Регулируемый блок питания схема

Регулируемый блок питания схема

Самая простейшая схема самодельного блока питания постоянного тока, состоит из трех основных функциональных узлов — это понижающий трансформатор, диодный выпрямитель и сглаживающий конденсаторный фильтр. В зависимости от номинальной мощности БП и эти узлы будут иметь разные габариты и типы. Основный и наиболее дорогой частью является трансформатор, который понижает сетевое переменное напряжения до необходимых номиналов. Прежде чем его выбрать, определитесь с электрической мощностью, которая необходима. Для этого напряжение перемножите на силу тока нагрузки, плюс оставьте небольшой запас мощности примерно на 20-30%.

Допустим, у вас имеется старый трансформатор, убедитесь, что его первичка рассчитана на 220 воль. Подксоедините его к сети и мультиметром измерите напряжение на вторичной обмотке. Если оно выше, чем Вам необходимо, то можете отмотать пару витков вторички и опять замерить, напряжение должно немного снизится. Учтите, что напряжение с вторичной обмотки увеличится в 1,41 раза после диодного моста и конденсатора.

Роль диодного моста заключается в выпрямлении переменного напряжения. Подойдут абсолютно любые диоды, которые рассчитаны на напряжение и ток больше тех, которые Вам потребуются. Не забудьте предварительно проверить диоды на пригодность, так как даже один пробитый диод приведёт к тому, что БП будет работать не правильно.

На выходе моста в схеме имеется конденсатор, роль которого сглаживать пульсирующее напряжение. То есть, с диодного моста блока питания, выходит постоянное напряжение, но оно имеет вид импульсных скачков. Для многих устройств это не подойдёт, и вызовет их поломку. А конденсатор, накапливая часть энергии, заполняет провалы напряжения, тем самым на выходе БП относительно ровный электрический ток.

Блок питания на стабилизированное регулиремое напряжение 1,5 — 24 В с током до 3А

Основой схемы универсального блока питания для радиолюбителей является стабилизатор напряжения на микросхема КР142ЕН12. В качестве силового трансформатора применен накальный трансформатор ТН-56, имеющий четыре вторичные обмотки с напряжением 6,3 В. В зависимости от необходимого уровня выходного напряжения, с помощью переключателя SA2 подключаем нужное нам число вторичных обмоток.

Переменное напряжение с вторичных обмоток трансформатора через предохранитель FU2 поступает на диодный мосто VD1-VD4. Конденсатор С5 используется для сглаживания пульсаций. Транзисторы VT1, VT2 предназначены для увеличения выходной мощности. Регулировать выходное напряжение мы будем переменными резисторами R4 и R3 .

Транзистор VT1 должен быть установлен на радиатор, при необходимости, его можно заменить на КТ803А, КТ808А, а VT2 может быть заменён на КТ816Г. В качестве диодов VD1 VD4 можно применить КД206А, КД202А, но их также желательно установить на радиатор. Правильно собранная схема блока питания начинает работать сразу.

Регулируемый блок питания с напряжением до 24 В и с выходным током до 5А

В этой схеме, в случае короткого замыкания в нагрузке сработает защита реализованная способом ограничения максимального тока.

Изменением сопротивления переменного резистора R8 задаем требуемый ток. Все транзисторы необходимо установить на радиаторы.

Микросхема LM 2576-ADJ представлена в стандартном включении. Конденсаторы С1 и С4 можно использовать 0,1 до 1 мкф, С2, С3 1000 мкф, 63 Вольта, С5, С6 1000 мкф, 40в.

Я думаю по схеме и печатной плате и так все понятно. Вопрос может остаться только по изготовлению дросселя т.к в описание к микросхеме указана только индуктивность 100-300 мкГн.

В качестве сердечника для дросселя я применил ферритовое кольцо от неисправного компьютерного блока питания.

Новую обмотку я намотал шестью отрезками провода ПЭВ-0,35 длиной по 2,5 метра, концы зачистил и спаял между собой с обоих сторон.

