Блоки питания

Блоки питания

Блок питания или адаптер применяется для подзарядки технического устройства от электрической сети. Если у вас возникла потребность в покупке нового блока питания оптом или в розницу, то мы расскажем, как правильно его подобрать.

Любой адаптер имеет не более трех характеристик, по которым происходит подборка блока питания – это разъем, который подключается к устройству; напряжение блока питания и сила тока блока на выходе, в связи с этим процесс выбора блока питания разделяется на несколько этапов.

Внешние блоки питания

Не секрет, что производители разных серий устройств, применяют различные блоки питания, которые в свою очередь могут быть оснащены разными типами разъемов, но вам необходимо подобрать только тот разъем, который будет отвечать вашему устройству. В том случае если вы выбираете разъем по размеру блока, который был в комплекте с вашим устройством, подбирать адаптер требуется предельно внимательно, ведь даже отклонение в 1мм не позволит вам подключить блок питания в разъем вашего устройства, либо контакт разъема будет не надежен. Обратите также внимание и на полярность блока питания, большинство устройств на внутреннем контакте имеет (+), а на внешнем (-).

Оригинальные блоки питания

Определить напряжение у блока питания можно изучив информацию, размещенную на вашем устройстве. Выходное напряжение подобранного вами блока питания должно быть идентично выходному напряжению, указанному на информационной наклейке вашего адаптера (± 1,5Вт).

Определение силы тока блока питания.

В этом случае сила тока блока питания должна быть ниже выходной силы тока указанной производителем. Такая информация также имеется на этикетке блока питания, либо в спецификации. Не редко вместо силы тока блока питания производитель указывает его мощность, имея информацию о мощности, легко вычисляется выходная сила тока. Выбранный вами адаптер должен иметь мощность (силу тока), равную или больше указанной на адаптере, так как применение блока питания с большей выходной силой тока будет более правильным, ведь в этом случае блок будет меньше нагреваться и иметь устойчивые показатели работы. К сожалению, минус более мощных блоков питания в том, что они несколько дороже.

Хотели бы обратить ваше внимание на то, что большинство блоков питания изготовленных различными производителями, вполне взаимозаменяемы.

В том случае, если вы не сумели подобрать адаптер к своему устройству самостоятельно, предлагаем обратиться к нашему специалисту, здесь вы можете получить необходимую консультацию по его выбору.

Преимущество блока питания как аналога батареек

Установка газовой колонки – отличная перспектива перехода на метод индивидуального нагрева воды. Кроме того, это позволяет существенно сэкономить на оплате коммунальных услуг. Монтаж газового проточного нагревателя делает вас независимым от котельной и водоканала и позволяет получить горячую воду в любой момент. Так, регулярное отключение горячей воды из-за летних профилактических работ будет уже не страшно.

Существующие газовые колонки работают при наличии подключенного газа и батареек:

• D-R-20 – солевые.
• D-LR20 – щелочные.

Наличие независимого источника делает их независимыми от того, есть ли в доме электричество или нет. Горячая вода будет всегда, даже в том случае, если будет отключено центральное электроснабжение.

Недостаток метода заключается в возникновении необходимости регулярной замены комплекта батареек. Причём качественные щелочные элементы стоят около 200 руб, а хватает их не более, чем на 12 месяцев. Дешевые солевые приходят в негодность ещё раньше. Кроме того, в большинстве случаев, батарейки «садятся» в самый неподходящий момент. Например, вечером или в выходные, когда вы планировали отдохнуть, а не бежать в ближайший магазин.

Важно! Предложение установить блок питания на 3 вольта вместо батареек подойдёт тем, кто не хочет ежегодно покупать и менять дорогие элементы питания.

Причины быстрого разряда батареек

Как уже упоминалось, срок службы батареек зависит от их вида, солевые – 2-5 недель, алкалиновые – до 1 года. Тем не менее, существует несколько причин, существенно сказывающихся на их быстром разряде:

• Повышенная влажность. Чаще всего наблюдается на устройствах, установленных в ванных и санузлах. На контактах образуется влага, способствующая окислению и ухудшению токопропускной способности.
• Неверная работа ионизационного сенсора. В большинстве случаев он просто смещается в сторону, искра вырабатывается долго, что приводит к тому, что энергия заряда расходуется напрасно.
• Смещение расположения разжигающего электрода. Причина аналогична, решается корректировкой контакта
• Сбой в работе блока управления. При проблемах данного характера рекомендуется вызвать мастера.

