Імпульсний блок живлення схема

  1. Як працює імпульсний блок живлення?

На дворі 21 століття трансформаторних блоків живлення залишається все менше, т.к їм на зміну прийшли імпульсні блоки живлення, інакше їх ще називають безтрансформаторним. Чому це протзошло? По-перше імпульсні блоки живлення куди більш компактні, легше і дешевше у виробництві. По мимо цього ККД імпульсних блоків може доходити до 80%. На дворі 21 століття трансформаторних блоків живлення залишається все менше, т

В рамках нашої статті розглянемо найбільш цікаві схеми імпульсних блоків живлення з використання різних схемотехнічних рішень. Але спочатку розберемо принцип роботи імпульсного блоку живлення. (ІБП)

Практично всі існуючі сьогодні імпульсні джерела імпульсного харчування незначно відрізняються по конструкционному виконання і працюють по одній, типовою схемою.

До складу основних компонентів і блоків ДБЖ входять:

мережевий випрямляч, типовий варіант складається з: вхідних дроселів, електромеханічного фільтра, що забезпечує відокремлення від перешкод і розв'язку статики з конденсаторами, діодного моста і мережевого запобіжника;
фільтрує ємності;
силового транзистора працює в ключовому режимі;
задає генератор;
оптопари;
схема зворотного зв'язку, побудованої зазвичай на транзисторах;
випрямні діоди або діодний міст вихідний схеми;
Схеми управління вихідною напругою
фільтруючі ємності;
силові дроселі, виконують функцію корекції напруги і його діагностики в мережі

Приклад друкованої плати типового імпульсного блоку живлення з коротким позначенням радіоелектронних вузлів показаний на малюнку нижче:

Приклад друкованої плати типового імпульсного блоку живлення з коротким позначенням радіоелектронних вузлів показаний на малюнку нижче:

Як працює імпульсний блок живлення?

ДБЖ видає стабілізовану напругу за рахунок застосування принципів взаємодії компонентів инверторной схеми. Змінна напруга мережі 220 вольт йде по проводах на випрямний пристрій. Його амплітуда згладжується ємнісним фільтром за рахунок застосування конденсаторів, що витримують піки до 300 вольт, і відділяється Помехоподавляющие фільтром.

Діодний міст випрямляє проходять через нього змінну напругу, які потім перетворюються схемою реалізованої на транзисторах. Далі високочастотні імпульси прямокутної форми слідують із заданою скважностью. Вони можуть перетворюватися:

з гальванічною розв'язкою від живильної мережі вихідних ланцюгів;
без розв'язки.

У першому випадку ВЧ імпульси слідують на імпульсний трансформатор, який здійснює гальванічну розв'язку. За рахунок високої частоти виходить відмінна еффектівностьпрімененія трансформатора, знижуються габарити муздрамтеатру, а отже і вага кінцевого пристрою.

У подібних схемах ДБЖ працюють три взаємопов'язаних ланцюжка: ШІМ-контролер ; транзисторний каскад з силових ключів; імпульсний трансформатор

Каскад з силових ключів зазвичай складається з потужних польових, біполярних або IGBT транзисторів. Для останніх, як правило, створена окрема система управління на інших малопотужних транзисторах або ІМС (драйвера). Силові ключі можуть бути реалізовані за різними схемами: полумостовой; бруківці; або з середньою точкою.

Імпульсний трансформатор його обмотки, розміщені навколо муздрамтеатру з альсифера або фериту. Вони здатні передавати ВЧ імпульси з частотою проходження до сотень кГц. Їх роботу зазвичай доповнюють ланцюжка з стабілізаторів, фільтрів, діодів та інших елементів.

В ДБЖ без гальванічної розв'язки високочастотний розділовий трансформатор не застосовується, а сигнал слід відразу на фільтр нижніх частот.

Особливості стабілізації вихідної напруги в ДБЖ

Всі ДБЖ мають в своєму складі радіо компоненти, що реалізують негативний зворотний зв'язок (ООС) з вихідними параметрами. Тому вони мають відмінну стабілізацією вихідної напруги при плаваючих навантаженнях і коливаннях мережі живлення. Методи реалізації ООС залежать від використовуваної схеми для роботи ДБЖ. Вона може реалізуватися у ІБП, що працюють з гальванічною розв'язкою за наступний рахунок:

Проміжного впливу вихідної напруги на одну з обмоток ВЧ трансформатора;
Іспоьзованія оптрона.

В обох варіантах ці сигнали управляють скважностью імпульсів, що подаються на вихід ШІМ-контролера. При застосуванні схеми без гальванічної розв'язки ООС зазвичай створюється за рахунок приєднання резистивного подільника.

