Видът на захранването, както вече беше отбелязано, е импулсен. Такова решение драстично намалява теглото и размерите на конструкцията, но работи не по-лошо от обикновен мрежов трансформатор, с който сме свикнали. Схемата е сглобена на мощен драйвер IR2153. Ако микросхемата е в DIP пакет, тогава трябва да се инсталира диод. За сметка на диода - обърнете внимание, той не е обикновен, а свръхбърз, тъй като работната честота на генератора е десетки килохерца и обикновените изправителни диоди няма да работят тук.

В моя случай цялата верига беше сглобена на „хлабава“ основа, тъй като беше сглобена само за проверка на производителността. На практика не настроих схемата и веднага започнах да работи като швейцарски часовник.

трансформатор- препоръчително е да го вземете готов, от компютърно захранване (буквално всеки ще направи, взех трансформатор с косичка от ATX 350-ватово захранване). На изхода на трансформатора можете да използвате диоден изправител на Шотки (също намиращ се в компютърните захранвания) или всякакви бързи и свръхбързи диоди с ток от 10 ампера или повече, можете да използвате и нашия KD213A.

Свържете веригата към мрежата чрез лампа с нажежаема жичка 220 волта 100 вата, в моя случай направих всички тестове с инвертор 12-220 със защита от късо съединение и претоварване и едва след фина настройка реших да свържа 220 волта към мрежа.

Как трябва да работи сглобената верига?

• Клавишите са студени, без изходно натоварване (дори при изходно натоварване от 50 вата, клавишите останаха ледено студени).
• Микросхемата не трябва да се прегрява по време на работа.
• Всеки кондензатор трябва да има напрежение от около 150 волта, въпреки че номиналът на това напрежение може да се отклони с 10-15 волта.
• Веригата трябва да работи безшумно.
• Захранващият резистор на микросхемата (47k) трябва да прегрее малко по време на работа, възможно е и незначително прегряване на резистора на демпфера (100 Ohm).

Основните проблеми, които възникват след монтажа

Проблем 1.Сглобихме веригата, когато се свърже, контролната светлина, която е свързана към изхода на трансформатора, мига, а самата верига издава странни звуци.

Решение. Най-вероятно няма достатъчно напрежение за захранване на микросхемата, опитайте да намалите съпротивлението на резистора 47k до 45, ако не помогне, след това до 40 и така нататък (на стъпки от 2-3kΩ), докато веригата работи нормално.

Проблем 2Сглобихме веригата, когато се подаде захранване, нищо не се нагрява и не избухва, но напрежението и токът на изхода на трансформатора са оскъдни (почти равни на нула)

Решение. Сменете 400V 1uF кондензатор с 2mH индуктор.

Проблем 3.Един от електролитите се нагрява много.

Решение. Най-вероятно е неработещ, сменете го с нов и в същото време проверете диодния токоизправител, може би заради неработещия токоизправител кондензаторът получава смяна.

Импулсното захранване ir2153 може да се използва за захранване на мощни, висококачествени усилватели, или като зарядно за мощни оловно-киселинни батерии, или като захранване - всичко зависи от вас.

Мощността на устройството може да достигне до 400 вата, за това ще трябва да използвате 450-ватов ATX трансформатор и да смените електролитните кондензатори с 470 микрофарада - и това е!

В общи линии, импулсен блокзахранващите устройства "направи си сам" могат да бъдат сглобени само за 10-12 долара и след това, ако вземете всички компоненти от радиомагазина, но всеки радиолюбител има повече от половината от радиокомпонентите, използвани във веригата.

Устройствата, които използват импулсни понижаващи захранвания (друго име са инвертори) са захранващи устройства за различно радио оборудване, усилватели на мощност, зарядни устройства и т.н. Твърде много прости веригиможе да работи нестабилно - не задържайте голям ток, променяйте изходното напрежение в зависимост от товара. Предложената по-долу схема за импулсно захранване не е твърде сложна, съдържа стандартни компоненти, поради което се препоръчва за повторение.

Това домашно импулсно захранване е базирано на силовия трансформатор.

