Трансформаторные и импульсные источники питания. Схема блока питания трансформаторногоБлок питания из электронного трансформатора Такой интересный компонент, как электронный трансформатор, так и просится для разнообразных радиолюбительских поделок. Цена его составляет всего пару долларов, и его легко можно приобрести и переделать в блок питания или компактное автомобильное зарядное устройство. Сегодня мы расскажем, как можно сделать блок питания из электронного трансформатора. Блок питания из электронного трансформатораОснову нашего блока питания составит китайский электронный трансформатор с защитой от короткого замыкания под названием Taschibra, мощностью 105 Вт, схема которого изображена ниже.
Использовать его как обычный блок питания без доделки практически невозможно т.к. основная проблема в том, что на выходе электронного трансформатор переменное напряжение высокой частоты. Также такой трансформатор не способен работать без минимальной нагрузки. Мы расскажем о методе переделки, при котором электронный трансформатор даже не придется разбирать, достаточно к его выходу подключить небольшую плату. На схеме ее компоненты выделены красной рамкой.
Она состоит из диода (обязательно используется диод Шоттки и фильтрующего конденсатора). Для запуска блока к его выходу должна быть подключено небольшая лампочка. Как подобрать диод Шоттки. Первым делом нужно знать выходное напряжение электронного трансформатора. Как правило, оно составляет 12 В, а также максимальную силу тока, у нашего трансформатора она будет порядка 8 А. В зависимости от этих параметров и подбирается диод Шоттки. Подбирать диод нужно с максимальным обратным напряжением как минимум в 3 раза выше, чем напряжение на выходе электронного трансформатора. По току лучше выбрать диод, прямой ток которого как минимум в 1,5 раза больше максимально выдаваемого с Вашего БП. Примерно так выглядит наша плата.
Как видим, БП из электронного трансформатора работает, и на выходе мы уже имеем постоянный сглаженный ток. Если есть желание и возможность, тогда лучше составить более качественный фильтр и не ограничиваться лишь одним электролитическим конденсатором на выходе. Также при эксплуатации транзисторы и диод Шоттки необходимо установить на радиатор.
Где применять такой мощный блок питания из электронного трансформатора, решать только Вам. Конечно, он не подойдет для питания приемников или высококачественных усилителей, но с легкостью справится со светодиодной лентой, небольшим двигателем или другими нетребовательными приборами. Вконтакте Одноклассники comments powered by HyperCommentsdiodnik.com Схема и описание блока питания без трансформатора на 5 вольт, 40-50 мАМногие радиолюбители не считают блоки питания без трансформаторов. Но несмотря на это, они используются довольно активно. В частности, в охранных устройствах, в схемах радиоуправления люстрой, нагрузками и во многих других устройствах. В данном видеоуроке рассмотрим простую конструкцию такого выпрямителя на на 5 вольт, 40-50 мА. Однако можно изменить схему и получить практически любое напряжение. Бестрансформаторные источники также применяются в качестве зарядных устройств и используются в запитке светодиодных светильников и в китайский фонариках. Для радиолюбителей есть всё в этом китайском магазине. Анализ схемы.Рассмотрим простую схему бестрансформаторного блока питания. Напряжение от сети 220 вольт через ограничительный резистор, который одновременно выступает как предохранитель, идет на гасящий конденсатор. На выходе также сетевое напряжение, но ток многократно понижен.  