Как сделать импульсный блок питания своими руками
Смотрите это видео на YouTube
Инверторы, особенно мощные, имеют сложную схемотехнику и доступны для повторения только опытным радиолюбителям. Для самостоятельной сборки сетевых источников питания можно рекомендовать несложные маломощные схемы с использованием специализированных микросхем ШИМ-контроллеров. Такие ИМС имеют малое количество элементов обвязки и имеют отработанные типовые схемы включения, которые практически не требуют регулировки и настройки.
При работе с самодельными конструкциями или ремонте промышленных устройств необходимо помнить, что часть схемы всегда будет находиться под потенциалом сети, поэтому требуется соблюдать меры безопасности.
Преобразователи напряжения с 12 на 220 вольт
Как подобрать блок питания для светодиодной ленты по техническим характеристикам, расчёт мощности
Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения
Что такое ШИМ — широтно-импульсная модуляция
Что такое оптрон, как работает, основные характеристики и где применяется
Что такое частотный преобразователь, основные виды и какой принцип работы
БЛОК ПИТАНИЯ ЛАМПОВОГО УСИЛИТЕЛЯ
Ничто так не выдаёт консерватизм, чем изготовление ламповых усилителей звука. А может это просто признак особого изысканного вкуса настоящих аудиофилов? В любом случае собрать такой УНЧ представляется прикольным и теоретически выгодным занятием. Как знать, сколько подобный шедевр будет стоить спустя 20 лет. Тут один только внешний вид лампового усилителя уже делает достойной установку его на самом видном месте кабинета. А звук.. Ну это каждый решит после прослушки для себя сам. В общем приступая к сборке самого усилителя, вначале продумайте сам блок питания. Это вам не 12В взятые из БП ATX. Здесь должны присутствовать минимум два напряжения разной величины и мощности. Напряжение накала берётся в пределах 5,5 — 6,5В и чаще всего подаётся на схемы переменным, сразу с обмоток трансформатора, а питание анодов достигает 300 и даже 500В. При уже постоянной форме тока.
Несмотря на то, что в последнее время наметилась стойкая тенденция к импульсным источникам питания всего и вся, рекомендую всё-же забыть на время про электронные трансформаторы и задействовать старый добрый ТС180 (ТС160) от любого чёрно-белого лампового телевизора. Тому есть две причины. Во-первых обычный трансформатор прощает невнимательность монтажа и не взорвётся, как электронный, при случайных боках и замыканиях, а во-вторых цена ЭТ может быть весьма и ввесьма, в отличии от обычных ТС, коих у многих хватает в закромах. Представляется правильным собрать один универсальный блок питания с анодным и накальным напряжением, и питать от него или один конкретный ламповый усилитель (спрятав сам БП подальше), или собирая другие ламповые схемы переключать его при необходимости на них. На каждый ламповый УНЧ блоков питания не напасёшся:)
Смотрим схему простого блока питания лампового усилителя:
По питанию 220В ставим модный пластмассовый тумблер 250В 5А с зелёной подсветкой. Не забываем про предохранители — один на пару ампер по сети, второй трёхамперник по накалу, и третий по высоковольтному напряжению анода. В отличии от электронных трансформаторов, где предохранители сгорают последними, здесь они выполнят свою миссию, так как даже и без них блок питания выдержит кратковременные замыкания выходов. За что я и уважаю трансы в железе. Диоды для двухполупериодных мостов или собираем из советских КД202 с нужной буквой, или берём готовый диодный мост на подходящее напряжение и ток. Если у вас усилитель на пару ламп типа 6П14П с небольшой мощностью выхода, диодный мост выпрямителя пойдёт и советский коричневый КЦ405 или КЦ402. Накал выпрямлять следует только для входных ламп первого одного — двух каскадов. Дальше влияние постоянного накала сводится к нулю и это будет только расход тепла на диодах.
