Разделы

В сети

Пользователей: 139
Из них просматривают:
Аналоги: 48. Видео: 1. Даташиты: 12. Инструкции: 7. Новости: 44. Обзор: 1. Остальное: 4. Ошибки: 2. Программы: 1. Теги: 1. Торрент: 3. Форум: 11. Чат: 4.
Участников: 6
Гостей: 133

an , KT315 , alex01981 , Google , wolf170571 , Яндекс , далее...
Рекорд 2375 человек онлайн установлен 26.12.2015.

Партнёры


Партнёры

Новые объявления

Источники питания

Простой импульсный источник питания 5 В, 4А

Написал lom-master в 30.07.2009 8:20:00 (24951 прочтений)

    В статье описан несложный и недорогой сетевой блок питания с выходным напряжением 5 В и током нагрузки до 4 А.

    Источник питания представляет собой однотактный обратноходовый преобразователь напряжения с самовозбуждением. Отличительная особенность предлагаемого устройства — отсутствие специализированных микросхем, простота и дешевизна в изготовлении.



 

 

Основные технические характеристики
Максимальная выходная мощность, Вт20
Выходное напряжение, В5
Максимальный ток нагрузки, А4
Интервал входного напряжения сети, В187...242
Частота входного напряжения, Гц50
Нестабильность выходного напряжения, %, не более2
Амплитуда пульсаций, %1
Интервал рабочей температуры, °С-40...+70
Габариты, мм80x65x20
Масса с теплоотводом, г120

 

   Схема устройства показана на рисунке 1. Источник питания содержит сетевой выпрямитель VD1—VD4, по-мехоподавляющий фильтр L1C1—СЗ, преобразователь на коммутирующем транзисторе VT1 и импульсном трансформаторе Т1, выходной выпрямитель VD8 с фильтром C9C10L2 и узел стабилизации, выполненный на стабилизаторе DA1 и оптроне U1.

Принципиальная схема устройства; Увеличить в новом окне

Рис.1. Принципиальная схема устройства

    Устройство работает следующим образом. После включения источника питания приоткрывается коммутирующий транзистор VT1 и по первичной обмотке импульсного трансформатора Т1 начинает протекать ток. В обмотке обратной связи II трансформатора наводится ЭДС, которая по цепи положительной обратной связи — резистор R9, диод VD5, конденсатор С5 поступает на затвор полевого транзистора VT1. В результате чего развивается лавинообразный процесс, приводящий к полному открыванию коммутирующего транзистора. Начинается накопление энергии в трансформаторе Т1. Ток через коммутирующий транзистор VT1 линейно нарастает, а напряжение с датчика тока— резистора R10 через диод VD6 и конденсатор С7 воздействует на базу фототранзистора оптрона U1.1, приоткрывая его, из-за чего уменьшается напряжение на затворе полевого транзистора. Начинается обратный процесс, приводящий к закрыванию коммутирующего транзистора VT1. В этот момент открывается диод VD8 и энергия, накопленная в трансформаторе Т1, передается в конденсатор выходного фильтра С9.

    Когда выходное напряжение по какой-либо причине превысит номинальное значение, стабилизатор DA1 откроется и через него и последовательно включенный излучающий диод оптрона U1.2 начинает протекать ток. Излучение диода приводит к более раннему открыванию транзистора оптрона, в результате чего время открытого состояния коммутирующего транзистора уменьшается, энергии в трансформаторе запасается меньше, а следовательно, выходное напряжение уменьшается.

    Если же выходное напряжение понижается, ток через излучающий диод оптрона уменьшается, а транзистор оптрона закрывается. В результате время открытого состояния коммутирующего транзистора увеличивается, энергии в трансформаторе запасается больше и выходное напряжение восстанавливается.

    Резистор R3 необходим для уменьшения влияния темнового тока транзистора оптрона и улучшения термостабильности всего устройства. Конденсатор С7 повышает устойчивость работы источника питания. Цепь C6R8 форсирует процессы переключения транзистора VT1 и увеличивает КПД устройства.

    По приведенной схеме были изготовлены несколько десятков источников питания с выходной мощностью 15...25 Вт.

