего в делитель VR1, R49, R48, который подключен к выходу внутреннего опорного источника микросхемы U4 Uref=+5B. При изменениях уровня напряжения на шине +5В под воздействием различных дестабилизирующих факторов происходит изменение величины рассогласования (ошибки) между опорным и контролируемым уровнями напряжения на входах усилителя ошибки DA3. В результате ширина (длительность) управляющих импульсов на выводах 8 и 11 микросхемы U4 изменяется таким образом, чтобы вернуть отклонившееся выходное напряжение +5В к номинальному значению (при уменьшении напряжения на шине +5В ширина управляющих импульсов увеличивается, а при увеличении этого напряжения -уменьшается).
    Устойчивая (без возникновения паразитной генерации) работа всей петли регулирования обеспечивается за счет цепочки частотно-зависимой отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель ошибки DA3. Эта цепочка включается между выводами 3 и 2 управляющей микросхемы U4 (R47, С27).
    Выходное напряжение +12В в данном ИБП не стабилизируется.
    Регулировка уровня выходных напряжений в данном ИБП производится только для каналов +5В и +12В. Эта регулировка осуществляется за счет изменения уровня опорного напряжения на прямом входе усилителя ошибки DA3 при помощи подстроечного резистора VR1.
    При изменении положения движка VR1 в процессе настройки ИБП будет изменяться в некоторых пределах уровень напряжения на шине +5В, а значит и на шине +12В, т.к. напряжение с шины +5В подается в среднюю точку обмотки III.
    Комбинированная зашита данного ИБП включает в себя:
    • ограничивающую схему контроля ширины управляющих импульсов;
    • полную схему защиты от КЗ в нагрузках;
    • неполную схему контроля выходного перенапряжения (только на шине +5В).
    Рассмотрим каждую из этих схем.
    Ограничивающая схема контроля использует в качестве датчика трансформатор тока Т4, первичная обмотка которого включена последовательно с первичной обмоткой силового импульсного трансформатора Т5.
    Резистор R42 является нагрузкой вторичной обмотки Т4, а диоды D20, D21 образуют двухпо-лупериодную схему выпрямления знакопеременного импульсного напряжения, снимаемого с нагрузки R42.
    Резисторы R59, R51 образуют делитель. Часть напряжения сглаживается конденсатором С25. Уровень напряжения на этом конденсаторе пропорционально зависит от ширины управляющих импульсов на базах силовых транзисторов Q1, Q2. Этот уровень через резистор R44 подается на инвертирующий вход усилителя ошибки DA4 (вывод 15 микросхемы U4). Прямой вход этого усилителя (вывод 16) заземлен. Диоды D20, D21 включены так, что конденсатор С25 при протекании тока через эти диоды заряжается до отрицательного (относительно общего провода) напряжения.
    В нормальном режиме работы, когда ширина управляющих импульсов не выходит за допустимые пределы, потенциал вывода 15 положителен, благодаря связи этого вывода через резистор R45 с шиной Uref. При чрезмерном увеличении ширины управляющих импульсов по какой-либо причине, отрицательное напряжение на конденсаторе С25 возрастает, и потенциал вывода 15 становится отрицательным. Это приводит к появлению выходного напряжения усилителя ошибки DA4, которое до этого было равно 0В. Дальнейший рост ширины управляющих импульсов приводит к тому, что управление переключениями ШИМ-ком-паратора DA2 передается к усилителю DA4, и последующего за этим увеличения ширины управляющих импульсов уже не происходит (режим ограничения), т.к. ширина этих импульсов перестает зависеть от уровня сигнала обратной связи на прямом входе усилителя ошибки DA3.
    Схема защиты от КЗ в нагрузках условно может быть разделена на защиту каналов выработки положительных напряжений и защиту каналов выработки отрицательных напряжений, которые схемотехнически реализованы примерно одинаково.
    Датчиком схемы защиты от КЗ в нагрузках каналов выработки положительных напряжений (+5В и +12В) является диодно-резистивный делитель D11, R17, подключенный между выходными шинами этих каналов. Уровень напряжения на аноде диода D11 является контролируемым сигналом. В нормальном режиме работы, когда напряжения на выходных шинах каналов +5В и +12В имеют номинальные величины, потенциал анода диода D11 составляет около +5,8В, т.к. через делитель-датчик протекает ток с шины +12В на шину +5В по цепи: шина +12В — R17- D11 — шина +56.
    Контролируемый сигнал с анода D11 подается на резистивный делитель R18, R19. Часть этого напряжения снимается с резистора R19 и подается на прямой вход компаратора 1 микросхемы U3 типа LM339N. На инвертирующий вход этого компаратора подается опорный уровень напряжения с резистора R27 делителя R26, R27, подключенного к выходу опорного источника Uref=+5B управляющей микросхемы U4. Опорный уровень выбран таким, чтобы при нормальном режиме работы потенциал прямого входа компаратора 1 превышал бы потенциал инверсного входа. Тогда выходной транзистор компаратора 1 закрыт, и схема ИБП нормально функционирует в режиме ШИМ.
    В случае КЗ в нагрузке канала +12В, например, потенциал анода диода D11 становится равным 0В, поэтому потенциал инвертирующего входа компаратора 1 станет выше, чем потенциал прямого входа, и выходной транзистор компаратора откроется. Это вызовет закрывание транзистора Q4, который нормально открыт током базы, протекающим по цепи: шина Upom — R39 — R36 -б-э Q4 — «корпус».
    Открывание выходного транзистора компаратора 1 подключает резистор R39 к «корпусу», и поэтому транзистор Q4 пассивно закрывается нулевым смещением. Закрывание транзистора Q4 влечет за собой зарядку конденсатора С22, который выполняет функцию звена задержки срабатывания защиты. Задержка необходима из тех соображений, что в процессе выхода ИБП на режим, выходные напряжения на шинах +5В и +12В появляются не сразу, а по мере зарядки выходных конденсаторов большой емкости. Опорное же напряжение от источника Uref, напротив, появляется практически сразу же после включения ИБП в сеть. Поэтому в пусковом режиме компаратор 1 переключается, его выходной транзистор открывается, и если бы задерживающий конденсатор С22 отсутствовал, то это привело бы к срабатыванию защиты сразу при включении ИБП в сеть. Однако в схему включен С22, и срабатывание защиты происходит лишь после того как напряжение на нем достигнет уровня, определяемого номиналами резисторов R37, R58 делителя, подключенного к шине Upom и являющегося базовым для транзистора Q5. Когда это произойдет, транзистор Q5 открывается, и резистор R30 оказывается подключен через малое внутреннее сопротивление этого транзистора к «корпусу». Поэтому появляется путь для протекания тока базы транзистора Q6 по цепи: Uref — э-6 Q6 — R30 — к-э Q5 -«корпус».
    Транзистор Q6 открывается этим током до насыщения, в результате чего напряжение Uref=5B, которым запитан по эмиттеру транзистор Q6, оказывается приложенным через его малое внутреннее сопротивление к выводу 4 управляющей микросхемы U4. Это, как было показано ранее, ведет к останову работы цифрового тракта микросхемы, пропаданию выходных управляющих импульсов и прекращению переключении силовых транзисторов Q1, Q2, т.е. к защитному отключению. КЗ в нагрузке канала +5В приведет к тому, что потенциал анода диода D11 будет составлять всего около +0.8В. Поэтому выходной транзистор компаратора (1) окажется открыт, и произойдет защитное отключение.
    Аналогичным образом построена защита от КЗ в нагрузках каналов выработки отрицательных напряжений (-5В и -12В) на компараторе 2 микросхемы U3. Элементы D12, R20 образуют диодно-резистивный делитель-датчик, подключаемый между выходными шинами каналов выработки отрицательных напряжений. Контролируемым сигналом является потенциал катода диода D12. При КЗ в нагрузке канала -5В или -12В, потенциал катода D12 повышается (от -5,8 до 0В при КЗ в нагрузке канала -12В и до -0,8В при КЗ в нагрузке канала -5В). В любом из этих случаев открывается нормально закрытый выходной транзистор компаратора 2, что и обуславливает срабатывание защиты по приведенному выше механизму. При этом опорный уровень с резистора R27 подается на прямой вход компаратора 2, а потенциал инвертирующего входа определяется номиналами резисторов R22, R21. Эти резисторы образуют двуполярно запитанный делитель (резистор R22 подключен к шине Uref=+5B, а резистор R21 — к катоду диода D12, потенциал которого в нормальном режиме работы ИБП, как уже отмечалось, составляет -5,8В). Поэтому потенциал инвертирующего входа компаратора 2 в нормальном режиме работы поддерживается меньшим, чем потенциал прямого входа, и выходной транзистор компаратора будет закрыт.
    Защита от выходного перенапряжения на шине +5В реализована на элементах ZD1, D19, R38, С23. Стабилитрон ZD1 (с пробивным напряжением 5,1В) подключается к шине выходного напряжения +5В. Поэтому, пока напряжение на этой шине не превышает +5,1 В, стабилитрон закрыт, а также закрыт транзистор Q5. В случае увеличения напряжения на шине +5В выше +5,1В стабилитрон «пробивается», и в базу транзистора Q5 течет отпирающий ток, что приводит к открыванию транзистора Q6 и появлению напряжения Uref=+5B на выводе 4 управляющей микросхемы U4, т.е. к защитному отключению. Резистор R38 является балластным для стабилитрона ZD1. Конденсатор С23 предотвращает срабатывание защиты при случайных кратковременных выбросах напряжения на шине +5В (например, в результате установления напряжения после скачкообразного уменьшения тока нагрузки). Диод D19 является развязывающим.
    Схема образования сигнала PG в данном импульсном блоке питания является двухфункциональной и собрана на компараторах (3) и (4) микросхемы U3 и транзисторе Q3.
    Схема построена на принципе контроля наличия переменного низкочастотного напряжения на вторичной обмотке пускового трансформатора Т1, которое действует на этой обмотке лишь при наличии питающего напряжения на первичной обмотке Т1, т.е. пока импульсный блок питания включен в питающую сеть.
    Практически сразу после включения ИБП в питающую сеть появляется вспомогательное напряжение Upom на конденсаторе СЗО, которым запитывается управляющая микросхема U4 и вспомогательная микросхема U3. Кроме того, переменное напряжение со вторичной обмотки пускового трансформатора Т1 через диод D13 и то-коограничивающий резистор R23 заряжает конденсатор С19. Напряжением с С19 запитывается резистивный делитель R24, R25. С резистора R25 часть этого напряжения подается на прямой вход компаратора 3, что приводит к закрыванию его выходного транзистора. Появляющееся сразу вслед за этим выходное напряжение внутреннего опорного источника микросхемы U4 Uref=+5B за-питывает делитель R26, R27. Поэтому на инвертирующий вход компаратора 3 подается опорный уровень с резистора R27. Однако этот уровень выбран меньшим, чем уровень на прямом входе, и поэтому выходной транзистор компаратора 3 остается в закрытом состоянии. Поэтому начинается процесс зарядки задерживающей емкости С20 по цепи: Upom — R39 — R30 — С20 — «корпус».
    Растущее по мере зарядки конденсатора С20 напряжение подается на инверсный вход 4 микросхемы U3. На прямой вход этого компаратора подается напряжение с резистора R32 делителя R31, R32, подключенного к шине Upom. Пока напряжение на заряжающемся конденсаторе С20 не превышает напряжения на резисторе R32, выходной транзистор компаратора 4 закрыт. Поэтому в базу транзистора Q3 протекает открывающий ток по цепи: Upom — R33 — R34 — 6-э Q3 — «корпус».
    Транзистор Q3 открыт до насыщения, а сигнал PG, снимаемый с его коллектора, имеет пассивный низкий уровень и запрещает запуск процессора. За это время, в течение которого уровень напряжения на конденсаторе С20 достигает уровня на резисторе R32, импульсный блок питания успевает надежно выйти в номинальный режим работы, т.е. все его выходные напряжения появляются в полном объеме.
    Как только напряжение на С20 превысит напряжение, снимаемое с R32, компаратор 4 переключится, него выход ной транзистор откроется.
    Это повлечет за собой закрывание транзистора Q3, и сигнал PG, снимаемый с его коллекторной нагрузки R35, становится активным (Н-уровня) и разрешает запуск процессора.
    При выключении импульсного блока питания из сети на вторичной обмотке пускового трансформатора Т1 переменное напряжение исчезает. Поэтому напряжение на конденсаторе С19 быстро уменьшается из-за малой емкости последнего (1 мкф). Как только падение напряжения на резисторе R25 станет меньше, чем на резисторе R27, компаратор 3 переключится, и его выходной транзистор откроется. Это повлечет за собой защитное отключение выходных напряжений управляющей микросхемы U4, т.к. откроется транзистор Q4. Кроме того, через открытый выходной транзистор компаратора 3 начнется процесс ускоренной разрядки конденсатора С20 по цепи: (+)С20 — R61 — D14 — к-э выходного транзистора компаратора 3 — «корпус».
    Как только уровень напряжения на С20 станет меньше, чем уровень напряжения на R32, компаратор 4 переключится, и его выходной транзистор закроется. Это повлечет за собой открывание транзистора Q3 и переход сигнала PG в неактивный низкий уровень до того, как начнут недопустимо уменьшаться напряжения на выходных шинах ИБП. Это приведет к инициализации сигнала системного сброса компьютера и к исходному состоянию всей цифровой части компьютера.
    Оба компаратора 3 и 4 схемы выработки сигнала PG охвачены положительными обратными связями с помощью резисторов R28 и R60 соответственно, что ускоряет их переключение.
    Плавный выход на режим в данном ИБП традиционно обеспечивается при помощи формирующей цепочки С24, R41, подключенной к выводу 4 управляющей микросхемы U4. Остаточное напряжение на выводе 4, определяющее максимально возможную длительность выходных импульсов, задается делителем R49, R41.
    Питание двигателя вентилятора осуществляется напряжением с конденсатора С14 в канале выработки напряжения -12В через дополнительный развязывающий Г-образный фильтр R16, С15.