Можно питать накал от моста с конденсатором 4700 — 10000мкФ, а можно и КРЕН5 поставить. и не стремитесь на входные лампы подавать строго 6,3В — лучше питать их немного заниженным напряжением вплоть до 5В. Так что обычная пятивольтовая КРЕНка и всё будет ОК. Обязательно советую поставить пару светодиодов — индикаторов напряжения анода и накала. Во-первых красиво, а во-вторых информативно, сразу видны возможные проблемы с питанием.
Корпус лучше делать делезный, точнее из листового алюминия — он обрабатывается очень удобно. Или просто взять готовый подходящих размеров, где просверлить гнёзда под кнопку сети, светодиоды и разъёмы. Сеть тоже вводите в корпус не просто через дырку, а подключив штеккером к специальному сетевому гнезду. Лично я делаю только так на всех конструкциях — это удобно.
Конденсаторы фильтров анода берём чем больше — тем лучше. Минимум два по 300 микрофарад. Напряжение на них должно быть на 100В выше, чем напряжение на выходе БП. Если у вас схема рассчитана на 250В, то берём конденсатор на 350. Конечно я это правило выполняю далеко не всегда, а бывает вообще ставлю один к одному, но вы так не делайте и в этом с меня пример не берите. Резистор на 47 Ом 5 ватт уточняем по конкретной схеме лампового усилителя. Для простого однотактного его хватит, а для мощного двухтактника надо вообще ставить дроссель. Выдиратся он из любого лампового телевизора и называется ДР-0,38. Трансформатор питания перед установкой в БП обязательно послушайте на предмт гудения и жужжания. А то купите, рассчитете и соберёте под него корпус, а он гудит громче вечернего Пинк Флойда. Будет большой облом. И напоследок порекомендую все диоды шунтировать конденсаторами на 0,01-0,1 мкФ с соответствующими напряжениеми.
Все вопросы — на форум по БП
Система Cable-managment. Все о «проводах»
Это название объединяет способ подключения кабелей к блоку питания. Суть технологии в том, что к модулю подключаются только нужные кабели, идущие в комплекте поставки.
Например, блок обладает множеством кабелей, которые позволяют подключить, скажем, от 3 до 5 жестких дисков, до 2-3 видеокарт и т.п. Но ведь обычно в компьютере установлено максимум три винчестера и одна видеокарта. В этом случае получается, что все эти неиспользуемые кабели просто висят в системном блоке и только мешают охлаждению, т.к. затрудняют циркуляцию воздуха.
Технология модульного подключения кабелей позволяет, по мере необходимости, подключать только нужные в данный момент кабели, а ненужные оставлять «вне». У таких модулей несъемными являются только основные кабели, например, для питания системной платы, процессора и один кабель для дополнительного питания видеокарты.
БП должен не только обеспечивать необходимую мощность, но и правильно подводить напряжение ко всем компонентам, а для этого нужны соответствующие разъемы.
Например, разъемов Molex должно быть хотя бы не меньше шести штук (хотя можно расширять спец.разветвителем, но его надо покупать). В компьютере с двумя жесткими дисками и парой оптических приводов уже задействованы четыре таких разъема, а к Molex могут подключаться и другие устройства – например, корпусные вентиляторы и «древние» видеокарты с интерфейсом AGP. Длина кабелей питания должна быть достаточной для того, чтобы они могли дотянуться до всех необходимых разъемов. Еще одна немаловажная дополнительная опция, наличие которой крайне желательно, – оплетка у кабеля.
Она, во-первых, существенно упрощает монтаж компьютера и подключение новых устройств, а во-вторых, позволяет избежать зажимов и переломов кабелей вследствие их запутывания.
Что нужно знать
Блок питания с регулировкой тока и напряжения в современном доме – необходима вещь. Этот прибор, благодаря своему специальному устройству, может преобразовать напряжение и ток, имеющееся в сети до того уровня, который может потреблять конкретный электронный прибор. Вот примерная схема работы, по которой можно своими руками сделать подобный прибор.