Като управляващ блок за полеви транзистори се използва самотактовен полумостов драйвер IR2151. Драйверът отваря портите на транзисторите в зависимост от честотата на главния осцилатор, направен на 10 kOm резистор и 1000 pF кондензатор. Ако се използва IR2153D, диодът FR107 не се използва.

Полевите транзистори се използват с напрежение сток-източник от най-малко 400 волта и най-ниско отворено съпротивление, което намалява тяхното разсейване на топлината и повишава стабилността.

В това изпълнение са използвани транзистори IRFBC40с максимално напрежение източник-източник от 600V и ток 6A. За защита на транзисторите в момента на включване на входа се използва PTC термистор. На входа е инсталиран диоден мост, предназначен за ток до 10A.

Изходните диоди се прилагат с максимално време на възстановяване от 100 ns. Използвах диоди на Шотки SBL2040CTнапрежение при 40V и ток 20A от компютърно захранване. Изходен капацитет 1000uF 50V.

Захранвания постоянен токнеобходими не само на радиолюбителите. Те имат много широк обхват и затова повечето домашни майстори ги използват в една или друга степен. Тази статия описва основните типове преобразуватели на напрежение, техните характерни разлики и приложения, както и как да направите просто захранване, направено сам.

Ако го направите сами, ще спестите много пари. След като се занимавате с устройството и принципа на работа, можете лесно да поправите това устройство.

Области на използване

Тези устройства имат много широк обхват. Нека разгледаме основните употреби. За пестене на ресурси батерииелектрически инструмент с ниско напрежение е свързан към домашно направени захранвания. Такива устройства се използват за свързване на LED осветителни устройства, инсталиране на осветление в помещения с висока влажност и риск от нараняване. токов удари за много други цели, които нямат пряка връзкакъм радиоелектрониката.

Класификация на устройството

Повечето захранвания преобразуват мрежовото променливо напрежение от 220 волта в DC напрежение с дадена стойност. В същото време устройството се характеризира с голям списък от работни параметри, които трябва да се вземат предвид при закупуване или проектиране.

Основните работни параметри са изходният ток, напрежението и способността за стабилизиране и регулиране на изходното напрежение. Всички тези преобразуватели се класифицират в две големи групи според метода на преобразуване: аналогови и импулсни устройства. Тези групи захранвания имат силни разлики и лесно се различават от снимката с един поглед.

Преди това се произвеждаха само аналогови устройства. При тях преобразуването на напрежението се извършва с помощта на трансформатор. Събирането на такъв източник не е трудно. Схемата му е доста проста. Състои се от понижаващ трансформатор, диоден мост и стабилизиращ кондензатор.

Диодите преобразуват променливотоково напрежение в постоянно напрежение. Кондензаторът допълнително го изглажда. Недостатъкът на такива устройства са големите размери и тегло.

Трансформатор с мощност 250 вата има маса от няколко килограма. Освен това на изхода на такива устройства напрежението може да варира от външни фактори. Следователно, за да се стабилизират изходните параметри в такива устройства, към електронната схема се добавят специални елементи.

С използването на трансформатори се произвеждат захранвания с висока мощност. Такива устройства са полезни за зареждане автомобилни акумулаториили за свързване на електрически бормашини за запазване на живота на литиевата батерия.

Предимството на такова устройство е галваничната изолация между двете намотки (с изключение на автотрансформаторите). Първичната намотка, свързана към мрежата с високо напрежение, няма физически контакт с вторичната намотка. Той генерира ниско напрежение.

Преносът на енергия се извършва с помощта на магнитно полепроменлив ток в металната сърцевина на трансформатора. Ако имате минимални познания в радиоелектрониката със собствените си ръце, е по-лесно да сглобите класика регулируем блокзахранване с помощта на трансформатор.

С развитието на електронните технологии стана възможно да се произвеждат по-евтини полупроводникови преобразуватели на напрежение. Те са много компактни, тежат малко и имат много ниска цена. В резултат на това те се превърнаха в лидери на пазара. Във всеки апартамент се използват няколко различни захранвания.

За съжаление в повечето съвременни устройства няма галванична изолация от електрическата мрежа. Поради това доста често умират хора, които, докато зареждат мобилен телефон или друго оборудване, използват устройството и в същото време се къпят или измиват лицата си.

