Блок питания своими руками. Китайские импульсные адаптеры - блоки питания Импульсный блок питания на 5 вольт схема

Почти любая электронная схема – от простых схем на транзисторах и операционных усилителях и до сложнейших микроконтроллерных систем – требует для работы источника стабилизированного питания. Легко построить такой источник, используя отрицательную обратную связь и сравнивая выходное постоянное напряжение с некоторым постоянным опорным напряжением. Лабораторный стенд питания, отдающий в нагрузку ток до 21 ампера, надежно работает при организации питания различных экспериментальных схем. Стабильность выходного напряжения и большой выходной ток делают удобным и надежным источник питания мощностью 110 ватт.

Традиционные источники питания с низкочастотным трансформатором, выпрямителем и стабилизатором с непрерывным способом стабилизации просты, надежны, почти не создают электромагнитных помех. Сравнение с импульсными источниками питания, обладающими повышенной сложностью, трудностями, связанными с оптимизацией их энергетических и качественных показателей, сравнительная дороговизна высоковольтных переключающих транзисторов, часто выходящих из строя из-за неправильного проектирования и монтажа источника питания позволяет отдать предпочтение традиционным источникам питания при сжатых сроках изготовления и ограниченном бюджете.

Параметры источника питания:
Напряжение питания…………...переменное 220 вольт ± 12%
Выходное напряжение…………постоянное +5 вольт ± 5%
Максимальный выходной ток…21 ампер
Уровень пульсаций…………….30 милливольт

Стабилизатор напряжения

Стабилизатор предназначен для дальнейшего подавления пульсаций, содержащихся в постоянном напряжении, поступающем от выпрямителя через конденсаторный фильтр. Стабилизатор сглаживает пульсации, оставшиеся в постоянном напряжении после конденсаторного фильтра и снижает зависимость выходного напряжения источника питания от колебаний напряжения сети 220 Вольт, 50 Герц.

Стабилизатор представляет собой схему с последовательно-параллельной обратной связью. Снижение выходного напряжения, вызванное повышением тока нагрузки и изменения напряжения вызванными другими причинами, компенсируются благодаря сравнению усилителем разности опорного напряжения и выходного. Если выходное напряжение становится больше опорного, то напряжение на выходе усилителя разности уменьшится, тем самым, обеспечивая снижение выходного напряжения.

Нестабилизированное напряжение около 15 вольт питает источник опорного напряжения, состоящий из диодного ограничителя тока VD1, стабилитрона VD2 и резисторов R3, RP1, R11. Усилитель разности, состоящий из транзисторов VT4, VT5 и резисторов R1, R2 и R12 питается от входного нестабилизированного напряжения. Выходом источника опорного напряжения является подвижный контакт переменного резистора RP1, соединенный с входом усилителя разности, которым является база транзистора VT4. Вторым входом усилителя разности является база транзистора VT5, соединенная с выходом стабилизатора напряжения. Выход усилителя разности – коллектор транзистора VT5.

Основные компоненты регулирующего элемента – транзисторы VT2 и VT3, управляемые транзистором VT1. База VT1 соединена с выходом усилителя разности. При изменении напряжения на коллекторе VT5 изменяется напряжение на выходе источника питания. Через резистор R2 протекает ток базы, необходимый для работы составного транзистора – VT1 и VT2, VT3. Разность напряжений между опорным напряжением и выходным источника питания помноженная на коэффициент усиления усилителя разности алгебраически складывается с напряжением на базе транзистора VT1, создаваемым током через резистор R2.

Регулирующий элемент – составной транзистор VT1 и VT2, VT3, в котором VT1 предназначен для уменьшения управляющего тока регулирующего элемента. Транзистор средней мощности VT1 управляет током, поступающим на базы параллельно включенных мощных транзисторов VT2 и VT3. Транзисторы VT2 и VT3 – проходные. При малом выходном токе коллекторный ток транзистора VT1 имеет малое значение, так как сопротивление цепи соединенной параллельно R4 неизменно, ток эмиттера VT1 поддерживается на неизменном уровне. Из-за разброса напряжения база-эмиттер включенных параллельно проходных транзисторов необходимо последовательно с эмиттером проходного транзистора включать группы резисторов R5-R7 и R8-R10. Небольшое сопротивление создаваемое параллельно включенными резисторами R5-R7 и R8-R10 приблизительно одинаково распределяют ток между проходными транзисторами VT2 и VT3. Одновременно с выравниванием токов резисторы R5-R10 защищают источник питания от выхода из строя при кратковременной перегрузке. Конденсатор С2 подавляет высокочастотную составляющую пульсаций выходного напряжения источника питания.