Схема
Но готовые БП стоят достаточно дорого, для того чтобы покупать их под конкретные нужды. Поэтому сегодня очень часто преобразователи для напряжения и тока изготавливаются своими руками.
Профессионалы могут легко сделать мощный блок питания, в то время как новичкам и любителям подойдет для начала простой тип прибора. При этом схема, в зависимости от сложности, может использоваться самая разная.
Как включить блок питания (БП) от компьютера без компьютера
Итак, у нас в руках блок питания ATX компьютера. Прежде всего попробуем его включить. Но для этого нужно знать некоторые тонкости работы этого устройства. Предположим, перед нами компьютер. Включаем его в сеть, но внешне ничего не происходит. Это, казалось бы, понятно – машина отключена, а чтобы ее включить, нужно нажать кнопку питания на лицевой панели системного блока.
На самом деле это не совсем так. Как только мы вставили вилку в розетку, в блоке питания заработала небольшая часть схемы, вырабатывающая дежурное напряжение +5 В. Называется эта часть модулем дежурного питания. Напряжение поступает на материнскую плату и питает ее отдельные узлы, один из которых предназначен для включения компьютера.
Для подачи напряжения на этот БП служит механический выключатель
Нажимая кнопку на лицевой панели системного блока, мы тем самым подаем команду материнской плате (точнее, ее узлу включения) запустить блок питания. Узел подает на БП сигнал Power on, и БП, а значит, и сам компьютер включаются.
Поскольку компьютера у нас нет, этот сигнал нам придется подать самостоятельно. Сделать это несложно. Для этого достаточно найти разъем на блоке питания, который питает материнскую плату, и установить перемычку между зеленым и любым из черных проводов. Итак, устанавливаем перемычку, подключаем блок питания к сети, и он сразу же запускается – это слышно даже по шуму вентилятора.
Максимальная сила тока на отдельных линиях
Общая мощность блока питания складывается из мощностей, которые он может обеспечить на отдельных линиях питания. Если нагрузка на одну из них превысит допустимый предел, то система потеряет стабильность, даже если суммарная потребляемая мощность будет далека от номинала. Всего (как Вы уже знаете) существуют три линии 12В; 5В и 3.3В; чуть подробнее о них.
12-вольт подается, прежде всего, на мощные потребители электроэнергии – видеокарту и центральный процессор. Блок питания должен обеспечивать на этой линии как можно большую мощность. Для питания высокопроизводительных видеокарт используются две 12-вольтовые линии. Линии с напряжением 5В снабжают питанием материнскую плату, жесткие диски и оптические приводы ПК. Линии на 3.3В, идут только на материнскую плату и обеспечивают питанием оперативную память.
Также стоит сказать, что нагрузка на линии в современных системах, как правило, неравномерна и здесь стоит учитывать, что «тяжелее» всех приходится 12-вольтовому каналу, особенно в конфигурациях с мощными видеокартами, однако про линии 5В/3.3В также забывать не стоит, их суммарный ток не должен превышать 30% от общего тока блока питания.
Блок питания ATX-400W — принципиальная схема
Конденсаторы С1, С2 образуют фильтр низкочастотной сети.
Главным достоинством являются высокие показатели КПД усилителей мощности и широкие возможности в использовании. Такая упрощенная схема БП с использованием контроллера широтно-импульсной модуляции показана на следующем рисунке.
Диоды D13, D14 предназначены для рассеивания магнитной энергии, накопленной полуобмотками трансформатора Т2. В случае исправности элементов обвязки заменить U4. Магнитный поток, создаваемый этим током, наводит ЭДС в обмотке положительной обратной связи.
При этом в трансформаторе Т1 накапливается больше электромагнитной энергии, отдаваемой в нагрузку, вследствие чего выходное напряжение повышается до номинального значения. Структурная схема источника рис. Конструктивные особенности Для подключения комплектующих персонального компьютера на БП предусмотрены различные разъемы. Значительно реже происходит отказ вентилятора, но это также приводит к печальным последствиям: от перегрева выгорают дроссели L1, L 2.
