Главная » Питание
Призовой фонд
на сентябрь 2017 г.
1. 1000 руб
PCBWay
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Тестер компонентов MG328
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Простой импульсный источник питания 5 В, 4А

В статье описан несложный и недорогой сетевой блок питания с выходным напряжением 5 В и током нагрузки до 4 А.

Источник питания представляет собой однотактный обратноходовый преобразователь напряжения с самовозбуждением. Отличительная особенность предлагаемого устройства - отсутствие специализированных микросхем, простота и дешевизна в изготовлении.

Основные технические характеристики

Максимальная выходная мощность, Вт 20
Выходное напряжение, В 5
Максимальный ток нагрузки, А 4
Интервал входного напряжения сети, В 187...242
Частота входного напряжения, Гц 50
Нестабильность выходного напряжения, %, не более 2
Амплитуда пульсаций, % 1
Интервал рабочей температуры, °С -40...+70
Габариты, мм 80x65x20
Масса с теплоотводом, г 120

Схема устройства показана на рисунке 1. Источник питания содержит сетевой выпрямитель VD1—VD4, по-мехоподавляющий фильтр L1C1—СЗ, преобразователь на коммутирующем транзисторе VT1 и импульсном трансформаторе Т1, выходной выпрямитель VD8 с фильтром C9C10L2 и узел стабилизации, выполненный на стабилизаторе DA1 и оптроне U1.

Принципиальная схема устройства
Рис.1. Принципиальная схема устройства

Устройство работает следующим образом. После включения источника питания приоткрывается коммутирующий транзистор VT1 и по первичной обмотке импульсного трансформатора Т1 начинает протекать ток. В обмотке обратной связи II трансформатора наводится ЭДС, которая по цепи положительной обратной связи — резистор R9, диод VD5, конденсатор С5 поступает на затвор полевого транзистора VT1. В результате чего развивается лавинообразный процесс, приводящий к полному открыванию коммутирующего транзистора. Начинается накопление энергии в трансформаторе Т1. Ток через коммутирующий транзистор VT1 линейно нарастает, а напряжение с датчика тока— резистора R10 через диод VD6 и конденсатор С7 воздействует на базу фототранзистора оптрона U1.1, приоткрывая его, из-за чего уменьшается напряжение на затворе полевого транзистора. Начинается обратный процесс, приводящий к закрыванию коммутирующего транзистора VT1. В этот момент открывается диод VD8 и энергия, накопленная в трансформаторе Т1, передается в конденсатор выходного фильтра С9.

Когда выходное напряжение по какой-либо причине превысит номинальное значение, стабилизатор DA1 откроется и через него и последовательно включенный излучающий диод оптрона U1.2 начинает протекать ток. Излучение диода приводит к более раннему открыванию транзистора оптрона, в результате чего время открытого состояния коммутирующего транзистора уменьшается, энергии в трансформаторе запасается меньше, а следовательно, выходное напряжение уменьшается.

Если же выходное напряжение понижается, ток через излучающий диод оптрона уменьшается, а транзистор оптрона закрывается. В результате время открытого состояния коммутирующего транзистора увеличивается, энергии в трансформаторе запасается больше и выходное напряжение восстанавливается.

Резистор R3 необходим для уменьшения влияния темнового тока транзистора оптрона и улучшения термостабильности всего устройства. Конденсатор С7 повышает устойчивость работы источника питания. Цепь C6R8 форсирует процессы переключения транзистора VT1 и увеличивает КПД устройства.

По приведенной схеме были изготовлены несколько десятков источников питания с выходной мощностью 15...25 Вт.

На месте коммутирующего транзистора VT1 можно использовать как полевые, так и биполярные транзисторы, например, серий 2Т828, 2Т839, КТ872, КП707, BUZ90 и т. д. Транзисторный оптрон 4N35 заменим любым из серий АОТ110, АОТ126, АОТ128, а стабилизатор КР142ЕН19А — TL431. Однако лучшие результаты получились с импортными элементами (BUZ90, 4N35, TL431).

Все резисторы в источнике питания — для поверхностного монтажа типоразмера 1206 мощностью 0,25 Вт, конденсаторы С1 —СЗ, С8 — К10-47в на напряжение 500 В, С5—С7 — для поверхностного монтажа типоразмера 0805, остальные — любые оксидные.