Элементы платы

Тумблер включения

За включения и отключение устройства, а точнее за состояния напряжения на выходных контактах, отвечает тумблер с двумя положениями:

Светодиодная индикация

На плате расположен индикатор текущего состояния устройства: ON и OFF . Режим выбирается механическим микропереключателем.

Порт micro-USB

Разъём для питания модуля по USB от компьютера или блока питания. Входное напряжение строго 5 вольт.

Разъём питания DC Barrel Jack

Коннектор DC Barrel Jack для подключения внешнего источника напряжения в диапазоне от 7 до 12 вольт.

Понижающий регулятор 5V

Линейный понижающий регулятор MC7800 обеспечивает напряжение для линии 5 вольт при подключении питания через внешний разъём. Диапазон входного напряжения от 7 до 12 вольт. Выходное напряжение 5 В с максимальным стабильным выходным током 600 мА.

При подключении питания через порт USB, регулятор MC7800 не участвует в преобразовании напряжения, так как на линию 5 вольт подаётся питание с USB разъёма.

Понижающий регулятор 3V3

Линейный понижающий регулятор AMS1117-3V3 обеспечивает напряжение для линии 3,3 вольта при подключении питания через порт USB или внешний разъём. Входное напряжение поступает от регулятора 5V или по USB. Выходное напряжение 3,3 В с максимальным стабильным выходным током 600 мА.

Джампер выбора питания

На модуле Breadboard Power Supply расположено два разъёма в виде 6 контактных штырьков. На каждом разъёме есть возможность выбора питания путём установкой джампера в соответствующее положение:

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

• Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
• Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
• На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
• Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.

• Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
• На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Сборка в железе

Раньше у меня был очень плохой блок питания еще на транзисторах. Я подумал, почему бы его не переделать? Вот и результат 😉

Здесь мы видим импортный диодный мост GBU606. Он рассчитан на ток до 6 Ампер, что с лихвой хватает нашему блоку питания, так как он будет выдавать максимум 1,5 Ампера в нагрузку. LM-ку я поставил на радиатор с помощью пасты КПТ-8 для улучшения теплообмена. Ну а все остальное, думаю, вам знакомо.

А вот и допотопный трансформатор, который выдает мне напряжение 12 Вольт на вторичной обмотке.

Все это аккуратно упаковываем в корпус и выводим провода.

Минимальное напряжение у меня получилось 1,25 Вольт, а максимальное — 15 Вольт.

Ставлю любое напряжение, в данном случае самые распространенные 12 Вольт и 5 Вольт

Все работает на ура!

Очень удобен этот блок питания для регулировки оборотов мини-дрели, которая используется для сверления плат.

Содержание / Contents

На рисунке представлены: а) цоколёвка старых транзисторов КТ117 (без язычка), б) современная цоколёвка КТ117, в) расположение выводов на схеме, г) аналог однопереходного транзистора на двух обычных (подойдут любые транзисторы верной структуры — структуры p-n-p (VT1) типа КТ208, КТ209, КТ213, КТ361, КТ501, КТ502, КТ3107; структуры n-p-n (VT2) типа КТ315, КТ340, КТ342, КТ503, КТ3102)

Индикатор для блока питания

Провёл у себя ревизию, нашёл пару простеньких стрелочных головок М68501 для этого БП. Просидел пол дня над созданием экрана для него, но таки нарисовал его и точно настроил под требуемые выходные напряжения.

Сопротивление используемой головки индикатора и применённый резистор указаны в прилагаемом файле на индикаторе. Выкладываю переднюю панель блока, если кому понадобится для переделки корпус от блока питания АТХ, проще будет переставить надписи и что-то добавить, чем создавать с нуля. Если потребуются другие напряжения, шкалу можно просто подкалибровать, это уже проще будет. Вот готовый вид регулируемого источника питания:

Плёнка — самоклейка типа "бамбук". Индикатор имеет подсветку зелёного цвета. Красный светодиод Attention указывает на включившуюся защиту от перегрузки.