    На месте коммутирующего транзистора VT1 можно использовать как полевые, так и биполярные транзисторы, например, серий 2Т828, 2Т839, КТ872, КП707, BUZ90 и т. д. Транзисторный оптрон 4N35 заменим любым из серий АОТ110, АОТ126, АОТ128, а стабилизатор КР142ЕН19А — TL431. Однако лучшие результаты получились с импортными элементами (BUZ90, 4N35, TL431).

    Все резисторы в источнике питания — для поверхностного монтажа типоразмера 1206 мощностью 0,25 Вт, конденсаторы С1 —СЗ, С8 — К10-47в на напряжение 500 В, С5—С7 — для поверхностного монтажа типоразмера 0805, остальные — любые оксидные.

    Трансформатор Т1 наматывают на двух, сложенных вместе, кольцевых магнитопроводах К19x11x6,7 из пермаллоя МП 140. Первичная обмотка содержит 180 витков провода ПЭВ-2 0,35, обмотка II — 8 витков провода ПЭВ-2 0,2, обмотка III на выходное напряжение 5В — 7 витков из пяти проводников ПЭВ-2 0,56. Порядок намотки соответствует их нумерации, причем витки каждой обмотки необходимо равномерно распределить по всему периметру магнитопровода.

    Дроссели L1 и L2 выполнены на кольцевых магнитопроводах К15x7x6,7 из пермаллоя МП140. Первый содержит две обмотки по 30 витков в каждой, намотанных проводом ПЭВ-2 0,2 на разных половинах магнитопровода, второй наматывают проводом ПЭВ-2 0,8 в один слой по всей длине магнитопровода сколько уместится.

    Чтобы уменьшить пульсации выходного напряжения, общую точку конденсаторов С2 и СЗ сначала следует соединить с минусовым выводом конденсатора С10, а затем с остальными деталями — обмоткой III трансформатора Т1, минусовым выводом конденсатора С9, резистором R12 и выводом 2 стабилизатора DA1.

    Устройство собрано на печатной плате размерами 80x60 мм. На одной стороне платы расположены печатные проводники и элементы для поверхностного монтажа, а также коммутирующий транзистор VT1 и диод VD8, которые прижаты к алюминиевой пластине—теплоотводу таких же размеров, а на другой — все остальные.

    Первое включение прибора лучше производить от источника питания с ограничением тока, например, Б5-50, причем подавать следует сразу рабочее напряжение, а не повышать его постепенно. Налаживание устройства заключается в подстройке выходного напряжения делителем R11R12 и, если необходимо, установке датчиком тока R10 порога ограничения выходной мощности (начала резкого падения выходного напряжения при увеличении тока нагрузки).

    Для получения другого выходного напряжения нужно пропорционально изменить число витков обмотки III трансформатора Т1 и коэффициент деления делителя R11R12.

    При эксплуатации устройства следует помнить, что его минусовый вывод гальванически связан с сетью.

 

Даташит TL431A

Автор: М.ДЫЦКОВ, г. Жуков

10
 
Комментарии принадлежат их авторам. Мы не несем ответственности за их содержание.
Отправитель Нити
Гость
Отправлено: 01.01.2010 20:11  Обновлено: 01.01.2010 20:11
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
А по какой формуле рассчитываются номиналы резисторов делителя 1-ой ножки TL431?
lom-master
Отправлено: 01.01.2010 20:15  Обновлено: 01.01.2010 20:15
Модератор
Дата регистрации: 09.08.2008
Откуда:
Сообщений: 60
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
По закону Ома)))
TL431 срабатывает от 2.5 В, вот и делитель собран на половину выходного напряжения, в итоге - 5 В.
Если есть желание изменить выходное напряжение, то на это и надо рассчитывать, чтобы при номинальном выходном напряжении на входе 1 TL431 было 2.5 В
Гость
Отправлено: 01.01.2010 21:24  Обновлено: 01.01.2010 21:24
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
У меня в БП стоит для 7,5В резистор на землю 1КОм, а на "+" 2,32КОм. Значит чтобы поднять на выходе до 12В надо заместо 2,32КОм поставить 1,45КОм?
MACTEP
Отправлено: 01.01.2010 21:28  Обновлено: 01.01.2010 21:35
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Нет, резистор больше должен быть.
3.8к
Но врядли найдешь такой)))
Надо подбирать из ближайшего номинала (3.9к) или последовательно соединять, к примеру 3.6к + 0.2к

Не забудь пропорционально увеличить и R13, R14 если у тебя по схеме таковые имеются (я так понял, схема похожая, но не эта?)