Трансформатор Т1 наматывают на двух, сложенных вместе, кольцевых магнитопроводах К19x11x6,7 из пермаллоя МП 140. Первичная обмотка содержит 180 витков провода ПЭВ-2 0,35, обмотка II — 8 витков провода ПЭВ-2 0,2, обмотка III на выходное напряжение 5В — 7 витков из пяти проводников ПЭВ-2 0,56. Порядок намотки соответствует их нумерации, причем витки каждой обмотки необходимо равномерно распределить по всему периметру магнитопровода.

Дроссели L1 и L2 выполнены на кольцевых магнитопроводах К15x7x6,7 из пермаллоя МП140. Первый содержит две обмотки по 30 витков в каждой, намотанных проводом ПЭВ-2 0,2 на разных половинах магнитопровода, второй наматывают проводом ПЭВ-2 0,8 в один слой по всей длине магнитопровода сколько уместится.

Чтобы уменьшить пульсации выходного напряжения, общую точку конденсаторов С2 и СЗ сначала следует соединить с минусовым выводом конденсатора С10, а затем с остальными деталями — обмоткой III трансформатора Т1, минусовым выводом конденсатора С9, резистором R12 и выводом 2 стабилизатора DA1.

Устройство собрано на печатной плате размерами 80x60 мм. На одной стороне платы расположены печатные проводники и элементы для поверхностного монтажа, а также коммутирующий транзистор VT1 и диод VD8, которые прижаты к алюминиевой пластине—теплоотводу таких же размеров, а на другой — все остальные.

Первое включение прибора лучше производить от источника питания с ограничением тока, например, Б5-50, причем подавать следует сразу рабочее напряжение, а не повышать его постепенно. Налаживание устройства заключается в подстройке выходного напряжения делителем R11R12 и, если необходимо, установке датчиком тока R10 порога ограничения выходной мощности (начала резкого падения выходного напряжения при увеличении тока нагрузки).

Для получения другого выходного напряжения нужно пропорционально изменить число витков обмотки III трансформатора Т1 и коэффициент деления делителя R11R12.

При эксплуатации устройства следует помнить, что его минусовый вывод гальванически связан с сетью.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
DA1 Линейный регуляторКР142ЕН19А1 Поиск в LCSCВ блокнот
VT1 ТранзисторКП707В11 Поиск в LCSCВ блокнот
VD1-VD4, VD7 Диод
КД258Г
5 Поиск в LCSCВ блокнот
VD5, VD7 ДиодКД629АС92 Поиск в LCSCВ блокнот
VD8 ДиодКД238ВС1 Поиск в LCSCВ блокнот
U1 Оптопара
4N35M
1 Поиск в LCSCВ блокнот
С1-С3, С7 Конденсатор3300 пФ4 Поиск в LCSCВ блокнот
С4 Электролитический конденсатор10 мкФ 400 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
С5, С8 Конденсатор0.022 мкФ2 Поиск в LCSCВ блокнот
С6 Конденсатор680 пФ1 Поиск в LCSCВ блокнот
С9 Электролитический конденсатор1000 мкФ 16 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
С10 Электролитический конденсатор100 мкФ 16 В1 Поиск в LCSCВ блокнот
R1, R2, R4-R7 Резистор
180 кОм
6 Поиск в LCSCВ блокнот
R3 Резистор
100 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R8 Резистор
82 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R9 Резистор
3.6 кОм
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R10 Резистор
1.8 Ом
1 Поиск в LCSCВ блокнот
R11, R12 Резистор
3.3 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
R13, R14 Резистор
1.5 кОм
2 Поиск в LCSCВ блокнот
L1 Катушка индуктивности1 Поиск в LCSCВ блокнот
L2 Катушка индуктивности1 Поиск в LCSCВ блокнот
T1 Трансформатор1 см. статьюПоиск в LCSCВ блокнот
Вилка сетевая1 Поиск в LCSCВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Дыцков М. Опубликована: 2005 г. 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (11) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Гусицын Во #
При эксплуатации устройства следует помнить, что его минусовый вывод гальванически связан с сетью.
А почему бы не устранить этот недостаток и не отключить минусовой вывод от средней точки кондёров С2 и С3 ? И вообще убрать эти кондёры :) Повлияет ли это на работу устройства?
Схемка понравилась, хочу собрать, но останавливает вот эта гальваническая связь с сетью 220
Ответить
0
Ваня #
Хороший вопрос! С помощью этих конденсаторов с2 и с3 имитируется искуственная земля. Для чего это нужно? Это нужно для того, чтобы статическое электричество через эти конденсаторы уходило в сеть. По сути дела гальванической развязки с сетью действительно нет, но в этом страшного ничего нет. Между этими конденсаторами будет половина фазы, а это означает, что если дотронуться до него ничего не случится. А вот если ещё и хватануться к примеру за батарею: трахнет током, мало не покажется. Если у вас нет необходимости в искуственной земле, то эти конденсаторы можно смело выкинуть из схемы
Ответить
0
Dr.Tr. #
Открываю страшный секрет: ТАМ ВООБЩЕ НЕТУ ГАЛЬВАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ С СЕТЬЮ! 2 кондёра стоят после диодного моста и напряжение на них есть, но оно только относительно обкладок. Тряхнуть теоретически может, а на практике - нет
Ответить
0
Славік #
А можно ли мотать на квадратный феррит? А то на кольца плохо мотать и нет их...
Ответить
0
Dr.Tr. #
ИМХО мотайте на броневой. Ну или на квадратный.
Стоп, квадратный в смысле Ш-образный? Никакие палки из феррита туда не подходят! Только замкнутые сердечники с НЕБОЛЬШИМ немагнитным зазором или из пермаллоя
Ответить
0
Antares #
Можно ли применить для трансформатора и дросселя ферритовые сердечники?
Ответить
0
Slava #
Пермаллой является материалом с объемно распределенным диэлектрическим зазором, а вот если планируется использовать феррит (типа 2000нм например), то немагнитный зазор придется вводить искусственно, как правило 0.5-0.8 мм в зависимости от сечения магнитопровода. В идеале зазор подбирать опытным путем, и тут имеет место противоречие, малый зазор или его отсутствие приводит к быстрому насыщению магнитопровода, остаточной намагниченности, что делает режим работы ключевого транзистора "несовместимым с жизнью", а чрезмерно большой зазор приводит к резкому увеличению индукции рассеяния, большим паразитным выбросам напряжения при коммутации, увеличением потерь в трансформаторе что опять таки не идет на пользу ключу. Надо искать компромисс!
А насчет "гальванической связи с сетью" в данном случае эта страшилка неуместна, поскольку во первых: емкостной делитель в цепи постоянного тока после выпрямителя это не совсем гальваническая связь, а во вторых ток разряда столь малой емкости лежит далеко за пределами опасных для жизни значений. Большинство промышленных импульсных блоков питания (компьютеров, телевизоров и прочих бытовых устройств) имеют связь минусовых проводов через емкости 1...3.3 нФ и ни одного несчастного случая поражения током, вызванного ее присутствием не зафиксировано.
Ответить
0
Dr.Tr. #
А можно на броневом феррите мотать? Тогда конечно придётся шкуркой снимать центральный стержень, но это не особо важно. Просто броневой сердечник дешёвый, компактный и аккуратны даже не смотря на абсолютно рукожопую намотку внутри.
Можно вместо пермаллоя использовать феррит с низкой проницаемостью? Хочу такой блок для часов использовать (часы на ГРИ), схема простая, но пермаллой найти не смогу.
Ответить
0
Серж #
Да не парьтесь вы так! Это помехозащита предусмотренная промышленными нормами. А поскольку мы радиолюбители то L1 С1,С2,С3 можно просто не ставить.
Ответить
0
Паввел #
С1 нужен обязательно!
Ответить
0
konstantin perepelov #
Нафиг там R1 - R2 и R4 - R7 так страшно соединены?
Почему бы не заменить одним эквивалентным по мощности и номиналу?
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
DC-DC регулируемый преобразователь 1.5-37В 2А с индикатором
AVR-программатор USB ASP Discovery V8
вверх