Во вторичных обмотках блока питания компьютера, кроме диодных сборок на радиаторах задействованы дроссели. Принципиальные схемы блоков питания ATX. Особых предпочтений в порядке подключения нет, главное все сделать аккуратно и правильно.
Этой величины достаточно для запирания транзистора Q6. Резистор R47 и конденсатор С29 — элементы частотной коррекции усилителя.
Распиновка основного коннектора БП
Проверить исправность цепи стабилизации U1, U2, неисправный элемент заменяется. В отличие от линейных, импульсные блоки питания компактнее и обладают высоким КПД и меньшими тепловыми потерями. Выходной сигнал инвертора подается через токовый датчик Т4 на первичную обмотку силового трансформатора Т1. На неинвертирующий вход усилителя ошибки 1 выв. При протекании тока через первичную обмотку ТЗ происходит процесс накопления энергии трансформатором, передача этой энергии во вторичные цепи источника питания и заряд конденсаторов С1, С2.
Заметим, что у некоторых устройств цветовая маркировка может отличаться от стандартной, как правило, этим грешат неизвестные производители из поднебесной. В отличие от линейных, импульсные блоки питания компактнее и обладают высоким КПД и меньшими тепловыми потерями. С выводов 8 и 11 микросхемы управляющие импульсы поступают в базовые цепи транзисторов Q5, Q6 каскада управления. Импульсный ток, возникающий в процессе заряда конденсаторов, установленных на входе, может стать причиной пробоя диодного моста; Дисковый термистор обозначен красным тестируем диоды или диодный мост на выходном выпрямителе, в них не должно быть обрыва и КЗ. Обзор схем источников питания Главной частью структурной схемы ИП, формата ATX, является полумостовой преобразователь.
Как работает ATX
Практика выбора блока питания. Читаем этикетку.
В целом, с теорией покончено(:-)), теперь пару слов о практике..
Вот Вы пришли в салон-магазин и хотите сами выбрать качественный блок питания
На что следует обратить внимание и что делать?. Ну, самое главное, что Вы должны сделать, — это включить свою голову и вспомнить все, что Вам уже известно
Также, не стоит спрашивать советы продавца-консультанта (как правило, только вчера заступившего на должность), а лучше взять в руки девайс, повертеть и найти его «технический паспорт» (который, кстати говоря, присутствует на каждом блоке питания) в виде вот такой наклейки
Ну, самое главное, что Вы должны сделать, — это включить свою голову и вспомнить все, что Вам уже известно. Также, не стоит спрашивать советы продавца-консультанта (как правило, только вчера заступившего на должность), а лучше взять в руки девайс, повертеть и найти его «технический паспорт» (который, кстати говоря, присутствует на каждом блоке питания) в виде вот такой наклейки.
Итак, разбираемся с оной (наклейкой).
В чем отличия драйвера от блока питания
Почему же для светодиодов нельзя применять простой БП, и для чего нужен именно драйвер?
Драйвер — это устройство похожее на блок питания.
Однако, как только в него подключаешь нагрузку, он заставляет стабилизироваться на одном уровне не напряжение, а ток!
Светодиоды «питаются» электрическим током. Также у них есть такая характеристика, как падение напряжения.
Если вы видите на светодиоде надпись 10мА и 2,7В, то это означает, что максимально допустимый ток для него 10мА, не более.
При протекании тока такой величины, на светодиоде потеряется 2,7 Вольт. Именно потеряется, а не требуется для работы. Добьетесь стабилизации тока и светодиод будет работать долго и ярко.
Более того, светодиод — это полупроводник. И сопротивление этого полупроводника зависит от напряжения, которое на него подано. Изменяется сопротивление по графику — вольтамперной характеристике.