Ако се спазват мерките за безопасност, нищо не заплашва човек. Тези устройства имат доста ниска цена и ако се повредят, често не се опитват да ги ремонтират, а купуват ново устройство. Независимо от това, ако разберете схемите и принципите на работа на импулсните захранвания, тогава ще бъде лесно както да поправите такова захранване, така и да сглобите ново устройство.

Превключващи захранвания

Нека разгледаме устройството и принципа на работа на импулсните захранвания. В такива устройства на входа променливото мрежово напрежение се преобразува във високочестотно напрежение. За трансформацията на високочестотни токове са необходими не големи трансформатори, а миниатюрни електромагнитни намотки. Ето защо такива преобразуватели лесно се побират в малки кутии. Например, те лесно се поставят в пластмасов държач на енергоспестяваща лампа.

Разположението на такова захранване в малко устройство не създава проблеми. За надеждна работа е необходимо да се предвиди възможност за охлаждане на нагревателните елементи на електронната схема върху специални метални радиатори. Преобразуваното напрежение се поправя от бързи диоди и се изглажда на изходния филтър.

Недостатъкът на такива устройства е неизбежното наличие на високочестотни смущения на изхода на преобразувателя, дори въпреки наличието на специални филтри. Освен това в импулсните устройства се използват специални схеми за стабилизиране на изходното напрежение.

Импулсното захранване може да бъде закупено като отделен модул, готов за монтаж в устройството. Също така това устройство може да бъде сглобено самостоятелно, като се използват широко разпространените диаграми и инструкции за сглобяване на захранвания.

Трябва да се отбележи, че самостоятелното сглобяване може да струва повече от закупен продукт, закупен онлайн на азиатския пазар. Това може да се дължи на факта, че електронните компоненти се продават с по-висока надценка от надценката на производителя в Китай за сглобяването на продукта и неговата доставка. Във всеки случай, след като се занимавате с устройството на такива устройства, ще бъде възможно не само да сглобите такова устройство сами, но и да го поправите, ако е необходимо. Такива умения ще бъдат много полезни.

Ако искате да спестите пари, можете да използвате импулсни захранвания от персонални компютри. Често в повреден персонален компютър има обслужваем блок. Те изискват минимална модификация преди употреба.

Такива захранвания имат защита срещу празен ход. Те трябва да са под товар през цялото време. Следователно, за да се избегне изключване, в товара се включва постоянно съпротивление. Такива модернизирани блокове се използват предимно за захранване на домакински електрически инструменти.

Направи си сам снимка на захранване

При повечето устройства прилагайте импулсни веригизахранващи блокове (UPS) поради тяхната висока електрическа производителност и стабилност при работа. Но в същото време се използват аналогови захранвания, които са лесни за производство и са много надеждни. Има огромен брой възможности за изработване на захранвания със собствените си ръце, като се използват различни схематични решения.

Видове и принцип на действие

Захранващият блок (PSU) е направен самостоятелно или е закупено серийно копие, изискванията за него са непроменени, а именно: висок коефициент полезно действие(ефективност), малък размер, висока стабилност на изходния сигнал, без електрически смущения, както и висока надеждност.

Основната класификация на източниците на енергия се извършва според режима на работа, може да бъде линеен и инверторен. Съответно B.P. са разделени:

• към аналогов (линейно);
• към цифров (инвертор).

От важните параметри на PSU са:

Аналогово захранване

Такива източници на напрежение се характеризират с надеждност при работа и лекота на производство. Недостатъците са размерът и теглото както и висока цена.

Основните елементи на линейния източник на напрежение са:

• мрежов филтър;
• трансформатор.

За да се получи постоянно напрежение, след трансформатора се добавя диоден мост и електролитен кондензатор.

Трансформаторите се използват в различни дизайни, само тяхната първична намотка трябва да бъде проектирана за свързване към мрежа от 220 волта. На външен вид те намаляват и се увеличават. Самият трансформатор е електрически продукт, състоящ се от две части. Ядро, сглобено от стомана или ферит, и намотки, направени под формата на намотки от проводим материал. За да се получи по-ниско ниво на сигнала на изхода, отколкото на входа, броят на завоите във вторичната намотка е по-малък. По този начин, чрез промяна на това съотношение, може да се получи всяко напрежение.