Схема бестрансформаторного выпрямителяДалее на двухполупериодный диодный выпрямитель, на его выходе получаем постоянный ток, который стабилизируется посредством стабилизатора VD5 и сглаживается конденсатором. В нашем случае конденсатор 25 В, 100 мкФ, электролитический. Ещё один небольшой конденсатор установлен параллельно питанию. Дальше оно поступает на линейный стабилизатор напряжения. В данном случае использован линейный стабилизатор 7808. В схеме есть небольшая опечатка, выходное напряжение на самом деле приблизительно 8 В. Для чего в схеме линейный стабилизатор, стабилитрон? На линейные стабилизаторы напряжения в большинстве случаев не допускается подавать на вход напряжение выше 30 В. Поэтому в цепи нужен стабилитрон. Номинал выходного тока определяется в большей степени ёмкостью гасящего конденсатора. В данном варианте он с ёмкостью 0, 33 мкФ, с расчётным напряжением 400 В. Параллельно конденсатору установлен рарзряжающий резистор с сопротивлением 1 МОм. Номинал всех резисторов может быть 0, 25 или 0, 5 Вт. Данный резистор для того, чтобы после выключения схемы из сети конденсатор не держал остаточного напряжения, то есть разряжался. Диодный мост можно собрать из четырех выпрямителей на 1 А. Обратное напряжение диодов должно быть не менее 400 В. Можно применить также готовые диодные сборки типа КЦ405. В справочнике нужно посмотреть допустимое обратное напряжение через диодный мост. Стабилитрон желательно на 1 Вт. Напряжение стабилизации этого стабилитрона должно быть от 6 до 30 В, не больше. Ток на выходе схемы зависит от номинала данного конденсатора. При ёмкости в 1 мкФ ток будет в районе 70 мА. Не следует увеличивать ёмкость конденсатора больше 0, 5 мкФ, поскольку довольно большой ток, конечно же, спалит стабилитрон. Данная схема хороша тем, что она малогабаритна, можно собрать из подручных средств. Но недостатком является то, что она не имеет гальванической развязки с сетью. Если вы собираетесь её применять, то обязательно в закрытом корпусе, чтобы не дотрагиваться до высоковольтных частей схемы. И, конечно же, не стоит связывать с этой схемой большие надежды, поскольку выходной ток схемы небольшой. То есть, хватит на запитку маломощный устройств, током до 50 мА. В частности, запитки светодиодов и постройки светодиодных светильников и ночников. Первый запуск обязательно делать последовательно соединённой лампочкой. В данном варианте присутствует резистор на 300 Ом, который в случае чего выйдет из строя. У нас на плате уже нет данного резистора, поэтому добавили лампочку, которая будет чуть-чуть гореть во время работы нашей схемы. Для того, чтобы проверить выходное напряжение, будем использовать самый обыкновенный мультиметр, измеритель постоянный 20 В. Подключаем схему в сеть 220 В. Поскольку у нас есть защитная лампочка, она спасёт ситуацию, если будут какие-то проблемы в схеме. Соблюдайте предельную осторожность во время работы с высоким напряжением, поскольку всё-таки на схему поступает 220 В. Заключение.На выходе 4,94, то есть почти 5 В. При токе не более 40-50 мА. Отличный вариант для маломощных светодиодов. Можно запитать от данной схемы светодиодные линейки, только при этом заменить стабилизатор на 12-вольтовый, к примеру, 7812. В принципе, можно на выходе получить любое напряжение в пределах разумного. На этом всё. Не забывайте подписаться на канал и оставлять свои отзывы про дальнейшие видеоролики. Внимание! Когда собран блок питания, важно разместить сборку в пластиковый корпус либо тщательно изолировать все контакты и провода для исключения случайного прикосновения к ним, так как схема подключена к сети 220 вольт и это повышает вероятность удара током! Соблюдайте осторожность и ТБ! izobreteniya.net Бестрансформаторный блок питания своими руками Бестрансформатные блоки питания отличаются своей простотой и распространенностью. Они часто применяются, как зарядные устройства в китайских фонариках и т.п. Сегодня мы соберем простейший бестрансформаторный блок питания своими руками. Схема такого блока содержит минимум компонентов, а изготовить ее сможет даже начинающий радиолюбитель. Бестрансформаторный блок питания своими рукамиСхема бестрансформаторного блока питания на 5 вольт.