Трансформатор взял готовый ТПП-268-220-50 из старого отечественного телевизора. Собранное устройство поместил в корпус и добавил стрелочный вольтметр, только из-за того что в имеющемся корпусе он уже стоял.

Если вам нужен простой и надежный регулируемый блок питания, то вы зашли точно по адресу, т.к здесь вы найдете реальные схемы и конструкции проверенные не одним поколением радиолюбителей. Основой всех представленных ниже схем источников питания является популярная микросхема LM317.

По представленной ниже первому варианту схемы мы соберем регулируемый БП с максимальным напряжением на выходе 12 вольт, такой величины должно хватить, для обеспечением питания большинства электронных самоделок радиолюбителя.

Источник питания с плавной регулировкой выходного напряжения

Основные технические характеристики:
Выходное напряжение блока А1,В __________________________________ 1,25. 27
Максимальный ток нагрузки (ток ограничения) блока А1,А ______________ 3
Выходное двуполярное напряжение блока А2, В ______________________ 0. ±24
Максимальный ток нагрузки (ток ограничения) блока А2, А _____________ 0,6

В устройстве применен общий для обоих источников сетевой трансформатор Т1. Выходное напряжение и ток нагрузки более мощного источника А1 можно контролировать с помощью вольтметра и амперметра, которые выполнены на основе стрелочного прибора М2001. В авторском варианте выходное напряжение источника А2 измеряют два одинаковых цифровых вольтметра, собранных на основе АЦП КР572ПВ2А. Схемы подобных устройств неоднократно публиковались на страницах «Радио», например, в статье [1], поэтому здесь останавливаться на них подробно не будем.

Блок А1 представляет собой стабилизатор, который описан в [2], выполненный на отечественных элементах и доработанный автором. Доработка заключается в возможности ступенчатого регулирования интервалов выходного напряжения с целью уменьшения потерь на регулирующем транзисторе. Этот блок можно использовать для питания различной аппаратуры и при ремонтных работах, а также как зарядное устройство.

Источник питания А1 обеспечивает стабилизированное напряжение на выходе в интервалах 1,25. 6,5; 1,25. 13 и 1,25. 27 В с возможностью его плавной регулировки. Максимальный ток нагрузки (уровень срабатывания защиты по току) может быть установлен в пределах 0,05. 3 А. В случае превышения установленного уровня устройство автоматически переходит в режим стабилизации тока, а после устранения перегрузки — возвращается а режим стабилизации напряжения.

Схема блока А1 показана на рис. 2. Устройство состоит из следующих функциональных частей: мощного выпрямителя VD1—VD4 с фильтром С1—С3; стабилизатора напряжения на микросхеме DA1 и транзисторе VT1; узла защиты по току на ОУ DA2; двух вспомогательных источников стабильного напряжения VD5VD6C4R1 и VT2VD7—VD9 для питания ОУ DA2. Переключателем SA2 устанавливают требуемый интервал регулирования выходного напряжения.

Если ток нагрузки не превышает 50 мА, устройство работает как стабилизатор, включенный по типовой схеме [3]. Когда ток нагрузки превысит это значение, падение напряжения на резисторе R2 открывает транзистор VT1, тем самым ограничивая ток через микросхему DA1 на уровне 50 мА. Регулируют выходное напряжение переменным резистором R8.

Узел защиты по току работает следующим образом. Стабильное выходное напряжение подают на неинвертирующий вход ОУ DA2. На его инвертирующий вход через регулируемый делитель R3R6 поступает сумма выходного напряжения и падения напряжения на токоизмерительном резисторе R4.