Защитата от пренапрежение предотвратява навлизането на смущения от оборудване под напрежение в мрежата и обратно. Обикновено това е капацитивно-индуктивна верига.

Принципът на работа на PSU

Веригата на захранването на трансформатора работи по следния начин. Мрежовото напрежение преминава през филтъра и от него влиза в първичната намотка на трансформатора. При преминаване на променлив ток през него се образува променливо магнитно поле. Това поле прониква в сърцевината и всички намотки, в които се появява ЕМП. Ако към вторичната намотка е свързан товар, тогава под действието на ЕМП през него започва да тече променлив ток.

За да се получи постоянно напрежение, сигналът от вторичната намотка на трансформатора се предава към токоизправителя. Това устройство е сглобено на четири диодасвързани в мостова верига и електролитен кондензатор. От електролита се отстранява постоянно напрежение, предназначено да захранва устройствата.

Превключване на тока

Работата на UPS се основава на двойно преобразуване на напрежението. Първо, входният сигнал се преобразува в постоянно напрежение и след това във високочестотни импулси. Трансформаторът, използван във веригата, не изисква големи размери. Когато трансформаторът и транзисторът са включени заедно в режим на ключ, се образува блокиращ генератор. Промяната и стабилизирането на изходния сигнал се осъществява чрез намаляване на продължителността на отвореното състояние на транзистора, което се управлява от специализирана микросхема. Нейната работа се основава на принципа широчинно импулсна модулация(ШИМ). Предимството на този тип захранване:

• леко тегло;
• ниска цена;
• Ефективността достига 98%;
• защита от късо съединение и претоварване.

Сред недостатъците се отбелязва сложността на схемата и фактът, че такова захранване въвежда високочестотни смущения в електропровода.

Как работи UPS

Мрежовото напрежение влиза във веригата през предпазител, след това към капацитивен филтър за шум. След това върху токоизправителния блок от диоди. Към изхода на токоизправителя е свързан изглаждащ електролитен капацитет. Напрежението на кондензатора се намалява чрез верига от резистори и ценеров диод, за да се осигури началната стойност на микросхемата. Микросхемата управлява работата на ключовия транзистор чрез ограничаващ резистор.

Когато правоъгълен импулс пристигне в транзистора, той се отваря и токът започва да тече през намотката на импулсния трансформатор. В резултат на това се индуцира EMF и напрежението се появява на вторичната намотка. Ако продължителността на импулса, пристигащ в ключовия транзистор, се увеличи, тогава стойността на изходния сигнал също се увеличава, с намаляване съответно намалява.

За стабилен сигнал приложена обратна връзка. Сглобява се на оптрон и резистор. С увеличаване на стойността на сигнала на вторичната намотка на трансформатора, токът, протичащ през оптрона, също се увеличава, което води до намаляване на съпротивлението на фототранзистора на оптрона. В резултат на това спадът на напрежението през резистора се увеличава и намалява на входа на PWM контролера. Продължителността на импулса, изпратен от микросхемата към транзисторния ключ, се увеличава.

Стабилизиране на изхода

Ако е необходимо да се получи стабилизиран сигнал на изхода, преди натоварването, той се свързва интегрален стабилизатор. Например, постоянно ниво на сигнала KREN5A, 7812 или с неговата настройка LM 317T и др. Стабилизаторите се характеризират с входен работен диапазон, тоест когато входният сигнал се промени в този диапазон, входът винаги ще има постоянна стойност на напрежението .

В допълнение към интегралните схеми се използва и параметричен стабилизатор. Неговият дизайн се различава по това, че ценеров диод с необходимото стабилизиращо напрежение е свързан паралелно с товара. Съпротивление е свързано последователно към товара и ценеровия диод. С увеличаване на тока във веригата напрежението през ценеровия диод практически няма да се промени поради неговата характеристика на тока-напрежение. И цялото излишно напрежение ще падне върху съпротивлението. За увеличаване на коефициента на стабилизация във веригата се използва допълнително включване на транзистори както последователно, така и успоредно с ценеровия диод.