Транзисторы, используемый в компьютерных импульсных блоках питания

Тип транзистора

IK max, А

Ur max
(Uкэ0 max, B

Uкб0 max, В

Pк max, Вт

Tmax,°C

h21э

Режим измерения

Iкб0,мкА

fгр, МГц

CK,пФ

tсп,мкс

Корпус

Uкэ, В

Iк, A

2SC3320

15

400

600

100

>10

6

5

0-15

ТО-247

2SC3042

12

(400)

500

2,5

140

15-50

5

0.8

10

20

ТО-218

2SC2625

10

400

650

100

>10

2

5

20

1

ТО-247

2SC3318

10

400

600

100

>10

2

5

0.15

ТО-247

2SC3306

10

400

530

100

140

>10

5

5

0,1

1

ТО-247

MJE16080

8

400

800

100

140

15-25

4

2500

20

ТО-220АВ

2N6929

8

350

550

100

175

10-35

8

3

100

20

ТО-220АВ

2SC3040

8

(400)

500

2.5

140

15-50

5

0.8

10

20

ТО-218

2N6928

8

300

450

100

175

10-35

8

3

100

25

ТО-220АВ

2SC3636

7

500

900

80

150

>8

0,8

5

10

0.2

SOT-93 (ТО-218)

2SC3039

7

(400)

500

1,7

140

15-50

5

0,8

10

20

ТО-220

2SC3039L

7

(400)

500

1.7

140

15-30

5

0.8

10

20

ТО-220

2SC3039M

7

(400)

500

1.6

140

20-30

5

0,8

10

20

ТО-220

2SC3039N

7

(400)

500

1,7

145

30-50

5

0,8

10

20

ТО-220

2SC3039

7

(400)

500

1.7

140

15-50

5

0,8

10

20

ТО-220

2SC3039L

7

(400)

500

1.7

140

15-30

5

0,8

10

20

ТО-220

2SC2536

7

400

500

80

140

>20

0,1

5

100

1

SOT-93 (ТО-218)

2SC4242

7

400

450

60

210

40

5

30

1

ТО-220АВ

2SC2305

7

400

400

80

140

>10

5

4

10

SOT-93 (ТО-218)

2SC3044A

6

450

450

100

175

>10

3

5

10

30

ТО-220АВ

2SC3755

5

800

1500

60

140

>8

1

5

10

0.3

SOT-93 (ТО-218)

2SD1877

4

800

1500

50

140

3.5-7

2.5

5

10

20

0.3

SOT-93 (ТО-218)

2SD1883

4

800

1500

50

140

3.5-7

2.5

5

10

20

0.3

SOT-93 (ТО-218)

2SD1876

3

800

1500

50

145

3-6

2

5

10

25

0.3

SOT-93 (ТО-218)

2SC2378

0.1

(50)

70

0.25

125

185

6

0.1

0.1

250

3

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945

0.1

50

60

0,25

125

200

6

0.001

0.1

250

3,5

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945RA

0.1

(50)

60

0.25

125

180

5

0,001

0.1

250

3

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945R

0.1

(50)

60

0.25

125

90

6

0,0013

0.1

250

3,5

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945PA

0.1

(50)

60

0,25

125

400

6

0.001

0,1

250

3

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945QA

0.1

(50)

60

0.25

125

270

6

0,001

0.1

250

3

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945P

0.1

(50)

60

0.25

125

200

6

0.001

0,1

250

3,5

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945Q

0.1

(50)

60

0,25

125

135

6

0.001

0.1

250

3.5

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945KA

0.1

(50)

60

0,25

125

600

6

0.001

0.1

250

3

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945LRA

0.1

(50)

60

0,25

125

180

6

0,001

0.1

250

3

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC945K

0.1

(50)

60

0.25

125

300

6

0.001

0.1

250

3.5

ТО-92 (ТО-226АА)

КТ375А

0.1

60

60

0.2

125

10-100

2

0.002

0.4

250

5

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC1222E

0,1

(50)

60

0.25

125

350

6

0,001

0,05

250

3.5

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC2308

0,1

(50)

60

0.2

125

100

12

0.002

230

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC1345D

0.1

(50)

55

0.2

125

250

12

0.002

0.5

230

3.5

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC1570F

0.1

(50)

55

0.2

125

160

6

0.001

0,1

100

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC641KC

0.1

(15)

40

0.1

125

80

5

0,001

0.25

400

0.9

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC2026

0.05

(14)

30

0,25

150

80

10

0.01

0.1

1500

0.75

ТО-92 (ТО-226АА)

2SC2037

0,05

(14)

30

0.25

150

80

10

0.01

0,1

1500

0.75

ТО-92 (ТО-226АА)

 

 


Адрес администрации сайта: [email protected]
   

 

Схема импульсного блока питания на 12 вольт 10 ампер. Импульсный блок питания: ремонт и доработка

Импульсные блоки питания на 12В сегодня все чаще применяются в быту. С их помощью заряжаются различные виды аккумуляторных батарей, реализуются некоторые виды освещения, даже бесперебойное электрическое питания для компьютерных и других сетей. Конечно, самый простой способ обзавестись необходимым импульсным блоком питания – это купить его в магазине. К примеру, импульсный блок питания на tl494.

Но нас интересует возможность собрать этот прибор своими руками. Итак, импульсный блок питания – схема, детализация и рекомендации по его сборке.

Если рассматривать структурную схему, то состоит она из четырех элементов:

  • Сетевой выпрямитель.
  • Выпрямитель напряжения.
  • Система управления.

Структура блока питания показана на нижнем рисунке.

Итак, какие функции выполняет каждый из этих элементов. Сетевой выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный. То есть, происходит сглаживание пульсации напряжения. Высокочастотный преобразователь, наоборот, преобразует постоянное напряжение в переменное. При этом форма импульсов становится, во-первых, прямоугольной, во-вторых, с необходимой амплитудой.

Выпрямитель напряжения частично сглаживает напряжение. Кстати, в некоторых блоках питания этот элемент отсутствует, электрический ток поступает сразу на сглаживающий фильтр, который своим выходом соединяется с нагрузкой. На схеме показано, что система управления связана и с высокочастотным преобразователем, и с выпрямителем напряжения. Все дело в том, что управление ВЧП происходит за счет обратной связи с выпрямителем.

Эта структурная схема простого импульсного блока питания на 12В, кстати, имеет большое количество критиков, которые уверяют, что коэффициент полезного ее действия достаточно мал. В принципе, так оно и есть, но если правильно подойти к подбору всех элементов, если правильно провести расчеты, то импульсные блоки питания этого типа будут обладать КПД не ниже 90%. А это уже кое-что, да и значит.

Принципиальные схемы

Итак, в основе сборки импульсного блока питания лежит не только принципиальная схема, а точнее, ее обоснованный выбор, но и выбор ее основных элементов. В принципе, в данном случае необходимо точно подобрать два элемента:

  • Выпрямитель напряжения.

О них и пойдет речь.

По сути, это длинное название можно заменить коротким – инвертор. Он бывает одно- или двухтактным, в котором используется импульсный трансформатор. Вот несколько схем этого элемента:

Схема высокочастотного преобразователя

Самая простая схема, в которой установлен только трансформатор, однотактная (первая позиция). Именно простота создает некоторые недостатки:

  • Необходима установка трансформатора большого размера, потому что этот прибор действует по частной петле гистерезиса.
  • Чтобы мощность тока на выходе была большой, надо увеличить его импульсную амплитуду.

Поэтому данная схема чаще всего применяется в блоках питания для маломощных приборов, где влияние этих недостатков не будет сказываться на работе самого прибора.

Вторая позиция – это схема двухтактная, которая носит название пушпульная. Здесь нет недостатков однотактной, но и у нее есть свои минусы: повышенные требования к максимальному значению напряжения ключей и более сложная конструкция самого трансформатора.

Третья позиция – двухтактная полумостовая. По сути, это предыдущая модель только с упрощенным трансформатором. Именно этот критерий стал основой импульсных источников питания, которые используются для электрических приборов мощностью не больше 3 кВт.

Четвертая позиция – мостовой импульсный блок питания. В нем увеличено количество силовых ключей в два раза, что дает возможность увеличить мощность. А этой выгодно и с технической точки зрения, и с экономической.

Выбор трансформатора

Импульсный блок питания, а точнее сказать, его мощность, будет зависеть от выбранного вида трансформаторного сердечника. Для источников питания до 1 кВт устанавливается трансформатор с ферритовым сердечником.

Внимание! Необходимо помнить, что в трансформаторах с ферритовым сердечником происходят большие потери напряжения, если его частота будет приближаться к 100 Гц.

Выпрямитель напряжения

Существует три основные схемы выпрямления напряжения номиналом 220 вольт.

  • Однополупериодная.
  • Двухполупериодная.
  • Нулевая или, как и предыдущая, только со средней точкой.


Первая схема самая простая, в которой используется минимальное количество полупроводниковых элементов. Единственный ее минус – это высокая пульсация напряжения на выходе. Хотя можно было бы добавить и небольшой коэффициент выпрямления (0,45), поэтому, используя эту схему, придется устанавливать мощный фильтр.

Нулевая является обладателем высокого коэффициента выпрямления – 0,9. Правда, при этом необходимо увеличить число диодов выпрямления практически в два раза. Недостаток – наличие сетевого трансформатора. То есть, его габаритные размеры мало связаны с понятием малогабаритных приборов, тем более, когда это касается импульсного блока питания.

Третья позиция – это одно и то же, что и вторая, только без трансформатора. Его заменяет емкостной фильтр, который имеет свой недостаток – это высокий импульс выходного тока. Правда, данный недостаток не критичен.

Заключение по теме

Как видите, принципиальная схема для импульсных блоков питания имеет несколько разновидностей. Но чтобы каждая из них работала корректно, необходимо правильно подобрать ее составляющие. Конечно, все это не так просто как может показаться на первый взгляд, но если принять во внимание наши рекомендации, то можно самостоятельно собрать небольшой мощности блок, к примеру, для освещения помещений LED-лампами.

Похожие записи:

Устанавливаются во многих электроприборах. Основным их элементом принято считать катушку индуктивности. По своим параметрам она может довольно сильно отличаться, и в первую очередь это связано с пороговым напряжением в сети.

Дополнительно следует учитывать мощность самого прибора. Сделать простой блок питания в домашних условиях довольно просто. Однако в данном случае необходимо уметь рассчитывать показатель частотной модуляции. Для этого учитывается вектор прерывания в сети и параметр интеграции.

Как сделать блок для компьютера?

Для того чтобы собирать импульсные блоки питания своими руками для компьютеров, потребуются катушки индуктивности средней мощности. Частотный сдвиг в данном случае будет полностью зависеть от типа используемых конденсаторов. Дополнительно перед началом работы следует рассчитать показатель модуляции. При этом важно учесть пороговое напряжение в системе.

Если параметр модуляции находится в районе 80 %, то конденсаторы можно использовать с емкостью менее 4 пФ. Однако следует позаботиться о наличии мощных транзисторов. Основной проблемой данных блоков принято считать перегрев обмотки катушки. При этом человек может наблюдать небольшую задымленность. Ремонт импульсного блока питания в данном случае следует начинать с отключения в первую очередь всех конденсаторов. После этого контакты необходимо тщательно зачистить. Если в конечном счете проблема будет не устранена, катушку индуктивности придется полностью заменить.

Модель на 3 В

Сделать импульсные блоки питания своими руками на 3 В можно используя обычные катушки индуктивности серии РР202. Показатели проводимости у них находятся на среднем уровне. В данной ситуации параметр модуляции в системе не должен превышать 70 %. В противном случае пользователь может столкнуть с частотным сдвигом, который будет происходить в блоке.

Дополнительно важно подбирать конденсаторы с емкостью не менее 5 пФ. Принцип работы импульсного блока питания данного типа основывается на смене фазы. При этом нередко специалистами дополнительно устанавливаются преобразователи. Все это необходимо для того, чтобы промежуточная частота была как можно меньше. Кулеры на блоки данного типа монтируются крайне редко.

Устройство на 5 В

Чтобы сделать импульсные блоки питания своими руками, необходимо обязательно подобрать выпрямитель, исходя из мощности электроприбора. Конденсаторы в данном случае используются с емкостью до 6 пФ. При этом дополнительно в приборе устанавливаются попарно транзисторы. Это необходимо для того, чтобы показатель модуляции как минимум вывести на уровень 80 %.

Все это позволит повысить также параметр индуктивности. Проблемы данных блоков чаще всего связаны именно с перегревом конденсаторов. При этом на катушку особого напряжения не оказывается. Ремонт импульсного блока питания в данном случае следует начинать стандартно — с зачистки контактов. Только после этого устанавливается более мощный преобразователь.

Что понадобится для блока на 12 В?

Стандартная схема импульсного блока питания данного типа включает в себя катушку индуктивности, конденсаторы, а также выпрямитель вместе с фильтрами. Параметр модуляции в этом случае значительно зависит от показателя предельной частоты. Дополнительно важно учитывать скорость интегрального процессора. Транзисторы для блока данного типа в основном подбираются полевого вида.

Конденсаторы необходимы только с емкостью на уровне 5 пФ. Все это в конечном счете позволит значительно понизить риск термального повышения в системе. Катушки индуктивности устанавливаются, как правило, средней мощности. При этом обмотки для них обязательно должны использоваться медные. Регулируется импульсный блок питания 12В за счет специальных контролеров. Однако многое в данной ситуации зависит от типа электроприбора.

Блоки с фильтрами ММ1

Схема импульсного блока питания с фильтрами данной серии включает в себя, помимо катушки индуктивности, выпрямитель, конденсатор и резистор вместе с преобразователем. Использование фильтров в устройстве позволяет значительно сократить риск термального повышения. При этом чувствительность модели повышается. Коэффициент модуляции в этом случае напрямую зависит от прерывания сигнала.

Для повышения порогового напряжения специалисты резисторы рекомендуют применять только полевого типа. При этом емкость конденсатора минимум должна быть на уровне 4 Ом. Основной проблемой таких устройств принято считать повышение отрицательного сопротивления. В результате все резисторы на плате довольно быстро выгорают. Ремонт блока в такой ситуации необходимо начинать с замены внешней обмотки катушки индуктивности. Дополнительно следует проверить полярность резисторов. В некоторых случаях повышение отрицательного сопротивления в цепи связано с увеличением диапазона частоты. В данном случае целесообразнее поставить более мощный преобразователь.

Как собрать блок с выпрямителем?

Чтобы сделать импульсные блоки питания своими руками с выпрямителем, транзисторы понадобятся закрытого типа. При этом конденсаторов в системе должно быть предусмотрено как минимум четыре единицы. Минимальная их емкость обязана находиться на уровне 5 пФ. Принцип работы импульсного блока питания данного типа основывается на изменении фазы тока. Происходит данный процесс непосредственно за счет преобразователя. Фильтры у таких моделей устанавливаются довольно редко. Связано это в большей степени с тем, что пороговое напряжение вследствие их использования значительно повышается.


Модели со сглаживающими фильтрами

Схема импульсного блока питания 12В со сглаживающими фильтрами конденсаторы предусматривает с емкостью как минимум в 4 пФ. За счет этого показатель модуляции должен находится на уровне 70 %. Для того чтобы стабилизировать процесс преобразования, многие используют резисторы только закрытого типа. Пропускная способность у них довольно малая, однако проблему они решают. Принцип импульсного блока питания основывается на изменении фазы устройства. Фильтры у него чаще всего устанавливаются сразу возле катушки.

Блоки повышенной стабилизации

Сделать блок данного типа можно используя катушку индуктивности только большой мощности. При этом конденсаторов в системе должно быть как минимум пять единиц. Также следует заранее подсчитать количество необходимых резисторов. Если преобразователь используется в блоке низкочастотный, то резисторов необходимо использовать только два. В противном случае они устанавливаются также и на выходе. Фильтры для данных систем применяются самые разнообразные.

В этой ситуации многое зависит от показателя модуляции. Основной проблемой таких систем принято считать перегрев резисторов. Происходит это из-за резкого повышения порогового напряжения. При этом преобразователь также выходит из строя. Ремонт блока в такой ситуации необходимо начинать также с зачистки контактов. Только после этого можно проверить уровень отрицательного сопротивления. Если данный параметр превышает 5 Ом, то необходимо полностью заменить все конденсаторы в устройстве.