ОУ DA2 сравнивает выходное стабилизированное напряжение с напряжением, поступающим с делителя, которое зависит от тока нагрузки. Пока напряжение на неинвертирующем входе больше, чем на инвертирующем, на выходе ОУ устанавливается высокий уровень, близкий к выходному напряжению. Диод VD10 и светодиод HL1 закрыты. Устройство работает в режиме стабилизатора напряжения. Если ток нагрузки увеличивается, падение напряжения на токоизмерительном резисторе R4 возрастает и в некоторый момент напряжения на входах ОУ становятся равными. После этого дальнейшего увеличения тока нагрузки не происходит, поскольку выход ОУ шунтирует цепь регулировки стабилизатора DA1 через открытые диод VD10 и светодиод HL1. Резистор R5 ограничивает ток через светодиод HL1 и ОУ на допустимом уровне. При этом падение напряжения на резисторе R4 поддерживается постоянным за счет изменения выходного напряжения на нагрузке. Устройство переходит в режим стабилизации тока, о чем свидетельствует включенный светодиод HL1. Уровень ограничения тока нагрузки устанавливают переменным резистором R3.

Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы минимальная разность напряжения на входе (плюсовой вывод конденсатора СЗ) и выходе стабилизатора (вывод 8 микросхемы DA1) была не меньше суммы минимального падения напряжения на микросхеме 0А1 и напряжения открывания змиттерного перехода транзистора VT1 (в нашем случае — 3,8 В).

Схема двуполярного стабилизатора напряжения А2 показана на рис. 3. Штрихпунктирной линией выделены узлы А1.1 и А2.1, совпадающие по схеме с А 1.1 рис. 2. Узел А2.1 отличается от А1.1 тем, что вместо КР142ЕН12А применен стабилизатор напряжения отрицательной полярности КР142ЕН18А [3](у него вывод 8 — вход, 2 — выход, 17 — управляющий вывод), а диод VD26, светодиод HL3 и оксидный конденсатор С22 включены в обратной полярности.

Принцип работы устройства А2 аналогичен блоку А1 (см. рис. 2). Отличие заключается в том, что отсутствует мощный регулирующий транзистор, нет переключателя пределов выходного напряжения, а регулировка тока срабатывания защиты — ступенчатая, с помощью переключателя SA5 и резисторов R13—R16 и R25—R28. Уровни тока срабатывания защиты — 0,6 А, 0,25 А, 80 мА и 30 мА — устанавливают в обоих каналах одновременно. Выходное напряжение регулируют от нуля вследствие подачи напряжения смещения в цепи регулировки стабилизаторов DA3 и DA5 раздельно в обоих каналах. Регулируют напряжение переменными резисторами R20 и R32 от 0 до +24 В и от 0 до -24 В соответственно. Напряжение смещения снимают со вспомогательного источника стабилизированного напряжения R22R23C19C20VD22—VD25.

Транзистор КТ825А (VT1) допустимо заменить любым из этой серии. Транзистор VT2 необходимо подобрать с начальным током стока около 10 мА. Регулирующий транзистор (КТ825А) и интегральные стабилизаторы устанавливают на отдельные теплоотводы или на металлическую заднюю стенку корпуса. В последнем случае их следует надежно заизолировать от корпуса слюдяными прокладками. На переднюю панель вынесены измерительные приборы, светодиодные индикаторы, органы управления, выходные клеммы.

Габариты устройства зависят в основном от размеров сетевого трансформатора, мощность которого должна быть не менее 180 Вт. В авторском варианте сетевой трансформатор — самодельный, выполнен на ленточном тороидальном магнитопроводе 120x60x32 мм от стабилизатора напряжения для ламповых телевизоров. Первичная (сетевая) обмотка содержит 990 витков провода ПЭЛ 0,4. Обмотка II (силовая для блока А1) содержит 145 витков с отводами от 50-го и 82-го витков провода ПЭЛ диаметром 1 мм. Напряжение на выводах зтой обмотки —11, 18 и 32 В при токе не менее 3,2 А. Обмотка III (вспомогательная для блока А1) состоит из 45 витков провода ПЭЛ 0,25. Напряжение на обмотке — 10 В при токе 20 мА. Обмотка IV (силовая для блока А2) содержит 256 витков провода ПЭЛ 0,56 с отводом от середины. Напряжение на ней — 2×28 В при токе не менее 1 А. Обмотка V (вспомогательная для блока А2) состоит из 110 витков провода ПЭЛ 0,4 с отводом от середины. Напряжение на обмотке — 2×12 В при токе 50 мА.

