Электрификация

Справочник домашнего мастера

Блоки питания своими руками

Блок питания 12 Вольт 3 Ампера или как самому сделать бесперебойник

Вообще изначально данная статья писалась очень давно, более двух лет назад. Но в данном случае я решил, что информация из нее может быть полезна и использована на благо мастеров 3D печати.
Суть данной статьи в том, чтобы превратить обычный блок питания в маленький бесперебойник с выходом примерно 11-13.5 Вольт.
В качестве примера будет БП с мощностью 36 Ватт, но практически без доработок схема применима к более мощным БП с топологией Флайбек и с доработками к двухтактным БП.
Но сначала просто миниобзор самого БП, сорри за качество фото, снималось на паяльник.
На торце указаны технические характеристики.

Характеристики меня немного запутали, обычно или указывают полный диапазон, или если есть выбор 110/220, то соответственно есть переключатель и внутри схема сетевого выпрямителя с переключением на удвоение. Здесь никакого переключателя не было. Позже посмотрим внимательнее что внутри.
Размеры относительно небольшие.С торца расположены клеммы подключения 220 Вольт, клемма заземления и клеммы выхода 12 Вольт. Так же здесь расположен светодиод, который показывает наличие выходного напряжения и подстроечный резистор для корректировки выходного напряжения.После вскрытия моему взору предстала печатная плата данного блока питания.
На плате распаян полноценный входной фильтр, конденсатор 33мкФ 400 В (вполне нормально для заявленной мощности), высоковольтная часть, сделанная по схемотехнике автогенератора (когда заказывал, то надеялся что будет стандартная UC3842), выходной фильтр из двух конденсаторов 470мкФ 25 Вольт и дросселя. Емкость выходного фильтра маловата, я бы поставил раза в 2 больше.Силовой транзистор 5N60D — только в корпусе ТО-220.
Выходной диод —stps20h100ct — аналогично в корпусе ТО-220.
Схема стабилизации и обратной связи сделана на TL431.
Обратная сторона платы.Ничего необычного, пайка среднего качества, флюс смыт, довольно аккуратно.
Но удивила маркировка на плате (она есть и с верхней стороны).
SM-24W, может изначально БП был 24 Ватта, потом решили что маловато будет и написали 36?
Эксперименты покажут.
Первое включение, ничего не бахнуло, уже неплохо.Нагрузил блок питания классическими неубиваемыми советскими резисторами, 10 Ом 2 штуки параллельно.
Ток около 2.5 Ампера.Напряжение измерял после проводов к резисторам, потому немного просело.
Оставил так, пошел попить чайку и покурить, ждал что рванет.
Не рвануло, даже почти не нагрелось, градусов 40, ну может 45, специально не измерял, по ощущениям немного теплый.
Догрузил еще на 0.22 А (не нашел ничего рядом подходящего), ничего не изменилось. Решил на этом не останавливаться и повесил на выход еще один резистор 10 Ом.
Напряжение просело до 10.05 Вольта, но блок питания продолжал упорно работать. Дальше мне стало жалко разработчиков данного блока питания, сумевших настолько его упростить, и при этом добиться его работоспособности и я на этом этапе решил закончить стандартные эксперименты над ним.
К слову я был настроен скептически по отношению к данному блоку питания, в основном из-за его схемотехники, как то вот привык работать с более дорогими блоками питания, где есть ШИМ контроллер, контроль тока и т.п. Практика показала, что такой вариант тоже вполне жизнеспособен.

Дальше я решил перейти к нестандартной части испытаний и попробовать добиться от него того, для чего я хотел его взять. Собственно постоянные читатели моих обзоров привыкли, что я люблю не только показать товар в обзоре, а и применить его, не буду вас расстраивать и в этот раз.
Допилинг
Началось все с того, что позвонил товарищ и спросил, можно ли сделать небольшой бесперебойничек для питания электромагнитного замка и контроллера. Живет он в частном секторе, свет иногда ненадолго, да пропадет. Аккумулятор у него уже был, остался от компьютерного бесперебойника, большой ток уже не тянет, а с замком вполне нормально справляется.
В общем накидал небольшую добавочную платку к этому блоку питания.
Платка, схема и небольшое описание процесса.
Схема. И страссированная по ней плата. Схема обеспечивает ограничение тока заряда (в моем случае настроено на 400мА), защиту от переразряда аккумулятора (настроено на 10 Вольт), простенькую защиту от переполюсовки аккумулятора (кроме случая если переполюсовать прямо на ходу), ну и собственно функцию подачи напряжения от аккумулятора на выход блока питания.
Перенес платку на текстолит, покрыл припоем. Подобрал детали. Спаял плату, реле стоит другое, так как сначала не заметил что оно на 5 Вольт, пришлось поискать на 12. Пояснения по схеме.
С2 в принципе можно не ставить, тогда R5 и R6 заменяются одним на 9.1-10 кОм.
Он нужен для уменьшения ложных срабатываний при резком изменении нагрузки.
В идеале конечно лучше было бы домотать пару витков в дополнение ко вторичной обмотке, так как блок питания работает с перегрузом по напряжению в 20%. Испытания показали что работает все отлично, но лучше либо домотать немного вторичную обмотку, либо еще лучше — дорабатывать БП на 15 Вольт, а не на 12. В моем случае пришлось еще изменить номинал резистора в делителе обратной связи у блока питания, на схеме это R7, там стоят 4.7 кОм, я поставил 4.3 кОм, в случае применения БП на 15 Вольт, этого скорее всего делать не придется.
После сборки платы встроил ее в блок питания.
На плате обозначены точки подключения и видно место, где перерезана минусовая дорожка (над цифрой 3). Плату обмотал скотчем, и уложил на более-менее свободное место. После (на самом деле лучше до того как изолируем скотчем) выставил выходное напряжение блока питания 13.8 Вольта (это напряжение которое будет поддерживаться на аккумуляторе, обычно выставляется в диапазоне 13.8-13.85. Вот вид собранного и настроенного устройства. Подключил небольшую нагрузку и аккумулятор. Ток заряда 0.39А (может немного падать по мере прогрева). Отключил блок питания от сети, нагрузка продолжает работать, на мультиметре ток нагрузки +ток потребления реле + ток потребления цепей измерения. Товарищу надо было бесперебойник на ток 0.8-1 Ампер, я нагрузил немного больше. После этого подключил питание 220 Вольт, на одном мультиметре напряжение на нагрузке (будет еще подниматься, аккумулятор не заряжен), на втором ток заряда (немного просел из-за прогрева). В общем на мой взгляд переделка удалась, от такого БП можно питать небольшие нагрузки, до 1-1.5 Ампера. Больше не стал бы, так как БП в нештатном режиме. Если использовать БП на 15 Вольт, то ток можно поднять, но надо всегда учитывать ток заряда аккумулятора (он определяется резистором R1. 1.6 Ома дает тока заряда около 0.4 А, чем меньше сопротивление, тем больше ток и наоборот.
Если кто то несогласен с настроенным током заряда, напряжением окончания заряда и авто отключения, то это все легко меняется, если надо, объясню как это сделать.
Вы конечно спросите, при чем здесь 3D принтеры и этот мелкий блок питания.
Все просто, как я писал в самом начале, можно взять мощный блок питания, применить более мощные компоненты в плате которую я делал и получить бесперебойник, который не имеет такого понятия как ‘время переключения’, т.е. фактически ‘онлайн’. А так как печать идет очень долго, то это может быть весьма полезно в плане бесперебойности работы. Кроме того КПД такой системы заметно выше чем у традиционных УПСов.
Для применения с большими токами надо заменить на моей плате диод VD1 на любой Шоттки с током более 30 Ампер (например выпаянный из компьютерного БП) и установить его на радиатор, Реле на любое с током контактов более 20 Ампер и обмоткой с током не более 100мА (а лучше до 80). Кроме того возможно понадобится увеличение тока заряда, это делается путем уменьшения номинала резистора R1 до 0.6-1 Ом.
Есть и промышленные БП с такой функцией, по крайней мере я знаю пару таких производства Meanwell, но:
1. Они очень дорогие
2. Выпускаются мощностью 55 и 150 Ватт, что не так много.
Вроде все, если есть вопросы, буду рад обсудить.

САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 12В

Всем радиолюбителям привет, в этой статье хочу представить вам блок питания с регулировкой напряжения от 0 до 12 вольт. На нем очень легко выставить нужное напряжение, даже в милливольтах. Схема не содержит никаких покупных деталей — всё это можно вытащить из старой техники, как импортной, так и советской.

Принципиальная схема БП (уменьшенная)

Корпус изготовлен из дерева, в середине прикручен трансформатор на 12 вольт, конденсатор на 1000 мкФ х 25 вольт и плата, которая регулирует напряжение.

Конденсатор С2 нужно брать с большой емкостью, например чтобы подключать к блоку питания усилитель и чтобы напряжение не проваливалось на низких частотах.

Транзистор VT2 лучше установить на небольшой радиатор. Потому что при длительной работе он может нагреться и сгореть, у меня уже 2 штуки сгорело, пока не поставил приличный по размерам радиатор.

Резистор R1 можно ставить постоянный он большой роли не играет. Сверху на корпусе есть переменный резистор, которым регулируется напряжение, и красный светодиод, который показывает есть ли напряжение на выходе БП.

На выходе устройства, чтобы постоянно не прикручивать проводки к чему-нибудь, я припаял крокодильчики — с ними очень удобно. Схема не требует никаких настроек и работает надёжно и стабильно, ее действительно может сделать любой радиолюбитель. Спасибо за внимание, всем удачи! Игорь.
Форум по схемам простейших БП

Обсудить статью САМОДЕЛЬНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ НА 12В

Блок питания своими руками – способы создания мощного регулируемого лабораторного БП

Блок питания является неотъемлемым требованием любой техники. Благодаря этому устройству удается регулировать уровень напряжения, тем самым предотвращая преждевременную поломку электрической конструкции.

Сегодня собрать регулируемый блок питания своими руками достаточно просто. В интернете представлено множество схем, которые помогают облегчить поставленную задачу даже для новичков радиолюбителей. Процесс изготовления этой конструкции довольно увлекательное и интересное занятие.

Перед тем как приступить к рабочему процессу, необходимо подобрать простую схему для изготовления блока питания. Чем легче чертеж, тем быстрее удастся собрать установку. В специализированных магазинах представлен широкий ряд радио и электрических деталей для данной конструкции.

Разновидности и типы блоков питания

Перед тем как приступить к сборке устройства, необходимо ознакомиться с видами и типами блоков питания. Каждая модель имеет свои характерные особенности.

К ним относят:

  • стабилизированные типы. Они отвечают за бесперебойную работу электрического устройства;
  • бесперебойные виды. Они позволяют работать прибору даже при отключении от электрической цепи.

Классификация по принципу работы

По принципу работы они классифицируются на следующие типы. К ним относят:

Импульсный. Он представляет собой инверторную систему, в которой происходит преобразование переменного тока в постоянное высокочастотное напряжение.

Для того чтобы сделать импульсный блок питания своими руками необходимо приобрести специальную гальваническую развязку, которая будет передавать преобразованную мощность к трансформаторной установке.

Трансформаторный. Он состоит из понижающего трансформатора и специального выпрямителя. Он в дальнейшем преобразовывает переменную мощность в постоянную. Здесь дополнительно устанавливают фильтр-конденсатор. Он позволяет сгладить чрезмерную пульсацию и колебания в процессе работы устройства.

Мастер-класс по изготовлению регулируемого блока питания

Как сделать подобное устройство в домашних условиях? Подробная инструкция как сделать блок питания своими руками поможет справиться с поставленной задачей. Первым делом необходимо иметь четкое представление, для каких целей будет собрано это устройство.

Главными принципами работы сооружения является подача максимального тока, который в дальнейшем будет направлен в сторону нагрузки. Помимо этого он будет обеспечивать выходное напряжение. Благодаря этому электрический прибор может нормально функционировать.

Сделать мощный блок питания своими руками достаточно просто. Здесь устанавливают специальный ограничитель выходного напряжения, который позволяет регулировать процесс подачи тока при помощи рукоятки.

Например, устройство на выходе дает от 3 до 15 Вт, а прибор требует 5 Вт. Для этого определенным положением регулятора меняем диапазон преобразованной мощности.

Из чего можно сделать блок питания?

Для понадобятся следующие детали:

  • трансформатор;
  • диодный мост;
  • микросхема;
  • конденсаторный фильтр;
  • дросселя;
  • блоки защиты;
  • стабилизатор напряжения.

Трансформатор может иметь мощность в пределах 10 Вт. Как правило, его обмотка способна выдержать напряжение от 220 Вт до 250 вт. Вторичная обмотка проводит от 20 до 50 Вт.

Эту деталь можно купить в специализированном отделе или найти в любом старом электроприборе.

Микросхема выпускается под определенной маркировкой (PDIP – 8). Здесь можно делать неограниченное количество проводящих электрических дорожек.

Диодный мост делают из четырех диодов размером 0,2 х 0,5 мм. Изделия серии SOIC значительно уменьшают перепады электрического напряжения.

Блоки защиты будут выполнены из двух предохранителей марки FU2. При срабатывании данных изделий вырабатывается ток мощностью 0,16А. Дроссели L1 и L2 можно сделать самостоятельно. Для этого понадобятся два элемента из магнитного феррита. Их размер должен быть К 17,5 х 8,3 х 6 мм.

Подсоединение всех элементов осуществляются по определенной схеме, которая представлена ниже. Здесь каждая деталь обозначена соответствующим обозначением. На фото самодельного блока питания изображено готовое устройство.

Фото блоков питания своими руками

Блок питания нужен всем. Музыканту-металлисту надо чем-то питать свои «примочки» к электрогитаре, радиолюбителю — приемники или всякие поделки на светодиодах-транзисторах, простому люду — антенные усилители к телевизору и так далее. Но купить готовое устройство не всегда получается — хотя бы даже из-за цены. Тем более нет на это желания, когда точно знаешь, что без дела валяется исправный понижающий трансформатор. Вот его-то мы и приспособим давать чистые девять вольт.

С дополнениями и изменениями от 09.11.15

Блок питания собран уже бессчетное количество раз. При правильном монтаже и исправных компонентах запускается всегда. Допускаются отклонения в номиналах элементов.

Даташит на всю L78-ю серию стабилизаторов.

«Сердцем» блока питания (далее — БП) является понижающий трансформатор, без него нет смысла городить огород. Называется он так оттого, что понижает переменное розеточное напряжение 220 вольт в переменное же другого напряжения. Например, до 36, или 12, или даже 5. Но для наших целей необходим трансформатор, у которого на вторичной, выходной обмотке (не сетевой, та — входная и первичная) будет 12-15 вольт «переменки». Можно и немного больше, до 20, но нецелесообразно. Хорошо подходят трансформаторы из отслуживших свое магнитофонов, радиоприемников, других блоков питания, в особенности, если ранее устройство как раз и жило под напряжением девять вольт. В иллюстрациях к этой статье, например, я использовал полусгоревший трансформатор от роутерного БП. От скачка напряжения в нем сработал термопредохранитель, и напряжение на выходе исчезло (в современные трансформаторы встраивают такие одноразовые предохранители, которые разрывают цепь в случае перегрева. А перегрев может наступить либо тогда, когда через предохранитель «первички» течет большой ток (надолго повысилось напряжение в сети или трансформатору дали неподъемную нагрузку), либо когда перегревается сам трансформатор (его перегрузили или в корпусе БП очень-очень жарко). Предохранитель скрыт в начале первичной обмотки, и можно было его заменить аналогичным, но я просто бросил перемычку в обход. А для безопасности можно добавить обычную плавкую вставку 0,2 — 0,5 А).