Модели с конденсаторами РС

Сделать блоки с конденсаторами данной серии можно довольно просто. Резисторы для них используются только закрытого типа. При этом полевые аналоги значительно снизят параметр модуляции до 50 %. Катушки индуктивности с конденсаторами применяются средней мощности. Прерывание сигнала в данном случае напрямую зависит от скорости возрастания предельного напряжения. Преобразователи в устройствах используются довольно редко. В данном случае интегрирование происходит за счет изменения положения резистора.


Устройства с конденсаторами СХ

Сделать блоки данного типа можно только на резисторах закрытого типа. Катушки индуктивности на них можно устанавливать различной мощности. В данном случае параметр модуляции зависит исключительно от порогового напряжения. Если рассматривать модели для телевизоров, то блок лучше всего делать сразу с системой фильтрации. В данном случае низкочастотные помехи будут отсеиваться сразу на входе. Конденсаторов в устройстве должно быть предусмотрено как минимум пять. Емкость их в среднем обязана составлять 5 пФ.

Если устанавливать их непосредственно возле катушки индуктивности, то лучше всего использовать дополнительно многослойный конденсатор. Контролеры в данном случае устанавливаются только поворотного типа. При этом регулировка импульсного блока питания будет происходить довольно плавно.


Как сделать блок с синазным дросселем?

Схема импульсного блока питания 12В с синазным дросселем включает в себя катушку, конденсатор, а также преобразователь. Последний элемент подбирается исходя из уровня отрицательного сопротивления в цепи. Также важно заранее рассчитать параметр предельной частоты. В среднем он должен быть не ниже 45 Гц. За счет этого стабильность системы значительно повысится. Работа импульсного блока питания данного типа основывается на изменении фазы за счет повышения модуляции.


Блоки с применением керамических конденсаторов

Сделать мощный импульсный блок питания с керамическими конденсаторами довольно сложно из-за высокого сопротивления цепи. В результате встретить такие модификации на сегодняшний день проблематично. Как правило, они изредка применяются на различном аудиоборудовании. Резисторы в данном случае подходят только полевого типа. Также следует заранее подбирать качественный преобразователь. Обмотка на нем должна быть только медная.

При этом витки обязаны быть направлены как сверху вниз, так и снизу вверх. Прерывание сигнала в данном случае напрямую зависит от скорости процесса преобразования. Если температура в системе повышается довольно быстро, в первую очередь страдают именно конденсаторы. При этом дымок над платой появляется довольно часто. В таком случае ремонт блока следует начинать с замены конденсаторов. После этого проверяется пороговое напряжение на внешней обмотке катушки индуктивности. Завершать работы следует с зачистки контактов.


Модели с каплевидными конденсаторами

Принцип работы блоков с каплевидными конденсаторами стандартно заключается в изменении фазы. При этом преобразователь в процессе играет ключевую роль. Для стабильной работы системы параметр отрицательного сопротивления должен находиться на уровне не ниже 5 Ом. В противном случае конденсаторы перегружаются. Катушку индуктивности в данном случае можно использовать любую. При этом параметр модуляции обязан находиться в районе 70 %. Резисторы для таких блоков используются только векторные. Проходимость тока у них довольно высокая. При этом стоят они на рынке дешево.


Применение варисторов

Варисторы в маломощных блоках используются крайне редко. При этом они способны значительно повысить стабильность работы прибора. Устанавливаются данные элементы, как правило, возле катушки индуктивности. Скорость процесса интегрирования в данном случае зависит напрямую от типов конденсаторов. Если использовать их с предельной емкостью на уровне 5 пФ, то коэффициент модуляции будет находиться на уровне 60 %.

Прерывание сигнала в данном случае может происходить из-за сбоев преобразователя. Ремонт блока необходимо начинать с обследования состояния контактов. Только после этого проверяется целостность обмотки катушки индуктивности. Контролеры для таких блоков подходят самые разнообразные. Кнопочные варианты следует рассматривать в последнюю очередь. Регулирование блока при этом будет зависеть во многом от проводимости контактов.

Как отремонтировать и доработать импульсный блок питания китайского производства на 12 вольт

Хочу начать с того, что ко мне в руки попали несколько сгоревших и кем-то уже «поремонтированных» блоков питания 220/12 В. Все блоки были однотипными – HF55W-S-12, поэтому, забив в поисковике название, я надеялся найти схему. Но кроме фотографий внешнего вида, параметров и цен на них, ничего не нашел. Поэтому пришлось схему рисовать самому с платы. Схема рисовалась не для изучения принципа работы БП, а исключительно в ремонтных целях. Поэтому сетевой выпрямитель не нарисован, так-же я не распиливал импульсный трансформатор и не знаю в каком месте сделан отвод (начало-конец) на 2 обмотке трансформатора. Так же не надо считать опечаткой С14 -62 Ома, – на плате маркировка и разметка под электролитический конденсатор (+ показан на схеме), но везде на его месте стояли резисторы номиналом 62 Ома.

При ремонте подобных устройств их нужно подключать через лампочку (лампа накаливания 100-200 Вт, последовательно с нагрузкой), что-бы в случае КЗ в нагрузке, не вышел из строя выходной транзистор и не погорели дорожки на плате. Да и вашим домочадцам спокойнее, если вдруг внезапно не погаснет свет в квартире.
Основной неисправностью является пробой Q1 (FJP5027 – 3 А,800 В, 15 мГц) и как следствие – обрыв резисторов R9, R8 и выход из строя Q2 (2SC2655 50 В\2 А 100 мГц). На схеме они выделены цветом. Q1 можно заменить любым подходящим по току и напряжению транзистором. Я ставил BUT11, BU508. Если мощность нагрузки не будет превышать 20 Вт можно ставить даже J1003, которые можно найти на плате от перегоревшей энергосберегающей лампы. В одном блоке совсем отсутствовал VD-01 (диод шоттки STPR1020CT -140 В\2х10 А) я поставил вместо него MBR2545CT (45 В\30 А), что характерно, он вообще не греется на нагрузке 1,8 А (использовалась лампа автомобильная 21 Вт\12 В). А родной диод за минуту работы (без радиатора) разогревается так, что рукой невозможно дотронуться. Проверил потребляемый устройством (с лампой 21 Вт) ток с родным диодом и с MBR2545CT – ток (потребляемый из сети, у меня напряжение 230 В) понизился с 0,115 А до 0,11 А. Мощность снизилась на 1,15 Вт, я считаю, что именно столько рассеивалось на родном диоде.
Заменить Q2 было нечем, под рукой нашелся транзистор С945. Пришлось “умощнить” его схемой с транзистором КТ837 (рис 2) . Ток остался под контролем и при сравнении тока с родной схемой на 2SC2655, получилось ещё снижение потребляемой мощности c той же нагрузкой на 1 Вт.

В результате, при нагрузке 21 Вт и при работе в течении 5 мин, выходной транзистор и выпрямительный диод (без радиатора) нагреваются градусов до 40 (чуть тёплые). В первоначальном варианте, через минуту работы без радиатора, до них нельзя было дотронуться. Следующим шагом к повышению надёжности блоков сделанных по этой схеме – это замена электролитического конденсатора С12 (склонного к высыханию электролита со временем) на обычный неполярный -неэлектролитический. Таким же номиналом 0,47 мкФ и напряжением не ниже 50 В.
С такими характеристиками БП, теперь можно смело подключать светодиодные ленты, не боясь что КПД блока питания ухудшит эффект экономичности светодиодного освещения.

Импульсные источники питания, теория и простые схемы

Импульсный источник питания — это инверторная система, в которой входное переменное напряжение выпрямляется, а потом полученное постоянное напряжение преобразуется в импульсы высокой частоты и установленой скважности, которые как правило, подаются на импульсный трансформатор.

Импульсные трансформаторы изготавливаются по такому же принципу, как и низкочастотные трансформаторы, только в качестве сердечника используется не сталь (стальные пластины), а феромагнитные материалы — ферритовые сердечники.

Рис. Как работает импульсный источник питания.

Выходное напряжение импульсного источника питания стабилизировано, это осуществляется посредством отрицательной обратной связи, что позволяет удерживать выходное напряжение на одном уровне даже при изменении входного напряжения и нагрузочной мощности на выходе блока.

Обратная отрицательная связь может быть реализована при помощи одной из дополнительных обмоток в импульсном трансформаторе, или же при помощи оптрона, который подключается к выходным цепям источника питания. Использование оптрона или же одной из обмоток трансформатора позволяет реализовать гальваническую развязку от сети переменного напряжения.

Основные плюсы импульсных источников питания (ИИП):

  • малый вес конструкции;
  • небольшие размеры;
  • большая мощность;
  • высокий КПД;
  • низкая себестоимость;
  • высокая стабильность работы;
  • широкий диапазон питающих напряжений;
  • множество готовых компонентных решений.

К недостаткам ИИП можно отнести то что такие блоки питания являются источниками помех, это связано с принципом работы схемы преобразователя. Для частичного устранения этого недостатка используют экранировку схемы. Также из-за этого недостатка в некоторых устройствах применение данного типа источников питания является невозможным.

Импульсные источники питания стали фактически непре­менным атрибутом любой современной бытовой техники, потреб­ляющей от сети мощность свыше 100 Вт. В эту категорию попадают компьютеры, телевизоры, мониторы.

Для создания импульсных источников питания, примеры конкретного воплощения которых будут приведены ниже, приме­няются специальные схемные решения.

Так, для исключения сквозных токов через выходные тран­зисторы некоторых импульсных источников питания используют специальную форму импульсов, а именно, биполярные импульсы прямоугольной формы, имеющие между собой промежуток во времени.

Продолжительность этого промежутка должна быть больше времени рассасывания неосновных носителей в базе вы­ходных транзисторов, иначе эти транзисторы будут повреждены. Ширина управляющих импульсов с целью стабилизации выходно­го напряжения может изменяться с помощью обратной связи.

Обычно для обеспечения надежности в импульсных ис­точниках питания используют вьюоковольтные транзисторы, ко­торые в силу технологических особенностей не отличаются в лучшую сторону (имеют низкие частоты переключения, малые коэффициенты передачи по току, значительные токи утечки, большие падения напряжения на коллекторном переходе в от­крытом состоянии).

Особенно это касается устаревших ныне мо­делей отечественных транзисторов типа КТ809, КТ812, КТ826, КТ828 и многих других. Стоит сказать, что в последние годы поя­вилась достойная замена биполярным транзисторам, традицион­но используемых в выходных каскадах импульсных источников питания.

Это специальные высоковольтные полевые транзисто­ры отечественного, и, главным образом, зарубежного производ­ства. Кроме того, существуют многочисленные микросхемы для импульсных источников питания.

Схема генератора импульсов регулируемой ширины

Биполярные симметричные импульсы регулируемой ши­рины позволяет получить генератор импульсов по схеме на рис.1. Устройство может быть использовано в схемах авторегулирования выходной мощности импульсных источников питания. На микросхеме DD1 (К561ЛЕ5/К561 ЛАТ) собран гене­ратор прямоугольных импульсов со скважностью, равной 2.

Симметрии генерируемых импульсов добиваются регулировкой резистора R1. Рабочую частоту генератора (44 кГц) при необхо­димости можно изменить подбором емкости конденсатора С1.

Рис. 1. Схема формирователя биполярных симметричных импульсов регулируемой длительности.

На элементах DA1.1, DA1.3 (К561КТЗ) собраны компарато­ры напряжения; на DA1.2, DA1.4 — выходные ключи. На входы компараторов-ключей DA1.1, DA1.3 в противофазе через форми­рующие RC-диодные цепочки (R3, С2, VD2 и R6, СЗ, VD5) пода­ются прямоугольные импульсы.

Заряд конденсаторов С2, СЗ происходит по экспоненциальному закону через R3 и R5, соответ­ственно; разряд — практически мгновенно через диоды VD2 и VD5. Когда напряжение на конденсаторе С2 или СЗ достигнет по­рога срабатывания компараторов-ключей DA1.1 или DA1.3, соот­ветственно, происходит их включение, и резисторы R9 и R10, а также управляющие входы ключей DA1.2 и DA1.4 подключаются к положительному полюсу источника питания.

Поскольку включение ключей производится в противофазе, такое переключение происходит строго поочередно, с паузой меж­ду импульсами, что исключает возможность протекания сквозного тока через ключи DA1.2 и DA1.4 и управляемые ими транзисторы преобразователя, если генератор двухполярных импульсов ис­пользуется в схеме импульсного источника питания.

Плавное ре­гулирование ширины импульсов осуществляется одновременной подачей стартового (начального) напряжения на входы компарато­ров (конденсаторы С2, СЗ) с потенциометра R5 через диодно-ре-зистивные цепочки VD3, R7 и VD4, R8. Предельный уровень управляющего напряжения (максимальную ширину выходных им­пульсов) устанавливают подбором резистора R4.

Сопротивление нагрузки можно подключить по мостовой схеме — между точкой соединения элементов DA1.2, DA1.4 и кон­денсаторами Са, Сb. Импульсы с генератора можно подать и на транзисторный усилитель мощности.

При использовании генератора двухполярных импульсов в схеме импульсного источника питания в состав резистивного де­лителя R4, R5 следует включить регулирующий элемент — поле­вой транзистор, фотодиод оптрона и т.д., позволяющий при уменьшении/увеличении тока нагрузки автоматически регулиро­вать ширину генерируемого импульса, управляя тем самым вы­ходной мощностью преобразователя.

В качестве примера практической реализации импульсных источников питания приведем описания и схемы некоторых из них.

Схема испульсного источника питания

Импульсный источник питания (рис. 2) состоит из выпря­мителей сетевого напряжения, задающего генератора, формиро­вателя прямоугольных импульсов регулируемой длительности, двухкаскадного усилителя мощности, выходных выпрямителей и схемы стабилизации выходного напряжения.

Задающий генератор выполнен на микросхеме типа К555ЛАЗ (элементы DDI .1, DDI .2) и вырабатывает прямоугольные импульсы частотой 150 кГц. На элементах DD1.3, DD1.4 собран RS-триггер, на выходе которого частота вдвое меньше — 75 кГц. Узел управления длительностью коммутирующих импульсов реализован на микро­схеме типа К555ЛИ1 (элементы DD2.1, DD2.2), а регулировка дли­тельности осуществляется с помощью оптрона U1.

Выходной каскад формирователя коммутирующих импуль­сов собран на элементах DD2.3, DD2.4. Максимальная мощность на выходе формирователя импульсов достигает 40 мВт. Предва­рительный усилитель мощности выполнен на транзисторах VT1, VT2 типа КТ645А, а оконечный — на транзисторах VT3, VT4 типа КТ828 или более современных. Выходная мощность каскадов — 2 и 60…65 Вт, соответственно.

На транзисторах VT5, VT6 и оптроне U1 собрана схема стабилизации выходного напряжения. Если напряжение на выхо­де источника питания ниже нормы (12 В), стабилитроны VD19, VD20 {КС182+КС139) закрыты, транзистор VT5 закрыт, транзи­стор VT6 открыт, через светодиод (U1.2) оптрона протекает ток, ограниченный сопротивлением R14; сопротивление фотодиода (U1.1) оптрона минимально.

Сигнал, снимаемый с выхода элемен­та DD2.1 и поступающий на входы схемы совпадения DD2.2 на­прямую и через регулируемый элемент задержки (R3 — R5, С4, VD2, U1.1), в силу его малой постоянной времени поступает практически одновременно на входы схемы совпадения (элемент DD2.2).