Регулатор на изходното напрежение

Ако е необходимо да промените стабилизирания сигнал на изхода, се използва регулатор на нивото на сигнала. Един от простите регулатори на напрежението за захранването е сглобен на специализиран чип LM 317.

Микросхемата LM 317 осигурява настройка на сигнала в диапазона от 1,2 до 37 волта с максимална сила на тока от 1,5 ампера. Самата промяна на напрежението става чрез регулиране на съпротивлението на резистора R1. Микросхемата е оборудвана със защита от късо съединение.

Трябва да се отбележи, че в случай на използване на UPS, чипът на PWM контролера, поради стесняване и разширяване на предната част на импулсите, променя мощността, предавана към трансформатора, и играе ролята на регулатор на напрежението. Промяната става чрезпроменлив резистор, свързан към контролните щифтове на микросхемата.

Контрол на променливотоково напрежение

Захранване с постоянно ниво на сигнала не винаги е необходимо, понякога е необходимо променливо напрежение на изхода. За плавно регулиране на изходния променлив сигнал се използва схема с мощно тиристорно управление.

Такава схема се използва както при активни, така и при реактивни товари. Входното напрежение може да варира от 125 до 220 волта.

Токоизправителният мост включва тиристор, който играе ролята на ключ за управление. Веднага след като кондензаторът C1 се разреди през резистора R2, тиристорът се отваря. Стойността на сигнала, при който тиристорът се отваря, се регулира от променливия резистор R1. Изходното напрежение варира от нула до стойността на входния сигнал.

Схеми на захранването

За самостоятелно производство на захранващ блок ще ви трябва наличието на радио елементи, точност и електрическа схема. Пусни аналогово, домашен блокхраненето обикновено не създава проблеми. Докато правенето на регулируемо импулсно захранване със собствените си ръце ще бъде трудно дори за обучен радиолюбител.

Линейно захранване

Най-скъпата част от такъв източник на напрежение ще бъде трансформатор. За по-лесно производство е по-добре да потърсите трансформатор тип торус. Останалите радиоелементи не са оскъдни и винаги могат лесно да бъдат получени. За да се извърши простаРегулираното захранване ще се нуждае от:

• понижаващ трансформатор;
• четири изправителни диода или готов диоден мост;
• електролитен капацитет 68-220 микрофарада на 400 волта;
• резистор 200 ома;
• променлив резистор 6,8 kOhm;
• интегрален стабилизатор LM 317.

Трансформаторът е избран с вторична намотка от около 25 волта. Ако е необходимо, необходимият брой завои ще трябва да бъде навит или навит независимо. Трябва да се отбележи, че когато се използва диоден мост, изходното напрежение ще се повиши със стойност, равна на произведението на променливотоковото напрежение с числото 1,41. Цялата верига се сглобява върху печатна платка или чрез повърхностен монтаж. Нивото на сигнала се контролира чрез промяна на съпротивлението на строителния резистор. Такова захранване може да произвежда от 1,2 до 37 волта при ток от 1,5 ампера.

Цифрово захранване

Направата на такова захранване самостоятелно не е никак лесно. За да извършите самостоятелно прост импулсен блок, първо трябва да направите печатна платка. За това у дома се използва методът на лазерно гладене (LUT). След като платката е готова и радиокомпонентите са закупени, ще трябва правилно да разпоявате всичко.

Работата на веригата се състои в използването на микросхема TL 494. Вграденият в нея генератор захранва на свой ред транзисторите VT1, VT2, работещи в режим на ключ, импулси с честота 30 kHz. Транзисторите са свързани към управляващия трансформатор TR1, който управлява VT3, VT4. Кондензаторите C3, C4 са захранващият филтър.

Веригата R7, C8 генерира захранващото напрежение за микросхемата в първия момент на включване, след разреждането на C8, захранването вече се подава през третата намотка на трансформатора TR2. Ценеров диод VD2 и капацитет C6 са проектирани да генерират сигнал, който осигурява работата на микросхемата. Напрежението от третия изход на трансформатора, през диодите на Шотки и C9, C10, се подава към входа на радиоустройството.