Правильно собранное устройство в налаживании не нуждается. Возможно, потребуется подбор отдельных экземпляров ОУ. При желании можно увеличить выходной ток источников параллельным подключением необходимого числа регулирующих элементов — транзисторов параллельно VT1 в блоке А1 (в цепи эмиттеров транзисторов следует включить токовыравнивающие резисторы сопротивлением 0,1 Ом) и стабилизаторов параллельно микросхемам DA3, DA5 в блоке А2 (как подключить стабилизаторы параллельно, можно прочитать в статье [4]). В этом случае необходимо соответствующим образом изменить сопротивление токоизмерительных резисторов и, естественно, использовать более мощный сетевой трансформатор.

Лабораторный источник питания, кроме своего прямого назначения, может выполнять еще и дополнительные функции. Блок А1 можно использовать в качестве зарядного устройства. Ток зарядки устанавливают резистором R3 при замкнутых выходных клеммах. Напряжение на аккумуляторе (или батарее) и зарядный ток контролируют с помощью вольтметра PV1 и амперметра РА1 соответственно.

С помощью блока А2 можно проверять р-n переходы маломощных полупроводниковых приборов, конденсаторы емкостью от 0,1 мкФ и измерять напряжение.

Чтобы проверить р-n переходы, переключателем SA5 выбирают минимально допустимый ток. Резистором R20 (R32) устанавливают нулевое напряжение на выходе. К выходным клеммам «+» («-») и «Общ.» подключают, например, диод и плавно увеличивают напряжение. Если диод включен в прямом направлении, загорится индикатор перегрузки по току HL2 (HL3). При этом вольтметр покажет значение прямого падения напряжения на диоде. Если же диод включен в обратном направлении, режим работы блока питания не изменится. В случае проверки стабилитрона при обратном включении вольтметр покажет его напряжение стабилизации.

При проверке конденсаторов переключателем SA5 также выбирают минимальный ток нагрузки. Резистором R20 (R32) устанавливают максимальное, но не больше номинального для конкретного конденсатора, напряжение на выходе. К выходным клеммам (соблюдая полярность для оксидных конденсаторов) подключают конденсатор и включают выключатель SA4. По длительности вспышки индикатора перегрузки можно косвенно оценить емкость конденсатора или обнаружить его утечку.

Для измерения напряжения при проведении различных экспериментов и ремонтных работах можно использовать вольтметры блока. Перед работой следует отключить прибор от блока питания, разомкнув контакты выключателя SA4. Напряжение питания на исследуемое устройство удобно подавать с блока А1.

ЛИТЕРАТУРА
1. Ануфриев Л. Мультиметр на БИС. — Радио, 1986, № 4, с. 34—39.
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. — М.: Мир, 1983.
3. Бирюков С. Микросхемные стабилизаторы напряжения широкого применения. — Радио, 1999. № 2, с. 69—71.
4. Щербинв А., Блвгий С, Иванов В. Применение микросхемных стабилизаторов серий 142, К142 и КР142. — Радио, 1991, № 3, с. 47—51; № 5, с. 68—70.
А. МУРАВЬЕВ, пос. Лесной, Рязанской обл.
Радио 12-2003

Лабораторный импульсный блок питания. Часть 6. Защита ИБП и регуляторы тока нагрузки

Ограничение выходного тока импульсного блока питания необходимо прежде всего для защиты испытуемой схемы. Установленный выходной ток не должен быть выше расчетного максимального тока потребления проверяемой (отлаживаемой) схемы.
Лишь в этом случае имеем гарантию «выживания» компонентов схемы в случае нештатного режима (ошибки в монтаже и т. п.). При этом практически отсутствует вероятность повреждения и самого ЛБП.

Защита от КЗ выхода самого ЛБП не подразумевает защиту нагрузки, но шансы на выживание самого ЛБП значительно возрастают в этом случае. Каждый конструктор волен выбирать способы и приоритеты защиты, учитывая возрастающую сложность схемы и её удорожание при использовании дополнительных компонентов.