Імпульсний блок живлення на спеціалізованій мікросхемі для слабомощной навантаження

Простий імпульсний блок живлення схема якого реалізована на мікросхемі HV-2405Е в своєму внутрішньому складі містить попередній імпульсний стабілізатор напруги і вихідний лінійний стабілізатор.

Величина струму, яку здатний видати імпульсний блок живлення, залежить від ємності C1. Конденсатор С2 адает тимчасову затримку активації мікросхеми для стабілізації перехідних процесів. Ємність C3 використовується для зменшення пульсації випрямленої вихідної напруги.

Термістор R1 захищає мікросхему від пробою струмом заряду конденсатора С1. У схемі був використаний малогабаритний термистор марки MZ21-N151RM.

Для отримання вихідної напруги в 18 В резистора R1 повинен бути становити 13 кОм, для 15 В - 10кОм, для 12 В - 6,8кОм, а для 9 В - 3,9 кОм.

Для отримання вихідної напруги в 18 В резистора R1 повинен бути становити 13 кОм, для 15 В - 10кОм, для 12 В - 6,8кОм, а для 9 В - 3,9 кОм

Імпульсний блок живлення на на IR2153

Мікрозбірка IR2153 це універсальний драйвер управління польовими і IGBT транзисторами. Розроблялася вона спеціально для використання в схемах електронного баласту енергозберігаючих ламп, тому її функціональні можливості при конструювання блоку живлення трохи обмежені. Мікросхема дозволяє створити на її базі простий і надійний джерело живлення.

Імпульсний блок живлення на 5 вольт на основі конденсаторного дільника

Дільник напруги, зібраний на неполярному паперовому конденсаторі С1 і електролітичних конденсаторах С2 і СЗ, які створюють неполярні плече сумарно ємністю 100 микрофарад.

Два лівих по відношенню до схеми діода є поляризующими до конденсаторної ланцюга. При зазначених номіналах радиокомпонентов, струм короткого замикання буде близько 0,6 А, а напруга на висновках ємності С4 при відсутність навантаження приблизно дорівнює 27 В.

При зазначених номіналах радиокомпонентов, струм короткого замикання буде близько 0,6 А, а напруга на висновках ємності С4 при відсутність навантаження приблизно дорівнює 27 В

Імпульсний блок живлення на вітчизняній елементній базі на 5 і 12 вольт

Первинна обмотка трансформатора Т2 перетворювача приєднана в діагональ моста, утвореного транзисторами VT1, VT2 і ємностями С9, С10. Базові ланцюга транзисторів живляться від другої і третьої обмоток трансформатора Т1, на первинну обмотку якого йде ступеневу напругу з формувача, побудованого на мікросхемах DD1, DD2.

Генератор, що задає формувача виконаний на інверторах DD1.1, DD1.2 і генерує коливання частотою 120 кГц. Імпульси з виходів тригерів DD2.1 з частотою 60 кГц і DD2.2 з частотой30 кГц йдуть на входи елементів DD1.3 я DD1.4, а вже на їх виходах генеруються імпульсні послідовності з шпаруватістю 4.

4, а вже на їх виходах генеруються імпульсні послідовності з шпаруватістю 4

Трансформатор Т1 зраджує це поетапне напруги на базу транзисторів VT1, VT2 працюють в ключовому режимі і по черзі відкриває їх.

Два джерела вихідної напруги виконані на стабілізаторах напруги серії К142. Так як, випрямлена напруга імпульсна на входах фільтрів встановлені оксидні конденсатори К52-1 невеликої ємності, добре працюють на даній частоті перетворення.

Схема імпульсного блоку живлення зібрана на друкованій платі з двостороннього фольгованого склотекстоліти. З боку радиокомпонентов фольга збережена і є загальним проводом.

З боку радиокомпонентов фольга збережена і є загальним проводом

Транзистори встановлюються на радіатор розмірами 40 на 22 мм.

У схемі застосовані постійні опору С2-1 (R7) і МТ, підлаштування резистор СП3-196 (R9), ємності КТП-2а (С1, С2), К50-27 (С4, С5), К52-1 (С7, C11, C16, С20), K73-17 на номінальну напругу 400 (С3) і 250 В (С9, С10), КМ-5 (С6, С14) і КМ-6 (інші). Індуктивності L1, L2, L4 - ДМ-2,5 L3 - ДМ-0,4.

Перший трансформатор зібраний на кільцевому магнітопроводі До 10Х6Х5 з фериту 2000НМ. Його первинна обмотка складається з 180 витків дроту ПЕЛШО 0,1, 2 і 3 обмоткіімеют по 18 витків ПЕЛШО 0,27. Магнитопровод другого трансформатора К28х16х9 з фериту марки 2000НМ. Його первинна обмотка складається з 105 витків дроту ПЕЛШО 0,27, обмотки 2 і 4 з 14 і 8 витків монтажного проводу МГТФ перетином 0,07 мм, 3-тя обмотка з 2х7 витків ПЕВ-2 діаметром 1 мм.

Його первинна обмотка складається з 105 витків дроту ПЕЛШО 0,27, обмотки 2 і 4 з 14 і 8 витків монтажного проводу МГТФ перетином 0,07 мм, 3-тя обмотка з 2х7 витків ПЕВ-2 діаметром 1 мм

БП на основі готового імпульсного трансформатора від комп'ютерного ATX

Основа конструкції полумостовой драйвер на мікросхемі IR2151. Сигнал з генератора посилюється каскадом на потужних польових транзисторах. Резистор 47к повинен бути з потужністю від 2 ват. Діод FR107 можна замінити на FR207 і т.п. Електролітичні конденсатори необхідні для згладжування пульсацій і зниження рівня мережевих перешкод, їх ємність від 22 до 470 мкф. Запобіжник на 3 ампера. Імпульсний трансформатор дозволяє отримати двухполярной напруга 12 або 2 вольт, тому на виході можна отримати 5, 10, 12 і 24 вольта.

Таким БП можна живити потужні УНЧ або ж пристосувати його під 12 вольта підсилювач з серії TDA. Якщо БП доповнити регулятором напруги, то можна зібрати повноцінний імпульсний лабораторний блок живлення.

Якщо БП доповнити регулятором напруги, то можна зібрати повноцінний імпульсний лабораторний блок живлення

Випрямляч найкраще зібрати на ультрашвидких діодах на 4-10 ампер їх можна запозичити з того ж комп'ютерного блоку живлення. Цей блок живлення можна застосувати ще в якості зарядного пристрою для автомобільного акумулятора, так як вихідний струм більше 10 ампер.

Цей блок живлення можна застосувати ще в якості зарядного пристрою для автомобільного акумулятора, так як вихідний струм більше 10 ампер

Блок живлення своїми руками з старого АОНа

Пам'ятайте були такі популярні свого часу телефони зразок Русь 26. До кожного з них йшов не поганий мережевий адаптер має на виході два стабілізованих напруги +5 В і +8 В при струмі навантаження до 0,5 А його можна використовувати для харчування безлічі електронних саморобок та сьогодні.

Розглянемо схему цього БП:

Напруга мережі 220 В через замкнуті контакти тумблера SA1 і захисне опір R1 йде на первинну обмотку трансформатора Т1. З вторинної обмотки воно зниженим до 11 В змінного струму, випрямляється випрямлячем, на діодах Шотки VD1 - VD4. Використання таких діодів знижує втрати потужності на випрямлячі приблизно на 1 В підвищує напругу на конденсаторі фільтра С7.

Імпульсний блок живлення містить два лінійних стабілізатора DA1 і DA2. Перший видає стабілізовану вихідна напруга +5 В, а другий +8 В.

Тумблером SB1 можна вибирати напругу +5 В або + 8 В. При цьому, якщо тумблер знаходиться в положенні «+5 В», загоряється світлодіод HL2, якщо в положенні «+8 В», то HL3.

Для зручності, на вихід каналу «+5 В» можна додати USB-розетку і використовувати для налагодження пристроїв з живленням від USB порту комп'ютера .

Для зручності, на вихід каналу «+5 В» можна додати USB-розетку і використовувати для налагодження пристроїв з живленням від   USB порту комп'ютера

Імпульсний блок живлення зі старої енергозберігаючої лампочки

Детальна інструкція для виготовлення саморобних імпульсних блоків живлення різної потужності на основі електронного баласту старої люмінесцентної лампи. Електронний баласт це майже готовий імпульсний Блок Питания, але в ній відсутня розділовий трансформатор і випрямляч.