След като сте събрали източника на напрежение, след като сте проучили работата му, в бъдеще няма да е трудно да ремонтирате импулсни захранвания за телевизори със собствените си ръце. Да, и същият ремонт на PSU компютърни системиили зарядни устройства, ще бъде лесно да го направите сами.

Когато правите устройства самостоятелно, трябва да внимавате и да помните за електрическата безопасност, когато работите с 220-волтова мрежа за променлив ток. По правило правилно изработеното захранване от ремонтни части не изисква настройка и веднага започва да работи.

Но не един, а четири наведнъж. В този материал ще ви бъдат представени няколко импулсни захранващи вериги, направени на популярния и надежден чип IR2153. Всички тези проекти са разработени от известния потребител Nem0. Затова ще пиша тук от негово име. Всички схематични решения, показани тук, са лично сглобени и тествани от автора преди няколко години.

Като цяло, нека започнем с така нареченото "високо напрежение" захранване:

Веригата е традиционната, която Nem0 използва в повечето си импулсни дизайни. Шофьорът получава захранване директно от електрическата мрежа чрез съпротивлението. Това от своя страна спомага за намаляване на мощността, разсейвана на това съпротивление, в сравнение с захранването на напрежението от веригата 310v. Превключваща захранваща веригаима функция за плавно превключване на напрежението, което значително ограничава стартовия ток. модул мек стартзахранва се чрез кондензатор C2 понижаващ мрежовото напрежение 230v.

Захранването осигурява ефективна защита за предотвратяване на къси съединения и пикови натоварвания във вторичния захранващ път. Ролята на сензора за ток се изпълнява от постоянен резистор R11, а работният ток на защитата се регулира с помощта на тримера R10. По време на прекъсване на тока от защитата светодиодът започва да свети, сигнализирайки, че защитата е работила. Изходното биполярно изправено напрежение е +/-70v.

Трансформаторът е направен с една първична намотка, състояща се от петдесет намотки, и 4 вторични намотки, съдържащи двадесет и три намотки. Диаметърът на медното ядро ​​и магнитната сърцевина на трансформатора се изчисляват в зависимост от посочената мощност на конкретно захранване.

Сега помислете за следното захранване:

Тази версия на захранването е много подобна на описаната по-горе верига, въпреки че има значителна разлика. Факт е, че тук захранващото напрежение към драйвера идва от специална намотка на трансформатора, чрез баластен резистор. Всички останали компоненти в дизайна са почти еднакви.

Изходната мощност на това захранване се определя както от характеристиките на трансформатора и параметрите на чипа IR2153, но и от ресурса на диодите в токоизправителя. В тази схема са използвани диоди KD213A, които имат максимално обратно напрежение от 200v и постоянен максимален ток от 10A. За да се осигури правилната работа на диодите при високи токове, те трябва да бъдат инсталирани на радиатор.

Т2 дроселът заслужава специално внимание. Навита е върху съвместна пръстеновидна магнитна верига, при необходимост може да се използва друго ядро. Навиването се извършва с емайлиран проводник с напречно сечение, изчислено според тока в товара. Също така мощността на импулсния трансформатор се определя в зависимост от това каква изходна мощност искате да получите. Много е удобно да се правят изчисления на трансформатор с помощта на специални компютърни калкулатори.

Сега третата верига на импулсно захранване на мощни полеви транзистори IRFP460:

Тази версия на веригата вече има специфична разлика спрямо предишните модели. Основните разлики са, че системата за защита от късо съединение и претоварване се сглобява тук с помощта на токов трансформатор. И има още една разлика, това е наличието във веригата на двойка предварителни изходни транзистори BD140. Именно тези транзистори правят възможно прекъсването на големия входен капацитет на мощни полеви превключватели спрямо изхода на драйвера.

Все още има малка разлика, това е амортизиращ резистор, свързан с soft-on модула, той е инсталиран във веригата 230v. В предишната диаграма се намира в захранващия път + 310v. Освен това веригата има потискащ пренапрежение, който служи за потискане на остатъчния импулс на трансформатора. Във всички останали отношения тази вече няма никакви разлики между горните схеми.