Приведенные ниже способы защиты и регулировки выходного тока ЛБП — классические, основанные на использование обычных резистивных датчиков тока, с привязкой, однако к схемам и применяемым компонентам, описанным в нашей серии статей.

Напряжение, снимаемое усилителем ошибки (ОУ) ШИР, выполненного на микросхеме DA1 (pin16), с резистора R4, служащего датчиком тока, протекающего через открытый канал ключа на транзиторе VT2, сравнивнивается с частью опорного напряжения, заданного переменным резистором Р1, на инверсном входе этого же ОУ (pin15). В случае превышения уровня напряжения на pin16 над уровнем напряжения на pin15, подача импульсов на затвор транзистора силового ключа прекращается, выход ЛБП обесточивается.
Схема 12 б так же контролирует значение тока по минусовой цепи питания, но силовой ключ коммутирует плюсовую шину питания.

На схеме 12в, г показан один и тот же вариант защиты линейного стабилизатора, работающего в связке с импульсным ключом.

Здесь ограничение тока обусловленно сложением падения напряжения на резисторе R1 токового датчика с падением напряжения на резисторе R2, входящего в состав задающего делителя R2/P1. Чем больший ток будет протекать через токовый датчик, тем большее падение напряжения будет происходить на R2. При этом выходное напряжение на выходе стабилизатора будет снижаться, ограничивая выходной ток ЛБП. Для коммутации токовых диапазонов необходимо применение, в качестве переключаемых датчиков тока, резисторов различных номиналов.

На схеме 12д плавная регулировка тока производится с помощью компаратора, сравнивающего падение напряжения на датчике с частью опорного напряжения.

Защита от КЗ силового «минусового» ключа, с использованием микросхем серии 38ХХ, показана на схеме 12ж.

Схема 12е для работы с «плюсовым» ключом.

Для импульсного ЛБП на таймере, можно применить схемы защиты от КЗ, показанные на схемах 12з, и. На 12з для защиты использован вход reset (pin4) таймера и дополнительный биполярный транзистор, ожидающий тока в базе от падения напряжения на токовом датчике R5.

На схеме 12е защита выполнена на операционном усилителе и дополнительном полевом транзисторе VT2, включенным параллельно «управляющему» транзистору VT1.

В заключение, пожалуй, не будет лишним предупреждение о том, что токоведущие части, имеющие непосредственное соединение с электрической сетью, опасны. Будьте внимательны и при монтаже компонентов, имеющих тенденцию взрываться при неправильном включении.

Возможно, кому-то описание схем покажется неполным, но этот пробел можно устранить в комментариях, так же как и исправить возможные ошибки, допущенные в статье.

Буду благодарен предложениям по улучшению/модификации приведенных схем, отзывам и описаниям применения схем для режимов работы, не предусмотренных в статье.

Блоки питания с регулируемым напряжение

Блок питания 7 Ампер 12 15 16 18 19 20 22 24 Вольт 150 Ватт Robiton NB7000 положительная полярность (плюс в центре). NB7000 — импульсный блок питания в розетку (ИБП), предназначенный для использования с ноутбуками.

Понижающий трансформатор преобразователь с 220 на 110 вольт Robiton 3P045 максимальной мощностью 45 Вт. Трансформатор ROBITON 3P045 является источником переменного тока, предназначенным для питания различных элек..

Блок питания автомобильный импульсный Robiton PN800S 800мА 1,5*3*4,5*6*7,5*9*12 В (+/-) 8 штекеровАвтомобильный адаптер Robiton PN800S 800мА является универсальным блоком питания для ноутбуков, нетбуков GPS навигаторов и..

Блок питания для ноутбуков Robiton 2400 мА 6 насадок. Универсальный сетевой блок питания для планшетных компьютеров и других современных устройств. Подходит на замену оригинальных блоков питания производителей и пр..

Блок питания 3.3 Ампера 9.5 12 15 16 18 19 19.5 20 Вольт 40 Ватт Robiton NB40W положительная полярность (плюс в центре). Robiton NB40W — импульсный блок питания в розетку (ИБП), предназначенный для использования с ..

Блок питания 3.5 Ампера 12 15 16 18 19 20 24 Вольт 70 Ватт Robiton NB70W положительная полярность (плюс в центре). NB70W — импульсный блок питания в розетку (ИБП) для ноутбуков. Широкий выбор фиксированного напряже..

Блок питания 6 Ампер 15 16 18 19 20 22 24 Вольт 120 Ватт Robiton NB120W положительная полярность (плюс в центре). Robiton NB120W — импульсный блок питания в розетку (ИБП) для ноутбуков с возможностью самостоятельно..

Блок питания 5 Ампер 15 16 18 19 20 22 24 Вольт 90 Ватт Robiton NB90W положительная полярность (плюс в центре). Robiton NB90W — импульсный блок питания в розетку (ИБП) для ноутбуков с возможностью выбора нужного на..

Блок питания 2 Ампера 3 4.5 5 6 7.5 9 12 Вольт Robiton TN2000S. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штекер. Такие блоки удобны и фун..

Блок питания 0.5 Ампер 3 4.5 5 6 7.5 9 12 Вольт. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штекер. Такие блоки удобны и функциональны, ..

Блок питания белого цвета нестабилизированный 0.5 Ампер 3 4.5 6 7.5 9 12 Robiton RN500. ROBITON B6-500 — трансформаторный (линейный) нестабилизированный блок питания. Устройство, основной задачей которого являетс..

Блок питания 3 Ампера 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Вольт. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штек..

Блок питания автомобильный импульсный Robiton K3000S 3000мА 3*4,5*5*6*7,5*9,5*12 В (+/-) 8 штекеровАвтомобильный адаптер Robiton K3000S является универсальным блоком питания для нетбуков Acer, Asus, Dell, HP, IBM, Fujits..

Блок питания нестабилизированный 1А 1.5 3 4.5 6 7.5 9 12 Вольт Robiton PC1000. ROBITON PC1000 — трансформаторный (линейный) нестабилизированный блок питания. Устройство, основной задачей которого является снижение ..

Блок питания 2.25 Ампер 3 4.5 5 6 7.5 9 12 Вольт Robiton TN2250S. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штекер. Такие блоки удобны и фу..

Стабилизированный универсальный блок питания 1А 1.5 3 4.5 6 7.5 9 12 Вольт ROBITON SN1000S. Задача любого БП — снизить напряжение 220 Вольт до значения, необходимого подключаемому прибору. В трансформаторном (линей..

Блок питания 3 Ампера 5 6 7.5 9 12 13.5 15 Вольт Robiton TN3000S. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штекер. Такие блоки удобны и фу..

Блок питания 5 Ампер 6 7.5 9 12 13.5 15 16 Вольт Robiton TN5000S. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штекер. Такие блоки уд..

Блок питания нестабилизированный 0.5 Ампер 3 4.5 6 7.5 9 12 Вольт Robiton DN500. ROBITON DN500 — трансформаторный (линейный) нестабилизированный блок питания. Устройство, основной задачей которого является снижение н..

Блок питания нестабилизированный 0.5 Ампер 1.5 3 4.5 6 7.5 9 12 Вольт ROBITON PC500. ROBITON PC500 — трансформаторный (линейный) нестабилизированный блок питания. Устройство, основной задачей которого является сниж..

Блок питания 1 Ампер 3 4.5 5 6 7.5 9 12 Вольт. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штекер. Такие блоки удобны и функциональны, пос..

Стабилизированный универсальный блок питания 0.5 Ампер 1.5 3 4.5 6 7.5 9 12В ROBITON SN500S. Задача любого БП — снизить напряжение 220 Вольт до значения, необходимого подключаемому прибору. В трансформаторном (лине..

Блок питания 1.5 Ампера 3 4.5 5 6 7.5 9 12 Вольт. Универсальность блока питания состоит в том, что пользователь имеет возможность выбрать необходимое выходное напряжение и штекер. Такие блоки удобны и функциональны, п..

Блок питания нестабилизированный 0.5 Ампер 3 4.5 6 7.5 9 12 Вольт ROBITON FN500. ROBITON FN500 — трансформаторный (линейный) нестабилизированный блок питания. Устройство, основной задачей которого является снижение..

Блок питания импульсный стабилизированный Robiton 1500 мА, 8 насадок. ▪ очень легкий и компактный ▪ соответствует последним стандартам: сниженное энергопотребление и высокий КПД ▪ 8 сменных штекеров ▪ стабил..

Блок питания нестабилизированный 0.3 Ампер 3 4.5 6 7.5 9 12 Вольт Robiton DN300. ROBITON DN300 — трансформаторный (линейный) нестабилизированный блок питания. Устройство, основной задачей которого является снижен..

Блок питания автомобильный импульсный Robiton PN3000S 3000мА 3*4,5*5*6*7,5*9,5*12 В (+/-) 6 штекеровАвтомобильный адаптер Robiton PN3000S является универсальным блоком питания для нетбуков, GPS навигаторов и DVD плееров.

Регулируемые источники питания на базе микросхем Power Integrations

С развитием электронной аппаратуры и усложнением автоматических систем управления технологией производства потребовались источники питания с возможностью регулирования (изменения) выходных параметров в широких пределах. Мощность их может быть от сотен милливатт до сотен киловатт.

В данной статье мы рассмотрим несколько вариантов регулируемых импульсных источников питания с выходной мощностью не более 300 Вт, построенных по однотактной обратноходовой схеме (рис. 1).

В настоящее время проектирование источников питания с фиксированными выходными параметрами не составляет особого труда. Как правило, такие источники питания строятся на базе широко известных принципиальных схем.

В маломощных и импульсных преобразователях напряжения средней мощности питание схемы управления обычно организуется через дополнительную обмотку трансформатора, которая рассчитывается на основании величины выходного напряжения или тока. Поэтому иногда возникают сложности с поддержанием заданных выходных параметров источника питания на холостом ходу. Так или иначе эту проблему научились решать: либо используют дополнительный источник питания схемы управления, либо устанавливают на выходе источника дополнительную нагрузку (балластный резистор). Правда, это приводит к ухудшению КПД, но на это часто закрывают глаза в пользу удешевления конструкции. Однако когда мы начинаем изменять уровень выходного напряжения в сторону уменьшения, это приводит к автоматическому снижению напряжения в цепи питания схемы управления.

В системах источников питания с диапазоном регулирования выходного напряжения от 50% до максимума обычно повышают уровень напряжения в обмотке питания схемы управления, а затем устанавливают дополнительный линейный стабилизатор.

На рис. 1 изображена принципиальная схема изолированного DC-DC преобразователя напряжения, по которой строится большая часть импульсных источников питания, производимых во всем мире. В качестве контроллера здесь используется широко известный контроллер UC3842 или его аналоги. Это так называемая дискретная схема. Питание схемы управления осуществляется через обмотку W3. Количество витков подобрано так, чтобы напряжение питания контроллера находилось в пределах 11-14 В при выходном напряжении 12 В.

Если же возникает необходимость обеспечить регулировку выходного напряжения в диапазоне от 6 до 12 В, то можно добавить микросхему, как показано на рис. 2.

Для этого достаточно увеличить количество витков в обмотке W3 и установить дополнительный линейный стабилизатор.

Но если нам потребуется обеспечить регулировку в диапазоне от 10 до 100%, то появляются некоторые сложности. Это происходит из-за того, что с уменьшением (снижением) минимального уровня выходного напряжения приходится сильно завышать напряжение на входе линейного стабилизатора. Также не нужно забывать, что необходимо питать микросхему обратной связи (DA3). А при дальнейшем расширении диапазона регулирования способ питания схемы управления, показанный на рис. 2, становится громоздким и неэффективным с точки зрения КПД.

Следуя тенденциям развития электроники и требованиям, предъявляемым к современным источникам питания крупнейшими мировыми компаниями, которые занимаются производством полупроводниковых элементов, были разработаны мощные микросхемы, предназначенные для построения импульсных источников питания типа DC-DC и AC-DC.