Плюси і мінуси імпульсних блоків живлення

Плюси ДБЖ над стандартними аналоговими

При порівнянні конструкцій БП з однаковими показниками вихідних потужностей ДБЖ мають наступні переваги:

Зниження вага і габарити ДБЖ можна пояснити переходом від перетворень НЧ енергії потужними і важкими силовими трансформаторами з керуючими системами, розташованими на величезних радіаторахі працюють в лінійному режимі, до технологій імпульсного перетворення. За рахунок зростання частоти оброблюваного сигналу також можуть впливати ємність конденсаторів у фільтрів і, тому, їх габарити. Також спрощується схемотехніка випрямлення.
Підвищений ККД - У НЧ трансформаторів істотна частка втрат виникає за рахунок розсіювання тепла при електромагнітних перетвореннях. В ДБЖ максимальні втрати енергії виникають під час протікання перехідних процесів при комутаціях каскадів. А в решту часу ключові транзистори знаходяться в строго стійкому стані: відкриті або закриті. При цьому створюються всі умови для мінімуму потер, при цьому ККД може доходити до 90-98%.
Більш низька вартість;
Розширений діапазон напруг живлення - імпульсні технології дозволяють живити БП від джерел з різною амплітудою і частотою. Це розширює сферу застосування з різними ЕЛЕКТРОСТАНДАРТ.
Захист. Завдяки застосуванню малогабаритних напівпровідникових модулів, в конструкцію ДБЖ вдається вбудувати захист, контролюючу виникнення струмів коротких замикань (КЗ), відключення навантажень на виході пристрою та інші аварійні ситуації.

недоліки ДБЖ

Високочастотні перешкоди, так як вони працюють за принципом перетворення ВЧ імпульсів, то вони в будь-якому виконанні генерують перешкоди, що транслюються в простір. Це створює додаткову вимогу пов'язане з їх придушенням різними методами.

У деяких випадках помехоподавленія може бути неефективним, що виключає застосування ІБП для окремих типів точної цифрової техніки.

Обмеження по потужності ДБЖ мають протипоказання до роботи не тільки на підвищених, а й при знижених навантаженнях. Якщо у вихідному ланцюзі трапиться різке падіння струму за межі критичного значення, то схема запуску може сглючіл або ІБП стане видавати напругу з перекрученими властивостями.

Як працює імпульсний блок живлення?
Чому це протзошло?
Главное меню
Реклама

Архив новостей
Права на автомат и на механику: отличия в 2018 году
В 2017 году национальное водительское удостоверение Российской федерации привели в соответствие с Венской Конвенцией «О дорожном движении». В документе появились дополнительные подкатегории транспортных

Коробка передач автомобиля ГАЗ-66
Строительные машины и оборудование, справочник К атегория:     Устройство автомобиля Коробка передач четырехступенчатая, с синхронизатором на 3—4-й передачах. Передаточные отношения

Вариатор (вариаторная коробка передач): что это такое, принцип работы. Подробно + видео
У меня много статей про автоматические коробки передач (особенно сильно я люблю обычную АКПП). Однако второй по распространению я считаю вариатор или CVT, достаточно много автомобилей выпускается именно

Устройство АКПП: принцип работы и схема автоматической коробки
Что такое АКПП? Автоматическая Коробка Переключения Передач (АКПП) – вид трансмиссии в машине, в котором переключение скоростей осуществляется за счет электроники, не требуя внимания водителя.

Как правильно пользоваться коробкой автомат (АКПП)
Содержание статьи На сегодняшний день большинство водителей не представляет как бы они ездили на автомобиле, который не имеет автоматической коробки передач. Некоторые новички, приходят в ужас от одной

Автоматическая коробка передач (АКПП): что это такое, устройство и принцип работы для чайников
Двигатели внутреннего сгорания не способны обеспечить движение автомобиля в разных режимах без специальных устройств, изменяющих частоту вращения коленчатого вала. На части транспортных средств для этого

Как пользоваться автоматической коробкой передач?
Уважаемые автомобилисты! Прежде, чем мы с вами рассмотрим основные положения, как управлять автоматической коробкой передач, давайте поймем, что это такое. Нет, мы не станем углубляться в процессы, происходящие

Как пользоваться коробкой автомат АКПП (видео)
Как водит на автомате? Таким вопросом задается практически каждый человек, который раньше ездил на механической коробке, а теперь собирается приобрести автомобиль на автомате. Опасения на счет поломок

Какую автоматическую коробку передач выбрать (какие бывают коробки автомат): роботизированные, вариатор, гидротрансформатор
Более правильным называнием было бы — механическая КПП с автоматическим сцеплением, поскольку с «автоматом» её роднит только количество педалей. «Робот» полностью повторяет схему работы обычной механической

Mercedes-Benz переходит на 9 ступенчатую коробку-автомат
Немецкий автоконцерн Daimler начал оснащать Mercedes-Benz 9-ступенчатой автоматической трансмиссией. «Автомат», получивший название 9G-Tronic, уже используется в серийном Mercedes E350 BlueTec. Пока эта

Реклама

© 2013 mexpola.h1a25414f