На выходе этого элемента формируются широкие управ­ляющие импульсы. На первичной обмотке трансформатора Т1 (выходах элементов DD2.3, DD2.4) формируются двухполярные импульсы регулируемой длительности.

Рис. 2. Схема импульсного источника питания.

Если по какой-либо причине напряжение на выходе источни­ка питания будет увеличиваться сверх нормы, через стабилитроны VD19, VD20 начнет протекать ток, транзистор VT5 приоткроется, VT6 — закроется, уменьшая ток через светодиод оптрона U1.2.

При этом возрастает сопротивление фотодиода оптрона U1.1. Длительность управляющих импульсов уменьшается, и происхо­дит уменьшение выходного напряжения (мощности). При коротком замыкании нагрузки светодиод оптрона гаснет, сопротивление фотодиода оптрона максимально, а длительность управляющих импульсов — минимальна.2, вторичная обмотка имеет 3×6 витков провода ПЭВ-2 1,28 мм (параллельное включение). При подключении обмоток трансформаторов необходимо правильно их фазировать. Начала обмоток показаны на рисунке звездочками.

Источник питания работоспособен в диапазоне измене­ния сетевого напряжения 130…250 В. Максимальная выходная мощность при симметричной нагрузке достигает 60…65 Вт (ста­билизированное напряжение положительной и отрицательной по­лярности 12 S и стабилизированное напряжение переменного тока частотой 75 кГц, снимаемые,со вторичной обмотки транс­форматора Т3). Напряжение пульсаций на выходе источника пи­тания не превышает 0,6 В.

При налаживании источника питания сетевое напряжение на него подают через разделительный трансформатор или фер-рорезонансный стабилизатор с изолированным от сети выходом. Все перепайки в источнике допустимо производить только при полном отключении устройства от сети.

Последовательно с вы­ходным каскадом на время налаживания устройства рекоменду­ется включить лампу накаливания 60 Вт на 220 В. Эта лампа защитит выходные транзисторы в случае ошибок в монтаже. Оптрон U1 должен иметь напряжение пробоя изоляции не менее 400 В. Работа устройства без нагрузки не допускается.

Сетевой импульсный источник питания

Сетевой импульсный источник питания (рис. 3) разрабо­тан для телефонных аппаратов с автоматическим определителем номера или для других устройств с потребляемой мощностью 3…5Вт, питаемых напряжением 5…24В.

Источник питания защищен от короткого замыкания на вы­ходе. Нестабильность выходного напряжения не превышает 5% при изменении напряжения питания от 150 до 240 В и тока нагруз­ки в пределах 20… 100% от номинального значения.

Управляемый генератор импульсов обеспечивает на базе транзистора VT3 сигнал частотой 25…30 кГц.

Дроссели L1, L2 и L3 намотаны на магнитопроводах типа К10x6x3 из пресспермаллоя МП140. Обмотки дросселя L1, L2 со­держат по 20 витков провода ПЭТВ 0,35 мм и расположены каж­дая на своей половине кольца с зазором между обмотками не менее 1 мм.

Дроссель L3 наматывают проводом ПЭТВ 0,63 мм виток к витку в один слой по внутреннему периметру кольца. Трансформатор Т1 выполнен на магнитопроводе Б22 из феррита М2000НМ1.

Рис. 3. Схема сетевого импульсного источника питания.

Его обмотки наматывают на разборном каркасе ви­ток к витку проводом ПЭТВ и пропитывают клеем. Первой нама­тывают в несколько слоев обмотку I, содержащую 260 витков провода 0,12 мм. Таким же проводом наматывают экранирующую обмотку с одним выводом (на рис. 3 показана пунктирной лини­ей), затем наносят клей БФ-2 и обматывают одним слоем лакот-кани.

Обмотку III наматывают проводом 0,56 мм. Для выходного напряжения 5В она содержит 13 витков. Последней наматывают обмотку II. Она содержит 22 витка провода 0,15…0,18 мм. Между чашками обеспечивают немагнитный зазор.

Высоковольтный источник постоянного напряжения

Для создания высокого напряжения (30…35 кВ при токе на­грузки до 1 мА) для питания электроэффлювиальной люстры (люстры А. Л. Чижевского) предназначен источник питания посто­янного тока на основе специализированной микросхемы типа К1182ГГЗ.

Источник питания состоит из выпрямителя сетевого напря­жения на диодном мосте VD1, конденсатора фильтра С1 и высоковольтного полумостового автогенератора на микросхеме DA1 типа К1182ГГЗ. Микросхема DA1 совместно с трансформатором Т1 преобразует постоянное выпрямленное сетевое напряжение в высокочастотное (30…50 кГц) импульсное.

Выпрямленное сетевое напряжение поступает на микросхе­му DA1, а стартовая цепочка R2, С2 запускает автогенератор микросхемы. Цепочки R3, СЗ и R4, С4 задают частоту генерато­ра. Резисторы R3 и R4 стабилизируют длительность полуперио­дов генерируемых импульсов. Выходное напряжение повышается обмоткой L4 трансформатора и подается на умножитель напря­жения на диодах VD2 — VD7 и конденсаторах С7 — С12. Выпрям­ленное напряжение подается на нагрузку через ограничительный резистор R5.

Конденсатор сетевого фильтра С1 рассчитан на рабочее на­пряжение 450 В (К50-29), С2 — любого типа на напряжение 30 В. Конденсаторы С5, С6 выбирают в пределах 0,022…0,22 мкФ на напряжение не менее 250 В (К71-7, К73-17). Конденсаторы умно­жителя С7 — С12 типа КВИ-3 на напряжение 10 кВ. Возможна за­мена на конденсаторы типов К15-4, К73-4, ПОВ и другие на рабочее напряжение 10кB или выше.

Рис. 4. Схема высоковольтного источника питания постоянного тока.

Высоковольтные диоды VD2 — VD7 типа КЦ106Г (КЦ105Д). Ограничительный резистор R5 типа КЭВ-1. Его можно заменить тремя резисторами типа МЛТ-2 по 10 МОм.

В качестве трансфор­матора используется телевизионный строчный трансформатор, например, ТВС-110ЛА. ВЬюоковольтную обмотку оставляют, ос­тальные удаляют и на их месте размещают новые обмотки. Об­мотки L1, L3 содержат по 7 витков провода ПЭЛ 0,2 мм, а обмотка L2 — 90 витков такого же провода.

Цепочку резисторов R5, ограничивающих ток короткого замыкания, рекомендуется включить в «минусовой» провод, кото­рый подводится к люстре. Этот провод должен иметь вьюоко-вольтную изоляцию.

Корректор коэффициента мощ­ности

Устройство, именуемое корректором коэффициента мощ­ности (рис. 5), собрано на основе специализированной микро­схемы TOP202YA3 (фирма Power Integration) и обеспечивает коэффициент мощности не менее 0,95 при мощности нагрузки 65 Вт. Корректор приближает форму тока, потребляемую нагруз­кой, к синусоидальной.

Рис. 5. Схема корректора коэффициента мощности на микро­схеме TOP202YA3.

Максимальное напряжение на входе — 265 В. Средняя час­тота преобразователя — 100 кГц. КПД корректора — 0,95.

Импульсный источник питания с микросхемой

Схема источника питания с микросхемой той же фирмы Po­wer Integration показана на рис. 6. В устройстве применен полупроводниковый ограничитель напряжения — 1,5КЕ250А.

Пре­образователь обеспечивает гальваническую развязку выходного напряжения от напряжения сети. При указанных на схеме номина­лах и элементах устройство позволяет подключать нагрузку, по­требляющую 20 Вт при напряжении 24 В. КПД преобразователя приближается к 90%. Частота преобразования — 100 Гц. Устрой­ство защищено от коротких замыканий в нагрузке.

Рис. 6. Схема импульсного источника питания 24В на микросхеме фирмы Power Integration.

Выходная мощность преобразователя определяется типом используемой микросхемы, основные характеристики которых приведены в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики микросхем серии TOP221Y — TOP227Y.

Тип микросхемы Рmax, Вт Ток срабатывания защиты, А Сопротивление открытого тран­зистора, Ом
TOP221Y 7 0,25 31,2
T0P222Y 15 0,5 15,6
T0P223Y 30 1 7,8
T0P224Y 45 1,5 5,2
T0P225Y 60 2 3,9
T0P226Y 75 2,5 3,1
T0P227Y 90 3 2,6

Простой и высокоэффек­тивный преобразователь напряжения

На основе одной из микросхем ТОР200/204/214 фирмы Power Integration может быть собран простой и высокоэффек­тивный преобразователь напряжения (рис. 7) с выходной мощ­ностью до 100 Вт.

Рис. 7. Схема импульсного Buck-Boost преобразователя на микросхеме ТОР200/204/214.

Преобразователь содержит сетевой фильтр (С1, L1, L2), мостовой выпрямитель (VD1 — VD4), собственно сам преобразо­ватель U1, схему стабилизации выходного напряжения, выпрями­тели и выходной LC-фильтр.

Входной фильтр L1, L2 намотан в два провода на феррито-вом кольце М2000 (2×8 витков). Индуктивность полученной катуш­ки — 18…40 мГн. Трансформатор Т1 выполнен на ферритовом сердечнике со стандартным каркасом ETD34 фирмы Siemens или Matsushita, хотя можно использовать и иные импортные сердечни­ки типа ЕР, ЕС, EF или отечественные Ш-образные ферритовые сердечники М2000.

Обмотка I имеет 4×90 витков ПЭВ-2 0,15 мм; II — 3×6 того же провода; III — 2×21 витков ПЭВ-2 0,35 мм. Все об­мотки наматывают виток к витку. Между слоями должна быть обеспечена надежная изоляция.

Источник: Шустов М.А. Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения (2002).

Исправления: в схеме на рисунке 3 для катушки L2 изменена точка, указывающая начало намотки.

Что такое схемотехника блоков питания для светодиодных лент и прочего

Что такое схемотехника блоков питания для светодиодных лент и прочего

Схемотехника — научно-техническое направление, занимающееся проектированием, созданием и отладкой (синтезом и анализом) электронных схем и устройств различного назначения.

Светодиоды заменяют таким типы источников света, такие как люминесцентные лампы и лампы накаливания. Практически в каждом доме уже есть светодиодные лампы, они потребляют гораздо меньше двух своих предшественников (до 10 раз меньше чем лампы накаливания и от 2 до 5 раз меньше, чем КЛЛ или энергосберегающие люминесцентные лампы). В ситуациях, когда необходим длинный источник света, или нужно организовать подсветку сложной формы в ход идёт светодиодная лента.

Led лента идеальна для целого ряда ситуаций, главное её преимущество перед отдельными светодиодами и светодиодными матрицами являются источники питания. Их легче найти в продаже почти в любом магазине электротоваров, в отличие от драйверов для мощных светодиодов, к тому же подбор блока питания осуществляется только по потребляемой мощности, т.к. подавляющее большинство светодиодных лент имеют напряжение питания в 12 Вольт.

В то время как для мощных светодиодов и модулей при выборе источника питания нужно искать именно источник тока с требуемой мощностью и номинальным током, т.е. учитывать 2 параметра, что усложняет подбор.

В этой статье рассмотрены типовые схемы блоков питания и их узлы, а также советы по их ремонту для начинающих радиолюбителей и электриков.

Типы и требования к источникам питания для светодиодных лент и 12 В led ламп

Основное требование к источнику питания как для светодиодов, так и для светодиодных лент – качественная стабилизация напряжения/тока, вне зависимости от скачков сетевого напряжения, а также низкие выходные пульсации.

По типу исполнения блоки питания для LED продукции различают:

  • Герметичные. Они сложнее в ремонте, корпус не всегда поддаётся аккуратной разборке, а внутри и вовсе может быть залит герметиком или компаундом.
  • Негерметичные, для применения в помещении. Лучше поддаются ремонту, т.к. плата изымается после откручивания нескольких винтов.

По типу охлаждения:

  • Пассивное воздушное. Блок питания охлаждается за счёт естественной конвекции воздуха через перфорацию его корпуса. Недостаток – невозможность достигнуть высоких мощностей сохранив массогабаритные показатели;
  • Активное воздушное. Блок питания охлаждается с помощью кулера (небольшого вентилятора, как устанавливают на системных блоках ПК). Такой тип охлаждения позволяет достичь большей мощности при аналогичных размерах с пассивным блоком питания.

Схемы блоков питания для светодиодных лент

Стоит понимать, что нет в электронике такого понятия как «блок питания для светодиодной ленты», в принципе к любому устройству подойдёт любой блок питания с подходящим напряжением и током большим чем потребляемый прибором. Это значит, что информация описанная ниже применима к практически любым блокам питания.

Однако в обиходе проще говорить о блоке питания по его предназначению для конкретного устройства.

Общая структура импульсного блока питания

Для питания светодиодных лент и другой техники последние десятилетия применяются импульсные блоки питания (ИБП). Они отличаются от трансформаторных тем, что работают не на частоте питающего напряжения (50 Гц), а на высоких частотах (десятки и сотни килогерц).

Поэтому для его работы нужен генератор высокой частоты, в дешевых и рассчитанных на малые токи (единицы ампер) блоках питания часто встречается автогенераторная схема, она применяется в:

  • электронных трансформаторах;
  • электронных балластах для люминесцентных ламп;
  • зарядных устройствах для мобильного телефона;
  • дешевых ИБП для светодиодных лент (10-20 вт) и других устройствах.

Схему подобного блока питания можно увидеть на рисунке (для увеличения нажмите на картинку):

Его структура следующая:

1. Голубым цветом выделен диодный мост, стоящий на входе блока питания он выпрямляет входное переменное напряжение, для питания следующих узлов постоянным напряжением величиной 220*1.41=310 В. В случае поломки – проверьте наличие и величину напряжения ДО моста и ПОСЛЕ него, если оно отсутствует – потребуется замена диодов или моста, если он собран в отельном корпусе.

На схеме не указан, но по линии 220 В может присутствовать предохранитель или низкоомный резистор, прежде чем приступать к ремонту проверьте его целостность.

2. Коричневым обведен фильтр пульсаций, его главным элементом является C4 – электролитический конденсатор. Его ёмкость зависит от того, насколько сэкономил производитель, обычно до 220 мкФ на 400 Вольт. L1 – фильтр пульсаций и электромагнитных помех, которые возникают при работе импульсного блока питания. В большинстве дешевых блоков питания он отсутствует.

Частая проблема фильтра – высыхание, взрыв или вздутие электролитического конденсатора, приводит к некачественной работе всего импульсного блока питания в целом или его полной неработоспособности. Заменить его можно таким же и большей ёмкости, но подходящим по размеру.

3. Зеленым цветом выделена силовая часть VT1 силовой транзистор, в данном случае полевой, но может быть и биполярный. T1 – импульсный трансформатор с тремя обмотками: первичной, вторичной и базовой.

Третья обмотка необходима для генерации высокочастотных колебаний – если интересен принцип работы автогенераторного блока питания лучше прочитать книги Моина, Зиновьева и другие учебники по источникам питания импульсного типа.

Импульсные трансформаторы гораздо меньше по габаритам, чем сетевые, опять же из-за работы на высоких частотах и выполнены не из железа, а из феррита. Чаще всего выходит из строя силовой ключ.