На сегодняшний день выпускается множество типов и семейств таких микросхем, благодаря которым можно строить импульсные преобразователи напряжения с выходной мощностью от сотен милливатт до сотен ватт. Среди крупнейших производителей, занимающих лидирующее место, хотелось бы особо отметить американскую компанию Power Integrations. Несмотря на жесткую конкуренцию среди производителей, почти 10% мирового рынка источников питания занимают источники, построенные на микросхемах этой компании.

На рис. 3 представлен источник питания типа AC-DC, построенного на микросхеме TOP247Y семейства TOP Switch GX.

Данный источник питания с выходной мощностью до 100 Вт работает от сети переменного напряжения 220 В ±25%, 50 Гц. На выходе мы имеем стабилизированное напряжение 12 В с максимальным током 8 А.

Вся схема инвертора реализована на одной микросхеме (DA1). В одном корпусе размещены такие узлы, как: мощный MOSFET полевой транзистор с максимальным напряжением на стоке до 700 В; ШИМ-контроллер; схемы защиты: от короткого замыкания в первичной и вторичной обмотках, от перегрева всего кристалла, от пониженного и повышенного входного напряжения питания; схема программного ограничения максимальной выходной мощности источника питания и схема выбора частоты переключения (66/132 кГц). Все это не только снижает размеры принципиальной схемы, но и существенно повышает технологичность и надежность источника питания.

В этом семействе имеется более мощная микросхема TOP250Y, на которой можно строить источники питания мощностью до 300 Вт.

На рис. 4 приведена схема источника питания AC-DC с регулировкой выходного напряжения в диапазоне от 5 до 15 В.

Читатель может сравнить два технических решения одного и того же источника питания: построенный по дискретной схеме (рис. 2) и на микросхеме от Power Integrations (рис. 4). Обратите внимание на отсутствие дополнительного линейного стабилизатора в цепи питания микросхемы. Благодаря схемотехническому решению, на котором построена микросхема семейства TOP Switch GX, это стало ненужным.

Рассмотрим вариант построения лабораторного импульсного источника питания с диапазоном регулирования выходного напряжения от 0 до 20 В и режимом стабилизации тока по заданному значению. Устройство представляет собой два независимых преобразователя напряжения. Первый — изолированный AC-DC преобразователь напряжения с выходным стабильным фиксированным напряжением 25 В, построенный по однотактной обратноходовой схеме (рис 5).

Второй — неизолированный DC-DC преобразователь напряжения с регулируемым выходным напряжением в диапазоне от 0 до 20 В и максимальным током до 10 А, построенный по схеме понижающего преобразователя напряжения с синхронным выпрямителем (рис. 6).

Такая концепция наиболее предпочтительна для построения именно лабораторных источников питания, так как позволяет не только работать в широком диапазоне токов и напряжений, но и обеспечивать высокую точность выходных параметров.

В конструкции источника питания используются комплектующие известных компаний: Power Integrations, ON-Semiconductor, Panasonic. Как правило, надежность всего устройства обусловлена минимальной надежностью одного или нескольких компонентов. Наименее надежным элементом любого источника питания является электролитический конденсатор. Поэтому по возможности от них стараются избавляться, хоть это и не всегда получается. В данном случае были использованы электролитические конденсаторы Panasonic серии FM-A с низким иммитансом (LowESR), температурным диапазоном от −40 до +105 °С с наработкой без ухудшения параметров до 7000 часов при температуре 105 °С.

Считается, что низкая цена может обеспечить хорошие продажи изделия, особенно это касается российского рынка, где господствуют низкокачественные товары, а производители зачастую используют в своих изделиях дешевую комплектацию неизвестного происхождения. Тем не менее только применение высококачественных комплектующих может гарантировать надежность выпускаемого изделия, рост имиджа компании и успешное продвижение продукции не только на российском, но и мировом рынке.

Автор: Алексей Арбузов
Опубликовано в журнале «Силовая Электроника» № 1/2006