А еще лучше, поставь подстроечник, и подбери экспериментально!
Теория теорией, а практика вернее всего!!!
Гость
Отправлено: 01.01.2010 21:36  Обновлено: 01.01.2010 21:43
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Схему я срисовал из своего БП, и она оказалась очень похожей на эту.
R14 у меня стоит параллельно диоду оптрона.
Блин, надо 3 резистора менять))) Я не справлюсь))) Кто-нибудь может помочь пересчитать? Схемку покажу.

Получается точное значение 3712 Ом.
MACTEP
Отправлено: 01.01.2010 21:43  Обновлено: 01.01.2010 21:48
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
нашел сейчас формулу: Vout=(1+R11/R12)*Vref, где:
Vout - выходное напряжение
Vref - напряжение стабилизации (TL431A - 2.495V)
Но это для этой схемы:
Открыть изображение в новом окне
Гость
Отправлено: 01.01.2010 21:48  Обновлено: 01.01.2010 21:48
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Цитата:
А еще лучше, поставь подстроечник, и подбери экспериментально!

Ну вставлю я подстроечник, а резистор шунтирующий диод оптрона и балластный резистор то останутся такими же. Сгорит всё...
MACTEP
Отправлено: 01.01.2010 21:50  Обновлено: 01.01.2010 21:50
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
R13, R14 не критичны. Увеличь их в полтора раза..
2.2к так и простся туда))))
MACTEP
Отправлено: 01.01.2010 21:54  Обновлено: 01.01.2010 21:54
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Не забудь проверить С9, С10 - они должны быть на напряжение не ниже 16 В
MACTEP
Отправлено: 01.01.2010 22:03  Обновлено: 01.01.2010 22:03
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Гость
Отправлено: 01.01.2010 22:04  Обновлено: 01.01.2010 22:04
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Цитата:
Не забудь проверить С9, С10 - они должны быть на напряжение не ниже 16 В
С этим всё в порядке. Два стоят на 16В, а третий аж на 35В зарядили)))
(так много кондёров потому что фильтр стоит П-образный, с дросселем)
Цитата:
R13, R14 не критичны. Увеличь их в полтора раза..
2.2к так и простся туда))))

То есть получается:
12В/7,5В= 1,6 коэффициент увеличения.
Далее оба резистора оптрона увеличиваем в 1,6 раза. Резистор стабилитрона с 1-ой ножки на "+" тоже увеличиваем в 1,6 раза?
MACTEP
Отправлено: 01.01.2010 22:43  Обновлено: 01.01.2010 22:43
Администратор
Дата регистрации: 07.08.2008
Откуда: Тирасполь
Сообщений: 6468
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Цитата:
По закону Ома)))
TL431 срабатывает от 2.5 В,

Цитата:
Vref - напряжение стабилизации (TL431A - 2.495V)

на выводе 1 должно быть 2.5 в при номинальном напряжении на выходе!
R11=9.5/(2.5/1)=3,8к
где:
9.5 - напряжение на R11
2.5 - напр. стабилизации
1 - R12
Гость
Отправлено: 01.01.2010 22:51  Обновлено: 01.01.2010 22:51
 Простой импульсный источник питания 5 В, 4А
Спасибо Мастер. Завтра попробую переделать. Сейчас пока сравниваю номиналы обвязки из схем по твоим ссылочкам

Разное

Если "ревёт" один из дросселей резонансного стабилизатора, забейте деревянный клин между его катушками.

Интересно

Диэлектрические и диамагнитные отвертки можно выпилить из старых стеклотекстолитовых плат.

Похожие новости