Этот блок питания состоит из гасящего конденсатора на 0,33мкФ с напряжением более 250В, диодного моста, стабилитрона на 8В, и стабилизатора 7805 на 5В. Применение стабилитрона обязательно, без него стабилизатор на 5В выйдет из строя. Пара конденсаторов — сглаживают пульсирующее напряжение. Диоды применять можно любые с напряжением не менее 250В и током в 1А. В данном случае, использовалась диодный мост DF06S. Подобрать стабилитрон тоже не составит труда, отлично подходят любые от 6 до 15В. В нашем случае применялся стабилитрон Д814А. Стабилизатор использовался AZ78M05D.Вот, что в итоге получилось.
Вид с обратной стороны платы.
В процессе работы этот простой бестрансформаторный блок питания совсем не нагревается, все компоненты остаются холодными. Сила тока такого зарядного очень небольшая. При сборке этой схемы необходимо учитывать, что некоторые ее элементы находятся под опасным для жизни напряжением! Вконтакте Одноклассники comments powered by HyperCommentsdiodnik.com Устройство и схема простого блока питания - Интернет-журнал "Электрон" Выпуск №5Для питания различных электронных устройств нам в большинстве случаев необходимо постоянное напряжение определенной величины. Для этого кроме батареек и аккумулятором мы можем использовать вторичные источники напряжения, так называемые блоки питания, функция которых заключается в том, что бы преобразовать сетевое переменное напряжение в постоянное напряжение необходимой величины. Если рассмотреть схему простейшего блока питания, то увидим, что она состоит из трансформатора Т1, диодного моста D1 и сглаживающего конденсатора С1. Трансформатор Т1 необходим для преобразования переменного (в данном случае сетевого) напряжения в более низкое переменное напряжение. Кроме того трансформатор осуществляет гальваническую развязку между напряжением сети и выходным напряжением блока питания. Одним из параметров трансформатора является коэффициент трансформации, который показывает во сколько раз трансформатор увеличит или уменьшит выходное напряжение, то есть напряжение на вторичной обмотке. В простейшем случае коэффициент трансформации - это отношение напряжения на первичной обмотке к напряжению на вторичной обмотке в режиме холостого хода, то есть без нагрузки. Например, если мы подключаем первичную обмотку в сеть 220 вольт, а на вторичной имеем 12 вольт, то коэффициент трансформации равен 220/12 Далее неотъемлемой частью простого блока питания является диодный мост, который выпрямляет переменное напряжение, поступающее на его вход, то есть преобразует его в постоянное. Параметры диодного моста зависят от тока нагрузки, который вы хотите получить на выходе блока питания. Поэтому для моста подбирают диоды, чтобы такой параметр как обратное напряжение диода Uобр было больше напряжения, поступающего на мост, а прямой ток диода Iпр был больше тока нагрузки самого блока питания. И третьим элементом нашего блока питания является сглаживающий конденсатор, который предназначен для уменьшения пульсаций постоянного напряжения на выходе блока питания. Его емкость влияет на величину пульсаций выходного постоянного напряжения. Рассмотрим работу простейшего блока питания.На вход трансформатора, то есть на первичную обмотку, поступает сетевое напряжение 220 вольт. Трансформатор преобразует сетевое напряжение в необходимое нам переменное напряжение. Для простоты объяснения возьмет напряжение на вторичной обмотки равное 12 вольт.
Далее переменное напряжение со вторичной обмотки поступает на выпрямительный диодный мост, собранный из четырех диодов по схеме двухполупериодного выпрямителя. Диодный мост преобразует (выпрямляет) переменное синусоидальное напряжение в постоянное напряжение. Диоды работают попарно для положительной и отрицательной полуволны переменного напряжения.
По сути, напряжение с диодного моста имеет большие пульсации с частотой 100 герц (для сети частотой 50 герц) и будет отрицательно влиять на работу питаемого этим блоком устройства. Поэтому для уменьшения пульсаций параллельно положительному и отрицательному выводам блока питания устанавливают сглаживающий конденсатор. Конденсатор накапливает заряд во время нарастания напряжения на выходе диодного моста и отдает этот заряд в нагрузку во время спада полуволны напряжения, тем самым поддерживая выходное напряжение близко к номинальному значению.
Здесь стоит сказать, что для того, что бы конденсатор не вышел из строя его рабочее напряжение должно в как минимум в два раза превышать напряжения в цепи, то есть на выходе блока питания. Ниже вы можете посмотреть результаы моделирования простейшего блока питания на основе мостового выпрямительного моста в програме Multisim.
Целью данной статьи является познакомить вас с принципом работы простейшего блока питания. Как рассчитать и собрать свой блок питания мы рассмотрим в следующих выпусках журнала ЭЛЕКТРОН. www.sxemotehnika.ru БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯЗдравствуйте уважаемые радиолюбители! На днях собирал схему и мне понадобился блок питания - маломощный и компактный. Для этих целей отлично подошел бестрансформаторный блок питания. На выходе он обеспечивает необходимые мне 5В, и ток не более 0,03А, но для мелких конструкций этого вполне достаточно. Схема самого БП проста, как раз для начинающих радиолюбителей.
Стабилитроны можно применить от 20В до 28В. Конденсатор С1 на напряжение 630В (в крайнем случае на 400В, но только не 250!), Резисторы R1, R2 нужны мощностью на 0,5Вт. Диодный мост на напряжение не менее 400В и ток 0,3А.
Детали можно разместить на печатной плате - так надёжнее. Примерный рисунок:
Бестрансформаторная схема с гасящим конденсатором по своей сути опасна, и считается не надёжным техническим устройством, так как не развязано гальванически с высоким напряжением.
Однако, на свой страх и риск широко применяется не только радиолюбителями, но и промышленными фирмами - например в аккумуляторных фонариках с встроенным сетевым зарядным устройством. Если надо несколько увеличить ток выхода (до 100мА) - замените конденсатор 0,33 мкФ на 1,5 мкФ или выше.
При монтаже и настройке следует учитывать, что БП гальванически связан с сетью 220В! Поэтому, следует проводить эксперименты подключая блок питания в сеть через небольшой 20-50 ваттный развязывающий трансформатор, с коэффициентом трансформации 1:1. Автор: PaguomaH. Форум по источникам питания Обсудить статью БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ radioskot.ru Блоки питания для домашней лабораторииРанее были рассмотрены схемы блоков питания электронных устройств. Среди приведенных устройств наиболее целесообразным и наименее затратным является применение трансформаторного блока питания. Поиск и подбор трансформатора для такого блока питания не вызовет затруднений, т.к. для этих целей подходят любые трансформаторы от старых телевизоров, магнитофонов или другой техники. Готовые же трансформаторы можно приобрести на радио рынках.Устройство и назначение трансформатора В простейшем случае трансформатор представляет собой Ш-образный сердечник из листов электротехнической стали. На сердечнике расположен каркас с двумя или несколькими обмотками. Концы обмоток выводят на корпус трансформатора для дальнейшего подключения.  Рисунок 1 Назначение трансформатора в блоке питания заключается в преобразовании входного напряжения высокого уровня (чаще всего сетевое напряжение 220В) в низкое выходное напряжение. Кроме того трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку питающей сети и нагрузки, подключенной к блоку питания. Упрощенный расчет трансформатора Основным выражением для любого трансформатора является: U1/U2 = n1/n2 где U1, U2 – напряжение первичной и вторичной обмоток; n1, n2 - количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора. Мощность трансформатора (P) определяется расчетной мощностью первичной обмотки или суммой мощностей вторичных обмоток. Расчет площади сердечника трансформатора выполняется по формуле:  Расчетное значение площади сердечника трансформатора округляется до ближайшего большего стандартного значения. После выбора сечения сердечника рассчитывается число витков в первичной обмотке трансформатора: n1=50*U1/S Коэффициент перед первичным напряжением является эмпирической величиной и может изменяться. Для определения диаметра медного провода первичной обмотки используем формулу:  Стоит отметить, что приведенный расчет справедлив для трансформаторов, работающих на частоте 50Гц. После расчета всех параметров трансформатора производится его намотка или покупается готовый трансформатор. Далее рассмотрим схемы трансформаторных блоков питания. 1. Нестабилизированные блоки питания Схема нестабилизированного блока питания представлена на рисунке 2.  Рисунок 2 Сетевое напряжение 220В подается на первичную обмотку трансформатора Тр1. Напряжение со вторичной обмотки поступает на диодный мост (1N4001), на выходе которого получаем пульсирующее напряжение (рисунок 3, кривая 1). Параллельно с нагрузкой включается конденсатор емкостью 1000…2000 мкФ, сглаживающий форму выходного напряжения (рисунок 3, кривая 2).  Рисунок 3 2. Двухполярный источник питания Для двухполярного блока питания необходимо чтобы вторичная обмотка трансформатора имела среднюю точку. Схема такого блока питания приведена на рисунке 4.  Рисунок 4. В приведенной схеме вторичные обмотки трансформатора соединяются последовательно (конец обмотки II соединяется с началом обмотки III). В остальном же схема подобна ранее рассмотренному варианту нестабилизированного блока питания. 3. Стабилизированные блоки питания Для получения выходного напряжения, которое находилось бы в заданных приделах, применяются различные схемы стабилизации. Простейшим вариантом такой реализации является параметрический стабилизатор (рисунок 5). Схема состоит из резистора, стабилитрона и сглаживающего конденсатора.  Рисунок 5 Параметрический стабилизатор обеспечивает ток нагрузки в несколько миллиампер, при коэффициенте стабилизации не более 50. Для получения более высокого коэффициента стабилизации (до 70) параметрический стабилизатор дополняют эмиттерным повторителем (рисунок 6).  Рисунок 6 Параметрические стабилизаторы напряжения имеют достаточно низкий КПД и малый коэффициент стабилизации. Для устранения этих недостатков применяют интегральные стабилизаторы напряжения с отрицательной обратной связью. Кроме этого интегральный стабилизатор включает в себя схемы защиты микросхем от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Схема включения интегрального стабилизатора приведена на рисунке 7.  Рисунок 7 На базе интегрального стабилизатора напряжения можно создать блок питания с регулируемым выходным напряжением (рисунок 8).  Рисунок 8 Регулирование величины выходного напряжения осуществляется от 5В (напряжения стабилизации микросхемы). Еще один вариант реализации регулируемого блока питания на интегральном стабилизаторе представлен на рисунке 9.  Рисунок 9 Для создания двухполярного источника питания проще всего реализовать в одном корпусе два стабилизатора напряжения, запитав их от разных обмоток трансформатора. Всего комментариев: 0  ukrelektrik.com Трансформаторные и импульсные источники питанияДостоинства и недостатки. Трансформаторный БП состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора. Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Трансформаторные БП Классическим блоком питания является трансформаторный БП. В общем случае он состоит из понижающего трансформатора или автотрансформатора, у которого первичная обмотка рассчитана на сетевое напряжение. Затем устанавливается выпрямитель, преобразующий переменное напряжение в постоянное (пульсирующее однонаправленное). В большинстве случаев выпрямитель состоит из одного диода (однополупериодный выпрямитель) или четырёх диодов, образующих диодный мост (двухполупериодный выпрямитель).
Иногда используются и другие схемы, например, в выпрямителях с удвоением напряжения. После выпрямителя устанавливается фильтр, сглаживающий колебания (пульсации). Обычно он представляет собой просто конденсатор большой ёмкости.
Также в схеме могут быть установлены фильтры высокочастотных помех, всплесков, защиты от КЗ, стабилизаторы напряжения и тока
Схема простейшего трансформаторного БП c двухполупериодным выпрямителем
Габариты трансформатора Существует формула, несложно выводимая из базовых законов электротехники (и даже уравнений Максвелла): ( 1 / n ) ~ f * S * B где n - число витков на 1 вольт (в левой части формулы стоит ЭДС одного витка, которая есть по уравнению Максвелла производная от магнитного потока, поток есть нечто в виде sin ( f * t ), в производной f выносится за скобку), f - частота переменного напряжения, S - площадь сечения магнитопровода, B - индукция магнитного поля в нем. Формула описывает амплитуду B, а не мгновенное значение.
Величина B на практике ограничена сверху возникновением гистерезиса в сердечнике, что приводит к потерям на перемагничивание и перегреву трансформатора.
Если принять, что f есть частота сети (50 Гц), то единственные два параметра, доступные для выбора при разработке трансформатора, есть S и n. На практике принята эвристика n = ( от 55 до 70 ) / S в см2.
Увеличение S означает повышение габаритов и веса трансформатора. Если же идти по пути снижения S, то это означает повышение n, что в трансформаторе небольшого размера означает снижение сечения провода (иначе обмотка не поместится на сердечнике).
Увеличение n и снижение сечения означает сильное увеличение активного сопротивления обмотки. В маломощных трансформаторах, где ток через обмотку невелик, этим можно пренебречь, но с повышением мощности ток через обмотку растет и, при высоком сопротивлении обмотки, рассеивает на ней значительную тепловую мощность, что недопустимо.
Перечисленные выше соображения приводят к тому, что на частоте 50 Гц трансформатор большой (от десятков ватт) мощности может быть успешно реализован только как устройство большого габарита и веса (по пути повышения S и сечения провода со снижением n).
Потому в современных БП идут по другому пути, а именно по пути повышения f, т.е. переходу на импульсные блоки питания. Таковые блоки питания в разы легче (причем основная часть веса приходится на экранирующую клетку) и значительно меньше габаритами, чем классические. Кроме того, они не требовательны к входному напряжению и частоте.
Достоинства трансформаторных БП
Импульсные БП Импульсные блоки питания являются инверторной системой. В импульсных блоках питания переменное входное напряжение сначала выпрямляется. Полученное постоянное напряжение преобразуется в прямоугольные импульсы повышенной частоты и определенной скважности, либо подаваемые на трансформатор (в случае импульсных БП с гальванической развязкой от питающей сети) или напрямую на выходной ФНЧ (в импульсных БП без гальванической развязки). В импульсных БП могут применяться малогабаритные трансформаторы — это объясняется тем, что с ростом частоты повышается эффективность работы трансформатора и уменьшаются требования к габаритам (сечению) сердечника, требуемым для передачи эквивалентной мощности. В большинстве случаев такой сердечник может быть выполнен из ферромагнитных материалов, в отличие от сердечников низкочастотных трансформаторов, для которых используется электротехническая сталь.
В импульсных блоках питания стабилизация напряжения обеспечивается посредством отрицательной обратной связи. Обратная связь позволяет поддерживать выходное напряжение на относительно постоянном уровне вне зависимости от колебаний входного напряжения и величины нагрузки. Обратную связь можно организовать разными способами. В случае импульсных источников с гальванической развязкой от питающей сети наиболее распространенными способами являются использование связи посредством одной из выходных обмоток трансформатора или при помощи оптрона. В зависимости от величины сигнала обратной связи (зависящему от выходного напряжения), изменяется скважность импульсов на выходе ШИМ-контроллера. Если развязка не требуется, то, как правило, используется простой резистивный делитель напряжения. Таким образом, блок питания поддерживает стабильное выходное напряжение. Принципиальная схема простейшего однотактного импульсного БП
Достоинства импульсных БП
Недостатки импульсных БП
secandsafe.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