Прозвоните транзистор мультиметром в режиме проверки диодов, и вы сразу обнаружите его пробой или обрыв. Остальные элементы – это обвязка этого узла, по отдельности редко выходит из строя, в основном вслед за силовым транзистором. Однако всегда стоит убедиться в соответствии номинальным значениям резисторов и конденсаторов.

Диоды в обвязке трансформатора VD7 и VD5 выполняют роль снаббера защищая цепи от всплесков противо-ЭДС, в моменты переключения транзистора. Являются тоже довольно нагруженным и ответственным узлом.

4. Красным цветом выделена цепочка обратной связи по напряжению на базе регулируемого стабилитрона TL431 и их аналогов (любые буквы в обозначении с цифрами «431»). 

 В состав ОС включена оптопара U1, с её помощью в силовую часть автогенератора поступает сигнал с выхода и поддерживается стабильное выходное напряжение. В выходной части может отсутствовать напряжение из-за обрыва диода VD8, часто это сборка Шоттки, подлежит замене. Также часто вызывает проблемы вздутый электролитический конденсатор C10.

Как вы видите всё работает с гораздо меньшим количеством элементов, надёжность соответствующая…

Более дорогие и блоки питания

Схемы, которые вы увидите ниже часто встречаются в блоках питания для светодиодных лент, DVD-проигрывателей, магнитол и других маломощных устройств (десятки Ватт).

Прежде чем перейти к рассмотрению популярных схем, ознакомьтесь со структурой импульсного блока питания с ШИМ-контроллером.

Верхняя часть схемы отвечает за фильтрацию, выпрямление и сглаживание пульсаций сетевого напряжения 220, по сути аналогична как в предыдущем типе, так и в последующих.

Самое интересное – это блок ШИМ, сердце любого достойного блока питания. ШИМ-контроллер – это устройство управляющие коэффициентом заполнения импульсов выходного сигнала на основании уставки, определенной пользователем или обратной связи по току или напряжению. ШИМ может управлять как мощностью нагрузки с помощью полевого (биполярного, IGBT) ключа, так и полупроводниковым управляемым ключом в составе преобразователя с трансформатором или дросселем.

Изменяя ширину импульсов при заданной частоте – вы изменяете и действующее значение напряжение, сохраняя при этом амплитудное, вы можете проинтегрировать его с помощью C- и LC-цепей для устранения пульсаций. Такой метод называется Широтно-Импульсное Моделирование, то есть моделирование сигнала за счёт ширины импульсов (скважности/коэффициента заполнения) при постоянной их частоте.

На английском языке это звучит, как PWM-controller, или Pulse-Width Modulation controller.

На рисунке изображен биполярный ШИМ. Прямоугольные сигналы – это сигналы управления на транзисторах с контроллера, пунктиром изображена форма напряжения в нагрузке этих ключей – действующее напряжение.

Более качественные блоки питания малой средней мощности часто построены на интегральных ШИМ-котроллерах со встроенным силовым ключом. Преимущества перед автогенераторной схемой:

  • Рабочая частота преобразователя не зависит ни от нагрузки, ни от напряжения питания;
  • Более качественная стабилизация выходных параметров;
  • Возможность более простой и надежной настройки рабочей частоты на этапе проектирования и модернизации блока.

Ниже будут расположены несколько типовых схем блоков питания (для увеличения нажмите на картинку):

Здесь RM6203 – и контроллер и ключ в одном корпусе.

В этой схеме используется внешний MOSFET ключ.

То же самое, но на другой микросхеме.

Обратная связь осуществляется с помощью резистора, иногда оптопары подключенной к входу с названием Sense (датчик) или Feedback (обратная связь). Ремонт таких блоков питания в общем аналогичен. Если все элементы исправны, и напряжение питания поступает на микросхему (ножка Vdd или Vcc), значит дело скорее всего в ней, более точно можно определить с помощью осциллографа просмотрев сигналы на выходе (ножка drain, gate).

Практически всегда заменить такой контроллер можно любым аналогом с подобной структурой, для этого нужно сверить datasheet на тот, что установлен на плате и тот, что у вас в наличии и впаять, соблюдая распиновку, как это изображено на следующих фотографиях.

Или вот схематически изображена замена подобных микросхем.

Мощные и дорогие блоки питания

Блоки питания для светодиодных лент, а также некоторые блоки питания для ноутбуков выполняются на ШИМ-контроллере UC3842.

Схема более сложная и надежная. Основным силовым компонентом является транзистор Q2 и трансформатор. При ремонте нужно проверить фильтрующие электролитические конденсаторы, силовой ключ, диоды Шоттки в выходных цепях и выходные LC-фильтры, напряжения питания микросхемы, в остальном методы диагностики аналогичны.

Однако более подробная и точная диагностика возможна лишь с использованием осциллографа, в противном случае – проверьте короткие замыкания платы, пайку элементов и обрывы дороже. Может помочь замена подозрительных узлов на заведомо рабочие.

Более совершенные модели источников питания для светодиодных лент выполнены на практически легендарной микросхеме TL494 (любые буквы с цифрами «494») или её аналоге KA7500. Кстати на этих же контроллерах построено большинство компьютерных блоков питания AT и ATX. 

Вот типовая схема блока питания на этом ШИМ-контроллере (нажмите на схему):

Такие блоки питания отличаются высокой надёжностью и стабильностью работы.

Краткий алгоритм проверки:

1. Запитываем микросхему согласно распиновки от внешнего источника питания 12-15 вольт (12 ножка – плюс, а на 7 ножку – минус).

2. На 14 ножки должно появиться напряжение 5 Вольт, которое будет оставаться стабильным при изменении питания, если оно «плавает» — микросхему под замену.

3. На 5 выводе должно быть пилообразное напряжение «увидеть» его можно только с помощью осциллографа. Если его нет или форма искажена – проверяем соответствие номинальным значениям времязадающей RC-цепи, которая подключена к 5 и 6 выводам, если нет – на схеме это R39 и C35, их под замену, если после этого ничего не изменилось – микросхема вышла из строя.

4. На выходах 8 и 11 должны быть прямоугольные импульсы, но их может не быть из-за конкретной схемы реализации обратной связи (выводы 1-2 и 15-16). Если выключить и подключить 220 В, на какое-то время они там появятся и блок снова уйдёт в защиту – это признак исправной микросхемы.

5. Проверить ШИМ можно закоротив 4 и 7 ножку, ширина импульсов увеличится, а закоротив 4 на 14 ножки – импульсы исчезнут. Если у вас получились другие результаты – проблема в МС.

Это наиболее краткая проверка данного ШИМ-контроллера, о ремонте блоков питания на их основе есть целая книга «Импульсные блоки питания для IBM PC».

Хоть и посвящена она компьютерным блоками питания, но там много полезной информации для любого радиолюбителя.

Вывод

Схемотехника блоков питания для светодиодных лент аналогична любым блокам питания с подобными характеристиками, довольно хорошо поддаётся ремонту, модернизации и перестройки на необходимые напряжения, разумеется, в разумных пределах. 

Ранее ЭлектроВести писали, что депутаты «Слуги народа» зарегистрировали в Верховной Раде законопроект №2352 «Про батареи и аккумуляторы» для создания системы их утилизации.

По материалам: electrik.info.

Схема импульсного источника питания постоянного тока 0-45 В, 8 А, проект

Сегодня я рекомендовал схему импульсного источника питания постоянного тока 0-45 В, 8 А, как схему, которая способна к более высокой общей линейной схеме, но имеет много деталей.

Особенность:
— Выходное напряжение ……… .0-45V
— Непрерывный выходной ток 8 часов при напряжении ниже 35 В и 6 А при 40 В
— пульсации и шум: 5 мВпик при 6 А 13 В
: 10 мВ пик -p при 8A 18volts
: 40mVp-p-p при 8Ampere 35volts
-Минимальный выходной ток:….800mA
-Максимальный выходной ток:… .8.2A
— Отображение при использовании перенапряжения, установленного, и когда напряжение не регулируется
— Может отключать выходную нагрузку без проводов
— Регулируемое постоянное напряжение, такое как 13,8В.

Базовая работа
На рисунке 1 показана простая схема этого импульсного источника питания. Транзистор Q1 будет служить схемой включения / выключения, мы контролируем их подключением освещения. Эта схема контроллера будет управлять цепью включения / выключения Q1 с частотой 20 кГц.


Рис. 1 основные принципы импульсного источника питания постоянного тока

Оба Q1 и D2 будут переданы на высокий ток, это будет работать поочередно. Во время выполнения Q1 ток проходит через C8, C9, L1 и Q1, когда Q1 останавливается или разомкнута цепь Энергия, накопленная в L1, будет развиваться через D2 и C8, C9 в том же направлении, что делает выходное напряжение постоянным во все времена. .

И, если импульс, который посылают для управления Q1, имеет низкий диапазон рабочего цикла. Ток, протекающий через Q1 и L1, слишком мал, поэтому выходной сигнал также низкий.Какой рабочий цикл этого импульсного переключения будет иметь высокое или низкое значение в зависимости от регулировки выходного напряжения, которое.

Научитесь строить: Регулируемый стабилизатор 0-50 В, 3 А Источник питания

Как это работает
Рисунок 2 представляет собой полную схему этого импульсного источника питания. IC5 / 4 — это схема усилителя опорного напряжения, которая на выходе IC5 / 4 будет зависеть от настройки VR3. Это опорное напряжение с выхода IC5 / 4 будет отправлено на вывод 7 IC3 / 2 для сравнения с сигналом на выводе 6 IC3 / 2, который подключен от IC3 / 1, который представляет собой схему генератора линейного изменения частоты 20 кГц.


Рисунок 2 Полная принципиальная схема импульсного источника питания 0-45 В, 8 А

IC3 / 2 будет сравнивать напряжение на обоих контактах, если опорное напряжение слишком велико, выход IC3 / 2 будет импульсным переключением ( прямоугольный импульс), который имеет много диапазонов рабочего цикла. Но если опорное напряжение имеет меньшее значение импульса переключения, такой низкий рабочий цикл, как Рисунок 3

Импульсный сигнал из схемы сравнения будет отправлен на Q3 и Q4, которые являются буферной схемой для управления светодиодом в IC, это оптоизолятор.Он обнаружит свет как импульсный сигнал переключения, а затем отправит на Q2 для повышения сигнала. Затем IC2 / 1 установит форму сигнала, а затем отправит его на IC2 / 2-IC2 / 6. Он управляет затвором Q1, который используется как инвертор, параллельно 5 шт. С током, достаточным для запуска затвора Q1.

Переключение Q1 иногда приводит к тому, что кратковременный момент напряжения на стоке ветви может быть выше, чем у истока. В результате катушка индуктивности L1. Таким образом, D1 и ZD3 предотвращают это напряжение, которое может вызвать отказ полевого транзистора.В цепи ограничено напряжение пока всего 75 вольт. Это означает, что, если напряжение не превышает 75 В. Это напряжение упадет на все ZD3, не повлияет на схему. Если мгновенное напряжение превышает 75 В, это может вызвать эффект прохождения через Q1. D1 провести еще один ход не должен работать.

IC4 / 1 и IC5 / 1 на акцию, для обслуживания условно не регулируется. Этот IC4 / 1 будет сравнивать напряжение между контактом 6, который представляет собой импульс переключения, и установившимся напряжением на контакте 7. Когда приходит отрицательный импульс, на выходе IC4 / 1 будет высокий уровень, он может заряжать C23 на контакте 2 IC5 / 1.И когда выход IC4 / 1 меньше, конденсатор C23 на выводе 2 IC5 / 1 будет выше. Светодиод LED1 не будет отображаться, если Q1 будет постоянно запускать строб или неисправности. Выходное напряжение схемы будет снижаться в нерегулируемой форме. Конденсаторы C23 на выводе 2 IC5 / 1 разряжены. До тех пор, пока на выходе IC5 / 1 не будет высокого уровня, LED1 горит, индикатор не регулируется.

Обычно выход импульсного источника питания непостоянен. Если ток питания очень низкий. Или пока без нагрузки. Таким образом, у вас должна быть нагрузка схемы.Применять самый низкий ток в любое время.

При выходном напряжении до 10 вольт, R24 и R43, соединенные параллельно 2 шт., Будут действовать как нагрузка для цепи. Когда напряжение находится в диапазоне от 5 В до 10 В, выход IC4 / 2 будет представлять собой схему сравнения с высоким током, потому что Q6 работает. R40 подключены к нагрузке цепи, и когда выходное напряжение ниже 5 вольт, выход IC4 / 3 будет высоким, вместо этого Q5 будет работать, а R41 будет обеспечивать нагрузку цепи.

IC3 / 3 снижает выходной ток.Когда обнаруженная нагрузка использует ток более 9 А, это приведет к тому, что напряжение на R1 и R2 станет более ценным (более 0,45 В). В результате выход IC3 / 3 будет низким, и опорное напряжение будет вытягиваться на выводе 7 IC3 / 2. к IC3 / 2, чтобы произвести импульс переключения с более низким рабочим циклом, как следствие, выходной сигнал упал до значения менее 2А.

Во время тока, превышающего значение, установленное VR1, выход IC5 / 3 будет ниже, в соответствии с IC3 / 2 — D8, сделайте выход IC4 / 4 выше.LED2 покажет, превышает ли ток заданное значение.

Как это построить

См. Компоновку медной печатной платы и компоновку компонентов ниже.


Компоновка печатной платы


Компоновка компонентов этого проекта

К сожалению, не ясно, как это построить.

Детали, которые вам понадобятся

0,25 Вт 5% Резисторы
R1, R2, R42, R43_______1K 5 Вт
R3 ___________________390 Ом 0,5 Вт
R4___________________270 Ом
R5, R11, R21, R32, R45__1100 R7 _______ 9000_________000, R45__1100 R 9507 R7000, R45__1000 R7 R34, R35___________ 470 Ом
R8, R17_______________6.8K
R9, R18, R57___________47K
R10, R30______________18K
R12, R14, R15, R16_____100K
R19, R27, R28, R29, R54_100K
R13, R23, R24, R26_______10K
R20 _______________________________________________ 10K
R20 ___________________________4 , R39__2.2K
R58 ___________________ 2.2K
R33, R46_______________22K
R36 ___________________ 4.7K
R40___________________39 Ом 5 ​​Вт
R41___________________ 10 Ом 5 ​​Вт
R44 ___________________270K
R47___________________000 R44 ___________________270K
R47___________________27K
20 R48___1.1K
R51, R52 _______________ 0,1 Ом 5W
R53___________________47 Ом
R55___________________220 Ом
R56 ___________________ 1,5K
VR1, VR3______________ 10K (B) Объем
VR2___________________500 Ом___trimpots
VR4_____002000 9________6000
VR4, R50V5000 , C7, C15, C23: 0,1 мкФ 50 В Полиэстер
C26, C28, C29: 0,1 мкФ 50 В Полиэстер
C8, C9, C12, C14: 100 мкФ Электролитический 50 В
C10, C21, C22, C24: 1 мкФ 16 В Электролитический
C11: 0 .001 мкФ 50 В Полиэстер
C16, C17: 0,1 мкФ 25 В Поликарбонат
C18: 1000 мкФ 25 В Электролитический
C19, C25, C27: 10 мкФ 16 В Электролитический
C20: 820 пФ 50 В Керамический

Полупроводники 9_0007 D_________ D__________ D2________________MUR1515
D7-D11 ____________ 1N4148
IC1________________h21L1
IC2________________74C14 или CD40106
IC3, IC4____________LM339
IC5________________LM324
IC6________________LM7812
LED1, LED2_________Red LED
Q1__________________MTP12N10
Q2__________________BF199
Q3__________________BC338
Q4__________________BC328
Q5, Q6_______________BC639
ZD1: 15V 3W
ZD2: 4.7V 1W
ZD3: 75V 1W
ZD4: LM336Z-2.5
Другое
F1______ Предохранитель 7,5A
L1, L2___ См. Схему

L1____ Тороидальный сердечник, внешний диаметр 46,7 мм, круглые сечения 24,1 мм, толщина 18 мм; L1 — 10 витков 17 AWG (1,2 мм)
L2____ Тороидальный сердечник, внешний диаметр 33 мм, витки 19,8 мм, толщина 11,1 мм; L1 — 5 витков 17 AWG (1,2 мм)

M1, M2__ 1 мА Измеритель
S1 ___ ВКЛ / ВЫКЛ 10A Переключатели
S2___ 3 ножки, нормально разомкнутые кнопочные переключатели
S3___ 10A Переключатели ВКЛ / ВЫКЛ
S4___2 переключатель
T1___
Тороидальный сердечник трансформатора , 35-0 / 35-0 В, 300 ВА
T2___Трансформатор 220В 12.6V 150mA
Коробка, печатная плата, провода и многое другое.