Еще одна важная характеристика трансформатора — выдаваемый им ток. Тут уже надо примерно знать, сколько будет потреблять устройство, которому мы делаем БП. Для небольших светодиодных поделок хватит и 100 мА (а это пять светодиодов, подсоединенных параллельно друг к другу, причем установлены максимальные для них 20 мА), радиоприемники тоже много не едят (до 250 мА), простейшая гитарная «примочка»-дисторшн, питаемая от «Кроны», нуждается в 10-20 мА. Уже по внешнему виду трансформатора можно примерно судить, на какой ток он рассчитан. Главное — не перегружать его, а если нужно питать что-то прожорливое (ток более 1 А), то и блок питания должен быть соответствующий. Симптомы перегрузки, когда трансформатор, что называется, «не вывозит» — падает напряжение, греется магнитопровод и обмотки, появляется гудение, и, наконец, дым. А электроника вся на дыме работает. И как только он из нее выходит — она и перестает…

Далее нужен выпрямитель. Его задача — преобразование переменного тока в постоянный. Все описанные ранее устройства питаются постоянным током. Я использую готовый диодный мост, но можно заменить его четырьмя одинаковыми диодами с адекватным запасом тока (1N4004 хватит с головой). Подключив диодный мост ко «вторичке» трансформатора, можно увидеть, что ее 12 переменных вольт превращаются в 11 или даже 10,8 постоянных. Так и должно быть. Это диоды открываются при напряжении 0,6 вольта, а в диодном мосту одновременно работают два диода из четырех. Вот и пропадает по 1,2 вольта на каждом полупериоде колебаний.

И теперь, собственно, та часть, из-за которой блок носит гордое название «стабилизированный», то есть имеющий постоянное напряжение на своем выходе вне зависимости от того, что у него на входе (в разумных пределах, конечно). Стабилизатор. Я использую трехногую микросхему 7809, где 78 указывает на стабилизацию положительной полярности напряжения, а 09 — число стабилизированных вольт (нетрудно догадаться, что если нужно питать какое-то пятивольтовое устройство, то в магазине надо спрашивать 7805, а трансформатор можно взять с чуть меньшим напряжением на «вторичке»). Три ноги у нее не случайно — на одну приходит нестабилизированное входное напряжение, другая присоединяется к общей шине («минусу»), а с третьей снимается стабилизированное постоянное напряжение. Для нормальной работы микросхем этой серии необходимо, чтобы входное напряжение было хотя бы на 2 вольта выше выходного. То есть 9+2=11 В. Столько же и остается после диодного моста, мы отлично сюда попадаем.

Глядя на график выпрямленного диодным мостом напряжения, язык не повернется назвать его постоянным. Оно пульсирует. Для сглаживания этих «горбов» нужны конденсаторы. В принципе, вполне хватит двух электролитических, но по правилам хорошего тона, чтобы продлить им жизнь, хорошо бы еще вставить и два керамических на 100-200 нФ. Электролитические я использую на 470-1000 мкФ, 25 вольт по входу и 16 вольт по выходу. Почему так, в чем разница? Отвечаю. Если к диодному мосту поцепить электролитический конденсатор, то на его ножках образуется напряжение, в 1,41 раза большее, чем на мосту. 11*1,41=15,51 В. Ставить конденсатор на максимальных 16 вольт, честно говоря, с таким «запасом» немного неправильно. Если на «первичку» попадет не 220, а 240 вольт, то и на «вторичке» уже будет явно не 11. И репу шестнадцативольтового конденсатора может разорвать. Закидав его ошметками все, что рядом. По этой же причине пробный пуск любого устройства, содержащего электролитические конденсаторы, надо осуществлять так, чтобы они не были направлены в сторону рук, лиц и глаз. Желательно даже накрыть чем-то «шайтан-машину» и нацепить защитные очки. А вот по девятивольтовому выходу конденсатор на 16 вольт — самое оно. Можно, конечно, и стовольтовый поставить, но он: а) дороже, б) больше размерами. Ничто не мешает и не 470 мкФ поставить, а больше. 1000 мкФ, 4700 мкФ, 10000 мкФ, наконец. Чем больше — тем менее будет подвержена влиянию перепадов напряжения цепь. Часто можно наблюдать, что, выдернув из розетки шнур радиоприемника, он еще поет несколько секунд, затихая. Но со временем при таких же махинациях приемник поет все короче и короче. Это конденсаторы стареют, теряют емкость. Можно, конечно, заставить всю комнату спараллеленными конденсаторами на 10000 мкФ, и тогда приемник, пожалуй, сможет автономно проработать целый день после их зарядки, но чем больше емкость конденсатора, тем он: а) дороже, б) больше размерами. Где-то это уже читали? Такая вот корреляция (связь между несколькими величинами).

Теперь — что касается «продления жизни». Как в выпрямленном, так и стабилизированном напряжении могут существовать высокочастотные переменные составляющие. Так, при стандартной частоте пульсаций сети 50 Гц после диодного моста уже будет 100 Гц, а как-то пробравшиеся ВЧ-шки — это килогерцы частоты. Грозовые разряды, искры от щеточно-коллекторного узла электродвигателей, «шумные» блоки питания… Электролитические конденсаторы очень не любят высокочастотные колебания и быстрее деградируют, если подвержены такому влиянию. Их удел — сглаживание медленных пульсаций. Поэтому параллельно каждому электролитическому конденсатору припаивается керамический, который как раз и рассчитан на работу с высокими частотами. Получается очень эффективный тандем.

Еще понадобятся соединительные провода и плата, на которую это все будет монтироваться. Использовать провода из «витой пары» не рекомендую — «дедушкиным» паяльником (с медным жалом, оловом и канифолью) они плохо паяются, да и вообще — очень ломкие. Что касается платы — в любом уважающем себя радиомагазине есть такая штука, как «макетная плата». Это текстолитовое или гетинаксовое основание с контактными площадками, расположенными в строгом порядке. Расставляй элементы, как хочешь, соединяй проводками, перемычками, или просто запаивай неиспользуемые площадки. Профи могут вытравить плату (я думаю, что для такого стабилизатора есть немало вариантов «печаток»), но профи и без моих советов, небось, уже давным-давно собрали такой БП, и не один.
Ладно, слов тысяча, а дел пока нет. Просто хотелось дать чуть-чуть теории.

Приступаем?

Типовая схема БП на 7809. Слева направо, сверху вниз: обычный проволочный предохранитель (нет у меня, равно как и теплового, хотя по-хорошему — надо), сетевой трансформатор, диодный мост, «электролит», «керамика», стабилизатор, «электролит», «керамика». Вариантов этой типовой схемы много, и как ни собери — почти всегда правильно. Кстати, отечественный аналог 7809 — микросхема КР142ЕН8А, в просторечии именуемая просто «кренкой». Нормально работает при напряжениях на входе +11,5…35 В. У нас есть 15,5 В. Выходной ток 7809 — 1-1,5 А (в зависимости от корпуса), лишь бы трансформатор «тащил». Да, если в планах питание устройств с большим током потребления, то надо позаботиться о радиаторе для стабилизатора (приемники с их максимальными 250 мА микросхему не нагревают, можно обойтись без него).

Необходимое оборудование. Пинцет-самозахват (не понадобился), отсос припоя (если случайно соединил не те дорожки или еще как накосорезил), проволочный припой, изолента отвратительного качества (лучше не экономить), бокорезы, утконосы (не пригодились), паяльник с «вечным» жалом и железная мочалка для его очистки (обычная кухонная, для сковородок).

Необходимые ресурсы. Плата, трансформатор (сетевой кабель не показан, хотя он нужен — не забудьте!), светодиод с резистором (мимопроходили), диодный мост, 7809, два конденсатора, керамический конденсатор; мультиметр с еще одной «керамикой» показывает ее емкость — 125 нФ. Нам подходит. Написано на корпусе, что 150, но кто-то из них явно врет.

