Блоки питания электронных устройств — устройство и принцип работы основных схем

eктрoнныe устрoйствa мoжнo услoвнo рaздeлить нa двe группы: мoбильныe и стaциoнaрныe. Пeрвыe изо ниx испoльзуют тaк нaзывaeмыe пeрвичныe истoчники питaния, — гaльвaничeскиe бaтaрeи другими словами aккумулятoры, кoтoрыe имeют зaпaс элeктрoэнeргии.

Здeсь срaзу вспoминaются мoбильныe тeлeфoны, фoтoaппaрaты, пульты дистaнциoннoгo упрaвлeния и мнoгo другиx пoртaтивныx устрoйств. В этoм случae aккумулятoры и бaтaрeи внe кoнкурeнции, пoскoльку зaмeнить иx пoпрoсту нeчeм. Eдинствeнным нeудoбствoм, плaтoй зa мoбильнoсть являeтся тo, чтo врeмя дeйствия тaкиx устрoйств oгрaничeнo eмкoстью бaтaрeй, и, кaк прaвилo, нeвeликo. Исключeниeм изо этoгo прaвилa являются, рaзвe чтo, нaручныe чaсы. Пoтрeблeниe энeргии у ниx oчeнь низкoe, чтo зaлoжeнo нa стaдии прoeктирoвaния, оттого на одной батарейке луковица могут ходить общностный год, а то и превыше.

Стационарные устройства, наравне правило, получают диета от вторичных источников. Такие библиография собственной энергии невыгодный вырабатывают, а лишь преобразуют гальванический ток до требуемых параметров: изо сетевого напряжения 220В блоки питания вырабатывают пониженные напряжения, необходимые для того питания полупроводниковой аппаратуры. Такие блоки питания не раз называются сетевыми.

Опасные сетевые блоки питания

Самыми простейшими являются блоки питания с гасящим конденсатором то есть (т. е.) резистором. Подобные блоки описывались в радиотехнических журналах в девяностые годы прошлого века. Полезное действие таких блоков питания чрезвычайно мал не побольше 20%, поэтому они применяются для того питания устройств, всесилие которых не паче единиц ватт: есть запитать одну – двум микросхемы.

Основным недостатком подобных блоков является в таком случае, что они гальванически малограмотный развязаны от первичной яруча, в результате чего весь схема – клиент также находится лещадь опасным потенциалом. Туше к элементом такой схемы нисколько нежелательно, и даже рискованно. Поэтому налаживание подобных конструкций выполняется с использованием развязывающего трансформатора, описанного в статье «(языко изготовить трансформатор безопасности».

Только даже при таком налаживании сии схемы все эквивалентно остаются опасными, благодаря) (этого рекомендовать их ради применения не подобает. Если все а такой схемы неважный (=маловажный) избежать (какой толк делать отдельный основа для питания фотореле, которое висит там на столбе?), ведь остается надеяться для аккуратность и грамотность пользователя.

Безопасные блоки с гасящим конденсатором

Карта блока питания с гасящим конденсатором и гальванической развязкой с сети описана в статье «Терморегулятор во (избежание сварки пластмасс» и показана в рисунке 1. Полиграф схемы В. Кузнецов.

Пейзаж 1. Схема блока питания с гасящим конденсатором и гальванической развязкой через сети

Схема поподробнее описана в упомянутой статье, была сплошь и рядом повторена (не Вотан десяток раз) и показала отличные результаты. Ввиду этого здесь отметим всего лишь основные моменты. Сетевое взрывоопасность через гасящий холодильник C1 выпрямляется мостом VD1 и стабилизируется сверху уровне 24В стабилизатором в транзисторе VT3. От сего стабилизатора питается стимулятор, выполненный на транзисторах VT1, VT2. «С позиции силы» трансформатор Тр2 выполнен нате ферритовом кольце диаметром 20 мм.

Такого порядка трансформатор на частоте 40…50 КГц может выдать замуж в нагрузку мощность давно 7 ватт, что окончательно достаточно для питания схемы, описанной в статье. Выходные напряжения стабилизируются простейшими параметрическими стабилизаторами возьми стабилитронах VD5, VD6. Благодаря наличию развязывающего трансформатора Тр2, питаемая задание гальванически развязана с сети, что обеспечивает электробезопасность схемы.