Примечание: , мы сожалеем, что у этой схемы нет полного руководства по сборке.

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Регулируемый импульсный источник питания высокой мощности (SMPS) 3-60 В 40A

Регулируемый импульсный источник питания высокой мощности (SMPS) 3-60 В 40A

Этот импульсный источник питания был построен, потому что мне нужен был мощный настольный регулируемый источник питания.Линейная топология была бы непригодна для этой мощности. (2400 Вт = 2,4 киловатта!), Поэтому я выбрал топологию переключения — два переключателя вперед (полууправляемый мост). В моей статье про SMPS это топология II.D. Импульсный источник питания использует транзисторы IGBT и управляется микросхемой UC3845. Схему моего импульсного блока питания вы можете увидеть ниже. Сетевое напряжение сначала проходит через фильтр помех EMI. Затем он выпрямляется с помощью мостового выпрямителя и сглаживается конденсатором C4.Из-за большой емкости имеется схема ограничения броска тока с контактом реле Re1 и резистором R2. Катушка реле и вентилятор (от блока питания ПК AT / ATX) питаются от 12В, которое сбрасывается с вспомогательного источника 17В с помощью резистора R1. Выберите значение R1 так, чтобы напряжение на катушке реле и на вентиляторе составляло 12 В. В цепи вспомогательного источника питания используется TNY267. Это похоже на источник питания, описанный здесь. R27 обеспечивает защиту от пониженного напряжения вспомогательного питания — он не включается при напряжении ниже 230 В постоянного тока.Цепь управления UC3845 имеет выходную частоту 50 кГц и максимальный рабочий цикл 47%. Питается через стабилитрон, снижающий напряжение питания. на 5,6 В (т.е. до 11,4 В), а также сдвигает пороги UVLO с 7,9 В (нижний) и 8,5 В (верхний) до 13,5 В и 14,1 В. Затем микросхема UC3845 начинает работать на 14,1 В и никогда не опускается ниже 13,5 В, что защищает транзисторы IGBT от рассыщения. Исходные пороги UVLO UC3845 просто слишком низкие. Микросхема управляет полевым МОП-транзистором T2, который управляет трансформатором управления затвором Tr2.Он обеспечивает гальваническую развязку и плавающий привод для верхних IGBT. Через схемы формирования с T3 и T4 он управляет затворами IGBT T5 и T6. Затем они переключают выпрямленное сетевое напряжение (325 В) на силовой трансформатор. Tr1. Его выходной сигнал затем выпрямляется и, наконец, усредняется катушкой индуктивности L1 и сглаживается конденсаторной батареей C17. Обратная связь по напряжению подключен от выхода к контакту 2 IO1. Выходное напряжение блока питания можно установить с помощью потенциометра P1. Гальваническая развязка обратной связи не требуется потому что цепь управления подключена к вторичной стороне SMPS и изолирована от сети.Обратная связь по току осуществляется через ток трансформатор TR3 в вывод 3 микросхемы UC3845. Пороговый ток максимальной токовой защиты может быть установлен потенциометром P2.
Транзисторы Т5 и Т6, диоды D5, D5 ‘, D6, D6’, D7, D7 ‘и мост следует разместить на радиаторе. Диоды D7, конденсаторную батарею C15 и защитные демпферы RDC R22 + D8 + C14 следует размещать как можно ближе к IGBT. Светодиод 1 показывает работу блока питания, Светодиод 2 показывает режим ограничения тока (перегрузка / короткое замыкание) или ошибку.Загорается, когда блок питания не работает в режиме напряжения. В режиме напряжения на на контакте 1 IO1 2,5 В, иначе около 6 В. Светодиоды можно не устанавливать.
Индуктивности: Силовой трансформатор Tr1, который я спас от старого мощного импульсного источника питания 56 В. Коэффициент трансформации первичной обмотки во вторичную составляет от 3: 2 до 4: 3, а ферритовый сердечник (форма EE) имеет нет воздушного зазора. Если вам нравится наматывать его самостоятельно, используйте такой же сердечник, который я использовал в своем сварочном инверторе, около 6.4 см2 (допустимый диапазон 6-8 см2). Первичная обмотка — это 20 витков по 20 проводов, каждый диаметром от 0,5 до 0,6 мм. Вторичная на 14 витков состоит из 28 проводов того же диаметра, что и первичный. Также возможно изготовление обмоток из медных лент. Напротив, использование одной толстой проволоки невозможно из-за скин-эффекта (так как она работает с высокими частоты). Разделение обмотки не требуется, вы можете, например, сначала намотать первичную, а затем вторичную. Трансформатор прямого затвора Тр2 имеет три обмотки по 16 витков в каждой.Все обмотки наматываются сразу тремя скрученными изолированными проводами звонка. Это намотано на ферритовом сердечнике EI (также можно использовать EE) без воздушного зазора. Я спас его от главного силового трансформатора от компьютерного блока питания ATX или AT. Жила имеет поперечное сечение от 80 до 120 мм2. Трансформатор тока TR3 имеет 1 виток первичной обмотки и 68 витков вторичной обмотки на ферритовом или железном порошковом кольце, и размер или количество витков не критичны. В случае разного количества оборотов необходимо отрегулировать R15.Дополнительный силовой трансформатор TR4 намотан на ферритовом сердечнике EE с воздушным зазором сечением от 16 до 25 мм2. Он исходит от вспомогательного силового трансформатора, взятого из старого ATX. Обязательно соблюдайте ориентацию обмоток трансформаторов (отмечены точками)! Двухобмоточный фильтр электромагнитных помех может быть, например, из микроволновой печи. Выходная катушка L1 также поступает от 56-вольтового импульсного источника питания, который я разобрал. Он состоит из двух параллельных катушек индуктивности 54 мкГн на кольцах из порошкового железа, поэтому общая индуктивность составляет 27 мкГн.Каждая катушка намотана двумя магнитными медными проволоками диаметром 1,7 мм каждая. В этом случае общее сечение обмоток L1 составляет примерно 9 мм2.
L1 подключен к отрицательной ветви, поэтому на катодах диодов нет ВЧ напряжения. и поэтому их можно установить на радиаторе без изоляции. Максимальная входная мощность этого импульсного источника питания составляет около 2600 Вт и КПД при полной нагрузке более 90%. В этом импульсном источнике питания я использовал IGBT STGW30NC60W. Их можно заменить на типы IRG4PC40W, IRG4PC50W, IRG4PC50U, STGW30NC60WD или аналогичные достаточно мощные и быстрые, рассчитанные на 600В.Выходные диоды могут быть любыми сверхбыстродействующими с достаточным номинальным током. Верхний диод (D5) видит Средний ток 20А в худшем случае, нижний диод (D6) видит 40А в худшем случае. Таким образом, верхний диод может быть рассчитан на половину тока нижнего диода. Верхний диод может быть, например, двумя параллельными HFA25PB60 / DSEI30-06A или одиночным DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C. Нижний диод может быть двух параллельных DSEI60-06A / STTH6010W / HFA50PA60C или четыре HFA25PB60 / DSEI30-06A. Радиатор диодов должен рассеивать примерно 60 Вт.Рассеиваемая мощность IGBT может достигать 50 Вт. Рассеивание диодов D7 трудно предсказать, поскольку оно зависит от свойств Tr1 (его индуктивности и связи). Рассеиваемая мощность мостового выпрямителя до 25Вт. Этот источник питания использует схему, очень похожую на мой сварочный инвертор, так как это действительно хорошо работает. Переключатель S1 позволяет отключиться в режиме ожидания. Это полезно, так как вам не всегда нужно переключать вход питания этого мощного источника питания. Потребление в режиме ожидания всего около 1Вт.S1 можно не указывать. Этот блок питания также может быть сконструирован для фиксированное выходное напряжение. В этом случае рекомендуется оптимизировать коэффициент трансформации Tr1 для достижения наилучшего КПД. (например, первичная обмотка имеет 20 витков, а седельная — 1 виток на каждые 3,5 — 4 В выходного напряжения).

Внимание!!! Импульсное питание не для новичков, так как большинство его цепей подключено к сети. Опасность поражения электрическим током и смерти. Опасность пожара.При неправильной конструкции сетевое напряжение может попасть на выход! Конденсаторы могут оставаться заряженными до опасного напряжение даже после отключения от сети. Выходное напряжение может быть выше безопасного напряжения прикосновения. Это импульсный источник питания большой мощности. Вход переменного тока должен иметь соответствующий предохранитель, розетка и кабель должны иметь размеры. для потребляемого тока, в противном случае существует опасность возгорания. Вы все делаете на свой страх и риск и ответственность.



Бедствие моего мощного регулируемого импульсного источника питания (SMPS) 3-60V 40A.


Готовый импульсный блок питания


Передняя панель импульсного блока питания — контроль напряжения, контроль ограничения тока, переключатель режима ожидания S1 и светодиоды.


Коробка от старого блока питания 56В готова к установке моего блока питания 3 — 60В.


Оригинальная передняя панель


Коробка с вентилятором 8см.


Радиатор, Tr1, L1 и C17 старого блока питания, который будет использоваться для построения моего блока питания.


Подготовили D5 и D6.


IGBT и диоды сброса D7 на радиаторе и плате готовы к замене.


Выполнен ГДТ (трансформатор привода затвора) Тр2.


Начинается изготовление доски.


Доделана силовая часть, схема управления и Тр2.


Изготовление вспомогательного трансформатора 17В Тр4 (на левом фото — сердечник, на правом фото — первичный)


Готовая вторичная обмотка (слева) и готовый трансформатор Тр4 (справа).


Построение вспомогательного источника питания 17 В.


Плата взята из старого питания, со светодиодом 1 и светодиодом 2.


Вспомогательное питание после припаивания к нему Тр4.


Импульсный блок питания и конденсатор C4 (3x 680u)


Фактическая нагрузка для тестирования импульсного источника питания: нагревательный элемент 230V 2000W от котла, модифицированный на 57,5V. Одна клемма теперь является средней и обоими концами резистивного провода.Вторая клемма теперь подключена к 1/4 и 3/4 резистивного провода. Таким образом, спираль делится на 4 равные части, соединенные параллельно. Номинальное напряжение снижено до одной четверти, сопротивление до одной шестнадцатой. Мощность остается прежней.


Светящаяся спираль после подключения к тестируемому импульсному источнику питания.


Фильтр электромагнитных помех и ограничитель пускового тока.


Тестирование импульсного блока питания снизу коробки.


Внутренняя часть готовой поставки.


Видео — проверка импульсного блока питания, последовательное рисование дуг со спиралью и регулировка, показанные на 2х лампах по 500Вт 230В.


Видео — Arsc с медными и алюминиевыми электродами.


Видео — Тестирование артера, встроенного в алюминиевый бокс.

Добавлен: 23. 10. 2010
дом

Цепи питания

:: Next.gr

  • Вам нужно найти надежный драйвер полного моста для управления вашим обратноходовым трансформатором? Что ж, это ваша последняя остановка. Есть много схем обратных драйверов, но большинство из них не продержатся долго. Общеизвестно, что знаменитый ЗВС изобрел….

  • Coship CDVB3188V схема импульсного источника питания приемника На нем показана схема импульсного источника питания приемника CDVB3188C того же континента, в основном от входной цепи переменного тока, анти-j ..

  • Здесь описывается конкретный модуль, использующий схему импульсного источника питания CF8865, поскольку в этой схеме используются специальные модули встроенного модуля управления CF8865.В фи ..

  • На рисунке (а) показана блок-схема внутренней структуры M62213FP. M62213FP — это высокоскоростной импульсный контроллер источника питания. Он состоит из генератора, ШИМ сравнения.

  • Показана схема импульсного источника питания с изолированным выходом 5V TOP414G, 2A.C1 — конденсатор входного фильтра. Состав VDz VD1 и контур первичной защиты зажимов.

  • Принципиальная схема драйвера

    : Основная функция схемы управления — усилитель выходной мощности контроллера ширины импульса переменной ширины в качестве управляющего сигнала для высоковольтного переключателя питания.

  • Dragon -ZL-2801A Цепь импульсного источника питания для DVD-машины На рисунке показана схема импульсного источника питания для DVD-машины Dragon ZL-2801A, которая в основном поступает от входной цепи переменного тока..

  • East Shi IDS-2000F STB схема импульсного источника питания East Shi IDS -2000F STB схема импульсного источника питания в основном по входной цепи переменного тока, коммутируемой колебательной цепи, выход ..

  • Электрооборудование, подключенное к силовой части конструкции схемы источника питания, как показано ниже:..

  • Состоит из схемы импульсного источника питания постоянного тока 15 В TOP224Y, 2 А на выходе, показанной на фиг. Использование трех интегральных схем: ICl — монолитный регулятор TOP224Y, IC2 — оптопара.

  • LA9472A — это монолитный понижающий импульсный стабилизатор на 2 А, работающий в непрерывном режиме и реализованный по новой технологии BCD, позволяющей интегрировать изолированные вертикальные силовые транзисторы DMOS со смешанными КМОП / биполярными транзисторами.Аппарат может поставить ….

  • Эта схема обеспечивает включение / выключение, плавный пуск, контроль тока, отключение по току и защиту от перегрузки по току для источника питания 30 В постоянного тока при нормальных токах нагрузки до 2 А. Переключатель включается командным импульсом включения; выключен ….

  • Эта понижающая схема обеспечивает до 8 А при 5 В постоянного тока при работе от 24 до 32 В постоянного тока.Два силовых полевых МОП-транзистора в цепи работают попеременно в течение равных периодов времени. Частота коммутации 150 кГц, устанавливается контроллером PWM125. Выход двух полевых МОП-транзисторов составляет ….

    .
  • Эта схема обеспечивает стабилизированный постоянный ток с пульсацией менее 100 мВ для микропроцессорных приложений. Необходимые рабочие напряжения снимаются с цепи спускного резистора, подключенной к нерегулируемому источнику питания 28 В.Выход компаратора LM710 ….

  • Этот низковольтный сильноточный выход, коммутирующий источник питания, работает от входа 220 В переменного тока. В этой схеме генератор релаксации диака ST2, Q3, Cl, и диак инициируют проводимость выходного переключающего транзистора Q1, время включения которого составляет ….

  • На схеме показан блок питания мощностью 50 Вт с выходом 5 В и 10 А.Это обратный преобразователь, работающий в непрерывном режиме. В схеме есть первичная сторона, а контроллер вторичной стороны обеспечивает полную защиту от неисправностей, таких как перегрузка по току. ..

  • Строительный блок коммутируемого конденсатора LTC10432 обеспечивает неперекрывающееся дополнительное возбуждение для силовых полевых МОП-транзисторов Q1 — Q4. Полевые МОП-транзисторы расположены так, что Cl и C2 поочередно включаются последовательно, а затем параллельно.Во время последовательной фазы + 12 В ….

  • Простой импульсный стабилизатор с питанием от батареи обеспечивает 5 В от источника 9 В с эффективностью 80% и выходным током 50 мА. Когда Q1 включен, его коллекторное напряжение повышается, проталкивая ток через катушку индуктивности. Выходное напряжение повышается, в результате чего выход A1 …

  • A показывает схему COR / CAS для использования ретранслятора.CR1 — кремниевый диод. 2 может быть любое реле с катушкой на 12 В (долговечное ..

  • Импульсные источники питания обеспечивают гораздо более высокий КПД, чем традиционные.

  • В обычных приложениях ИС импульсного регулятора регулируют VQVT, управляя током через внешний индуктор.Однако микросхема в A, управляющая цепью диод-конденсатор вместо катушки индуктивности, обеспечивает сопоставимые характеристики для небольших нагрузок. ….

  • Импульсный стабилизатор Max650 вырабатывает регулируемое напряжение 5 В из больших отрицательных напряжений, таких как -48 В в телефонных линиях. Результирующий блок питания работает с несколькими внешними компонентами, включая трансформатор, и выдает 250 мА…..

  • В источнике питания используются два полевых МОП-транзистора VN4000A, 400 В, в конфигурации полумостового переключателя питания. Доступны следующие выходы: + 5 В при 20 А и ± 15 В (или ± 12 В) при 1 А. Поскольку линейные трехконтактные регуляторы используются для слаботочных выходов, либо ± 12 В ….

  • LT1172 генерирует положительное и отрицательное напряжение на входе 5 В.LT1172 настроен ..

  • A показан типичный LTC 1148 для поверхностного монтажа, обеспечивающий 5 В при 2 А при входном напряжении от 5,5 В до 13,5 В. Рабочий КПД, показанный на В, достигает максимума 97% и превышает 90% от 10 мА до 2. А с входом 10 В. Ql и Q2 составляют главный выключатель ….

  • TOP100Y, состоящий из импульсной схемы источника постоянного тока с обратным ходом + 5В, 1А.Этот налет ..

  • Схема импульсного источника питания

    35 Вт с выходом для телевизионной приставки показана на рисунке 5. Пятиходовое напряжение соответственно: Uo1 (+ 30 В, 100 мА), Uo2 (+ 18 В, 550 мА), Uo3 (+ 5 В, 2,5 А). ..

  • Это еще один вид переключателя подключения накаливания для увеличения срока службы паука, он имеет две функции: во-первых, просто путем электропорации..

  • Нестабильность напряжения 12 В, сначала проверьте выходную секцию импульсного блока питания, как показано на РИС. Вторичная обмотка ..

  • Эта схема управления ШИМ подает управляющий импульс на переключатель мощности DMOS в цепи обратного хода.Выходной сигнал ШИМ представляет собой импульс, ширина которого пропорциональна входному управляющему напряжению и частота повторения которого определяется внешними часами ….

  • Схема показана. C1 — конденсатор входного фильтра. VDz VD1 состав и первичный зажим .png «> схема защиты. Контроль ..

  • Как показано на схеме импульсного источника питания телевизора Sony KV-S29MHl (серия S motion) (SIR a 80145A); (А) — часть колебания мощности; (б) — часть регулятора; (c) — выходной раздел…

FAQ: для чего лучше всего использовать импульсный источник питания?

Устранение шума или электромагнитных помех может стать серьезной проблемой при разработке источников питания для электронных плат. Хотя снижение шума может не быть критической проблемой для проектирования линейных источников питания, собственный шум, создаваемый переключающими устройствами, имеет первостепенное значение при проектировании схем импульсного источника питания.К счастью, эту проблему можно в достаточной степени уменьшить, как описано в следующих часто задаваемых вопросах по импульсным источникам питания.

Что такое импульсный блок питания?

Импульсный источник питания — это один из двух основных типов источников питания, используемых в электронной продукции. Эти источники питания характеризуются использованием точной коммутации, которая позволяет использовать конструкции для преобразования постоянного тока в постоянный, постоянного в переменный, переменного в постоянный и преобразования частоты.

В чем разница между импульсным источником питания и SMPS?

Исследования и разработка источников питания, которые использовали «переключение» для повышения эффективности по сравнению с обычными линейными источниками питания, начались в 1950-х годах с ранних устройств, в которых использовались вакуумные лампы; однако первое запатентованное использование термина «импульсный источник питания» было в 1976 году Говардом Скоттом из RCA.Сегодня термины «импульсный источник питания» и «импульсный источник питания» (SMPS) обычно используются как синонимы.

Какие типы переключающих компонентов используются в импульсных источниках питания?

В отличие от линейных источников питания, в которых обычно используются диоды, в SMPS используется точное переключение для управления рабочим циклом. Поэтому чаще всего используются транзисторы, позволяющие улучшить управление.

Где используются импульсные блоки питания?

Импульсные источники питания в основном используются в цифровых системах, таких как телекоммуникационные устройства, вычислительное оборудование, звуковое оборудование, зарядные устройства для мобильных телефонов, медицинские испытательные устройства, оборудование для дуговой сварки и автомобильные зарядные устройства.

Что такое импульсный адаптер питания?

Источники питания по сути являются преобразователями. Как правило, они преобразуют один или несколько параметров из подаваемой мощности в тип и уровень параметра, необходимые для нагрузки или подключенной цепи. Адаптер источника питания позволяет использовать источник питания, выход которого не был специально разработан для используемого входа. Конструкции источников питания могут состоять только из схемы преобразования или могут состоять из схемы преобразования и адаптера на одной плате.

Какие бывают типы конструкции импульсных блоков питания?

Наиболее распространенными типами конструкции импульсных источников питания являются:

  • Бак
  • Повышение
  • Buck-Boost
  • Вперед
  • Обратный ход
  • Толкай-толкай
  • Полумост
  • Полный мост

Каковы наиболее серьезные проблемы при проектировании плат импульсных источников питания?

Точное управление переключением — критическое требование к импульсным источникам питания.Однако это переключающее действие создает высокую частоту и шум. Для печатных плат более низкие радиочастоты не представляют особой проблемы. Тем не менее, при проектировании высокоскоростной платы необходимо учитывать особые факторы, такие как длина дорожек и выводы, импеданс платы и тип материала.

DFM для печатных плат HDI

Загрузить сейчас

Как снизить уровень шума в импульсных цепях питания?

Полное устранение шума или электромагнитных помех в конструкции источника питания практически невозможно.Вместо этого цель состоит в том, чтобы максимально снизить шум для достижения электромагнитной совместимости. На этом этапе ваша плата источника питания не только является хорошим соседом для ближайших электронных устройств, но и количество электромагнитных помех на вашей плате не влияет отрицательно на функциональность. Некоторые из лучших практик по снижению шума на печатных платах включают следующее: использование согласования импеданса, ограничение длины трассы и соблюдение надлежащих расстояний утечки и зазоров. Кроме того, одним из наиболее важных факторов, которые также влияют на ваши целевые показатели производительности для подключенных нагрузок, является фильтрация.

Каковы наиболее важные факторы при проектировании и изготовлении печатных плат импульсных источников питания?

SMPS используются в широком спектре приложений. Однако следующие факторы обычно требуют особого внимания при разработке плат импульсных источников питания.

Оптимизация импульсного источника питания Разработка печатной платы

Рекомендации по компоновке печатной платы импульсного блока питания

— на пути к лучшему коммутатору

Вы когда-нибудь начинали разрабатывать схему импульсного блока питания только для того, чтобы понять, что невозможно согласовать схему расположения, предложенную в таблице данных? Задумывались ли вы, какие части эталонного дизайна вам следует сохранить, а какие — изменить? Как выбор макета влияет на производительность коммутатора? В этой статье я намерен кратко рассказать историю, объяснить основные принципы работы и привести примеры импульсных источников питания и методов их проектирования.Я надеюсь, что таким образом я смогу передать удовольствие, которое я получаю от разработки этих уникальных схем.

История коммутатора

Кто-то может подумать, что импульсные источники питания начали использоваться в 1970-х годах, но принципы были известны еще в 1930-х годах. Их реализация включает мэйнфрейм IBM 704 (1950-е годы), спутник NASA Telstar (1960-е годы) и знаменитый персональный компьютер Apple II (1970-е годы). И с тех пор почти всегда … ну, это было!

Нет недостатка в тех, кто хочет отдать должное популярности импульсных блоков питания.Однако реальность такова, что инновации в полупроводниковой промышленности (усовершенствование переключающих транзисторов и разработка новых микросхем контроллеров) — вот что следует отнести к взрыву их популярности. Выключатель питания, который позволял очень быстро переключать большие токи, действительно был ключом к тому, чтобы сделать импульсные источники питания практичными для широкого спектра применений, которые мы видим сегодня. Изобретение переключателя питания Vertical Metal Oxide Semiconductor (VMOS) обеспечило эту возможность.Биполярные транзисторные переключатели питания хорошо работают в мощных коммутационных приложениях, но эти компоненты демонстрируют более медленные характеристики переключения, чем MOSFET, переключатель питания VMOS. Было важно, особенно для приложений бытовой электроники, увеличить скорость переключения не только для повышения энергоэффективности, но и для выхода за пределы слышимого диапазона частот.

Терминология коммутатора

Импульсный источник питания известен также под другими названиями. Термин импульсный источник питания широко использовался до тех пор, пока Motorola не ввела в действие свою торговую марку SWITCHMODE ™.
«Коммутируемый режим» и «коммутируемый режим» теперь являются общими терминами, как и инициалы SMPS. В компьютере основной источник питания может называться импульсным источником питания, а источники питания точки нагрузки могут называться импульсными регуляторами. Чтобы избежать путаницы, вместо всех этих терминов будет использоваться универсальный термин «переключатель».

Работа коммутатора

Коммутатор использует выключатель питания, конденсаторы фильтра, магнетики и выпрямитель для передачи энергии от входа к выходу, обеспечивая источник регулируемого напряжения.Он работает путем быстрого включения и выключения питания. Входное напряжение и рабочий цикл, который представляет собой пропорцию времени, в течение которого переключатель находится во включенном и выключенном состоянии, определяют выходное напряжение. Во включенном состоянии переключатель находится в режиме насыщения с незначительным падением напряжения на нем. В состоянии ВЫКЛЮЧЕНО переключатель находится в режиме отключения с незначительным током через него. Это два очень эффективных состояния, в которых переключатель мощности рассеивает очень мало энергии. Это приводит к очень эффективному преобразованию энергии и очень небольшим потерям мощности из-за тепла.

Коммутаторам

не требуются низкочастотные трансформаторы, большие и тяжелые; однако они требуют высокочастотной фильтрации. Фильтрация может выполняться с использованием компонентов гораздо меньшего размера. Все это дает коммутаторам огромное преимущество перед своими аналогами с линейными регуляторами в области миниатюризации и энергоэффективности. Недостатки использования коммутатора состоят в том, что они могут быть требовательными к компоновке и из-за быстрого переключения и сильноточных трактов могут излучать электромагнитные помехи (они могут быть шумными!).

Типы коммутаторов

Есть два типа переключателей: изолированные и неизолированные трансформаторы. Коммутаторы, использующие входное напряжение выше 42,5 В постоянного тока, обычно требуют использования трансформаторной изоляции. Неизолированные переключатели могут быть очень маленькими и компактными, и часто переключатель питания и схемы управления размещаются на одной микросхеме. Существуют различные топологии переключателя (электрическое расположение переключателя, магнитов, конденсаторов и диодов) для удовлетворения требований к источнику и напряжению нагрузки современных электронных устройств.В таблице 1 перечислены три распространенные топологии неизолированных коммутаторов.

Изолированные коммутаторы

имеют много общих топологий. Каждый из них имеет характеристики, которые делают его более подходящим для конкретного приложения источника питания. Входное напряжение, выходная мощность и максимальный выходной ток являются основными факторами при выборе топологии. Другие факторы включают стоимость, эффективность, количество выходов, изоляцию, размер и технические требования. Топологии изолированных коммутаторов могут быть довольно сложными, но их базовая конструкция основана на топологиях неизолированных коммутаторов.Катушка индуктивности в неизолированном переключателе разделена и соединена, образуя трансформатор, обеспечивающий изоляцию. Используя эту концепцию, прямой преобразователь основан на понижающем преобразователе, а обратный преобразователь основан на понижающем повышении. Остальные перечисленные изолированные топологии (таблица 2) являются производными от базовой конструкции прямого преобразователя.

Для простоты в данной статье основное внимание будет уделено неизолированному, DC-DC, понижающему стабилизатору с одним положительным выходом (также известному как понижающий преобразователь) в качестве примера схемы коммутатора.

Подсказки по макету

Лучший ресурс при создании макета видеомикшера — это техническое описание производителя вместе с любыми примечаниями по применению. Возможно, схему, предоставленную для оценки, можно использовать в качестве справочной. Как правило, если вы точно следуете рекомендуемой компоновке и примечаниям, то полученная компоновка работает так, как того требует производитель. Однако чаще всего один или несколько факторов вынуждают вас внести изменения в вашу реализацию эталонного макета.Эти факторы включают:

 Основные компоненты различаются по размеру и форме
 Функции схемы опущены или добавлены
 Механические ограничения
 Близость к другим схемам и плотность платы
 Дополнительные тепловые требования
 Требования к испытаниям
 Детали с мелким шагом, требующие более тонкой меди
 Требуются более крупные переходные отверстия из-за толщины платы или соображений надежности
 Различное количество слоев печатной платы

Любой из этих факторов может повлиять на вашу способность реализовать макет производителя в вашем дизайне.Это означает, что что-то должно измениться, но что? А что делать, если нет примечания к приложению, к которому можно было бы обратиться? Как вы принимаете правильные решения при проектировании такой ответственной цепи?