К трансформатору подпаиваем сетевой шнур. С «первичкой» надо быть очень осторожным, там — опасное для жизни напряжение. Как только припаяли — замотать это место изолентой от греха подальше.

Кстати, если случилось так, что вы, крутя трансформатор в руках, запутались уже, где какая обмотка, то поможет мультиметр. У понижающего трансформатора «вторичка» имеет очень малое сопротивление, буквально доли ома, а на «первичке» он обычно показывает 300-600 Ом.

Со «вторички» идут 12 вольт «переменки».

Понемногу собираем плату. Универсального расположения деталей нет, пусть каждый делает так, как ему удобно. Я стараюсь экономить место, ведь платы не очень дешевы. Да и вообще, «керамику» лучше ставить как можно ближе к стабилизатору — так надо для его корректной работы.

У меня, например, три экземпляра такого БП, и все собраны с разным расположением деталей. И ничего, работают.

Обратная сторона.

Можно, конечно, и иначе, расставляя элементы так, как на схеме: диодный мост, «электролит», «керамика», стабилизатор, «электролит», «керамика». В этот раз у меня вышло так.

По низу идет выходная шина, в середине — общий провод-«минус», иногда для краткости именуемый «землей».

Уже на этом этапе блок полностью готов. Но мне захотелось покуражиться. Не зря же, пока я разбирал завалы, мне в руки попал светодиод. Вот и пусть светит, развлекает коллектив блока питания.

Светодиод — прибор токовый. Это значит, что он светит, когда через него идет ток. Причем ток этот надо ограничивать (обычно — 20 мА), потому что в противном случае диод попытается сожрать все, что ему дает БП, и, естественно, сгорит. Как тот медведь, что по лесу шел. У нас даже есть такая шутка радиолюбительская. «Шел светодиод по плате, видит — шина девятивольтовая. Сел на нее и сгорел». А для ограничения тока служит резистор. Вы не поверите, но он так и называется — токоограничивающий. Для девяти вольт питания он может составлять 500 Ом, но я поставил 5,6 кОм — уж больно ярко светил.

То же самое.

Финальные замеры. На конденсаторе перед стабилизатором — расчетных 15 с лишком вольт.

А на выходе — 9,2 вольта. Страшного ничего нет: все 7809, что мне попадались, чуть завышают планку. Даже свежая «Крона», эталон девятивольтовости, будет выдавать больше девяти вольт.

Обрезанные ножки выводных элементов рекомендую сохранить для будущих проектов — на перемычки какие-нибудь.

А вот я вырезал из общей макетной платы все, что надо. Вырезать можно разными способами, я за неимением подходящего инструмента пользуюсь канцелярским ножом. Но он очень не любит резать платы и быстро тупится.

Вот и все. Не сложно?

А радиоприемник мой очень доволен таким блоком. Сейчас с БП сложилась нелегкая ситуация. Старая радиоаппаратура очень не любит современные импульсные блоки питания. Да, они легкие и компактные, но сильно шумят во всех диапазонах, порой даже станций не слышно, один только писк, визг, треск. А трансформаторные могут только слегка гудеть. Даже включенный компьютер или ноутбук рядом с радиоприемником очень сильно «фонит».

А про свой радиоприемник, надеюсь, я расскажу в следующей статье. Мы будем его ремонтировать, проводить ему профилактику и немного модернизировать, а так же узнаем, что интересного можно послушать в диапазонах, которых больше нет в современных аппаратах.

Дополнение от 25.02.16

Например, к вам в руки попал блок питания от роутера с «переменкой» 9-12 вольт на выходе. Если размеры позволяют, то почему бы не встроить стабилизатор внутрь?

Корпус надо аккуратно расколоть по шву с помощью ножа и ощутимого постукивания по ножу. Электронику можно всю сделать на плате, но я не стал заморачиваться и спаял «навесом», кое-где прихватив термоклеем. Светодиод — по желанию. Обратно половинки склеиваются суперклеем.

Иногда приходится заменять штекер. Наиболее распространены 5,5/2,1 мм (наружный/внутренний диаметр) и 5,5/2,5 мм.

По возможности лучше брать те, что справа, с желтым изолятором. Они сделаны не так халтурно.

Дополнение от 05.06.16

Бывают случаи, когда нужно нестандартное напряжение — например, 8,7 вольт.

Применив L7808 и кремниевый диод (Uпр = 0,7 В), на выходе можно получить искомые 8,7 вольт. Включая несколько диодов последовательно, можно еще больше поднять напряжение: для двух кремниевых это будет уже почти плюс 1,4 вольта к тому, на что запрограммирован сам стабилизатор. Диод (или диоды) надо выбирать соразмерно потребляемому нагрузкой току — для мелочи пойдет и КД522 (до 100 мА), а для чего покрупнее — хотя бы и 1N4001 (1 А).

Кремниевый диод добавляет 0,6-0,7 вольт, германиевый — 0,3-0,4 В. Можно с успехом их компоновать, максимальный ток такого самодельного стабилизатора определяется максимальным током самого хилого элемента.

РадиоКот >Обучалка >Аналоговая техника >Собираем первые устройства >

Теги статьи: Добавить тег

Блок питания

Сергей
Опубликовано 01.01.1970

Да, да, я уже понял, что тебе не терпится — ты уже начитался теории, прочитал, что такое электрический ток, что такое сопротивление, узнал кто такой товарищ Ом и еще много чего. И теперь ты хочешь резонно спросить — «И чего? Толк то в этом во всем какой? Куда это все приложить то можно?». А возможно ты ничего этого и не читал, потому как это страшно скучно, но приложить руки к чему-то электронному все-таки хочется. Спешу тебя обрадовать — сейчас мы как раз и займемся тем, что приложим все это как следует и спаяем первую реальную конструкцию, которая очень тебе пригодится в дальнейшем.

Делать мы будем блок питания для питания различных электронных устройств, которые мы соберем в дальнейшем. Ведь если мы сначала соберем, например, радиоприемник — он все равно работать не будет, пока мы не дадим ему питания. Так что, перефразируя известную пословицу — «блок питания — всему голова».

Итак, приступим. Прежде всего зададимся начальными параметрами — напряжением, которое будет выдавать наш блок питания и максимальный ток, который он способен будет отдать в нагрузку. То бишь, насколько мощную нагрузку можно будет к нему подключить — сможем ли мы подключить к нему только один радиоприемник или же сможем подключить десять? Не спрашивайте меня зачем включать десять радиоприемников одновременно — не знаю, я просто для примера сказал.

Для начала, давайте подумаем над выходным напряжением. Предположим, что у нас есть два радиоприемника, один из которых работает от 9 вольт, а второй от 12 вольт. Не будем же мы делать два разных блока питания для этих устройств. Отсюда вывод — нужно сделать выходное напряжение регулируемым, чтобы его можно было настраивать на разные значения и питать самые разнообразные устройства.

Наш блок питания будет иметь диапазон регулировки выходного напряжения от 1,5 до 14 вольт — вполне достаточно на первое время. Ну а ток нагрузки мы с вами примем равным 1 амперу.

Схема нашего блока питания:

Проще не бывает, не правда ли? Итак, какие же детальки нам понадобятся, чтобы спаять эту схемку? Прежде всего, нам потребуется трансформатор с напряжением на вторичной обмотке 13-16 вольт и током нагрузки не менее 1 ампера. Он обозначен на схеме как Т1. Также нам понадобится диодный мостик VD1 — КЦ405Б или любой другой с максимальным током 1 ампер. Идем дальше — С1 — электролитический конденсатор, которым мы будет фильтровать и сглаживать выпрямленное диодным мостом напряжение, его параметры указаны на схеме. D1 — стабилитрон — он заведует стабилизацией напряжения — ведь мы же не хотим, чтобы напряжение на выходе блока питания колебалось вместе с сетевым напряжением. Стабилитрон мы возьмем Д814Д или любой другой с напряжением стабилизации 14 вольт. Еще нам понадобятся постоянный резистор R1 и переменный резистор R2, которым мы будем регулировать выходное напряжение. А так же два транзистора — КТ315 с любой буковкой в названии и КТ817 тоже с любой буковкой. Для удобства, я загнал все нужные элементы в табличку, которую можно распечатать и вместе с этим листочком отправится в магазин на закупку.