Если на нее посмотреть, то становится видно, даже если вы не намного увеличите или уменьшите напряжение, это резко, в разы изменит величину тока.
Причем зависимость не прямо пропорциональная.
Казалось бы, один раз выставь точное напряжение и можно получить номинальный ток, который необходим для светодиода. При этом, он не будет превышать предельные величины. Вроде бы и обычный блок с этим должен справиться.
Однако у всех светодиодов уникальные параметры и характеристики. При одном и том же напряжении они могут «кушать» разный ток.
Мало того, эти параметры еще способны меняться при изменении окружающей температуры.
А температурный диапазон работы светодиодных светильников очень большой.
Например, зимой на улице может быть -30 градусов, а летом уже все +40. И это в одном и том же месте.
Работать они конечно будут, но в каком режиме светоотдачи и насколько долго неизвестно. Заканчивается такая работа всегда одинаково — выгоранием светодиода.
Кстати, при превышении температуры световой поток у светодиодных светильников всегда падает, даже у тех, которые подключены через драйвер. У некачественных экземпляров световой поток падает очень сильно, стоит им поработать около часа и нагреться.
У качественных изделий световой поток с нагревом уменьшается слабо, но все же уменьшается.
Поэтому каждому светильнику после запуска, нужно дать время, чтобы он вышел на свой рабочий режим и световой поток стабилизировался. Его изменение должно быть не более 10% от начального.
Многие недобросовестные производители хитрят и измеряют эти параметры сразу после включения, когда поток еще максимальный.
А уже эту последовательную цепочку подключают к драйверу. Данные цепочки можно комбинировать различными способами. Создавать последовательно-параллельные или гибридные схемы.
Простой БП на 22А
Проще некуда, схема состоит из понижающего трансформатора, выпрямительного моста на Д242, стабилизатора напряжения и трех транзисторов КТ827
Схема защиты блока питания или зарядного устройства от короткого замыкания
Представленные ниже радиолюбительские схемы защиты блоков питания или зарядных устройств могут совместно работать практически с любыми источниками – сетевыми, импульсными и аккумуляторными батареями. Схемотехническая реализация этих конструкция относительна проста и доступна для повторения даже начинающим радиолюбителем.
Также для защиты БП можно использовать схемы ограничителя тока и защиту нагрузки от возможного перенапряжения.
Нагрузка блока питания
При тестировании блоков питания к ним необходимо подключать нагрузку.
Дело в том, что питаюшие блоки снабжены в большинстве своем элементами защиты и сигнализации. Эти цепи сообщают контроллеру об отсутствии нагрузки. Он может останавливать инвертор, уменьшая выходные напряжения до нуля.
В дешевых моделях эти цепи могут быть упрощены или вообще отсутствовать, и поэтому не исключена поломка блока питания.
При запуске блока питания достаточно подключить нагрузку в виде проволочных сопротивлений ПЭВ-25 6 -10 Ом (к шине +12 В) и 2 — 3 Ом (к шине +5 В).
Правда, могут быть случаи, когда с такой нагрузкой питающий блок запускается, а с реальной нагрузкой – нет.
Но такое бывает редко, и это, опять же, сложный случай. Если уж по-честному, то нагружать надо сильнее, в том числе и шину +3,3 В.
После ремонта надо обязательно проконтролировать напряжения +3,3 В, +5 В, +12 В. Они должны быть в пределах допуска — плюс-минус 5% . С другой стороны, + 12 В + 5% — это 12,6 В, что многовато…
Это напряжение подается на двигатели приводов, в том числе и на шпиндель винчестера, который и так греется достаточно сильно. Если есть регулировка, лучше снизить напряжение до +12 В. Впрочем, в недорогих моделях регулировки обычно нет.
Что такое высоковольтный источник питания?
Высоковольтный источник питания — это источник, который генерирует значительно более высокое выходное напряжение, чем его входное напряжение.
Это может быть регулируемый источник питания, или выход может быть зафиксирован по напряжению и току. Некоторые высоковольтные расходные материалы обеспечивают небольшое количество тока, в то время как другие могут обеспечить большие объемы, приобрести высоковольтное оборудование для проектов любой сложности, можно на http://www.espolin.ru/
Эти типы источников питания часто используются в газовых дисплеях, научном приборостроении и медицинском оборудовании. Они также могут подавать вспышки камеры, воспламенители и коммерческие радиопередатчики. Выходное напряжение источника питания может быть таким же низким, как несколько сотен вольт или столь же высоким, как многие десятки тысяч вольт. Вход питания может быть от батареи, источника питания низкого напряжения или источника переменного тока (AC), в зависимости от конструкции. Некоторые расходные материалы, которые производят несколько тысяч вольт переменного тока при относительно низких токах, используются в газоразрядных и плазменных дисплеях.
Для энергетических газовых лазеров могут использоваться 10-киловольтные (кВ) блоки переменного тока. Высоковольтный источник питания, создающий низкий постоянный ток (DC) на частоте около 2000 вольт, часто питает устройства для сдерживания животных.
Высоковольтный источник постоянного тока с чрезвычайно низким током, например 10 кВ при 500 микроамперах (uA), часто встречается в электростатических очистителях воздуха. Прецизионные источники питания постоянного тока, регулируемые до 30 кВ, распространены в электронных микроскопах и масс-спектрометрах. В этих приборах ток ограничен только несколькими миллиамперами (мА). В некоторых типах рентгеновского оборудования используется высоковольтный источник питания мощностью 50 кВ при 5 мА
Необходимо проявлять чрезвычайную осторожность, поскольку эти комбинации мощности могут быть смертельными, несмотря на кажущиеся низкими токами
Системы зажигания и переключатели искрового разряда обычно включают в себя источники постоянного тока, которые могут создавать быстрые импульсы с большим током.
Этот тип высоковольтного источника питания может производить десятки импульсов 20-30 кВ каждый раз. Его также можно найти в триггерах для вспышек камеры и в некоторых устройствах, предназначенных для электрошока. Каждый сильноточный импульс часто создается из накопленного заряда в конденсаторе.
Резисторы с высоким напряжением переменного тока мощностью до 20 кВ при напряжении в несколько мА менее распространены. Обычно они включают в себя средство регулировки частоты создаваемого переменного напряжения. Высоковольтный источник питания, подобный этому, может быть найден в электрохимических применениях, таких как производство водорода и озона.
Высоковольтный высоковольтный источник питания довольно редок, иногда производя 100 кВ более чем на 20 ампер. Они обычно обнаруживаются в специальных мощных радиочастотных (RF) усилителях, таких как радиолокационные и радиопередатчики. Этот тип источника питания также используется в ядерных и других исследованиях физики.
Сфера применения импульсного блока питания
Импульсные преобразователи напряжения применяются в большинстве случаев вместо традиционных трансформаторных с полупроводниковыми стабилизаторами. При одинаковой мощности инверторы отличаются меньшими габаритными размерами и массой, высокой надежностью, а главное — более высоким КПД и возможностью работать в широком диапазоне входного напряжения. А при сравнимых габаритах максимальная мощность инвертора в несколько раз выше.
В такой области, как преобразование постоянного напряжения, импульсные источники практически не имеют альтернативной замены и способны работать не только по понижению напряжения, но и вырабатывать повышенное, организовывать смену полярности. Высокая частота преобразования существенно облегчает фильтрацию и стабилизацию выходных параметров.
Малогабаритные инверторы на специализированных интегральных микросхемах используются в качестве зарядных устройств всевозможных гаджетов, а их надежность такова, что срок службы зарядного блока может превосходить время работоспособности мобильного устройства в несколько раз.
Драйверы питания на 12 Вольт для включения светодиодных источников освещения также построены по импульсной схеме.