Дополнения от BFG5000

Максимальный ток ограничения можно сделать более 10 А. На кулер — кренка 12 вольт плюс температурный регулятор оборотов — с 40 градусов начинает увеличивать обороты. Ошибка схемы особо не влияет на работу, но судя по замерам при КЗ — появляется прирост проходящей мощности.

Силовой транзистор установил 2n3055, все остальное тоже зарубежные аналоги, кроме BC548 — поставил КТ3102. Получился действительно неубиваемый БП. Для новичков-радиолюбителей самое-то.

Выходной конденсатор поставлен на 100 мкФ, напряжение не скачет, регулировка плавная и без видимых задержек. Ставил из расчёта как указано автором: 100 мкф ёмкости на 1 А тока. Авторы: Igoran и BFG5000.

Форум по обсуждению материала БЛОК ПИТАНИЯ С РЕГУЛИРОВКОЙ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Чип-антенны на печатных платах — особенности конструкции, установка и согласование с волноводом.

Классический фонарик со встроенным зарядным устройством можно неплохо улучшить, добавив пару микросхем и 18650 АКБ.

Самодельный светодиодный драйвер для фотосъёмки с возможностью переключения цветовой температуры.

Модуль драйвера BLDC двигателя жесткого диска — принципиальные электрические схемы включения и обзор готовых блоков.

Выбор номинала резистора

Выбор номинала резистора должен быть сделан с осторожностью, чтобы вдруг не перезарядить аккумулятор. Чтобы выяснить, с каким номиналом надо использовать резистор, необходимо в первую очередь рассмотреть источник питания. Когда вы работаете с нестабилизированным источником питания, выходное напряжение не неизменно. Когда схема, которая питается от него, выключается или отключается, напряжение на выходных клеммах источника увеличивается. Это напряжение холостого хода может достигать значения в полтора раза выше, чем то напряжение, которое указано на корпусе блока питания. Чтобы проверить это, возьмите мультиметр и измерьте напряжение на выходных клеммах источника питания, когда к нему ничего не подключено. Это и будет максимальное напряжение источника питания.

NiMH аккумулятор может безопасно заряжаться при токе заряда C/10, или одна десятая емкости аккумулятора в час. Однако прикладывание тока такой же величины после того, как аккумулятор был полностью заряжен, может привести к его повреждению. Если предполагается, что аккумулятор будет непрерывно заряжаться в течение неопределенного периода времени (как, например, в аккумуляторной системе резервного питания), то ток заряда должен быть очень низким. В идеале, ток заряда должен быть равен C/300 или еще меньше.

В моем случае, я буду использовать аккумуляторный отсек размера AA с аккумуляторами емкостью 2500 мАч. В целях безопасности мне нужен ток заряда 8 мА или меньше. Исходя из этого, можно рассчитать, резистор какого номинала нам нужен.

Чтобы рассчитать необходимое сопротивление вашего резистора, начните с определения напряжения холостого хода источника питания, затем вычтите из него напряжение полностью заряженной аккумуляторной батареи. Это даст вам напряжение на резисторе. Чтобы определить сопротивление, разделите разность напряжений на значение максимального тока. В моем случае, напряжение холостого хода источника питания равно 9В, а напряжение на аккумуляторной батарее равно около 6В. Это дает разность напряжений 3В. Деление этих 3 вольт на ток 0,008 ампер дает значение сопротивления 375 Ом. Поэтому номинал нашего резистора должен быть не менее 375 Ом. Для дополнительной безопасности я использовал резистор 1 кОм. Однако имейте в виду, что использование резистора с большим сопротивлением значительно замедлит заряд аккумулятора. Но это не проблема, если система резервного питания используется очень редко.

Резервный аккумуляторный источник питания

При использовании данной схемы резервного питания вы можете подключить к ней ваш блок питания через разъем питания «папа». Этот разъем подключен к схеме резервного питания от аккумулятора. Тогда на выходе схемы резервного питания устанавливается разъем «мама», в который может быть подключено электронное устройство, которое вы хотите запитать. Этот простой встраиваемый дизайн избавит вас от необходимости модифицировать источник питания или ваше устройство.