Обозначение на схеме

Номинал

Примечание

Т1

Любой с напряжением вторичной обмотки 12-13 вольт и током 1 ампер

КЦ405Б

Диодный мост. Максимальный выпрямленный ток не менее 1 ампера

С1

2000 мкФх25 вольт

Электролитический конденсатор

470 Ом

Постоянный резистор, мощность 0,125-0,25 Вт

10 кОм

Переменный резистор

1 кОм

Постоянный резистор, мощность 0,125-0,25 Вт

Д814Д

Стабилитрон. Напряжение стабилизации 14В

КТ315

Транзистор. С любым буквенным индексом

КТ817

Транзистор. С любым буквенным индексом

Паять все это можно как на плате, так и навесным монтажем — благо элементов в схеме совсем немного. Транзистор VT2 необходимо обязательно установить на радиатор. Оптимальную площадь радиатора можно выбрать экспериментально, но она должна быть не меньше 50 кв. см. При правильном монтаже схема совершенно не нуждается в настройке и начинает работать сразу. Подключаем тестер или вольтметр к выходу блока питания и устанавливаем резистором R2 необходимое нам напряжение.

Вот в общем то и все. Вопросы есть? Ну например — «А почему резистор R1 — 100 Ом?» или, «почему два транзистора — неужели нельзя обойтись одним?». Нет? Ну ладно, как хотите, но если все таки появятся, прочтите следующую часть этой статьи, где рассказывается о том, как рассчитывался этот блок питания и как рассчитать свой собственный.

—Часть 2—>>

Как вам эта статья?

Заработало ли это устройство у вас?

97 7 5
47 4 7

Блок питания для радиолюбителя

Вниманию радиолюбителей представляется разработка блока питания для домашней лаборатории. Достоинство данного БП в том, что не нужны дополнительные обмотки на силовом трансформаторе. Микросхема DA1 работает с однополярным питанием. Выходное напряжение плавно регулируется от 0 до 30в. Блок питания имеет плавную регулировку ограничения по току.

Схемотехническое решение несложно и данный блок питания может изготовить начинающий радиолюбитель.

Выпрямленное напряжение +38В, после конденсатора С1, подается на регулирующий транзистор VT2 и транзистор VT1. На транзисторе VT1, диоде VD2, конденсаторе С2 и резисторах R1, R2, R3 собран стабилизатор, который используется для питания микросхемы DA1. Диод VD2 представляет собой трехвыводной, регулируемый, параллельный стабилизатор напряжения. На выходе стабилизатора, резистором R2 устанавливается напряжение +6,5 вольт, т. к. предельное питающее напряжение микросхемы DA1 VDD = 8 вольт. На операционном усилителе DA1.1 TLC2272 собрана регулирующая часть напряжения блока питания. Резистором R14 регулируется выходное напряжение блока питания. На один из контактов резистора R14 подается опорное напряжение, равное 2,5 вольта. Точность данного напряжения, в небольших пределах, устанавливается подбором резистора R9.

Через резистор R15, регулируемое резистором R14, напряжение подается на вход 3 операционного усилителя DA1.1. Через данный операционный усилитель производится обработка выходного напряжения блока питания. Резистором R11 регулируется верхний предел выходного напряжения. Как уже говорилось, микросхема DA1 питается однополярным напряжением 6,5В. И, тем не менее, на выходе блока питания удалось получить выходное напряжение равное 0 в.

На микросхеме DA1.2 построен узел защиты блока питания по току и от КЗ. Таких схемотехнических решений узлов защиты было описано множество в различной РЛ литературе и поэтому подробно не рассматривается.

В авторском варианте ток можно регулировать от 0 до 3А. Цепочка R10 и VD4 используется как индикатор перегрузки по току и КЗ.

Принципиальная схема блока питания показана на рис.1.

Налаживание блока питания начинают с подачи напряжения +37…38 В. На конденсатор С1. С помощью резистора R2 выставляют на коллекторе VT1 напряжение +6,5В. Микросхему DA1 в панельку не вставляют. После того, как выходное напряжение на ножке 8 панельки DA1 установлено +6,5В, выключают питание и вставляют в панельку микросхему. После включают питание и, если напряжение на ножке 8 DA1 отличается от +6,5В, производят его подстройку. Резистор R14 должен быть выведен на 0, т.е. в нижнее по схеме положение. После того, как напряжение питания микросхемы установлено, устанавливают опорное напряжение +2,5В на верхнем выводе переменного резистора R14. Если оно отличается от указанного в схеме, подбирают резистор R9. После этого резистор R14 переводят в верхнее положение и подстроечным резистором R11 устанавливают верхний предел выходного напряжения +30В. Выходное нижнее напряжение без резистора R16 равно 3,3 мВ, что не сказывается на показании цифрового индикатора и показания равны 0в. Если между ножками 1 и 2 микросхемы DA1.1 включить резистор 1,3МОм., то нижний предел выходного напряжения уменьшится до 0,3 мВ. Контактные площадки для резистора R16 в печатной плате предусмотрены. Затем подключают реостатное сопротивление в нагрузку и проверяют параметры узла защиты. При необходимости подбирают резисторы R6 и R8.
В данной конструкции можно использовать следующие компоненты.

VD2, VD3 — KPU2EH19, вместо транзистора VT2 TIP147 можно использовать отечественный транзистор КТ825, VT3 – BD139, BD140, VT1 – любой кремневый малой или средней мощности транзистор с напряжением Uк не менее 50в. Подстроечные резисторы R2 и R11 из серии СП5. Силовой трансформатор можно применить на мощность 100 … 160Вт. Резистор R16 с характеристикой ТК не хуже 30 ppm/ Со и должен быть, либо проволочного, либо металло-фольгированного типа. Блок питания собран на печатной плате размером 85 x 65 мм.

Узел опорного напряжения на VD3 можно заменить узлом на микросхеме TLE2425 – 2,5v. Входное напряжение данной микросхемы может варьироваться от 4 до 40в. Выходное напряжение стабильно – 2.5в.

Во время настройки вместо микросхемы TLC2272 экспериментально была применена микросхема TLC2262. Все параметры остались равными заданным, отклонений режимов не наблюдалось.
При испытаниях данной конструкции на питание микросхемы подавалось не 6,5 В, а 5 В. При этом резистор R9 = 1,6к. Узел питания микросхемы был заменен узлом, показанным на рис.5.

Если микросхема TLC2272 не в корпусе DIP-8, а SOIC-8, то можно поступить следующим образом, не переделывая печатной платы. Из изолированного материала готовится подложка — прямоугольник, размером 20 х 5 мм. На данный прямоугольник, клеем «МОМЕНТ», приклеивается «лапками к верху», т.е. вверх ногами, микросхема. Расположение микросхемы на подложке показано на рис.6.

После чего, получившийся «бутерброд» приклеивают, все тем же клеем, на обратной стороне печатной платы, предварительно удалив панельку DIP-8 (если она впаивалась). Подложку с микросхемой приклеивают, располагая равномерно между контактными площадками микросхемы на печатной плате. Ножка 1 микросхемы должна быть напротив контактной площадки, принадлежащей ножке 1 микросхемы DA1, или сдвинута чуть ниже. После этой операции, с помощью гибких проводников и паяльника соединяем ножки микросхемы и контактные площадки на печатной плате.

Радиолюбителями было собрано несколько экземпляров данных блоков питания. Все они начинали работать сразу и показали заданные результаты.

При разработке конструкции учитывалась не дорогая база деталей, минимум деталей, простота в налаживании и обращении, а так же выходные параметры, наиболее приемлемые среди радиолюбителей.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Принципиальная схема блока питания
DA1 Операционный усилитель TLC2272 1 Поиск в Utsource В блокнот
VT1 Биполярный транзистор 2N2222A 1 Поиск в Utsource В блокнот
VT2 Биполярный транзистор TIP147 1 Поиск в Utsource В блокнот
VT3 Биполярный транзистор КТ815Г 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD1 Диодный мост RS602 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD2, VD3 ИС источника опорного напряжения TL431 2 Поиск в Utsource В блокнот
VD4 Светодиод АЛ307Б 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD5 Выпрямительный диод 1N4148 1 Поиск в Utsource В блокнот
С1 Электролитический конденсатор 10000 мкФ 50 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
С2 Конденсатор 510 пФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
С3 Конденсатор 3.3 нФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
С4 Конденсатор 100 нФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
С5 Конденсатор 150 нФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
С6 Конденсатор 470 нФ 1 Поиск в Utsource В блокнот
R1, R8 Резистор 3 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
R2 Подстроечный резистор 10 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R3 Резистор 4.53 кОм 1 1% Поиск в Utsource В блокнот
R4, R6 Резистор 4.7 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
R5, R17 Резистор 2 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
R7 Переменный резистор 4.7 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R9 Резистор 2 кОм 1 подбор Поиск в Utsource В блокнот
R10 Резистор 510 Ом 1 Поиск в Utsource В блокнот
R11 Подстроечный резистор 1.5 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R12 Резистор 1 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R13, R15 Резистор 10 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
R14 Переменный резистор 2.2 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R16 Резистор 1.3 МОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R18 Резистор 68 Ом 1 0.5 Вт Поиск в Utsource В блокнот
R19 Резистор 300 Ом 1 0.5 Вт Поиск в Utsource В блокнот
R20 Резистор 47 Ом 1 0.5 Вт Поиск в Utsource В блокнот
Rn Резистор 0.2 Ом 1 проволочный Поиск в Utsource В блокнот
TP1 Трансформатор 100 — 160Вт 1 Поиск в Utsource В блокнот
FU1 Предохранитель 2 А 1 Поиск в Utsource В блокнот
SA1 Выключатель 1 Поиск в Utsource В блокнот
Схема рис. 4
DA2 Стабилизатор TLE2425 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD5 Выпрямительный диод 1N4148 1 Поиск в Utsource В блокнот
R2 Подстроечный резистор 10 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R3 Резистор 4.53 кОм 1 1% Поиск в Utsource В блокнот
R4, R6 Резистор 4.7 кОм 2 Поиск в Utsource В блокнот
R11 Подстроечный резистор 1.5 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R12 Резистор 1 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R14 Переменный резистор 2.2 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
R15 Резистор 10 кОм 1 Поиск в Utsource В блокнот
Rn Резистор 0.2 Ом 1 проволочный Поиск в Utsource В блокнот
Схема рис. 5
RS Линейный регулятор LM7805 1 Поиск в Utsource В блокнот
VD2 Стабилитрон 27 В 1 1 Вт Поиск в Utsource В блокнот
С2 Электролитический конденсатор 10 мкФ 50 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
С3 Электролитический конденсатор 10 мкФ 16 В 1 Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Теги:

  • Блок питания

Блок питания своими руками

Собираем регулируемый блок питания

Блок питания

Те новички, которые только начинают изучение электроники спешат соорудить нечто сверхъестественное, вроде микрожучков для прослушки, лазерный резак из DVD-привода и так далее… и тому подобное… А что насчёт того, чтобы собрать блок питания с регулируемым выходным напряжением? Такой блок питания – это крайне необходимая вещь в мастерской каждого любителя электроники.

С чего же начать сборку блока питания?

Во-первых, необходимо определиться с требуемыми характеристиками, которым будет удовлетворять будущий блок питания. Основные параметры блока питания – это максимальный ток (Imax), который он может отдать нагрузке (питаемому устройству) и выходное напряжение (Uout), которое будет на выходе блока питания. Также стоит определиться с тем, какой блок питания нам нужен: регулируемый или нерегулируемый.

Регулируемый блок питания – это блок питания, выходное напряжение которого можно менять, например, в пределах от 3 до 12 вольт. Если нам надо 5 вольт — повернули ручку регулятора – получили 5 вольт на выходе, надо 3 вольта – опять повернул – получил на выходе 3 вольта.

Нерегулируемый блок питания – это блок питания с фиксированным выходным напряжением – его менять нельзя. Так, например, многим известный и широко распространённый блок питания «Электроника» Д2-27 является нерегулируемым и имеет на выходе 12 вольт напряжения. Также нерегулируемыми блоками питания являются всевозможные зарядники для сотовых телефонов, адаптеры модемов и роутеров. Все они, как правило, рассчитаны на какое-то одно выходное напряжение: 5, 9, 10 или 12 вольт.

Понятно, что для начинающего радиолюбителя наибольший интерес представляет именно регулируемый блок питания. Им можно запитать огромное количество как самодельных, так и промышленных устройств, рассчитанных на разное напряжение питания.

Далее нужно определиться со схемой блока питания. Схема должна быть простая, легка для повторения начинающими радиолюбителями. Тут лучше остановиться на схеме с обычным силовым трансформатором. Почему? Потому что найти подходящий трансформатор достаточно легко как на радиорынках, так и в старой бытовой электронике. Делать импульсный блок питания сложнее. Для импульсного блока питания необходимо изготавливать достаточно много моточных деталей, таких как высокочастотный трансформатор, дроссели фильтров и пр. Также импульсные блоки питания содержат больше радиоэлектронных компонентов, чем обычные блоки питания с силовым трансформатором.

Итак, предлагаемая к повторению схема регулируемого блока питания приведена на картинке (нажмите для увеличения).

Параметры блока питания:

  • Выходное напряжение (Uout) – от 3,3…9 В;

  • Максимальный ток нагрузки (Imax) – 0,5 A;

  • Максимальная амплитуда пульсаций выходного напряжения – 30 мВ.;

  • Защита от перегрузки по току;

  • Защита от появления на выходе повышенного напряжения;

  • Высокий КПД.

Возможна доработка блока питания с целью увеличения выходного напряжения.

Принципиальная схема блока питания состоит из трёх частей: трансформатора, выпрямителя и стабилизатора.

Трансформатор. Трансформатор Т1 понижает переменное сетевое напряжение (220-250 вольт), которое поступает на первичную обмотку трансформатора (I), до напряжения 12-20 вольт, которое снимается со вторичной обмотки трансформатора (II). Также, по «совместительству», трансформатор служит гальванической развязкой между электросетью и питаемым устройством. Это очень важная функция. Если вдруг трансформатор выйдет из строя по какой-либо причине (скачок напряжения и пр.), то напряжение сети не сможет попасть на вторичную обмотку и, следовательно, на питаемое устройство. Как известно, первичная и вторичная обмотки трансформатора надёжно изолированы друг от друга. Это обстоятельство снижает риск поражения электрическим током.

Выпрямитель. Со вторичной обмотки силового трансформатора Т1 пониженное переменное напряжение 12-20 вольт поступает на выпрямитель. Это уже классика. Выпрямитель состоит из диодного моста VD1, который выпрямляет переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора (II). Для сглаживания пульсаций напряжения после выпрямительного моста стоит электролитический конденсатор C3 ёмкостью 2200 микрофарад.

Регулируемый импульсный стабилизатор.

Схема импульсного стабилизатора собрана на достаточно известной и доступной микросхеме DC/DC преобразователя – MC34063.

Чтобы было понятно. Микросхема MC34063 является специализированным ШИМ-контроллером, разработанным для импульсных DC/DC преобразователей. Эта микросхема является ядром регулируемого импульсного стабилизатора, который используется в данном блоке питания.

Микросхема MC34063 снабжена узлом защиты от перегрузки и короткого замыкания в цепи нагрузки. Выходной транзистор, встроенный в микросхему, способен отдать в нагрузку до 1,5 ампер тока. На базе специализированной микросхемы MC34063 можно собрать как повышающие (Step-Up), так и понижающие (Step-Down) DC/DC преобразователи. Так же возможно построение регулируемых импульсных стабилизаторов.

Особенности импульсных стабилизаторов.

К слову сказать, импульсные стабилизаторы обладают более высоким КПД по сравнению со стабилизаторами на микросхемах серии КР142ЕН (КРЕНки), LM78xx, LM317 и др. И хотя блоки питания на базе этих микросхем очень просты для сборки, но они менее экономичны и требуют установки охлаждающего радиатора.

Микросхема MC34063 не нуждается в охлаждающем радиаторе. Стоит заметить, что данную микросхему можно довольно часто встретить в устройствах, которые работают автономно или же используют резервное питание. Использование импульсного стабилизатора увеличивает КПД устройства, а, следовательно, уменьшает энергопотребление от аккумулятора или батареи питания. За счёт этого увеличивается автономное время работы устройства от резервного источника питания.

Думаю, теперь понятно, чем хорош импульсный стабилизатор.

Детали и электронные компоненты.

Теперь немного о деталях, которые потребуются для сборки блока питания.

Трансформатор. В качестве трансформатора подойдёт любой сетевой понижающий трансформатор мощностью 8-10 ватт. Его первичная обмотка (I) должна быть рассчитана на переменное напряжение 220-250 вольт, а вторичная (II) на 12-20 вольт.

Где найти такой трансформатор?

Найти подходящий трансформатор можно в старой, неисправной и морально устаревшей аппаратуре: кассетных магнитофонах, стационарных CD-проигрывателях, игровых приставках и пр. Например, подойдут трансформаторы от старых лампово-полупроводниковых телевизоров советского производства ТВК-110ЛМ, ТВК-110Л2 и ТВК-70. Можно приобрести трансформатор серии ТП114, например ТП114-163М. При подборе силового трансформатора не лишним будет иметь представление о том, как узнать мощность трансформатора.

Силовые трансформаторы ТС-10-3М1 и ТП114-163М

Также подойдёт трансформатор ТС-10-3М1 с выходным напряжением около 15 вольт. В магазинах радиодеталей и на радиорынках можно найти подходящий трансформатор, главное, чтобы он соответствовал указанным параметрам.

Микросхема MC34063. Микросхема MC34063 выпускается в корпусах DIP-8 (PDIP-8) для обычного монтажа в отверстия и в корпусе SO-8 (SOIC-8) для поверхностного монтажа. Естественно, в корпусе SOIC-8 микросхема обладает меньшими размерами, а расстояние между выводами составляет около 1,27 мм. Поэтому изготовить печатную плату для микросхемы в корпусе SOIC-8 сложнее, особенно тем, кто только недавно начал осваивать технологию изготовления печатных плат. Следовательно, лучше взять микросхему MC34063 в DIP-корпусе, которая больше по размерам, а расстояние между выводами у такого корпуса – 2,5 мм. Сделать печатную плату под корпус DIP-8 будет легче.

Диодный мост. Диодный мост для блока питания можно изготовить из 4 отдельных диодов 1N4001-1N4007. Также вместо диодов 1N4001-1N4007 можно применить диоды 1N5819. При этом экономичность блока питания повыситься, поскольку диоды серии 1N58xx – это диоды Шоттки и у них меньшее падение напряжения на p-n переходе, чем у обычных диодов серии 1N400x.

Также в блок питания можно установить диодную сборку выпрямительного моста. Сборка занимает на печатной плате меньше места. Для установки в схему подойдут сборки на ток 1 ампер и выше. Для надёжности можно воткнуть в плату сборку и на 2 ампера – хуже не будет.

Где найти сборку диодного моста? В бэушных платах от любой электроники, которая питается от сети 220 вольт. Даже в компактных люминесцентных лампах – КЛЛ – есть диодный мост. Можно выковырять оттуда. Правда что попадётся, 4 отдельных диода или сборка диодного моста можно только гадать – тут как повезёт.

Если быть более конкретным, то подойдут диодные мосты (сборки): DB101-107, RB151-157, D3SBA10, 2W10M, DB207, RS207 и другие аналогичные и более мощные. Можно с лёгкостью применить диодный мост из неисправного компьютерного блока питания. Они мощные и здоровые, рассчитаны на довольно большой ток – хватить за глаза. Не забудьте проверить его на исправность!

Конденсаторы C1, C2, C4, C5 служат для подавления импульсных помех, которые поступают из электросети. Кроме этого они блокируют импульсные помехи, которые могут поступить в электросеть от самого импульсного стабилизатора.

Элементы защиты. В схеме применено два предохранителя. Предохранитель FU2 представляет собой обычный плавкий предохранитель на ток срабатывания 0,16 А (160 мА). Он включен последовательно с первичной обмоткой (I) трансформатора T1. FU1 – самовосстанавливающийся предохранитель. Когда ток через него становиться больше 0,5 ампер, то его сопротивление резко увеличивается, а ток в цепи выпрямителя и стабилизатора резко падает.

Самовосстанавливающийся предохранитель FRX050-90F

Так реализована защита в случае неисправности преобразователя. Стабилитрон VD3 также служит защитным и работает в паре с самовосстанавливающимся предохранителем FU1. Основная его цель – защитить нагрузку (питаемое устройство) от повреждения высоким напряжением. Напряжение стабилизации стабилитрона составляет 11 вольт. В случае неисправности преобразователя и появления на выходе напряжения более 11 вольт, ток через стабилитрон резко возрастает. Возросший ток в цепи приводит к срабатыванию предохранителя FU1, который ограничивает ток. Поэтому защитный стабилитрон VD3 необходимо установить в схему обязательно. В случае если не удастся найти подходящий самовосстанавливающийся предохранитель, то его можно заменить обычным плавким на ток срабатывания 0,5 ампер.

Список деталей, которые потребуются для сборки блока питания.

Название Обозначение Номинал/Параметры Марка или тип элемента
Микросхема DA1 MC34063
Диодный мост VDS1 (VD1-VD4) 1-2 ампер, 600 вольт D3SBA10, RS207, DB107 и аналоги

Электролитические конденсаторы

C8, C9, C12 330 мкФ * 16 вольт К50-35 или аналоги
C3 2200 мкФ * 35 вольт
Конденсаторы C1, C2, C4, C5, C10, C11, C13 0,22 мкФ КМ-5, К10-17 и аналогичные
C6 0,1 мкФ
C7 470 пФ
Резисторы R1 0,2 Ом (1 Вт) МЛТ, МОН, С1-4, С2-23, С1-14 и аналогичные
R3 560 Ом (0,125 Вт)
R4 3,6 кОм (0,125 Вт)
R5 8,2 кОм (0,125 Вт)
Резистор переменный R2 1,5 кОм СП3-9, СП4-1, ППБ-1А и аналогичные
Диод Шоттки VD2 1N5819
Стабилитрон VD3 11 вольт 1N5348
Дроссель L1, L2 300 мкГн
Дроссель L3 самодельный
Предохранитель плавкий FU2 0,16 ампер
Самовосстанавливающийся предохранитель FU1 0,5 ампер (на напряжение >30-40 вольт) MF-R050; LP60-050; FRX050-60F; FRX050-90F
Светодиод индикаторный HL1 любой 3 вольтовый

Дроссели. Дроссели L1 и L2 можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется два кольцевых магнитопровода из феррита 2000HM типоразмера К17,5 х 8,2 х 5 мм. Типоразмер расшифровывается так: 17,5 мм. – внешний диаметр кольца; 8,2 мм. — внутренний диаметр; а 5 мм. – высота кольцевого магнитопровода. Для намотки дросселя понадобиться провод ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. На каждое кольцо необходимо намотать 40 витков такого провода. Витки провода следует распределять по ферритовому кольцу равномерно. Перед намоткой, ферритовые кольца нужно обмотать лакотканью. Если лакоткани нет под рукой, то обмотать кольцо можно скотчем в три слоя. Стоит помнить, что ферритовые кольца могут быть уже покрашены – покрыты слоем краски. В таком случае обматывать кольца лакотканью не надо.

Кроме самодельных дросселей можно применить и готовые. В этом случае процесс сборки блока питания ускориться. Например, в качестве дросселей L1, L2 можно применить вот такие индуктивности для поверхностного монтажа (SMD — дроссель).

SMD-дроссель

Как видим, на верхней части их корпуса указано значение индуктивности – 331, что расшифровывается как 330 микрогенри (330 мкГн). Также в качестве L1, L2 подойдут готовые дроссели с радиальными выводами для обычного монтажа в отверстия. Выглядят они вот так.

Дроссель с радиальными выводами

Величина индуктивности на них маркируется либо цветовым кодом, либо числовым. Для блока питания подойдут индуктивности с маркировкой 331 (т.е. 330 мкГн). С учётом допуска ±20%, который разрешён для элементов бытовой электроаппаратуры, также подойдут дроссели с индуктивностью 264 — 396 мкГн. Любой дроссель или катушка индуктивности рассчитана на определённый постоянный ток. Как правило, его максимальное значение (IDC max) указывается в даташите на сам дроссель. Но на самом корпусе это значение не указывается. В таком случае можно ориентировочно определить значение максимально допустимого тока через дроссель по сечению провода, которым он намотан. Как уже говорилось, для самостоятельного изготовления дросселей L1, L2 необходим провод сечением 0,56 мм.

Дроссель L3 самодельный. Для его изготовления необходим магнитопровод из феррита 400HH или 600HH диаметром 10 мм. Найти такой можно в старинных радиоприёмниках. Там он используется в качестве магнитной антенны. От магнитопровода нужно отломать кусок длиной 11 мм. Сделать это достаточно легко, феррит легко ломается. Можно просто плотно зажать необходимый отрезок пассатижами и отломить излишки магнитопровода. Также можно зажать магнитопровод в тисках, а потом резко ударить по магнитопроводу. Если с первого раза аккуратно разломить магнитопровод не получиться, то можно повторить операцию.

Затем получившийся кусок магнитопровода нужно обмотать слоем бумажного скотча или лакоткани. Далее наматываем на магнитопровод 6 витков сложенного вдвое провода ПЭВ-2 сечением 0,56 мм. Для того чтобы провод не размотался, обматываем его сверху скотчем. Те выводы проводов, с которых начиналась намотка дросселя, в последующем впаиваем в схему в том месте, где показаны точки на изображении L3. Эти точки указывают на начало намотки катушек проводом.

Дополнения.

В зависимости от нужд можно внести в конструкцию те или иные изменения.

Например, вместо стабилитрона VD3 типа 1N5348 (напряжение стабилизации – 11 вольт) в схему можно установить защитный диод – супрессор 1,5KE10CA.

Супрессор – это мощный защитный диод, по своим функциям схож со стабилитроном, однако, основная его роль в электронных схемах – защитная. Назначение супрессора – это подавление высоковольтных импульсных помех. Супрессор обладает высоким быстродействием и способен гасить мощные импульсы.

В отличие от стабилитрона 1N5348, супрессор 1.5KE10CA обладает высокой скоростью срабатывания, что, несомненно, скажется на быстродействии защиты.

В технической литературе и в среде общения радиолюбителей супрессор могут называть по-разному: защитный диод, ограничительный стабилитрон, TVS-диод, ограничитель напряжения, ограничительный диод. Супрессоры можно частенько встретить в импульсных блоках питания – там они служат защитой от перенапряжения питаемой схемы при неисправностях импульсного блока питания.

О назначении и параметрах защитных диодов можно узнать из статьи про супрессор.

Супрессор 1,5KE10CA имеет букву С в названии и является двунаправленным – полярность установки его в схему не имеет значения.

Если есть необходимость в блоке питания с фиксированным выходным напряжением, то переменный резистор R2 не устанавливают, а заменяют его проволочной перемычкой. Нужное выходное напряжение подбирают с помощью постоянного резистора R3. Его сопротивление рассчитывают по формуле:

Uвых = 1,25 * (1+R4/R3)

После преобразований получается формула, более удобная для расчётов:

R3 = (1,25 * R4)/(Uвых – 1,25)

Если использовать данную формулу, то для Uвых = 12 вольт потребуется резистор R3 с сопротивлением около 0,42 кОм (420 Ом). При расчётах, значение R4 берётся в килоомах (3,6 кОм). Результат для резистора R3 также получаем в килоомах.

Для более точной установки выходного напряжения Uвых вместо R2 можно установить подстроечный резистор и выставить по вольтметру требуемое напряжение более точно.

При этом следует учесть, что стабилитрон или супрессор стоит устанавливать с напряжением стабилизации на 1…2 вольта больше, чем расчётное напряжение на выходе (Uвых) блока питания. Так, для блока питания с максимальным выходным напряжением равным, например, 5 вольт следует установить супрессор 1,5KE6V8CA или аналогичный ему.

Изготовление печатной платы.

Печатную плату для блока питания можно сделать разными способами. О двух методах изготовления печатных плат в домашних условиях уже рассказывалось на страницах сайта.

  • Наиболее быстрый и комфортный способ – это изготовление печатной платы с помощью маркера для печатных плат. Применялся маркер Edding 792. Показал он себя с лучшей стороны. Кстати, печатка для данного блока питания сделана как раз этим маркером.

  • Второй метод подходит для тех, у кого в запасе есть много терпения и твёрдая рука. Это технология изготовления печатной платы корректирующим карандашом. Это, довольно простая и доступная технология пригодиться тем, кто не смог найти маркер для печатных плат, а делать платы ЛУТом не умеет или не имеет подходящего принтера.

  • Третий метод похож на второй, только в нём используется цапонлак — Как сделать печатную плату с помощью цапонлака?

В общем, выбрать есть из чего.

Налаживание и проверка блока питания.

Чтобы проверить работоспособность блока питания его для начала нужно, конечно же, включить. Если искр, дыма и хлопков нет (такое вполне реально), то скорее БП работает. Первое время держитесь от него на некотором расстоянии. Если ошиблись при монтаже электролитических конденсаторов или поставили их на меньшее рабочее напряжение, то они могут «хлопнуть» — взорваться. Это сопровождается разбрызгиванием электролита во все стороны через защитный клапан на корпусе. Поэтому не торопитесь. Подробнее об электролитических конденсаторах можно почитать . Не ленитесь это прочитать – пригодиться не раз.

Внимание! Во время работы силовой трансформатор находиться под высоким напряжением! Пальцы к нему не совать! Не забывайте о правилах техники безопасности. Если надо что-то изменить в схеме, то сначала полностью отключаем блок питания от электросети, а потом делаем. По-другому никак – будьте внимательны!

Под занавес всего этого повествования хочу показать готовый блок питания, который был сделан своими руками.

Да, у него ещё нет корпуса, вольтметра и прочих «плюшек», которые облегчают работу с таким прибором. Но, несмотря на это, он работает и уже успел спалить офигенный трёхцветный мигающий светодиод из-за своего бестолкового хозяина, который любит безбашенно крутить регулятор напряжения . Желаю и вам, начинающие радиолюбители, собрать что-нибудь похожее!

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

  • Блок питания для автомагнитолы из компьютерного БП.

  • Как обозначаются полевые транзисторы на схеме?

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх