Імпульсний блок живлення, 220/5 вольт, 2,5 ампера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Блоки живлення з трансформаторами на частоту 50 Гц сьогодні практично здали свої позиції імпульсним з високою робочою частотою, які за тієї ж вихідної потужності мають, як правило, менші габарити та масу, вищий ККД. Основні стримуючі фактори для самостійного виготовлення імпульсних блоків живлення радіоаматорами - труднощі з розрахунком, виготовленням або придбанням готового імпульсного трансформатора або феритового магнітопроводу для нього. Але якщо для складання малопотужного імпульсного блоку живлення використовувати готовий трансформатор від комп'ютерного блоку живлення форм-фактора ATX, завдання значно спрощується.

У мене виявився несправний комп'ютерний блок живлення IW-ISP300J2-0 (ATX12V300WP4). У ньому був заклинений вентилятор, пробитий малопотужний діод Шоттки, а більше половини всіх встановлених оксидних конденсаторів здуті та втратили ємність. Однак чергова напруга на виході +5VSB була. Тому було прийнято рішення, використовуючи імпульсний трансформатор джерела чергової напруги та деякі інші деталі, виготовити інше імпульсне джерело живлення з вихідною напругою 5 при струмі навантаження до 2,5 А.

У блоці живлення ATX вузли джерела чергової напруги легко відокремити. Він дає напругу 5 і розрахований на максимальний струм навантаження 2 А і більше. Щоправда, у старих блоках живлення цього типу він може бути розрахований на струм всього 0,5 А. За відсутності на етикетці блоку пояснювального напису можна орієнтуватися на те, що трансформатор джерела чергової напруги з максимальним струмом навантаження 0,5 А значно менший від трансформатора джерела на 2 А.

Схема саморобного імпульсного блоку живлення з вихідною напругою 5...5,25 при максимальному струмі навантаження 2,5 А зображена на рис. 1. Його генераторна частина побудована на транзисторах VT1, VT2 та імпульсному трансформаторі T1 за образом і подобою наявної в комп'ютерному блоці, з якого було вилучено трансформатор.

Рис. 1. Схема саморобного імпульсного блоку живлення (натисніть , щоб збільшити)

Вторинні вузли вихідного блоку живлення (після випрямляча напруги +5) було вирішено не повторювати, а зібрати за традиційною схемою з інтегральним паралельним стабілізатором напруги в якості вузла порівняння вихідної напруги зі зразковим. Вхідний мережевий фільтр зібраний з наявних деталей з урахуванням вільного місця їх монтажу.

Змінна напруга мережі 230 В через плавку вставку FU1 і замкнуті контакти вимикача SA1 надходить на RLC фільтр R1C1L1L2C2, який не тільки захищає блок від перешкод з мережі живлення, але і не дає створюваним самим імпульсним блоком перешкод проникнути в мережу. Резистор R1 та дроселі L1, L2, крім того, зменшують кидок споживаного струму при включенні блоку. Після фільтра напруга мережі надходить на бруківку діодний випрямляч VD1-VD4. Конденсатор C9 згладжує пульсацію випрямленої напруги.

На високовольтному польовому транзисторі VT2 зібрано генераторний вузол перетворювача напруги. Резистори R2-R4 призначені для запуску генератора. Сумарну потужність цих резисторів збільшено, оскільки друкована плата блоку живлення, з якого вони вилучені, під ними помітно потемніла внаслідок перегріву. З тієї ж причини демпфуючий резистор R8 встановлений більшої потужності, а як VD6 застосований більш потужний, ніж у прототипі, діод.

Стабілітрон VD5 захищає польовий транзистор VT2 від перевищення допустимої напруги між затвором та витоком. На біполярному транзисторі VT1 зібрано вузол захисту від навантаження та стабілізації вихідної напруги. При збільшенні струму початку транзистора VT2 до 0,6 А падіння напруги на резисторі R5 досягне 0,6 В. Транзистор VT1 відкриється. В результаті напруга між затвором та витоком польового транзистора VT2 зменшиться. Це запобігає подальшому збільшенню струму в каналі сток-витік польового транзистора. Порівняно з прототипом опір резистора R5 зменшено з 1,3 до 1,03 Ом, резистора R6 збільшено з 20 до 68 Ом, ємність конденсатора C13 збільшена з 10 до 22 мкФ.

Напруга з обмотки II трансформатора T1 надходить на випрямний діод Шоттки VD8, розмах напруги на висновках якого близько 26 В. Пульсацію випрямленої напруги згладжує конденсатор C15. Якщо з тих чи інших причин вихідна напруга блоку живлення прагне збільшитися, зростає напруга на вході паралельного паралельного стабілізатора напруги DA1. Струм, що тече через випромінюючий діод оптрона U1, збільшується, його фототранзистор відкривається. Транзистор VT1, що відкрився в результаті, зменшує напругу між затвором і витоком польового транзистора VT2, що повертає вихідну напругу випрямляча до номінального значення. Ланцюг з резистора R16 і конденсатора C16 запобігає самозбудження стабілізатора.

Виготовлене джерело живлення оснащене стрілочним вимірювачем струму навантаження PA1, що значно підвищує зручність користування ним, оскільки дозволяє швидко оцінити струм, споживаний навантаженням. Шунтом для мікроамперметра PA1 служить омічний опір обмотки дроселя L4. Світлодіоди HL1 та HL2 підсвічують шкалу мікроамперметра.

На вихідні роз'єми XP2 та XS1 напруга надходить через фільтр L5C19. Стабілітрон VD9 з діодом VD10 запобігають надмірному підвищенню вихідної напруги при несправності ланцюгів його стабілізації.

Робоча частота перетворювача – близько 60 кГц. При струмі навантаження 2,3 А розмах пульсацій випрямленої напруги на конденсаторі C15 – близько 100 мВ, на конденсаторі C18 – близько 40 мВ та на виході блоку живлення – близько 24 мВ. Це дуже непогані показники.

ККД блоку живлення при струмі навантаження 2,5 А – 71 %, 2 А – 80 %, 1 А – 74 %, 0,2 А – 38 %. Струм короткого замикання виходу – близько 5 А, споживана від мережі потужність при цьому – близько 7 Вт. Без навантаження блок споживає від мережі близько 1 Вт. Вимірювання споживаної потужності та ККД проводилися при живленні блоку постійною напругою, що дорівнює амплітуді мережевого.

При тривалій роботі з максимальним струмом навантаження температура всередині корпусу досягала 40 ^оЗ при температурі навколишнього повітря 24 ^оЦе значно менше, ніж у численних малогабаритних імпульсних джерел живлення, що входять в комплекти різних побутових електронних приладів. При струмі навантаження, що дорівнює половині заявленого максимального значення, вони перегріваються на 35...55 ^оС.

Більшість деталей описуваного блоку живлення встановлені на платі розмірами 75x75 мм. Монтаж – двосторонній навісний. Як корпус застосована пластмасова розподільна коробка розмірами 85x85x42 мм для зовнішньої електропроводки. Блок у відкритому корпусі показано на рис. 2, яке зовнішній вигляд - на рис. 3.

Рис. 2. Блок у відкритому корпусі

Рис. 3. Зовнішній вигляд блоку

При виготовленні блоку слід звернути особливу увагу на фазування обмоток трансформатора T1, початок і кінець жодної з них не повинні бути переплутані. Застосований трансформатор 3PMT10053000 (від згаданого вище комп'ютерного блоку живлення) має також призначену для випрямляча напруги -12 обмотку, яка в даному випадку не використана. Замість нього можна застосувати майже будь-який подібний трансформатор. Для орієнтування при підборі трансформатора наводжу значення індуктивності використаних обмоток: I - 2,4 мГн, II - 17 мкГн, III - 55 мкГн.

Як PA1 застосовано мікроамперметр M68501 (індикатор рівня від вітчизняного магнітофона). Майте на увазі, що мікроамперметри цього типу різних років випуску мають дуже великий розкид опору вимірювального механізму. Якщо встановити потрібну межу вимірювання підбіркою резистора R13 не вдається, потрібно послідовно включити з дроселем L4 дротяний резистор невеликого опору (орієнтовно 0,1 Ом).