Конденсаторы K73-16 можно заменить на другой тип K73-17 или зарубежные аналоги. Резисторы R1-R4, R11 и R12 мощности от 0,125 Вт и более, выводные или планарные. Мощность резисторов R5-R10 зависит от максимального тока нагрузки, требуемого от источника питания. Если ток не будет превышать 10 ампер, то резисторы R5-R10 можно установить мощностью 2 ватта, при максимальном токе нагрузки 5 ампер можно установить мощностью 1 ватт. Вместо стабилитрона SZ/BZX84C5V6LT1/T3,G можно применить стабилитрон другого типа с напряжением стабилизации 5,6 вольт и диапазоном тока стабилизации содержащим величину 5 миллиампер, обеспечиваемую диодным ограничителем тока. Применение транзисторов TIP3055 обусловлено наибольшим током нагрузки. Суммарный наибольший ток двух TIP3055 составляет 30 ампер. При допустимом наибольшем токе нагрузки 21 ампер остается запас на кратковременную перегрузку около 30 %. Если выходной ток 21 ампер не требуется можно применить другие транзисторы, ориентируясь на требуемый ток нагрузки. Два проходных транзистора нужно обязательно установить на один радиатор для обеспечения одинакового температурного режима. Вывод коллектора у TIP3055 соединен с металлическим элементом корпуса. Два мощных транзистора можно устанавливать на один радиатор, так как коллекторы мощных транзисторов объединены в схеме стабилизатора. Радиатор следует применить наиболее возможного размера, исходя из полного использования объема корпуса прибора.

В состав источника питания входит схема, преобразующая переменное напряжение 220 вольт в постоянное 15 вольт – источник нестабилизированного напряжения. Выход источника нестабилизированного напряжения 15 вольт подключается к входу стабилизатора постоянного напряжения.

При сборке сетевой шнур подключается к винтовым клеммам автоматического выключателя Q1. Для индикации включения прибора и наличия напряжения 220 вольт служит светодиодная лампа H1. Трансил-диод VD1 защищает источник питания от бросков повышенного напряжения. Конденсаторы C1-C4 снижают уровень помех, создаваемых источником питания в сети 220 вольт и одновременно снижают прохождение высокочастотных помех из сети в источник питания. Переменное напряжение с вторичной обмотки трансформатора Т1 величиной 16,5 вольт выпрямляется диодным мостом VD2. Конденсаторы большой емкости С5-С9 снижают пульсации в выпрямленном напряжении. Большая суммарная емкость конденсаторов обусловлена током нагрузки источника питания.

Выбор трансформатора производится в зависимости от наибольшего тока, потребляемого нагрузкой. Оптимальная вторичная обмотка – рассчитанная на напряжение 16,5 вольт. Если это напряжение выше применить трансформатор можно. Увеличение напряжения вторичной обмотки создаст запас по напряжению при уменьшении напряжения сети 220 вольт, но одновременно возрастет бесполезно теряемая мощность на нагрев транзисторов, установленных на радиатор. Применять трансформатор с выходным напряжением более 20 вольт не следует. Напряжение менее 16,5 вольт с вторичной обмотки нежелательно. Падение напряжения на диодном мосте составит около 1,2 вольта, снижать напряжение на входе стабилизатора менее 15 вольт не следует, иначе возрастут пульсации на выходе источника питания. Выбрать компромисс между запасом по падению напряжения сети 220 вольт и нагревом мощных транзисторов следует в каждом конкретном случае в зависимости от максимального тока нагрузки. Перед сборкой источника питания обязательно проверьте трансформатор на способность отдавать в нагрузку требуемый ток. Для этого к контактам вторичной обмотки необходимо подключить нагрузку, сопротивление которой вычислено по закону Ома. Полученное сопротивление следует умножить на коэффициент 0,7 для создания запаса по току. Потребляемый ток необходимо контролировать амперметром переменного тока. Проверка работы трансформатора с использованием нагрузки должна продолжаться не менее часа. В результате проверки не должно быть сильного нагрева трансформатора относительно окружающих предметов.

Автоматический выключатель Q1 устанавливается на DIN-рейку, которая прикреплена к передней панели источника питания. Q1 одновременно выполняет две функции: тумблера питания и устройства защиты от перегрузки по току. Выбрать автоматический выключатель нужно другой с меньшим током срабатывания защиты, если уменьшается максимальный ток нагрузки. Лампа Н1 и автоматический выключатель Q1 соединяются проводами используя винтовые контакты. Трансил-диод VD1 и конденсаторы С1…С4 размещаются на отдельной печатной плате. Диодный мост VD2 следует установить на радиатор. Монтаж цепей, находящихся после выхода вторичной обмотки следует выполнять проводом не менее 2,5 квадратных миллиметров.

Литература:
П. Хоровиц, У. Хилл Искусство схемотехники.
http://www.futurlec.com/Transistors/TIP3055.shtml
http://www.electronica-pt.com/datasheets/bd/BD235.pdf
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/99261/CENTRAL/2N2924.html
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/83924/MOTOROLA/BZX84C5V6LT1.html
Диодный источник тока Денисов П. К. http://www.rlocman.ru/review/article.html?di=141588

Список радиоэлементов

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 (I max ), который он может отдать нагрузке (питаемому устройству) и выходное напряжение (U out ), 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 (U out ) – от 3,3…9 В;

Максимальный ток нагрузки (I max ) – 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.

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.

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).

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.

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 (I DC 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 1,5KE10C A 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:

U вых = 1,25 * (1+R4/R3)

После преобразований получается формула, более удобная для расчётов:

R3 = (1,25 * R4)/(U вых – 1,25)

Если использовать данную формулу, то для U вых = 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 U вых 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 (U вых ) блока питания. Так, для блока питания с максимальным выходным напряжением равным, например, 5 вольт следует установить супрессор 1,5KE6V8 CA 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!

Данный на 5 вольт можно применить для питания маломощной нагрузки, например, электронного термометра, микрокалькулятора, электронных часов.

Технические показатели импульсного источника питания

• Входное напряжение — 220 ±15% В;
• Частота преобразования — 35 кГц;
• Предельная мощность нагрузки — 3 Вт;
• КПД — до 75%;

Базовым модулем данного импульсного блока питания является преобразователь напряжения на трансформаторе Т1 и транзисторах VT1, VT2, построенный по полумостовой схеме. Диодный мост выпрямляет переменное напряжение сети. На радиоэлементах R1, VD2 – VD4 построен параметрический стабилизатор, который совместно с емкостями C2 – C4 создает делитель напряжения.

Для питания задающего генератора используется напряжение, снятое с VD2. Сопротивление R1 выполняет двойную роль, с одно стороны он является балластным в стабилизаторе, образуя тем самым вольтдобавку для емкости C8, а с другой стороны снижает ток потребления от электросети в момент случайного замыкания на выходе импульсного блока питания.

Операционный усилитель DD1 подключенный по схеме мультивибратора образует задающий генератор. Посредством емкости C7 обеспечивается гальваническая развязка между задающим генератором и VT2.

Трансформатор Т1 собран на ферритовом кольце марки 2000НМ и размером К12х8х3. Его обмотки содержат: I – 500 вит. эмалированного провода ПЭВ-2 диаметром 0,15мм, II – 50 вит. (для 5 вольт) того же провода диаметром 0,31 с отводом посередине.

Настройка импульсного блока питания заключается в подборке сопротивлений R1 и R9 под определенное значение тока нагрузки. Сопротивление R9 подбирают исходя из необходимости насыщения транзистора VT1, которое определяют при помощи осциллографа.

Величину R1 необходимо подобрать такую, чтобы при нормальной нагрузке ток, протекающий сквозь стабилитроны VD3 и VD4, был более 5 мА. Для уменьшения пульсаций напряжения на выходе значения емкостей С3, С4 необходимо в два раза увеличить. Помимо этого, величину пульсаций еще возможно уменьшить путем добавления параллельно емкости С6 оксидного конденсатора на 50…100 мкФ на номинальное напряжение 10 В.

Блок питания на 5в 2а своими руками

Блок питания 5В 2А своими руками

Как сделать блок питания своими руками , об этом пойдет речь в данной статье. Выходное стабилизированное напряжение блока – 5 вольт, номинальный ток нагрузки 2 ампера. Выход блока питания имеет защиту от короткого замыкания. Принципиальная схема устройства показана на рисунке 1.

В схеме применен унифицированный накальный трансформатор ТН-220-50 . Данные на него можно посмотреть в таблице ниже.

ТН2-127/220-50, параметры

Данные трансформаторы имеют несколько модификаций. Поэтому подключение первичной обмотки у них отличается. Если трансформатор рассчитан только на напряжение 220 вольт, то это напряжение надо подключать к выводам 1 и 5 первичной обмотки, см. рисунок 2.

ТН2-127/220-50, схема включения

Если в своем обозначении трансформатор имеет 127, то его схема показана на рисунке 3. В этом случае надо будет еще поставить перемычку между выводами 2 и 4 первичной обмотки. Выходное переменное напряжение величиной 6,3 вольта поступает на выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов КД202В , можно применить и готовый мост на ток не менее четырех ампер. Например, из импортных, это RS401, KBL005 . Шести амперные мосты – KBU6A, RS601, BR605, KBPC6005 и др. Постоянное напряжение на конденсаторе фильтра будет примерно равно 6,6×1,41= 8,8 вольт. Основой стабилизатора служит микросхема К157ХП2, в состав которой входит источник опорного напряжения с устройством управления временем включения и выключения, усилитель сигнала рассогласования, регулирующий элемент с токовой тепловой защитой. Имеет все то, что нам надо! Правда в состав микросхемы входят еще два транзистора для генератора стирания и тока подмагничивания магнитофонов (микросхема то магнитофонная), но мы их использовать не будем. В качестве регулирующего транзистора в схеме используется мощный составной транзистор КТ829А (схема Дарлингтона). В крайнем случае, можно применить менее мощный транзистор КТ972А или соответствующие импортные, какие ни будь TIP120, 121,122, имеющий ток коллектора пять ампер.

И так, как уже говорилось выше, схема имеет вывод включения/выключения — 9. Что бы включить стабилизатор надо на этот вывод подать напряжение не ниже двух вольт. В первый момент после подачи напряжения на вход стабилизатора, это напряжение формируется цепочкой R1 и С2. За время протекания тока заряда этого конденсатора успевает включиться сам стабилизатор и часть его выходного напряжения через резистор обратной связи так же подается на вывод 9. Это удерживающее напряжение для поддержания стабилизатора в рабочем состоянии. Вывод 8 микросхемы, это выход напряжения источника опорного напряжения. У данной микросхемы это напряжение равно 1,3 вольта. С8 – конденсатор фильтра и одновременно конденсатор задержки включения стабилизатора. Таким образом, если у вас не будет включаться стабилизатор, то надо будет увеличить емкость конденсатора С2. Т.е. увеличить время заряда этого конденсатора, что бы успел включиться стабилизатор.

Чтобы выключить стабилизатор, надо нажать на кнопку SA3 – Стоп. Она зашунтирует вывод 9 DA1 на общий провод, открывающее напряжение пропадет, стабилизатор закроется. Прекрасная микросхема, напряжение выключенного стабилизатора в моем случае равно всего 7,6 мВ. То же самое произойдет, т.е. стабилизатор выключится, когда в его выходной цепи произойдет короткое замыкание. Так же пропадет открывающее напряжение. Через резистор R1 напряжение на вывод 9 поступать не будет, так как уже заряженный конденсатор для постоянного тока имеет очень большое сопротивление. В таком состоянии схема может находиться сколько угодно долго. Для повторного запуска стабилизатора необходимо или снять напряжение питания и снова подать, или нажать на кнопку пуск. В этом случае открывающее напряжение на вывод 9 поступит через резистор R1.

Подстроить выходное напряжение стабилизатора можно резистором R4. При токе нагрузки, равному 2 амперам и падении напряжения на регулирующем транзисторе 8,8-5=3,5 вольт, мощность, на нем выделяемая, будет равна P = U x I = 3,5 x 2 = 7 Вт. Отсюда следует, что транзистору необходим соответствующий теплоотвод, площадь которого можно прикинуть, посетив страницу со статьей «Расчет радиаторов». Я тут прикинул и получилось, примерно, 200см2.

На сайте есть другой блок питания с использованием этой же микросхемы, если интересно можете заглянуть в статью « » или же сюда « » . Пока все. Удачи. К.В.Ю.
Скачать статью «Блок питания 5В 2А своими руками»