Как ни странно себе, как бы выглядела термопара, находящаяся перед потенциалом сети! Же следует заметить, по какой причине все, что изображено для схеме справа ото сердечника трансформатора Тр2, находится почти потенциалом сети, и требует аккуратного и осторожного обращения. Опять одна схема безопасного блока питания с гасящим конденсатором показана сверху рисунке 2.

Рисунок 2. Чертеж безопасного блока питания с гасящим конденсатором

Первичная обвивка трансформатора малогабаритных блоков питания заключает несколько (четыре…семь) тысяч витков сверхтонкого линия,- 0,05…0,06мм . Ради такую обмотку далеко не мотать предлагается с через гасящего конденсатора понизить. Ant. увеличить напряжение на первичной обмотке раньше 30…40В. В этом случае первичная обвивка содержит не побольше 600…700 витков в достаточной степени толстого провода (0,1…0,15мм). Вторичная обматывание рассчитывается как естественным путем на требуемое надсада.

Трансформатор можно намотать держи магнитопроводе Ш12*15 через абонентского громкоговорителя. Сильнее точно значение напряжений дозволено подобрать при помощи конденсатора C1. Ради счет использования трансформатора горжа блока питания гальванически развязан ото сети. Мощности подобного блока питания во всех отношениях хватало, чтобы подсоединить простенький генератор (цифра или семь микросхем серии К561) во (избежание настройки телевизоров. Вольтаж питания было завершенно 9 В. Подробно об устройстве и налаживании сего блока питания только и можно прочитать в журнале «Радиовещание» №12_98.

Блоки питания современной аппаратуры

Современная техника промышленного изготовления, во, компьютеры, музыкальные центры, телевизоры, — большей фрагментарно имеет импульсные библиография питания.

Основная концепция таких источников в следующем. Выпрямленное накал сети преобразуется инвертором в переменное частотой в изрядно десятков, а иногда и сотен килогерц. Получи и распишись таких частотах трансформаторы получаются более чем малых размеров, как будто позволяет значительно ограничить. Ant. увеличить габариты и массу блоков питания.

После всего трансформатора импульсные напряжения выпрямляются и сглаживаются фильтрами, размер которых вслед за счет высокой частоты опять же невелик по сравнению с традиционными блоками питания, работающих для частоте сети. Регулирование выходных напряжений осуществляется в первичной кандалы при помощи широтно-импульсной модуляции – ШИМ, почто также способствует повышению Коэффициент полезного действия и уменьшению габаритов блока питания.

Малограмотный столь давно считалось, что-нибудь импульсные источники питания оправдывают себя едва только начиная от мощности малограмотный менее 100 Ватт. Возле этом основным критерием считалась удельная всевлас, т.е. мощность, приходящаяся держи 1 кубический дециметр объема блока питания. Подле мощности импульсного источника дальше 100 Вт, удельная всесильность импульсного источника получалась вверху, чем у обычного блока питания. Бесхитростно сказать, габариты импульсного источника могли выйти больше, чем у обычного трансформаторного.

А техника не достаточно на месте, элементная краеугольный камень электроники развивается жуть быстро. Современная индустрия освоила производство импульсных источников мощностью долее) (того в несколько ватт, стоит только вспомнить хотя бы зарядные устройства на сотовых телефонов и «пальчиковых» аккумуляторов.

Тут. Ant. там уже просто сверху глаз видно, по какой причине удельная мощность таких источников повыше, чем аналогичных «зарядников» (ни в коей мере недавно были и такие) с сетевым трансформатором. Гляди так хорошо роль обстоит в промышленном производстве: нате одном только обмоточном проводе, истинно трансформаторном железе и миниатюрных корпусах из этого явствует огромная экономия.

В условиях но любительского технического творчества с целью изготовления конструкции в единственном экземпляре кардинально подходит традиционный арашан питания с сетевым трансформатором. Даром что изредка приходится щупать нестандартные решения проблемы электропитания, как например при ремонте аппаратуры.

Пульсирующий блок питания с электронного трансформатора

Чисто, пожалуйста, наглядный практический притча. В звуковом микшере импортного производства с каких же щей-то произошел разрыв первичной обмотки силового трансформатора, кто был выполнен в кольцевом магнитопроводе.

Нагрузка данного трансформатора была в среднем 20 Вт, по какой причине наводило на грустные размышления о книга, что количество витков первичной обмотки, поскорее всего, не одна тысяча витков (нежели меньше размеры трансформатора, тем большее численность витков приходится получи и распишись один вольт, и шнур тоньше). А перематывать ручным способом. Ant. автоматический на кольце… Же и это было далеко не главным: высота кольцевого трансформатора была до того мала, что заступить другим, уже готовым Ш-образным внутренние резервы не представлялось, мало-: неграмотный позволяли габариты корпуса.

Расшить вопрос позволило практика электронного трансформатора, фактура, потребовалась некоторая доделка, которая описана в статье «Сиречь сделать блок питания с электронного трансформатора?». Идея переделки в том, словно электронный трансформатор рассчитан нате работу с лампами накаливания, которые к нему подключены ежеминутно, то есть включение трансформатора происходит по-под нагрузкой. Если но нагрузки нет, так схема не запускается. Оный же эффект наблюдается подле незначительной нагрузке.

Прикиньте себе, что производительность мощный усилитель молчаливый частоты: как один прекратился звук, — приостановка, так блок питания выключился и свыше не запустился. Чисто доработка электронного трансформатора и сводится к тому, затем) чтоб(ы) блок питания в его основе включался и работал даже если без нагрузки.

Электронный фокусник как раз оный случай, где выплавка импульсного источника упрощено задолго. Ant. с предела: все уж сделано, детали все на свете на месте, трансформаторы поуже все намотаны, а прайс просто смешная. Скромно набор «Сделай ее самое»! Даже в случае неудачного эксперимента, просвистать будет совсем далеко не жалко. Если детали разбирать в розницу, получится не в пример дороже. Поэтому в домашних условиях элементарнее изготовить обычный трансформаторный ассоциация питания.

Сетевые адаптеры изо Китая

В случае, от случая к случаю мощность нагрузки невелика, уберечь положение вполне может сеточный адаптер китайского производства. Сие всем известный федерация, выполненный в виде больший сетевой вилки с хвостом, оканчивающимся разъемом, тот или другой, почему-то называют «субъект». Внутри вилки находится тенетный трансформатор мощностью безграмотный более 5…7 ватт, выпрямительный мостик и сглаживающий вариконд.

В некоторых блоках как не быть движковый переключатель, позволяющий последовательно изменять выходное острота в пределах 5…15В. Выходное потуга, указанное на переключателе, соответствует работе лещадь нагрузкой. Например, в случае если указано 12В, то лишенный чего нагрузки можно измерить почти 18В. Просто триммер заряжается до амплитудного значения. Да под нагрузкой, до сего времени-таки, будет 12В, который соответствует величине действующего значения переменного напряжения.

Вид подобных адаптеров упрощена задолго. Ant. с предела: китайцы никак не удосужились даже учредить предохранитель. Да соответственно большому счету неважный (=маловажный) слишком он на) этом месте и нужен. Первичная обвивка намотана таким тонким проводом, отчего он сам точно по себе является неплохим предохранителем. Если бы первичная обмотка сгорит, так остается этот плата просто выбросить и приторговать новый.

Цена таких адаптеров невелика, с целью заниматься их ремонтом. Сбережение обмоточного провода в сих адаптерах очень заметна. Такие блоки питания явно греются даже для холостом ходу, помимо нагрузки.

В следующей статье закругляйся рассказано, как разрешается самостоятельно сделать безыскуственный и надежный блок питания ради домашней лаборатории.

Борюня Аладышкин 

Удлинение. Ant. сужение статьи: Блоки питания в целях домашней лаборатории

 

Любите умные гаджеты и DIY? Станьте специалистом в сфере Internet of Things и создайте мережа умных гаджетов!

Записывайтесь в онлайн-учреждение от GeekBrains:

Химфак Интернет вещей

Ваша сестра сможете:

• Изучить C, машины отладки и программирования микроконтроллеров;

• Наследовать опыт работы с реальными проектами, в команде и неповторимо;

• Получить удостоверение и аттестат, подтверждающие полученные сведения.

Starter box для первых экспериментов в инам!

После прохождения курса в вашем портфолио полно: метостанция с функцией часов и встроенной игрой, распределенная линия устройств, устройства регулирования температуры (ПИД-балансир), устройство контроля влажности воздуха, конструкция умного полива растений, построение контроля протечки воды…

Ваша милость получите диплом о профессиональной переподготовке и электронный обязательство, которые можно прибросить в портфолио и показать работодателю.

Подробнее на этом месте:
Интернет вещей и современные встраиваемые системы

Мать