При градуюванні мікроамперметра несподівано з'ясувалося, що він дуже чутливий до статичної електрики. Піднесена пластмасова лінійка могла відхилити стрілку приладу до середини шкали, де вона могла залишитися після того, як лінійка була прибрана. Усунути це явище вдалося видаленням наявної плівкової шкали. Замість неї було приклеєно липку алюмінієву фольгу, якою були обклеєні й вільні ділянки корпусу. Екран із фольги слід з'єднати дротом з будь-яким висновком мікроамперметра. Можна спробувати обробити корпус мікроамперметр антистатичним засобом.

Надруковану на принтері паперову шкалу наклеюють на місце віддаленої. Зразок шкали зображено на рис. 4. Як бачите, цей мікроамперметр помітно нелінійний.

Рис. 4. Зразок шкали

Резистор R1 - імпортний не загоряється. Замість такого резистора можна встановити дротяний потужністю 1...2 Вт. Вітчизняні металоплівкові та вуглецеві резистори як R1 не підходять. Інші резистори загального застосування (С1-14, С2-14, С2-33, С1-4, МЛТ, РПМ). Резистор R19 для поверхневого монтажу припаяний безпосередньо до розетки XS1.

Оксидні конденсатори – імпортні аналоги К50-68. Використання конденсаторів C15, C18, C19 з номінальною напругою 10 замість часто застосовуються в імпульсних блоках живлення оксидних конденсаторів на напругу 6,3 В значно підвищує надійність пристрою. Плівковий конденсатор C2 ємністю 0,033...0,1 мкФ призначений для роботи на змінній напрузі 275 В. Інші конденсатори - імпортні керамічні. Конденсатори C14, C17 припаяні між висновками оксидних конденсаторів. Конденсатор C20 встановлений усередині штекера ХР2.

Потужне складання діодів Шоттки S30D40C взято з несправного комп'ютерного блока живлення. У цьому пристрої вона може працювати без тепловідведення. Замінити її можна на MBR3045PT, MBR4045PT, MBR3045WT, MBR4045WT. При максимальному струмі навантаження корпус цієї збирання нагрівається до 60 ^оС - це найгарячіший елемент у пристрої. Замість діодної збірки можна застосувати два звичайні діоди в корпусі DO-201AD, наприклад, MBR350, SR360, 1N5822, з'єднавши їх паралельно. До них з боку висновків катодів потрібно прикріпити додаткове мідне тепловідведення, показане на рис. 5.

Рис. 5. Додаткове мідне тепловідведення

Замість діодів 1N4005 підійдуть 1 N4006, 1 N4007, UF4007, 1N4937, FR107, КД247Г, КД209Б. Діод FR157 можна замінити на FR207, FM207, FR307, PR3007. Один із перерахованих діодів підійде і замість КД226Б. Заміною діода FR103 може бути будь-який з UF4003, UF4004, 1N4935GP RG2D, EGP20C, КД247Б. Замість стабілітрона BZV55C18 підійдуть 1N4746A, TZMC-18.

Світлодіоди HL1, HL2 - білого кольору свічення з вузла підсвічування РКІ мобільного телефону. Їх приклеюють до мікроамперметра ціанакрилатним клеєм. Транзистор KSP2222 можна замінити будь-яким із PN2222, 2N2222, KN2222, SS9013, SS9014, 2SC815, BC547 або серії КТ645 з урахуванням відмінностей у призначенні висновків.

Польовий транзистор SSS2N60B вилучений з несправного блока живлення і встановлений на ребристий алюмінієвий тепловідвід з площею охолоджувальної поверхні 20 см², причому всі висновки транзистора повинні бути електрично ізольовані від тепловідведення, при роботі блоку живлення з максимальним струмом навантаження цей транзистор нагрівається до 40 ^оЗамість транзистора SSS2N60B можна застосувати SSS7N60B, SSS6N60A, SSP10N60B, P5NK60ZF, IRFBIC40, FQPF10N60C.

Оптрон EL817 можна замінити іншим чотирививідним (SFH617A-2, LTV817, PC817, PS817S, PS2501-1, PC814, PC120, PC123). Замість мікросхеми LM431ACZ підійде будь-яка функціонально аналогічна у корпусі ТО-92 (TL431, AZ431, AN1431T).

Всі дроселі - промислового виготовлення, причому магнітопроводи дроселів L1, L2, L4 - H-подібні феритові. Опір обмотки дроселя L4 – 0,042 Ом. Чим більший цей дросель за розміром, тим менше нагріватиметься його обмотка, тим точніше вимірюватиме струм навантаження мікроамперметр PA1. Дросель L5 намотаний на кільцевому магнітопроводі, чим менше опір його обмотки і чим більша її індуктивність, тим краще. Дросель L3 - надіта на виведення загального катода діодного складання VD8 феритова трубка довжиною 5 мм.

Штекер XP2 з'єднаний з конденсатором C19 здвоєним багатожильним проводом 2x2,5 мм² довжиною 120 см. Розетка XS1 USB-AF закріплена в отворі корпусу пристрою клеєм.

Перше включення виготовленого пристрою в мережу змінного струму виробляють без навантаження через лампу розжарювання потужністю 40...60 Вт на 235, встановлену замість плавкою вставки FU1. Попередні випробування під навантаженням виконують замінивши FU1 лампою розжарювання потужністю 250...300 Вт. Нитки ламп розжарювання за нормальної роботи блока живлення не повинні світитися. Безпомилково виготовлений із справних деталей пристрій починає працювати відразу.

При необхідності підбіркою резистора R13 можна встановити показання амперметра. Підбираючи резистор R14, встановлюють вихідну напругу блоку живлення рівним 5...5,25 В. Підвищена напруга компенсує її падіння на дротах, що з'єднують блок з навантаженням.

Виготовлене джерело живлення можна експлуатувати спільно з доопрацьованим USB-концентратором [1], до якого можна буде підключити до чотирьох зовнішніх жорстких дисків типорозміру 2,5 дюйми, що працюють одночасно. Потужності буде достатньо для живлення, наприклад, таких пристроїв, як [2].

література

1. Бутов А. Доопрацювання USB-концентратора. – Радіо, 2013, № 11, с. 12.
2. Бутова. Перетворювач напруги 5/9 для живлення радіоприймачів. – Радіо, 2013, № 12, с. 24, 25.

Автор: А. Бутов

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Дзвінок через стратосферу 19.09.2002 Американська фірма Space Data Corporation запропонувала Національній службі погоди взаємовигідну співпрацю. Щодобово метеорологи запускають у стратосферу, на висоту до 30 кілометрів, 140 куль-зондів із метеоприладами. Якщо вчені дозволять чіпляти до своїх зондів апаратуру для стільникового зв'язку, фірма забезпечить їм точне щохвилинне визначення координат кожної кулі супутникової системи навігації, що істотно підвищить достовірність прогнозів. А мешканці малонаселених та важкодоступних районів, особливо гірських місцевостей, де радіохвилі блокуються горами та ущелинами, отримають надійний мобільний зв'язок. Одна куля обслужить площу 100 000 квадратних миль (одна вежа з базовою станцією – 100-150 квадратних миль). Фірма береться щорічно постачати своєю апаратурою (комплект буде коштувати близько 300 доларів) близько 51 тисячі куль, тому що найчастіше вантаж балона безповоротно губиться після того, як у верхніх шарах атмосфери зонд лопається. До того ж весь корисний вантаж, включаючи метеоприлади з передавачем телеметрії, не повинен перевищувати 2,7 кілограма, що вважається безпечним при зіткненні кулі з літаком. Якщо проект отримає схвалення метеослужби, перші експерименти розпочнуться ще цього року.

Інші цікаві новини:

▪ Комплект Asus Lyra Trio для створення мережі Wi-Fi Mesh

▪ ТБ SONY KDP57WS550 з діагоналлю 57 дюймів

▪ Пояс безпеки для автомобіля

▪ Червоне вино прискорює спалювання жиру у печінці

▪ У руховій корі мозку знайшли мову

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Конспекти лекцій, шпаргалки. Добірка статей

▪ стаття Я сам свій предок? Крилатий вислів

▪ стаття Чому на екваторі маса людини приблизно на 1 % менша, ніж на полюсі? Детальна відповідь

▪ стаття Завантаження до суден лісових вантажів та їх розвантаження. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Логометричний термометр. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Струмопроводи напругою до 35 кВ. Струмопроводи напругою вище 1 кВ. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024