Обзор цепи

Первым делом необходимо определить ключевые компоненты питания в схеме коммутатора. Это (см. Схему на рисунке 1):
Конденсаторы фильтра: Cin и Cout быстро генерируют и поглощают большие уровни переменного тока.
Выключатель питания: U1, элемент последовательного прохода, обычно представляет собой полевой МОП-транзистор.Это может быть одно или несколько дискретных устройств или встроенных в контроллер, если таковой имеется.
Индуктор: L1, магнитный элемент, обеспечивает накопление энергии, которая восстанавливается, когда переключатель выключен.
Диод: D1, выходной выпрямитель, обычно представляет собой диод Шоттки, но в сверхэффективных (например, синхронных выпрямителях) схемах переключения эту функцию будет выполнять полевой МОП-транзистор.
Катушка индуктивности и конденсатор Cout образуют LC-фильтр, обеспечивающий фильтрацию высокочастотных пульсаций напряжения. Иногда параллельно с Cin подключается высокочастотный шунтирующий конденсатор (Cbypass или Chf).Этот конденсатор необходимо разместить очень близко ко входу переключателя. Часто компоненты питания для схемы коммутатора находятся «на кристалле», то есть находятся на контроллере. Маршрутизация печатной платы будет следовать тем же правилам, что и при установке этих компонентов «вне кристалла».

Пути питания

Понимание того, как работает коммутатор, требует от нас определения нескольких критических токовых петель, постоянного (постоянного) и переменного (переменного) тока.

Петли постоянного тока: 1) входной контур от источника ввода через конденсатор Cin и возврат к источнику и 2) выходной контур от конденсатора Cout через выходную нагрузку и возврат обратно к Cout. .На рисунке 2 показано расположение входных и выходных контуров. Эти петли должны быть подключены как непосредственно к клеммам соответствующих конденсаторов фильтра, так и с короткими широкими дорожками для низкого импеданса.

Эти два отдельных контура постоянного тока можно рассматривать как пути прохождения тока нерегулируемого источника и регулируемые напряжения нагрузки.
Петли переменного тока — это петля переключателя питания и петля выходного выпрямителя.
Цепь переключателя питания формируется, когда переключатель питания включен.В это время прямой ток течет от Cin через переключатель, индуктор, через Cout и возвращается обратно в Cin.
Цепь выходного выпрямителя формируется, когда переключатель находится в положении ВЫКЛ. Теперь энергия восстанавливается из индуктора (магнитного накопителя). Во время этого цикла прямой ток течет от катушки индуктивности к Cout и возвращается от Cout через выпрямитель и обратно к катушке индуктивности.
Можно подумать о функции переключателя, как преобразование постоянного тока на его входе в переменный ток, а затем обратно в постоянный ток на выходе, с целью повышения энергоэффективности.
Петли переменного тока являются наиболее важными соединениями в любой компоновке коммутатора. Эти пути имеют приоритет над всеми остальными. Их размещение и маршрутизация должны быть спланированы в первую очередь, и они должны быть проложены короткими путями с низкой индуктивностью (см. Рисунок 3).

Обратные пути переменного тока должны быть максимально согласованы с соответствующими путями прямого тока. Лучший способ сделать это — использовать полную пластину заземления в непосредственной близости от следующего соседнего слоя печатной платы. Минимизируя площадь контура и заставляя обратный путь точно следовать пути прямого тока, противоположные магнитные поля будут стремиться нейтрализовать друг друга.Это снижает нежелательные электромагнитные помехи. Обратный путь не должен быть занят слишком большим количеством незаземленных переходных отверстий, которые могут подорвать эффективную медь для этого пути из-за создания отверстий или щелей в этой плоскости. Также лучше всего выровнять эти переходные отверстия, оставляя широкие проходы из меди в направлении обратного пути. Разница между двумя обратными путями переменного тока (от анода выпрямителя до отрицательной клеммы Cin) должна заключаться в коротком заземлении с низким сопротивлением и общей точкой, которое включает в себя отрицательную клемму Cout и, если применимо, термостат контроллера. pad и любые соединения PGND.

Все силовые компоненты должны быть расположены на одной стороне платы, а соединения прямого пути тока должны выполняться без термического разгрузки и без использования переходных отверстий. Заземляющие переходные отверстия также должны быть подключены к плоскости без термического разгрузки.

Выход переключателя называется узлом SW и является частью прямого пути переменного тока. Он обеспечивает быстрое переключение колебаний напряжения большой амплитуды (высокое dV / dT) наряду с высокими пиковыми токами. В частности, это соединение должно быть как можно короче.На уровне контроллера важно сделать это соединение очень низкой индуктивностью, и оно должно быть достаточно широким для протекающего через него тока. Не рекомендуется расширять соединение для компенсации большего расстояния. Это связано с тем, что вероятность того, что это соединение станет антенной и излучает электромагнитные помехи, напрямую зависит от его длины. Схема коммутатора должна быть размещена таким образом, чтобы это соединение было удалено от других схем, включая другие коммутаторы на той же плате.

Подключение узла SW не должно быть частью медного потока, который используется для рассеивания тепла, даже если это лучший механический способ отвода тепла от коммутатора (см. Рисунок 4). Заливка медью для управления температурным режимом должна использовать низкоомные и бесшумные соединения постоянного тока (GND, VOUT и VIN). Направление воздушного потока также может потребоваться при размещении высоких компонентов, таких как катушка индуктивности и конденсаторы фильтра, вокруг дискретных переключателей питания. Компактный размер коммутатора, необходимый для уменьшения электромагнитных помех, также может затруднить эффективный отвод тепла.

Схема управления

Последний аспект коммутаторов, который мы рассмотрим, — это схема управления. Схема управления определяет рабочий цикл, который, в свою очередь, определяет выходное напряжение. Сигнал управления рабочим циклом, который может обеспечиваться либо полностью интегрированным контроллером источника питания, либо более простым драйвером затвора, передает частоту переключения (см. Рисунок 4). По этой трассе проходит ток средней мощности, и ее следует направлять в сторону от сильноточных петель.Его также следует прокладывать подальше от чувствительных цепей, на которые он может повлиять. Также может потребоваться направить этот сигнал в паре с другим сигналом от выхода драйвера к переключателю питания, чтобы уменьшить площадь контура и обеспечить подавление синфазного шума.

Рабочий цикл рассчитывается для того, чтобы коммутатор вырабатывал заданное выходное напряжение. Чтобы правильно настроить рабочий цикл, необходима обратная связь от выходной нагрузки: напряжение или ток.Для этой цели часто используется аналоговая схема усилителя с коррекцией ошибок. Вход этого усилителя (узел FB) имеет высокий импеданс и, следовательно, чувствителен к шуму, поэтому подключение к нему должно быть очень коротким (см. Рисунок 5). Для этого все компоненты, которые генерируют сигнал обратной связи (например, сеть делителя напряжения), должны быть размещены рядом с контроллером, а вход этих компонентов направлен на последний выходной конденсатор или иногда на нагрузку. Задача состоит в том, чтобы не допустить искажения сигнала FB и других аналоговых управляющих сигналов низкого уровня цепями мощности с высоким dV / dT, оставаясь при этом в непосредственной близости от них.По этой причине во многих случаях вам потребуется предоставить отдельную область аналоговой заземляющей поверхности, в которой используются эти низкоуровневые сигналы и которая соединена с землей в одной точке. Следы обратной связи и все аналоговые сигналы должны пересекать аналоговую землю в этой общей точке.

Сводка

Некоторые таблицы данных или примечания к приложениям могут быть точно соблюдены, если предоставленный ими макет идеально подходит для включения в ваш дизайн без изменений. В случае импульсных источников питания такое бывает редко.Будь то функция, которая добавлена ​​или опущена в схеме, или компонент, который слишком велик для предоставленного пространства, или что-то столь же маленькое, как изменение размера переходного отверстия, в вашем дизайне должно быть что-то другое. Но с такой часто используемой схемой, которая может так легко излучать электромагнитные помехи из-за быстрых изменений напряжения и тока, разработчику необходимо более глубокое понимание работы переключателя, чтобы успешно завершить компоновку. Я надеюсь, что приведенная выше информация окажется полезной для вас при принятии необходимых решений при проектировании ваших печатных плат.Эта статья лишь поверхностно затронула обширную тему компоновки видеомикшера. Некоторые из обсуждаемых здесь вопросов будут иметь отношение к вашему макету, а некоторые — нет. Это связано с тем, что, несмотря на общий принцип переключения, каждое приложение переключателя уникально. Но я считаю, что это может быть то, что делает макет коммутатора таким увлекательным.

Топологии источников питания SMPS: сравнение и выбор

Что такое топология блока питания? Цепи импульсного источника питания ( SMPS ) содержат сети индукторов накопления энергии и конденсаторов, а также транзисторов и выпрямителей для управления мощностью.Их конкретная конфигурация называется топологией . Несмотря на то, что существует большое разнообразие топологий преобразователей, в практическом проектировании источников питания используется всего около десятка базовых. Их можно разделить на два основных семейства: buck и flyback в зависимости от метода работы. В семействе понижающих преобразователей энергия передается от входа к нагрузке в течение цикла проводимости переключающего транзистора. В семействе с обратным ходом энергия накапливается во «включенном состоянии» переключателя и доставляется на выход в «выключенном» состоянии.Любая практическая схема относится к одной из этих двух конфигураций или их комбинации. Примерами понижающего типа являются прямые и мостовые преобразователи. Примерами типа обратного хода (помимо обратного хода с изоляцией от трансформатора) являются повышающие и понижающие регуляторы.

Полный автономный блок питания обычно содержит несколько ступеней преобразования. Обычно он состоит из секции выпрямителя, за которой следует повышающий PFC и один или несколько нижестоящих преобразователей постоянного тока в постоянный. Каждый из этих каскадов обычно управляется отдельной ИС контроллера, хотя существуют и комбинированные ИС PFC-PWM.В таблице ниже приведены и сравниваются электрические характеристики и характеристики основных схем одноступенчатого импульсного регулятора. За этой таблицей следует руководство по выбору регуляторов постоянного тока.

РАССМОТРЕНИЕ ВЫБОРА ТОПОЛОГИИ

.
Не существует единой топологии, которая лучше всего подходила бы для всех приложений. Правильная топология импульсного источника питания для данного приложения должна быть выбрана на основе конкретных требований к конструкции источника питания, включая стоимость, размер, временные факторы и ожидаемый объем производства.Например, для небольших проектов инженерные расходы могут быть более важными, чем стоимость спецификации. В этом случае вы можете выбрать простой подход, основанный на учебнике, в котором вы наиболее опытны. Хорошо выполненный тривиальный дизайн лучше, чем плохо выполненный «навороченный». Конечно, хотя базовая конструкция может быть простой, соблюдение всех нормативных требований по безопасности и электромагнитной совместимости может оказаться очень трудоемкой задачей. Для крупносерийного производства вам потребуется приложить дополнительные инженерные усилия для разработки новых решений, минимизируя стоимость компонентов и трудозатраты на сборку.Когда функциональные требования довольно условны, уровень мощности обычно является основным фактором, определяющим выбор топологии. В качестве иллюстрации в таблице ниже показаны конфигурации, которые я обычно предпочитаю для нижестоящего преобразователя постоянного тока в схему переключения питания в автономном режиме, в зависимости от его уровня выходной мощности. Это руководство по выбору предназначено для источников питания с выходным напряжением ниже 60 В на линии постоянного тока от 120 до 400 В (которые являются типичными уровнями для выпрямленного входного линейного напряжения переменного тока или выходного сигнала при повышении коэффициента мощности PFC).На уровнях мощности выше 3000 Вт я бы подумал об использовании нескольких преобразователей с чередованием для распределения рассеяния тепла. Обратите внимание: вся информация здесь, конечно же, является лишь общим руководством, основанным на личном мнении автора. Проект импульсного источника питания

SMPS; Схема

<------------------------------------------------- -------------------------------------------------- ------------------------>

Очевидно, что электрическая энергия не используется в том виде, в каком она была произведена или распределена.Все электронные системы требуют некоторого преобразования энергии, которое может быть выполнено разными методами. Блок питания (БП) относится к устройству, которое передает электрическую энергию от источника к нагрузке с помощью электронных схем. Конечно, блок питания на самом деле не подает питание на , он просто преобразует его из одной формы в другую, поэтому «преобразователь» будет более точным термином для такого устройства. Типичное применение источника питания — преобразование напряжения переменного тока сети в набор регулируемых напряжений постоянного тока, необходимых для электронного оборудования.В зависимости от режима работы существуют разные типы блоков питания. В 70-х годах большинство PSE были линейными, КПД составлял около 50%, удельная мощность была менее одного ватта на кубический дюйм, а коэффициент мощности составлял 0,5-0,7. В настоящее время большинство блоков питания относятся к типу SMPS с КПД более 90%, удельной мощностью в десятки ватт на кубический дюйм и коэффициентом мощности до 0,99. Этот тип — основная тема этого сайта.

ЧТО ЭТО?

SMPS — импульсный источник питания. Это электронное устройство, в котором преобразование и регулирование энергии обеспечивается силовыми полупроводниками, которые непрерывно с высокой частотой переключаются между состояниями «включено» и «выключено».Выходной параметр (обычно выходное напряжение) регулируется путем изменения рабочего цикла, частоты или фазового сдвига этих переходов.

КАК ЭТО РАБОТАЕТ?

. Поток энергии в любом БП контролируется силовыми полупроводниками. Однако в разных системах они работают в разных режимах. В устаревших системах они работали в линейном режиме и избыточной мощности, рассеиваемой в последовательном транзисторе. Когда полупроводник работает в режиме переключения , он может управлять потоком энергии с низкими потерями: когда переключатель включен, он имеет низкое падение напряжения и пропускает любой ток, наложенный на него; когда он выключен, он блокирует ток.В результате в таком электронном устройстве рассеиваемая мощность, которая является произведением напряжения и тока, может быть относительно низкой в ​​обоих состояниях. Вот почему импульсные блоки питания обладают большей эффективностью по сравнению с линейными. Такие блоки также меньше по размеру и легче по весу из-за меньшего размера пассивных компонентов и меньшего тепловыделения. Более высокая эффективность и меньший размер в сочетании с достижениями в полупроводниковой технологии и различными нормативными актами по энергоэффективности сделали «коммутатор» доминирующим типом блоков питания практически во всем спектре приложений.Большинство блоков питания, производимых сегодня для систем ввода переменного тока, также включают в себя еще один каскад преобразования — интерфейс коррекции коэффициента мощности (PFC). На рынке представлено огромное количество готовых готовых блоков питания и модулей DC-DC, отвечающих большинству практических требований и стандартов безопасности. Тем не менее, нестандартные конструкции все еще создаются, когда есть потребность в особых характеристиках или необычном форм-факторе, особенно для военных приложений в суровых условиях или авионики.

В целом преобразователи мощности можно разделить на четыре типа в зависимости от формы входного и выходного напряжения: переменный ток в постоянный (также называемый автономным источником постоянного тока), постоянный ток в постоянный (преобразователь напряжения или тока), переменный ток в переменный ( преобразователь частоты или циклоконвертер), а также постоянный ток в переменный (инвертор).В дополнение к основному преобразователю постоянного тока в постоянный, большинство блоков питания, производимых сегодня для приложений ввода переменного тока, также включают в себя еще один интерфейсный модуль для импульсного регулятора с коррекцией коэффициента мощности (PFC) и могут включать дополнительные регуляторы на печатной плате для вспомогательных выходов.

Область техники, которая занимается проектированием и анализом схем и устройств преобразования энергии, называется силовая электроника , хотя проектирование источников питания — это настоящая междисциплинарная задача.

Схем

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *