|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Три блоки живлення із імпульсними стабілізаторами. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення Саморобні блоки живлення з імпульсними стабілізаторами напруги в минулі часи були дуже складні у виготовленні та налаштуванні, оскільки їх доводилося виготовляти повністю на дискретних елементах. Тому в радіоаматорському середовищі значно більшою популярністю користувалися блоки живлення з лінійними стабілізаторами. Головні недоліки лінійних стабілізаторів полягають у низькому ККД при великій різниці між вхідною та вихідною напругою, необхідністю застосування тепловідведення значних розмірів, що тягне за собою збільшення маси та габаритів конструкції. Пристрої з імпульсним стабілізатором забезпечують вищий ККД, менше важать і зазвичай мають менші габарити, порівняно з конструкціями, в яких використовуються лінійні стабілізатори напруги. Застосовуючи спеціалізовані інтегральні мікросхеми імпульсних стабілізаторів, можна значно спростити схемотехніку імпульсних стабілізаторів, одночасно підвищивши їхню надійність та експлуатаційні характеристики. Принципова схема малопотужного блоку живлення з стабілізатором імпульсного напруги наведена на рис. 1. Цей блок живлення забезпечує вихідну напругу від 3,3 до 9 В при струмі навантаження до 0,5 А. імпульсний стабілізатор в цій конструкції реалізований на популярній недорогій інтегральній мікросхемі типу МС34063АР фірми Motorola. Ця мікросхема зберігає працездатність при вхідній напрузі 3...40 В, дозволяє створювати підвищувальні, знижувальні та інвертуючі перетворювачі напруги. Мікросхема включена як імпульсний понижувальний перетворювач. використання її в такому режимі буде найбільш раціональним у разі, якщо вхідна напруга перевищує стабілізовану не менше ніж у 1,5 рази. При меншій різниці вхідної та вихідної напруги економічність стабілізатора знижується, наближаючись до ККД лінійних стабілізаторів. Мінімальна різниця між вхідною та вихідною напругою, необхідна для нормальної роботи понижуючого перетворювача - 3 В.
Напруга мережі змінного струму 220 через плавкий запобіжник FU1 і незаймистий захисний резистор R1 надходить на первинну обмотку понижуючого трансформатора Т1. Напруга з вторинної обмотки трансформатора через запобіжник FU2, що самовідновлюється, надходить на мостовий випрямляч, виконаний на діодах Шоттки VD1...VD4. Конденсатор С1 згладжує пульсацію випрямленої напруги. Варистор RU1 захищає мережевий трансформатор та діоди мостового випрямляча від пошкодження при сплесках напруги мережі та імпульсних перешкод. Низькоомний резистор R2 необхідний для захисту мікросхеми DA1 від перевантаження, чим більше його опір, тим при меншому струмі спрацьовує вбудований захист мікросхеми. Частота генератора мікросхеми визначається конденсатором С4. Діод Шоттки VD5 і накопичувальний дросель L1 беруть участь у перетворенні високої вхідної напруги в низьку вихідну стабілізовану величина якого залежить від опорів резистора R5 і сумарного опору послідовно включених постійного резистора R3 і змінного R4. Оскільки компаратор мікросхеми прагне підтримувати на виведенні напруга 5 близько 1,25 В, то, чим більше сумарний опір резисторів R3 і R4, тим менше буде вихідна напруга стабілізатора. Дроселі L2 та L3 входять до складу LC фільтрів, що згладжують пульсації вихідної стабілізованої напруги. Потужний стабілітрон VD7 захищає навантаження від пошкодження при несправності стабілізатора, при цьому спрацює запобіжник FU2, що самовідновлюється. Діод VD6 зменшує ймовірність пошкодження мікросхеми. Світлодіод HL1 світить за наявності на виході стабілізатора напруги. Безпомилково виготовлений за схемою рис. 1 з справних деталей блок живлення, не вимагає налаштування блоку живлення з імпульсним стабілізатором напруги постійного струму, виконаного на популярній інтегральній мікросхемі серії LM2575, імпульсні стабілізатори напруги, виконані на мікросхемах цієї серії здатні віддавати в навантаження струм до 1 А. LM2575T може бути до 40 В. У цій конструкції застосована мікросхема типу LM2575T-5.0, розрахована на фіксовану вихідну стабілізовану напругу +5 В. Щоб розширити сферу застосування пристрою з таким стабілізатором, використано схемне рішення, що дозволяє отримати й інші напруги на виході БП. Вузол на понижувальному трансформаторі Т1 працює так само, як і аналогічний вузол у першому пристрої. Конденсатори C1, C2, C3 – фільтр живлення мікросхеми DA1. Дросель L1 – накопичувальний. Пульсації вихідної напруги стабілізатора згладжує дволанковий фільтр нижніх частот C4C9L2C10C11L3 С12С13. Перемикачем SB1 можна вибрати вихідну напругу 5 або 9 В. При розімкнених контактах цього перемикача напруга виведення 4 DA1 надходить через резистор R2 від опору якого залежить вихідна напруга стабілізатора. Чим більший опір цього резистора, тим вищою буде вихідна напруга. При замкнутих контактах SB1 напруга на виході стабілізатора дорівнюватиме робочому вихідному напрузі застосованої. Слід зауважити, що понижуючі імпульсні стабілізатори напруги споживають від випрямляча менший струм, ніж струм, що віддається ними в навантаження. Причому, чим більша різниця між вхідною та вихідною напругою стабілізатора, тим менше цей струм буде при постійному струмі навантаження. Для стабільної роботи пристрою конденсатори С2, С3 повинні бути встановлені якомога ближче до живлення мікросхеми DA1. Цю умову бажано виконати і для конденсатора С1. На рис. 2. представлена схема потужнішого мікросхеми, у разі, 5,0...5,2 У.
Резистор R3 та діод VD6 зменшують ймовірність пошкодження мікросхеми. При вихідній напрузі 5 світиться "зелений" світлодіод HL1. При вихідній напрузі 9 буде світити і "червоний" світлодіод HL2, оскільки напруга на виході стабілізатора буде більше сумарної робочої напруги світлодіода HL2 і стабілітрона VD8. Потужний стабілітрон VD7, встановлений на виході стабілізатора напруги, зменшує ймовірність пошкодження навантаження при несправності стабілізатора. Безпомилково виготовлений із справних деталей за схемою рис. 2 блок живлення починає працювати відразу після включення до мережі. При необхідності підбором опору резистора R2 можна точніше встановити вихідну напругу 9 В або іншу близьку до неї, яка вам знадобиться. На місце R2 може бути встановлений і змінний резистор, тоді з'явиться можливість плавного регулювання вихідної напруги, наприклад, від 5 до 12 В. Металевий корпус-екран змінного резистора повинен бути з'єднаний із загальним проводом. При вихідній напрузі стабілізатора 9, струмі навантаження 1 А, вхідній напрузі 16 В споживаний стабілізатором струм складе близько 0,6 А, що відповідає його ККД близько 93% без урахування втрат в понижувальному трансформаторі і мостовому випрямлячі. Для порівняння, ККД лінійного стабілізатора за таких самих умов становило б не більше 56%. При вхідній напрузі 19, вихідному 5, струмі навантаження 1 А споживаний стабілізатором від мостового випрямляча струм буде близько 0,31 А, що відповідає ККД близько 84%, амплітуда напруги пульсацій на виході стабілізатора при максимальному струмі навантаження не перевищує 20 мВ на частоті роботи імпульсного перетворювача DA1 На рис. 3 представлена принципова схема ще потужнішого джерела живлення, що представляє собою зарядно-живильне пристрій з імпульсним стабілізатором напруги. Цей пристрій дозволяє підключати до себе одночасно два апарати, наприклад, кишеньковий Flash плеєр, фотоапарат, мобільний телефон для підзарядки вбудованих акумуляторів через інтерфейсний кабель USB або безпосередньо для живлення цих апаратів з метою економії ресурсів акумуляторів. Крім того, цю конструкцію можна використовувати як потужний лабораторний блок живлення із захистом від навантаження. Пристрій зібрано із застосуванням інтегральної мікросхеми фірми SGS-Thomson Microelectronics типу L4960, що представляє собою регульований імпульсний понижувальний стабілізатор напруги. Ця мікросхема здатна забезпечити струм навантаження до 2,5 А, її вихідна напруга +5.40 В, ККД до 90%. Максимальна напруга живлення мікросхеми L4960+46 В. Мікросхема має вбудований захист від перевантаження та перегріву. Вузол на понижувальному трансформаторі Т1 працює так само, як і аналогічний вузол у розглянутих раніше пристроях. Пульсацію випрямленої напруги згладжує оксидний конденсатор великої ємності С4. Напруга постійного струму надходить на інтегральний стабілізатор імпульсний DA1. На рис. 3 представлена принципова схема ще потужнішого джерела живлення.
Частота перетворення DA1 близько 83 кГц при струмі навантаження 1 А. Дросель L1 накопичувальний. Вихідна напруга залежить від співвідношень опорів резисторів R5, R6 та R3. При нульовому сумарному опорі змінного резистора R5 і резистора R6 вихідна напруга стабілізатора імпульсного буде 5,0...5,2 В. Пульсації вихідної напруги згладжує дволанковий LC П-фільтр С12С13 L2C15С16L3C17С18. Пульсації вихідної напруги не перевищують 20 мВ частоті роботи перетворювача при струмі навантаження 1 А. Резистор R7 і діод VD1 захищають DA1 від можливих пошкоджень. Цей блок живлення може працювати в двох режимах, що вибираються кнопкою SB1 У положенні, показаному на принциповій схемі, пристрій працює як USB зарядний пристрій з вихідною напругою +5, яке не залежить від положення двигуна змінного резистора R5. Якщо SB1 перевести у друге положення, пристрій буде працювати як блок живлення з регульованою вихідною напругою. Режим роботи відображається світлодіодом HL3. При роботі конструкції в режимі "Зарядний пристрій" цей світлодіод світить зеленим або жовтим, коли пристрій працює як лабораторний блок живлення. Вузли на транзисторах VT1, VT2 призначені для індикації струму зарядки. При зазначених на принциповій схемі опорі резисторів R9, R12 світлодіоди HL1, HL2 світять при протіканні струму через навантаження більше 150 мА. Якщо потрібно, щоб світлодіоди світили при меншому струмі зарядки, кремнієві транзистори 2SA105 можна замінити на германієві, наприклад, МП39Б. МП25А, МП26, що краще, або встановити резистори R9, R12 більш високий опір. Запобіжники FU3, FU4, що самовідновлюються, спрацьовують при короткому замиканні або перевантаженні. Потужний стабілітрон VD7 та конденсатор С14 захищають підключені до USB розеток пристрої від сплеску вихідної напруги, який може мати місце при перемиканні SB1. Слід звернути увагу, що живлення на гніздо XS1 подається через сильноточний запобіжник FU3, що самовідновлюється. Крім того, наявність кнопки SB2 дозволяє підключати до цього гнізда пристрою із відносно великим струмом споживання. Для цього контакти SB2 повинні бути замкнуті, що унеможливить падіння вихідної напруги на резисторі R9. Потужний стабілітрон VD8 зменшує ймовірність пошкодження навантаження при несправності стабілізатора напруги. Якщо з якихось причин напруга на виході стабілізатора стане більше 15 В, то, або спрацює вбудований захист мікросхеми, або запобіжник FU2, що самовідновлюється. Якщо блок живлення не буде вимкнений в найкоротший термін, то стабілітрон VD8 буде пробитий. Щоб виключити пробій захисного стабілітрона в цій та попередніх конструкціях, захист від перенапруги можна доповнити стандартним триністорним вузлом, що складається з одного триністора середньої потужності, одного стабілітрона та одного резистора. Замість понижуючого трансформатора. ТП112-8 підійде будь-який з габаритною потужністю від 7 Вт та напругою на вторинній обмотці 14...18 В. Замість трансформатора типу. ТП114-7 підійде будь-який з габаритною потужністю не менше 13 Вт і напругою на вторинній обмотці 15.20В. Трансформатор типу. ТП-30-2 можна замінити. ТТП40 або іншим аналогічним з габаритною потужністю не менше ніж 30 Вт. Чим вище напруга на виході мостового випрямляча, тим менший струм споживає стабілізатор при постійному струмі навантаження. Варистор TNR10G471K можна замінити будь-яким на 430, 470, наприклад, FNR-07К471, FNR-14K471 МЛТ, С1-4, С2-23, С1-14. Резистор R1 у всіх схемах бажано використовувати не загоряється, наприклад. Р1-7 або дротяний малогабаритний потужністю 1 або 2 Вт у керамічному корпусі. Змінний резистор – СПЗ-4 або аналогічний з лінійною характеристикою. На вісь змінного резистора необхідно надіти ручку з ізоляційного матеріалу. Оксидні конденсатори – імпортні аналоги К50-35, К50-68, К53-19. Неполярні конденсатори - керамічні, імпортні аналоги К10-17, КМ-5, КМ-6 або невигідні у SMD виконанні. Керамічні конденсатори, що встановлюються паралельно діодам мостового випрямляча і на вході стабілізаторів напруги повинні бути на робочу напругу не менше 30 В. Інші керамічні конденсатори можна встановлювати на робочу напругу 16 Ст. Замість діодів Шоттки SR360 можна застосувати діоди MBR350, 1N5825, MBR360, DQ06, MBRD660CT, MBR1060, 50WR06. Цими ж діодами можна замінити діоди Шоттки 1N5822 і малопотужні діоди Шоттки - 1N5819, За відсутності діодів з бар'єром Шоттки замість них можна застосувати діоди серій КД213, 2Д213 Замість діода 1N4001 1 - UFN4001, КД1, КД4007, КД4001. Стабілітрон КС4007А можна замінити на КС208В. 209N243. Стабілітрон 162N162 можна замінити на 1РМТ5341ВТЗ. 1SMB5339BT1, 5919N1. Стабілітрон BZV5919C-3V1 можна замінити на 5919N55A, TZMC-4V3 Замість стабілітрону. Р1КЕ4731А можна встановити 4N3 чи Д6Д. Замість стабілітрона. Р12КЕ1А підійде 5349 N815, Д6Е. Світлодіоди підійдуть будь-які аналогічні безперервного кольору свічення. Замість pn-р малопотужних транзисторів 15SA1 підійдуть будь-які серії SS5352, 815SA2, КТ105, КТ9015, КТ2 КТ542. Інтегральну мікросхему МС34063АР можна замінити на МС34063АР1 або надійнішою МС33063А, виконаної в корпусі DIP-8. Для підвищення надійності на такі мікросхеми за допомогою теплопровідного клею потрібно приклеїти мідний ребристий тепловідвід з площею поверхні, що охолоджує, 8 см.кв. інтегральна мікросхема LM2575T-5.0 розрахована на вихідну напругу +5, виконана в пятивыводном корпусі ТО-220 Замість неї можна застосувати мікросхеми LM2575TV-5.0. виконані у корпусі. ТО-220 або L.M2575D2T-5.0, або аналогічну мікросхему із серії LM2576. Мікросхеми серії LM2576 допускають струм навантаження до 3 А. Серед мікросхем серій LM2575, LM2576 є також мікросхеми на фіксовані вихідні напруги 3,3 В, 12 В, 15 В і регульовані - Adj на вихідну напругу 1,23...37 В. Мікросхему необхідно встановити на мідний або дюралюмінієвий тепловідведення з площею поверхні, що охолоджує, не менше 60 см.кв. Якщо блок живлення зібраний за схемою рис. 2 буде розрахований на струм навантаження 3 А, то тепловідведення для мікросхеми серії LM2576 повинен бути не менше 200 см.кв. а в тісному корпусі, що погано вентилюється, не менше 300 см.кв. Мікросхему L4960 також необхідно встановити на тепловідведення з площею поверхні, що охолоджує, не менше 200 см.кв. (Одна сторона). Замість полімерних запобіжників серії MF-R, що самовідновлюються, підійдуть аналогічні серії LP60. Перемикачі типу. П2К, ПКН, вільні групи контактів яких з'єднують паралельно. Накопичувальний дросель (L1 на всіх схемах) повинен бути індуктивністю 150.300 мкГн, можна виготовити на кільцевому магнітопроводі К32х20х6 з фериту 2000НН. У кільці алмазною дисковою пилкою або гарною ножівкою по металу робиться наскрізний розріз шириною 1...1.5 мм. У щілину, що утворилася, вклеюють шматок текстоліту без фольги. Після обмотки кільця лакотканню, на нього літцендратом 22x0,18 мм намотують 50...60 витків, це буде близько 2 метрів дроту. Якщо при виготовленні розрізу кільце розколеться на дві половинки, його можна склеїти моментальним суперклеєм. Між шарами обмотки потрібно прокласти один шар лакоткані або. ПВХ ізоляції. Кожен шар обмотки просочують цапонлак. Дроселі L2 і L3 у всіх схемах містять 15 витків такого ж дроту, намотаних на кільці К20х12х6 з фериту М2000НМ. Перед укладанням обмотки кільце трохи надпилюють та розламують на дві половинки. Після чого склеюють моментальним суперклеєм чи клеєм. БФ та просушують не менше доби при кімнатній температурі. Для стабілізатора напруги, виконаного за схемою рис. 1, можна застосувати магнітопроводи меншого розміру. Можна застосувати також відповідні дроселі промислового виготовлення, які мають опір обмоток трохи більше 0,05 Ом. Для стабілізатора, зібраного за схемою рис. 3 бажано, щоб опір обмоток дроселів було не більше 0,02 Ом. Крім того, на місці дроселів L2 і L3 можна застосувати дроселі, виконані на. Н-подібних феритових сердечниках, наприклад, від котушок корекції растру кінескопних телевізорів та моніторів. Автор: Бутов А.Л.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Світло веде до квантового світу та прискорення надструмів. ▪ 24-контактний роз'єм ATX заміниться 10-контактним ▪ Стереофонічна система Koda EX-569T ▪ Перстень-лабораторія для хворих
▪ Розділ сайту Електропостачання. Добірка статей ▪ стаття І вольтер'янці даремно проти цього кажуть. Крилатий вислів ▪ стаття Хто залишився живим завдяки численним укусам вогняних мурах? Детальна відповідь ▪ стаття Строфант щетинистий. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Автомобільний тахометр. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ Антенна GSM своїми руками. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page