Адаптер питания. как подобрать блок питания к своему устройству

Точка доступа Level One WAP-0009 и POE-инжектор Level One POI-2000

Рассмотрим работу POE-оборудования на примере точки доступа Level One WAP-0009. Это точка доступа SOHO-класса для использования в доме или малом офисе. Level One WAP-0009 поддерживает стандарты беспроводной связи IEEE 802.11b/g и может обеспечивать скорость соединения по Wi-Fi до 54 Мбит/с.

Характеристики Level One WAP-0009

Стандарт IEEE 802.11b/g
Частота 2.400 — 2.4835 ГГц
Скорость передачи данных:
- до 54 Мбит/с (6/9/12/18/24/36/48/54) в сетях 802.11g
- до 11 Мбит/с (1/2/5.5/11) в сетях 802.11b
Защита
- WEP 64/128-бит
- WPA-PSK
- WPA2 (AES Encryption)
- Контроль по MAC адресу
Отсоединяемая антенна
Сигнал передатчика 18 дБ
Один сетевой порт 10/100 Mbps Auto-MDIX RJ45 с поддержкой функции POE
Режимы работы:
- AP
- Station
- Repeater
- Bridge
Размеры 127x96x30 мм

Эта точка доступа интересна ещё и тем, что она поддерживает протоколы WPA2 и WEP 128-bit, а так же режим работы Bridge и фильтрацию по MAC-адресу. Что интересно, Level One WAP-0009 поставляется без блока питания, но его можно купить отдельно, если вы не захотите использовать PoE сети.

Точка доступа WAP-0009 имеет серебристый корпус, выполненный в дизайне, характерном для всей линейки сетевого оборудования Level One. На лицевой стороне расположены индикаторы PWR, WLAN и LAN.

С обратной стороны корпуса установлены гнездо питания — если ваша сеть не будет поддерживать PoE, можете подобрать блок питания для точки доступа на рынке. Точка доступа имеет только один сетевой порт RJ45, как видите, он точно такой же, как и на другом сетевом оборудовании. технология PoE не вносит изменения в конструктив порта. Слева от антенны в углублении находится кнопка «Reset».

Для работы сетевой точки доступа WAP-0009 нам потребуется PoE инжектор Level One POI-2000.

Это низкоуровневое устройство, которое не требует установки драйверов. Оно подключается в разрез сетевого кабеля и к розетке питания 110-220 В. На входе инжектор имеет обычный Ethernet, а на выходе уже сигнал, интегрированный с питанием.

Импульсные БП

В электронных устройствах, которые потребляют ток от 1 до 5 ампер, используют импульсные блоки питания. Принцип действия таких устройств основан на преобразовании сетевого напряжения в переменный ток высокой частоты. Высокочастотные трансформаторы имеют небольшой вес и габариты. Поэтому импульсные источники питания значительно меньше и легче линейных. Отличительной особенностью этих устройств является большой уровень паразитных излучений, что приводит к необходимости экранирования и фильтрации высокочастотных помех.

Особое место занимают импульсные источники питания с бестрансформаторным входом и высокочастотным преобразователем, рассчитанным на работу с частотами 20-400 кгц. Коэффициент полезного действия этих устройств достигает 90% и более. Но пока они не нашли широкого применения из-за высокой стоимости, сложности устройства, низкой надежности, большого уровня помех.

Замена аккумуляторных батарей ИБП

Аккумуляторные батареи – источники питания тока – являются самым слабым элементом ИБП. 90% неисправностей ИБП связано с выходом из строя аккумулятора. В ИБП, как правило, устанавливают свинцовые необслуживаемые герметизированные аккумуляторы. Электролитом служит гелеобразная масса на основе серной кислоты. Это один из самых дешевых видов аккумуляторов. В то же время они достаточно эффективны (малое внутреннее сопротивление, низкий саморазряд).

Свинцовые аккумуляторы не допускают сильной разрядки. В этом случае они быстро теряют емкость. Срок их службы не превышает 5 лет. Высокая температура и частые разряды заметно сокращают срок службы аккумулятора.Критерии выбора аккумуляторов для ИБП:• Аккумулятор должен иметь требуемые напряжение и размеры.• Желательно устанавливать аккумуляторы от известных производителей.• Для ИБП годятся только специально предназначенные для них аккумуляторные батареи или батареи определенных марок.

Alex_EXE

Внимание! Статья отправлена на доработку. Очень часто встаёт вопрос о том, как получить требуемое для схемы питание напряжение, имея источник с отличным от требуемого напряжения

Такие задачи делятся на две: когда: нужно уменьшить или увеличить напряжение до заданного. В этой статье будет рассмотрен первый вариант

Очень часто встаёт вопрос о том, как получить требуемое для схемы питание напряжение, имея источник с отличным от требуемого напряжения. Такие задачи делятся на две: когда: нужно уменьшить или увеличить напряжение до заданного. В этой статье будет рассмотрен первый вариант.

Как правило, можно применить линейный стабилизатор, но у него будут большие потери по мощности, т.к. разность в напряжениях он будет преобразовывать в тепло. Здесь на помощь приходят импульсные преобразователи. Вашему вниманию предлагается простенький и компактный преобразователь на MC34063.

Вид преобразователя

Эта микросхема очень универсальна, на ней можно реализовывать понижающие, повышающие и инвертирующие преобразователи с максимальным внутренним током до 1,5А. Но в статье рассмотрен только понижающий преобразователь, остальные будут рассмотрены позже.

Размеры получившегося преобразователя – 21х17х11 мм. Такие размеры получилось из-за использования совместно выводных и SMD деталей. Преобразователь содержит всего 9 деталей.

Схема

Детали в схеме рассчитаны на 5В с ограничение тока 500мА, с пульсацией 43кГц и 3мВ. Входное напряжение может быть от 7 до 40 вольт.

За выходное напряжение отвечают резисторный делитель на R2 и R3, если их заменить подстроечным резистором где-то на 10 кОм, то можно будет задавать требуемое выходное напряжение. За ограничение тока отвечает резистор R1. За частоту пульсаций отвечают конденсатор C1 и катушка L1, за уровень пульсаций конденсатор C3. Диод может быть заменён на 1N5818 или 1N5820. Для расчёта параметров схемы есть специальный калькулятор — https://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml, где стоит только задать требуемые параметры, он так же может рассчитать схемы и параметры преобразователей нерассмотренных двух типов.

Вид сзади

Платы

Было изготовлено 2 печатные платы: слева – с делителем напряжения на делителе напряжения, выполненном на двух резисторов типоразмера 0805, справа с переменным резистором 3329H-682 6,8кОм. Микросхема MC34063 в корпусе DIP, под ней два чип танталовых конденсатора типоразмера – D. Конденсатор C1 –типоразмера 0805, диод выводной, резистор ограничения тока R1 – на пол вата, при малых токах, меньше 400 мА, можно поставить резистор меньшей мощности. Индуктивность CW68 22мкГн, 960мА.

Осциллограммы пульсаций, R огранич = 0,3 Ом

На этих осциллограммах показаны пульсации: слева – без нагрузки, справа – с нагрузкой в виде сотового телефона, ограничивающий резистор 0,3 Ом, снизу с той же нагрузкой, но ограничивающий резистор на 0,2 Ом.

Осциллограмма пульсации, R огранич = 0,2 Ом

Снятые характеристики (замерены не все параметры), при входном напряжении 8,2 В.

Применение

Этот адаптер был изготовлен для подзарядки сотового телефона и питания цифровых схем в походных условиях.

Схема с переменны резистором

В статье была приведена плата с переменным резистором в качестве делителя напряжения, размешаю к ней и соответствующею схему, отличие от первой схемы только в делителе.

Схема обновлена 15 марта 2011 года

MC34063 повышающий преобразователь

Например я данную микросхему использовал чтобы получить 12 В питание интерфейсного модуля от ноутбучного порта USB (5 В), таким образом интерфейсный модуль работал когда работал ноутбук ему не нужен был свой источник бесперебойного питания. Также имеет смысл использовать микросхему для питания контакторов, которым нужно более высокое напряжение, чем другим частям схемы. Хотя MC34063 выпускается давно, но возможность работы от 3 В, позволяет её использовать в стабилизаторах напряжения питающихся от литиевых аккумуляторов. Рассмотрим пример повышающего преобразователя из документации. Эта схема рассчитана на входное напряжение 12 В, выходное — 28 В при токе 175мА.

C1 – 100 мкФ 25 В;
C2 – 1500 пФ;
C3 – 330 мкФ 50 В;
DA1 – MC34063A;
L1 – 180 мкГн;
R1 – 0,22 Ом;
R2 – 180 Ом;
R3 – 2,2 кОм;
R4 – 47 кОм;
VD1 – 1N5819.

В данной схеме ограничение входного тока задается резистором R1, выходное напряжение определяется соотношением резистором R4 и R3.

Особенности источников питания постоянного тока

Эти устройства предназначены для получения стабильного постоянного напряжения или тока. Соответственно, они имеют режимы стабилизации как по току, так и по напряжению. То есть при максимальном изменении тока напряжение практически не меняется, и аналогично при значительных колебаниях напряжения величина тока остается постоянной.

Имеется режим отсечки тока. В этом режиме с питаемого устройства снимается напряжение, если ток превышает установленную величину. Современный источник питания имеет несколько регулируемых выходов и дополнительные выходы на фиксированные напряжения (3,3V, 5V, 12V …).

Управление работой БП осуществляется встроенным микроконтроллером. Режимы работы и отдельные параметры записываются в ячейки памяти. Мощность источника питания зависит от назначения прибора и решаемых задач. Предприятия-изготовители выпускают приборы малой (до 100 Вт), средней (до 300 Вт) и большой (свыше 300 Вт) мощности.

Аналоги микросхемы MC34063

Если MC34063 предназначена для коммерческого применении и имеет диапазон рабочих температур 0 .. 70°C, то её полный аналог MC33063 может работать в коммерческом диапазоне -40 .. 85°C. Несколько производителей выпускают MC34063, другие производители микросхем выпускают полные аналоги: AP34063, KS34063. Даже отечественная промышленность выпускала полный аналог К1156ЕУ5

, и хотя эту микросхему купить сейчас большая проблема, но вот можно найти много схем методик расчетов именно на К1156ЕУ5, которые применимы к MC34063.

Если необходимо разработать новое устройство и какжется MC34063 подходит как нельзя лучше, то соит обратить внимание на более современные аналоги, например: NCP3063

Описание схемы преобразователя

Ниже представлена принципиальная схема варианта источника питания, позволяющего получить 9В или 12В из 5В USB-порта компьютера.

За основу схемы взята специализированная микросхема MC34063 (ее российский аналог К1156ЕУ5). Преобразователь напряжения MC34063 представляет собой электронную схему управления DC / DC — преобразователем.

Она имеет температурно-компенсированный источник опорного напряжения (ИОН), генератор с изменяемым рабочим циклом, компаратор, схему ограничения по току, выходной каскад и сильноточный ключ. Эта микросхема специально изготовлена для использования в повышающих, понижающих и инвертирующих электронных преобразователях с наименьшим числом элементов.

Выходное напряжение, получаемое в результате работы, устанавливается двумя резисторами R2 и R3. Выбор номинала резисторов производится из расчета, что на входе компаратора (вывод 5) должно быть напряжение равное 1,25 В. Вычислить сопротивление резисторов для схемы можно используя несложную формулу:

Зная необходимое выходное напряжение и сопротивление резистора R3, можно довольно легко определить сопротивление резистора R2.

Так как выходное напряжение определяется резисторным делителем, можно значительно улучшить схему, включив в схему переключатель, позволяющий получать всевозможные значения по мере необходимости. Ниже приведен вариант преобразователя MC34063 на два выходных напряжения (9 и 12 В)

Линейные

Начали применять в радиоэлектронной технике в начале 20 века. К настоящему времени устарели и применяются в основном в дешевых конструкциях из-за присущих им недостатков: большого веса и габаритов, низкого КПД. Преимуществами линейных источников питания являются простота и высокая надежность, низкий уровень шумов и излучений.

Принцип действия блока питания чрезвычайно прост. Входное напряжение поступает на трансформатор, понижается до требуемой величины, выпрямляется, сглаживается конденсатором и подается на вход стабилизатора, который состоит из транзистора и схемы управления. «Излишки» напряжения компенсируются регулирующим транзистором. Поэтому на нем выделяется значительная мощность в виде тепла. Линейный источник питания целесообразно применять при токах потребления до 1А.

Основные технические характеристики MC34063

Широкий диапазон значений входных напряжений: от 3 В до 40 В;
Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
Регулируемое выходное напряжение;
Частота преобразователя до 100 кГц;
Точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;
Ограничение тока короткого замыкания;
Низкое потребление в спящем режиме.

Понять как работает микросхема проще всего по структурной схеме. Разберем по пунктам:

Источник опорного напряжения 1,25 В;
Компаратор, сравнивающий опорное напряжение и входной сигнал с входа 5;
Генератор импульсов сбрасывающий RS-триггер;
Элемент И объединяющий сигналы с компаратора и генератора;
RS-триггер устраняющий высокочастотные переключения выходных транзисторов;
Транзистор драйвера VT2, в схеме эмиттерного повторителя, для усиления тока;
Выходной транзистор VT1, обеспечивает ток до 1,5А.

Генератор импульсов постоянно сбрасывает RS-триггер, если напряжение на входе микросхемы 5 – низкое, то компаратор выдает сигнал на вход S сигнал устанавливающий триггер и соответственно включающий транзисторы VT2 и VT1. Чем быстрее придет сигнал на вход S тем больше времени транзистор будет находиться в открытом состоянии и тем больше энергии будет передано со входа на выход микросхемы. А если напряжение на входе 5 поднять выше 1,25 В, то триггер вообще не будет устанавливаться. И энергия не будет передаваться на выход микросхемы.

Производители этой микросхемы (например Texas Instruments) в своих datasheets пишут, что её работа основана на широтно-импульсной модуляции (PWM). Даже если и можно назвать то, что делает MC34063 ШИМом, то очень уж примитивным.

Самый главный недостаток MC34063 – отсутствие встроенного усилителя ошибки. Поэтому пульсации выходного напряжения получаются достаточно большими. И не просто так в рекомендациях по применению предлагается на выход преобразователя устанавливать дополнительный LC-фильтр.
Второй недостаток – не простое подключение внешнего МДП транзистора.

Мое же мнение, что если требуется низкий уровень пульсаций, либо большая мощность преобразователя, то лучше использовать другие микросхемы – с внутренним усилителем ошибки и с драйвером работающим с полевыми транзисторами.

MC34063 для нетребовательных к пульсациям и мощности применений!

Основные виды ИБП, особенности применения

Периодические внезапные отключения электроэнергии стали обычным явлением в нашей жизни. К сожалению, такие скачки напряжения существенно сокращают жизнь бытовой техники, приводят к потере электронных данных.

Избежать неприятных последствий помогают источники бесперебойного питания. Современный рынок представляет широкий ассортимент этих приборов. Принцип работы весьма прост: устройство включают в электросеть, а к нему подключают бытовые приборы. Если сеть функционирует нормально, бесперебойник только накапливает энергию. При пропадании электроэнергии в работу включается ИБП.

ИБП бывают следующих видов:

• Резервный ИБП. Подходит для офисной техники, компьютеров, бытового применения. КПД около 99%. Это хороший источник бесперебойного питания. Цена вполне доступная. К сожалению, такие бесперебойники работают не только при отключении электричества, но и при изменении его параметров, поэтому износ аккумуляторной батареи увеличивается. В этом случае можно предложить использовать дополнительный внешний источник питания.

• Линейно-интерактивные ИБП. Работают только в случае полного отключения питания. Их можно применять для офисного оборудования, отопительных котлов, вычислительной техники.

• ИБП с двойным преобразованием. Это самый дорогой источник бесперебойного питания. Цена его превышает 50 тыс. рублей, но он того стоит. ИБП с двойным преобразованием доводят показания сети до отличных параметров. Время переключения при сбоях — меньше 1 мс. Используются они для питания медицинской техники, серверов, высокочувствительного оборудования.

Заключение

Технология PoE задумывалась как раз для того, чтобы дать возможность сэкономить при прокладке сетей в домах и офисах. Но как это часто бывает, цена на новинки оказывается выше, чем ожидалось. И пока рынок только заполняется оборудованием с поддержкой PoE, вполне возможны ситуации, когда за поддержку PoE продавцы запросят дополнительные деньги, несмотря на то, что они экономят на блоках питания. Не дайте ввести себя в заблуждение — питание через Ethernet будет таким же обычным явлением, как питание дисковых телефонов от телефонной розетки, и со временем сети Ethernet будут модернизированы этой функцией. А ведь никаких тормозящих факторов для неё нет — полная совместимость сетей со старыми устройствами, автоматическая настройка питания, безопасное напряжение и низкая стоимость.

Если вы только планируете устанавливать локальную сеть у себя в квартире, в доме или офисе, то начните поиск сетевого оборудования с устройств, поддерживающих PoE.

Мы благодарим компанию «SVEGA Computer», официального дистрибьютора Level One в России за предоставленное оборудование.

Михаил Дегтярёв (aka LIKE OFF)

5/03.2007