БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Бестрансформаторный блок питания. Расчет. Ч2

   Ток нагрузки нам известен, теперь нужно рассчитать значение тока на входе источника питания. На рисунке 1 он обозначен как Iac. В отличие от постоянного тока нагрузки, ток на входе бестрансформаторного источника питания переменный.

А переменный ток характеризуется такими величинами как амплитудное и действующее значение.    Амплитудное значение переменного тока – это максимальное значение тока за период колебания.

Действующее значение переменного тока – это такая величина постоянного тока, который за время равное одному периоду колебания переменного тока, выделит на том же сопротивлении R такое же количество тепла, что и переменный ток.

   Для переменного тока, изменяющегося по синусоидальному закону, амплитудное и действующее значения связаны следующим соотношением:

где Iac – действующее значение, А; а Im – амплитудное, А.

   Действующее значение переменного тока на входе схемы Iac рассчитывается из тока нагрузки Iam по следующей формуле:

Таким образом, ток на входе схемы будет равен:Iac = 20*2.221 = 44,4 мA действующее значение
Im = 44*1.41 = 62.6 мA амплитудное значение

3. Определяем входное напряжение стабилизатора

   У всех линейных стабилизаторов, к которым относится и микросхема 7805, есть такой параметр как dropout напряжение – наименьшая разность напряжений между входом и выходом. Этот параметр определяет минимальное входное напряжение стабилизатора, при котором он все еще будет работать в номинальном режиме.

Для микросхемы 7805 выходное напряжение равно 5 В, а типовое dropout напряжение равно 2 В. Значит минимальное входное напряжение для стабилизатора 7805 будет составлять 5 + 2 = 7 В. С учетом того, что на конденсаторе С2 напряжение будет пульсировать, 7 Вольт – это минимальное значение пульсирующего напряжения.

Накинем 1 В для запаса и будем отталкиваться от значения 8 Вольт.

   В качестве стабилизатора не обязательно выбирать микросхему 7805, можно использовать то, что есть под рукой. При этом нужно учитывать следующие параметры:- максимальное входное напряжение стабилизатора, – максимальный выходной ток стабилизатора,- dropout напряжение,

– максимальная рассеиваемая мощность.

4.Рассчитываем емкость сглаживащего конденсатора C2

   Нагрузка у нас запитывается от сети во время положительного полупериода входного напряжения. Во время отрицательного полупериода нагрузка получает энергию от конденсатора С2.

За время отрицательного полупериода он не должен успеть разрядиться до напряжения меньше 8 В.

Этого не случиться, если начальное напряжение на конденсаторе и его емкость достаточны для поддержания заданного тока нагрузки. 

Большее напряжение позволяет использовать конденсатор меньшей емкости, но сильнее нагружает стабилизатор, который вынужден гасить на себе остаточное напряжение. Меньшее напряжение разгружает стабилизатор напряжения, но требует конденсатор большей емкости. Я выбрал 9.3 В. С2 > 0.02/(2*50*(9.3 – 8)) = 0.

000153 Ф = 153 мкФ   Выбираем большее соседнее значение из ряда Е12 – 180 мкФ.

   Также не забываем про максимальное напряжение, на которое рассчитан конденсатор. Берем с полуторным или двойным запасом, например на 16 Вольт.

5.Выбираем стабилитрон VD1

   Требуемое номинальное напряжение стабилитрона равно максимальному напряжению на сглаживающем конденсаторе С2 плюс величина падения напряжения на диоде VD2, то есть:0.7 – это значение падения напряжения на диоде, включенном в прямом направлении. Стандартное значение, используемое в инженерных расчетах.

   Помимо номинального напряжения стабилизации также важны такие параметры стабилитрона как номинальный и максимальный токи стабилизации, максимальный постоянный прямой ток, максимальный импульсный ток и рассеиваемая мощность.

    Для данной схемы я выбрал стабилитрон 1N4740А, который имеет следующие характеристики:
– номинальное напряжение стабилизации 10 В,- номинальный ток стабилизации 25 мА,
– максимальный ток стабилизации 91 мА,
– максимальный импульсный ток 454 мА,
– максимальный ток в прямом направлении 200 мА,
– рассеиваемая мощность 500 мВт.

   В положительный полупериод сетевого напряжения через стабилитрон может протекать ток в диапазоне от 0 до 62 мА (Im). Если нагрузка будет потреблять меньший ток, стабилитрон будет брать часть тока на себя, если нагрузка отключится, весь входной ток будет протекать через стабилитрон.

Поэтому максимальный ток стабилизации стабилитрона должен быть больше амплитудного значения входного тока. В нашем случае > 62 мА. У стабилитрона 1N4740 максимальный ток стабилизации 91 мА, значит, по этому параметру он подходит.    В отрицательный полупериод стабилитрон будет работать как обычный диод, и через него будет протекать весь входной ток источника питания.

Нагрузка в этот момент запитывается от конденсатора C2. В прямом направлении стабилитрон выдерживает 200 мА, это больше амплитудного значения входного тока (62 мА), значит, по этому параметру он тоже подходит.   Рассчитаем максимальную мощность, которая будет рассеиваться на стабилитроне.

В положительный полупериод сетевого напряжения на стабилитроне будет 10 В, в отрицательный полупериод Ud = 1.2 В (значение из даташита для тока 200 мА). Для расчета возьмем среднее значение переменного тока за полпериода. Оно рассчитывается по формуле:Iav = (2 * Im)/3.14 = 0.637*Imгде Im – амплитудное значение переменного тока, А.

  Максимальная мощность рассеиваемая на стабилитроне будет равна:
P = (0.637 * Im)*Ust + (0.637 * Im)*Ud = (0.637 * Im)*(Ust + Ud)P = 0.637*62*(10 + 1.2) = 442 мВт   Такая мощность будет рассеиваться на стабилитроне в худшем случае – когда через него будет идти весь ток нагрузки. На практике значение мощности будет меньше, так как в положительный полупериод через стабилитрон будет протекать меньший ток. По этому параметру стабилитрон тоже проходит.

6. Выбираем диод VD2

Ток нагрузки Iam = 20 мА. Максимальное обратное напряжение на диоде приблизительно равно номинальному напряжению стабилитрона VD1, то есть 10 В.Мощность, рассеиваемая на диоде, равна P = Ud*Iam = 0.7 * 20 = 14 мВт.

Берем по каждому из этих значений двойной запас и выбираем диод. Я выбрал диод 1N4148. 

7. Рассчитываем резистор R2

   Сетевое напряжение бытовой электросети составляет 220 В. Эта так называемое действующее значение. Действующее значение в корень из 2 раз меньше амплитудного значения. Я уже говорил об этом выше. Амплитудное значение сетевого напряжения составляет: Um = 220 * 1.

41 = 311 В   В начальный момент включения схемы, когда конденсатор C1 разряжен, может происходить бросок тока. Нужно подобрать такой номинал резистора R2, чтобы при максимальном входном напряжении импульсный ток через стабилитрон был меньше 454 мА.

R2 > Um/Ispike = 311/450 = 691 ОмВыбираем ближайшее значение из ряда E24 – 750 ОмМощность рассеиваемая на этом резисторе будет равнаPr = Iac * Iac * R = 44 * 44 * 750 Ом = 1.5 Вт

Берем 2 ваттный резистор.

8. Рассчитываем и выбираем конденсатор С1

   Номинал конденсатора С1 рассчитывается по следующей формуле:

где Iac – действующее значение тока в цепи, А; Uac – минимальное действующее значение напряжения в цепи, В; f – частота переменного напряжения, Гц; R – сопротивление резистора R2, Ом.    Формула выведена из закона Ома для цепи переменного тока, состоящей из конденсатора и резистора.

   Все величины известны:Iac = 44 мАUac = 220 ВR2 = 750 Омf = 50 Гц   Подставляем их формулу и получаем значение C1. Оно будет равно 650 нФ. Возьмем большее соседнее значение из ряда Е12 – 680 нФ.    Рабочее напряжение С1 должно быть больше чем Um = 311 В.

   В качестве C1 нужно выбирать конденсаторы, предназначенные для работы в цепях переменного тока, например отечественные металлопленочные конденсаторы К73-17 или их импортные аналоги. Если не удается подобрать конденсатор нужное емкости, можно соединить два конденсатора меньшей емкости параллельно.

9. Выбираем резистор R2

   Резистор R1 выбираем номиналом 1.5-2 МОм. Мощность, которая будет рассеиваться на этом резисторе, можно грубо оценить по формуле:P = (Uac*Uac)/R1 = (220*220)/1500000 = 32 мВт

Выбираем резистор мощностью 0.125 –  0.25 Вт.

Конечный вариант схемы

Разъем Х1 для подключения устройства к сети. 
Разъем Х3 для подачи постоянного напряжения при отладке и программировании устройства.

Несколько слов о правилах безопасности

   Ну и напоследок о самом главном.    Не подключайте устройство с бестрансформаторным источником питания к компьютеру или программатору, когда оно запитано от сети. Что-то из них может сгореть.

   Для программирования или отладки устройства запитывайте его от отдельного источника постоянного напряжения, когда оно отключено от сети.

   Не дотрагивайтесь до элементов и проводников устройства, когда оно подключено к сети, это может привести к поражению электрическим током.    Не подключайтесь к работающему устройству осциллографом.

У вас недостаточно прав для комментирования.

Источник: https://chipenable.ru/index.php/item/146

Самодельный блок питания для светодиодной ленты. Переделка своими руками из старых БП

Часто нужно запитать свои самоделки, а блока питания на нужное напряжение нет. Конечно, для проверки можно воспользоваться батарейками. Подобрать нужное количество, для получения нужного напряжения, но для постоянной работы такой подход нерационален. Давайте рассмотрим варианты изготовления блоков питания для светодиодов от простого и дешевого к более сложному и дорогому.

Бестрансформаторный блок питания для светодиодов

Суть такого блока заключается в использовании балластного (гасящего) конденсатор. На нашем сайте есть подробная статья о таком БП, в которой вы можете найти калькулятор для расчёта конденсатора. В общем виде схема выглядит следующим образом:

Такой вариант имеет массу недостатков:

1. Нет стабилизации выходного напряжения;
2. нет гальванической развязки (трансформатора);
3. нет разряжающего резистора на балластном конденсаторе, поэтому есть риск поражения электрическим током от C1.

Приняв эти недостатки и доработав схему, получаем следующее бестрансформаторное питание светодиодов на 12В.

Вместо D1, микросхемы линейного стабилизатора L7812, может быть установлена любая другая на необходимое напряжение (7805 и т.д. а также отечественные стабилизаторы КРЕН).

Альтернативный вариант схемы БП для светодиодной ленты, при сборе своими руками – вместо линейного стабилизатора использовать стабилитрон или параметрический стабилизатор из стабилитрона и транзистора.

Преимуществом такого решения есть гибкость в настройке напряжения стабилизации, ведь если у вас нет подходящего стабилитрона, вы можете два других соединить последовательно и добиться нужной величины напряжения.

Для изготовления самодельного блока питания для светодиодной ленты подойдёт отечественный стабилитрон серии Д818Д, рассчитанный на напряжение порядка 12-13 В.

Другой способ стабилизации – собрать стабилизатор тока на двух транзисторах. Ток стабилизации задается резистором R2.

R2 = 0,7 * Iст; R1 = 3,9кОм.

Стабилизатор тока стремится выдать заданный ток, это оптимальный вариант для бестрансформаторного питания отдельных светодиодов.

Переделка готовых БП для работы со светодиодами

Начнем с самых распространённых блоков питания – зарядных устройств от мобильного телефона. Выходное напряжение от 5 до 9 вольт постоянного тока, стабилизированная схема и гальваническая развязка от сети. Это делает использование подобных схем блока питания для светодиодной ленты безопаснее предыдущего варианта.

Самым простым вариантом будет использование токоограничительного резистора, для удобства есть онлайн калькулятор для расчета резистора.

Схемы дешевых блоков питания от зарядок

Для начала взгляните на схемы от различных зарядных устройств, с виду они отличаются, а принципиально – идентичны (картинки можно листать).

Большинство зарядных устройств для мобильного телефона построены на базе блокинг-генератора, или как его еще называют – автогенератора.

Выпрямленное напряжение поступает на схему, состоящую из силового транзистора, который управляется через базовую обмотку и резистор смещения базы, трансформатора, и цепи обратной связи. Это простейший импульсный блок питания. Подойдет как схема для блока питания светодиодной ленты, если её немного модернизировать.

Принцип работы

Обмотки трансформатора подключены таким образом, чтобы на базе транзистора и коллекторной обмотки, напряжения наводились в противофазе, иначе говоря «наоборот».

Когда транзистор открывается до конца через резистор базы, нарастание тока в коллекторной обмотке прекращается и на базовой обмотке возникает противо-ЭДС, закрывающее транзистор.

Ток в коллекторной цепи снижается, а после достижения нулевого значения процесс повторяется.

Вы могли заметить, что на каждой из схем выше я обвел красным цветом один из элементов – это стабилитрон (диод Зенера). Он установлен как раз в цепи обратной связи по напряжению. Когда выходное напряжение достигает напряжения стабилизации, в работу вступает отрицательная обратная связь, которая закрывает транзистор.

В более дорогих (см. вторую схему) обратная связь заведена через оптопару, это повышает надежность схемы в целом.

Обобщенная схема блокинг-генератора изображена на рисунке ниже, все остальные компоненты в зарядных устройствах нужны для стабилизации (обратной связи), индикации, защиты от аварийных режимов работы и т.д.

Делаем блок питания

Раз стабилитрон имеет напряжение стабилизации — с его помощью осуществляется обратная связь. Значит, чтобы изменить выходное напряжение, нужно его заменить на другой по величине Uстаб.

Выходное напряжение зарядного устройства приблизительно равно номиналу стабилизатора. Оно отличается от номинального на стабилитроне от 0,3 до 1В и зависит от некоторых особенностей схемы. Обратите внимание, в приведенных примерах стоят стабилитроны от 5 до 7 вольт.

При изменении выходного напряжения изменяется и ток, который может выдать зарядное устройство. Причем изменение тока обратно-пропорционально величине изменения напряжения. Т.е. увеличив напряжение наполовину, допустим до 7,5 вольт, ток упадет в два раза.

Чтобы своими руками сделать блок питания для светодиодов, нужно определиться как вы будете подключать нагрузку, чтобы сделать выводы о необходимом напряжении.

Если вы собираетесь питать один светодиод или несколько соединенных параллельно, вам нужно выходное напряжение порядка 3-х вольт (как определить напряжение светодиода). Далее подобрать необходимый стабилитрон, например подобный – на 3,3В. При параллельном подключении не забудьте проверить напряжение через каждый из светодиодов и скорректировать его дополнительным резистором.

Многие блоки питания, не только зарядки для мобильных, сделаны по этой схеме. Более мощные и дорогие модели (незначительно), и модели с другими силовыми схемами оборудованы несколько иной и более простой в настройке обратной связью. Зачастую которая выполнена на микросхеме TL431 (или любые другие буквы и «431» в названии).

Эта интегральная микросхема выполняет роль обычного стабилитрона. Отличия в том, что TL431 – это регулируемый стабилитрон и имеет корпус с 3-мя выводами

Выходное напряжение задается изменением соотношения резисторов R1 и R2 (см. следующую схему), далее размещена типовая схема блока питания с TL431. Кругом обведены резисторы, которые нужно подбирать для подстройки, формула подбора такова:

Vout = 1 + (R1 / R2) * Vref, где Vref – приблизительно 2,5В

Мнемоническое правило: В обвязке TL431 есть 2 резистора, задающие напряжение стабилизации. Верхний чем больше – тем выше напряжение, соответственно, чем ниже сопротивление, тем меньшее напряжение выдаст БП. Нижний – наоборот, чем больше сопротивление – тем ниже напряжение (верхний повышает, нижний уменьшает).

3 варианта блока питания из зарядного

Первый вариант. Вы можете сделать регулируемый блок питания таким образом: замените один из резисторов потенциометр, в зависимости от того куда вы его впаяете (вместо верхнего или нижнего) пределы регулировки будут изменяться.

Идеальный вариант поставить последовательно постоянный резистор и потенциометр, выставив за счет постоянного минимальный уровень напряжения на выходе блока питания, воспользовавшись приведенной формулой.

Описанными способами можно своими руками сделать блок питания для светодиодной ленты практически из любого старого блока питания, зарядного устройства и пр. Однако в некоторых случаях придется доматывать вторичную обмотку несколькими витками, этот способ несколько труднее и рассматривать его не будем.

Вторая схема. Регулировка аналогична, на R7 и R5.

Подобный блок питания, сделанный своими руками, превосходит бестрансформаторное питание светодиодов по всем параметрам. А что насчет цены – то не забывайте о том, что порывшись у себя в кладовой – вы наверняка найдете парочку заготовок.

Третий вариант – это модернизировать или доделать старые трансформаторные блоки питания.

Если вы хотите сделать блок питания для отдельных светодиодов, схема изменится только номиналом стабилизатора – нужно будет установить 3-хвольтовую модель (7803). Или собрать параметрический стабилизатор как было описано выше. Такой блок питания лучше чем первый рассмотренный, но хуже чем второй. Он больше и имеет меньший КПД.

Блок питания для LED ленты из зарядного от ноутбука

Блоки питания от ноутбуков, мониторов и другой бытовой и компьютерной техники имеют напряжение от 12 до 19 и более Вольт. Если напряжение 12В – отлично, это идеально для светодиодной ленты. Но как изменить выходное напряжение, если оно не подходит под ваши нужды?

Вот такой регулируемый импульсный понижающий преобразователь напряжения выполнен на довольно старой надёжной и популярной микросхеме – LM2596. Модель, которая изображена на фото, имеет регулировку напряжения и тока, что позволяет его использовать как драйвер для мощных светодиодов, обеспечивающий очень качественное питание.

На фотографии видно в обозначении сокращение ADJ (adjustable) – что говорит о том, что это регулируемая модель. В продаже есть готовые схемы и отдельные ИМС для работы с фиксированным выходным напряжением, а именно: 3В, 5В и 12В. В вариантах на ток 2 и 3 Ампера каждая, имеют немного упрощённую схему.

Назначение элементов описано здесь, разница лишь в том, что на схеме выше отсутствует стабилизация тока и нет регулировки напряжения, как в предыдущем фото.

Понижающие преобразователи напряжения на LM2596 довольно популярны. Найти их можно в магазинах радиодеталей, но на Aliexpress можно купить в разы дешевле.

Схема их подключения проста, входные и выходные контакты подписаны, некоторые платы поставляются с запаянными зажимными клеммами. Подключите его к готовому БП на более высокое напряжение (от ноутбука, например) и блок питания для светодиодных ламп готов.

Такой вариант подходит для начинающих, если вы не хотите влезать в схему с паяльником или нет возможности добраться до элементов блока для модификации схемы (в случае трудно разбираемого корпуса и когда детали залиты компаундом).

Ремонт блока питания светодиодной ленты

Многие блоки питания, рассчитанные на среднюю и большую мощность (30 и более Вт), построены на интегральном драйвере со встроенным силовым ключом, типа KA5l0365, FSDH065RN и т.д.

Такие решения применяются и в бытовой технике, например, в блоках питания DVD проигрывателей.

Такие микросхемы взаимозаменяемы, стоит только определить цоколевку сгоревшего чипа и установить тот, который вам удалось найти.

Более сложные и надежные блоки построены на ШИМ-контроллерах:

• TL494;
• KIA494AP;
• MB3759;
• KA7500;

Они аналогичны, ниже схема блока питания для светодиодной ленты с их использованием:

ШИМ-контроллер расположен в нижней части схемы, с помощью P1 (справа на схеме) осуществляется регулировка. Подбирая его величину, можно добиться нужного напряжения на выходе, чем-то похоже на регулировку 431 стабилизатора.

Даже если на вашем блоке нет потенциометра или подстроечника, вы можете его установить самостоятельно, заменив постоянный, аналогично приведенной мной схеме.

При ремонте смотрите на сигнал на выходе ШИМ, силовые ключи Т12 и Т13 подключенные к выводам 8 и 11 TL494.

На картинке ниже более наглядно изображена регулировка, потенциометр подключается к 1 вывод ИМС.

Таким образом вы можете своими руками экспериментальным путем сделать питание для светодиодной ленты из любого БП на 494 ШИМ-контроллере.

Практически все блоки питания можно своими руками перенастроить в узких пределах на необходимое напряжение питания светодиодной ленты. При этом вы обойдетесь минимальными затратами.

Источник: https://SvetodiodInfo.ru/svoimi-rukami/blok-pitaniya-dlya-svetodiodnoj-lenty.html

Бестрансформаторный блок питания

Бестрансформаторный блок питания в радиолюбительской спортивной аппаратуре не содержащий мощных высоковольтных трансформаторов. Преимущества подобных блоков питания очевидны:

Они позволяют уменьшить габариты и массу передающей аппаратуры.

Особенно эффективно применение бестрансформаторного питания в ламповых усилителях мощности. Когда на основе современных полупроводниковых диодов и малогабаритных электролитических конденсаторов можно создать очень легкие и весьма компактные усилители. Такие усилители удобны при работе как в стационарных условиях, так и в радиоэкспедициях.

Бестрансформаторные блоки питания рассмотренные ниже, предназначены для работы с однофазной сетью переменного тока напряжением 220 В.

Следует сразу подчеркнуть, что эксплуатация аппаратуры с бестрансформаторным питанием возможна в том случае, если на радиостанции имеется надежное заземление.

Наличие гальванической связи источника питания с сетью переменного тока требует применения не только хорошего заземления, но и устройства, исключающего включение аппаратуры при неправильном подключении к сети бестрансформаторного блока питания.

Нельзя забывать и то, что такая защита срабатывает только при подключенном заземлении, в чем необходимо в обязательном порядке убедиться перед тем, как вставить вилку сетевого шланга в розетку. В целом изготовление конструкций с бестрансформаторным питанием можно рекомендовать радиолюбителям, уже имеющим опыт в изготовлении и эксплуатации связной аппаратуры.

Типовые режимы мощных каскадов на распространенных лампах ГУ-19, ГУ-29, ГС-90, ГИ-7Б и т. п. обеспечиваются источником питания, схема которого приведена на рис.

Он состоит из двух однополупериодных выпрямителей (VI, С1 и V2, С2), работающих непосредственно от сети с выходными напряжениями + 300 В и —300 В (относительно корпуса). Режим работы лампы V5 определяется стабилитронами V3 и V4. Напряжения на электродах лампы V5 (относительно катода) определяются так:

где Uс1—напряжение на управляющей сетке; Uс2 — напряжение на экранной сетке; (Uа — анодное напряжение.

При выборе стабилитронов необходимо учитывать, чтобы максимальный ток стабилизации стабилитрона V3 был не меньше пикового значения анодного тока, a V4—тока экранной сетки.

Необходимый диапазон напряжений стабилизации и токов обеспечивают диоды Д815А—Д817Г.

 Поскольку катод лампы V5 находится под потенциалом около — 300 В относительно корпуса, обмотки накального трансформатора должны быть хорошо изолированы от корпуса.

Высокие динамические характеристики бестрансформаторного источника питания обусловлены тем, что в выпрямителях отсутствуют трансформаторы и дроссели фильтра, имеющие значительную индуктивность.

Статическая характеристика определяется конденсаторами С1 и С2.

Для обеспечения уровня пульсаций выходного напряжения менее 0,05%, необходимого для работы линейного усилителя мощности , емкости этих конденсаторов (в микрофарадах) должны соответствовать численному значению максимальной мощности (выраженной в ваттах), потребляемой от источника питания. Конденсаторы (фильтра и блокировочные) должны быть рассчитаны на напряжение не менее 350 В. Конденсаторы C1, С2 могут быть малогабаритные — К50-7, К50-12.

Выпрямительные диоды VI и V2 должны быть рассчитаны на обратное напряжение не менее 350 В и пиковый ток, превышающий ток заряда конденсаторов С1 и С2 (обычно от 2 до 5 А). Такому условию удовлетворяют диоды Д246, КД202К – КД202С. Усилитель мощности кв радиостанции.

Включенных по схеме с заземленной сеткой. Бестрансформаторный источник питания для усилителя рассчитан на пиковую нагрузку около 360 Вт, что позволяет в режиме усиления однополосного сигнала подводить мощность 200 Вт (среднее значение).

Коэффициент усиления по мощности — 15 дБ. Режим ламп V4, V5 рассчитан так, что при напряжении сети 220 В Uc1= – 7B, Ua – +600 В, начальный анодный ток обеих ламп, включенных параллельно, равен 40 мА, максимальный анодный ток — 600 мА.

При нестабильности сети ±20 В усилитель сохраняет хорошую линейность.

Сопротивление анодной нагрузки каскада — 1 кОм, Применение в усилителе двух ламп, включенных параллельно, объясняется необходимостью получить большой анодный ток при сравнительно низком анодном напряжении. Средняя мощность, рассеиваемая на аноде каждой лампы, не превышает 50 Вт, вследствие чего лампы надежно работают и без принудительного воздушного охлаждения.

Пусковое устройство выполнено на электромагнитном реле K1, контакты K1.1 и К 1.2 которого подключают нулевой провод сети к корпусу и подают напряжение сети на выпрямители на диодах V1 и V2.

При включенном тумблере S1 пусковое устройство не сработает, а следовательно, источник питания будет отключен от сети, если корпус прибора не заземлен или корпус прибора заземлен, но контакт сетевой вилки А7 подключен к нулевому проводу сети.

 Таким образом, при включении трансивера в сеть необходимо подсоединить к корпусу заземление, включить тумблер S1 и найти такое положение вилки X1 в сетевой розетке, при котором пусковое устройство срабатывает.

Реле К2 и КЗ коммутируют соответствующие цепи при переходе с приема на передачу. При работе на прием питающие напряжения (кроме накала) с ламп сняты, а трансивер подключен к антенне через разъем ХЗ.

Конденсаторы С1 и СЗ—К50-12, С2 и С4 — К50-7, С6 – С10 — КСО на рабочее напряжение 500 В.

Дроссели L1 и L3 должны быть рассчитаны на ток 600 мА, L4, L5 — на 4 А. Последние наматывают на высокочастотном ферритовом кольце, например 50ВЧ3, в два провода (20 витков МГШВ сечением 1.5 мм2). Катушка L2 намотана на резисторе R1 она содержит 3 витка посеребренного провода диаметром 1 мм. В качестве катушки L7 используется вариометр от радиостанции PC Б-5.

 При указанных на схеме номиналах конденсаторов С1 — С4 падение анодного напряжения (по сравнению с начальным режимом) не превышает 30 В при токе 600 мА.

Схема усилитель мощности на 144Мгц

На рисунке приведена схема линейного усилителя, работающего в диапазоне 144… 146 МГц,

Выполненного на лампе ГУ-29. Коэффициент усиления по мощности около 20 дБ, что позволяет использовать в качестве возбудителя транзисторный УКВ передатчик. Режим работы лампы ГУ-29 следующий: Uc1 = – 22В, Uc2 = + 225В, Uа = +580 В. Максимальный анодный ток равен 250 мА. При нестабильности сети ±15 В режим лампы изменяется незначительно, а линейность усилителя мощности не ухудшается.

Детали и конструкция бестрансформаторный блок питания

Реле К1 (РЭС-6, паспорт РФ0.452.106) — пусковое, К2 (РЭС-10, паспорт РС4.524.305) коммутирует катодную цепь лампы V5. Последняя при работе на прием закрыта. Дроссели L3, LA, L7 индуктивностью 10 мкГ должны быть рассчитаны на ток 0,3 А.

 Катушка L2 — бескаркасная, содержит 5 витков посеребренного провода диаметром 1,5 мм. шаг намотки — 3 мм. Наружный диаметр катушки—12 мм. Катушка связи L1 содержит 1,5 витка посеребренного провода диаметром 1 мм, шаг намотки — 3 мм, наружный диаметр катушки 16 мм. Наматывают ее поверх L2.

Катушка L5 выполнена из посеребренного провода диаметром 2 мм в виде петли с размерами 80×35 мм.

Петлю связи L6 размерами 40X35 мм изготавливают из посеребренного провода диаметром 1,5 мм.

Располагают ее на расстоянии 6 мм от L5. Конденсаторы С1, С2 — К50-7 или К50-12 на рабочее напряжение 350 В, С7—С11— КСО на рабочее напряжение 500 В. СЗ, С4 и C13 – КПВ. Дифференциальный конденсатор С12 составлен из двух КПВ роторы которых закреплены на одной оси.

Накальный трансформатор T1 — ТНЗЗ-127/220-50 или любой другой, имеющий отдельные обмотки на напряжения 6,3 и 12,6 В.

 При налаживании усилителя конденсатором СЗ регулируют связь с возбудителем, С13 — связь с антенной, конденсатором С4 настраивают на рабочую частоту сеточный контур, а С12—анодный.

Источник: https://varikap.ru/bestransformatornyj-blok-pitaniya/

Бестрансформаторные блоки питания | Электрик в доме

admin, 31 Дек 2013

В своем классическом варианте схема бестрансформаторного источника питания включает стабилизатор, выпрямитель переменного напряжения, гасящий конденсатор и конденсаторы емкостного фильтра. Последний необходим для уменьшения пульсаций выходного напряжения.

Величина постоянной составляющей в выходном напряжении напрямую зависит от ёмкостей конденсаторов фильтра: чем они больше, тем меньше амплитуда пульсаций выходного напряжения.

Однако при увеличении емкости растет и размер конденсаторов, поэтому емкостной фильтр нередко представляет собой самый громоздкий узел в таких источниках питания.

Как известно, включение емкости в цепь переменного напряжения приводит к сдвигу фазы тока на 90°. Это свойство фазосдвигающих конденсаторов используется, например, когда к однофазной сети необходимо подключить трехфазный двигатель.

Если фазосдвигающий конденсатор включить в схему выпрямителя, то полуволны выпрямленного напряжения будут взаимно перекрываться и, таким образом, сглаживаться. В этом случае громоздкий емкостной фильтр можно сделать значительно компактнее, а то и вовсе обойтись без него.

Схема стабилизированного выпрямителя без фильтра представлена на схеме ниже.

Бестрансформаторный выпрямитель без ёмкостного фильтра

Бестрансформаторный выпрямитель без ёмкостного фильтра

На схеме обозначено:

• D1-D6 — диоды КД105В
• D7 — стабилитрон Д814А
• R1 — резистор МЛТ-2, 18 кОм
• C1 — конденсатор К73-17, 0,2 мкФ, 630 В

Здесь между 3-фазным выпрямителем D1-D6 и источником переменного напряжения подключены резистор R1 и конденсатор С1 — активное и емкостное сопротивления. Для стабилизации выходного напряжения выпрямителя служит стабилитрон D7.

В данной схеме следует использовать такой фазосдвигающий конденсатор С1, который подходит для работы в сетях переменного напряжения. Например, можно взять К73-17, с рабочим напряжением не ниже 400 В.

Емкость и размеры фазосдвигающего конденсатора намного меньше, чем у оксидных конденсаторов фильтра, поэтому подобный выпрямитель позволит заметно уменьшить габариты бестрансформаторного блока питания.

В момент включения блока питания с емкостным фильтром происходит заряд конденсаторов и пусковой ток намного превосходит устоявшееся значение. Подобные броски тока при переходных процессах нежелательны во многих случаях. Предложенная схема выпрямителя лишена этого недостатка, так как при постоянной нагрузке практически постоянен и потребляемый ток.

Самый простой блок питания

Простой бестрансформаторный блок питания

На схеме обозначено:

• D1-D4 — диоды Д7Ж или диодный мост КЦ405Б
• D5 — стабилитрон КС650А
• D6 — стабилитрон Д817Б
• D7 — стабилитрон КС168
• R1 — резистор МЛТ-2,  4,7 кОм
• R2 — резистор МЛТ-2,  5,6 кОм
• R3 — резистор МЛТ-2,  3,9 кОм
• VT1 — транзистор КТ940А
• VT2, VT3 — транзисторы КТ815
• C1 — конденсатор К50-35, 1000 мкФ, 10В

На схеме изображен простейший бестрансформаторный блок питания, который можно собрать за полчаса. При указанных номиналах компонентов схемы, блок питания дает на выходе Iвых=300 мА и Uвых=6,8 В.

Подбирая стабилитроны D6 и D7 с разными техническими характеристиками, можно менять выходное напряжение в довольно широких пределах. Для увеличения тока нагрузки необходимо оснастить транзисторы радиаторами.

Для диодного моста подойдут даже старые диоды Д226Б, главное, чтобы расчетное обратное напряжение моста составляло не меньше 400 В.

Блок питания для радиоприемника

Блок питания для радиоприёмника

На схеме обозначено:

• R1, R2 — резистор МЛТ-0,5,  1 МОм
• R3 — резистор МЛТ-0,5,  1 кОм
• R4 — резистор МЛТ-0,5,  510 Ом
• R5 — резистор МЛТ-0,5,  10 кОм
• C1, C2 — конденсаторы КБГ, 2.2 мкФ, 400 В
• C3 — конденсатор КБГ, 0,1 мкФ, 200 В
• C4 — конденсатор К50-35,  470 мкФ,  6,3 В
• D1-D4 — диодный мост КЦ407А
• D5 — стабилитрон КС147А
• D6 — светодиод АЛ307В
• VT1 —  транзистор КТ816А или КТ209А

 На схеме представлен источник питания (на 5В) для портативного приемника, который легко умещается в его отсеке для батарей. Характеристики моста D1-D4 рассчитываются исходя из величины рабочего тока и предельного напряжения, значение которого определяется стабилитроном D5.

Компоненты R3, D5 и VT1 в сумме представляют собой аналог мощного стабилитрона, у которого величина максимального тока и мощности рассеяния зависит от характеристик транзистора VT1. Максимальный ток VT1 должен быть больше тока нагрузки.

Возможно, этот транзистор придется устанавливать на радиатор.

Наличие выходного напряжения индицируется цепью из резистора R4 и светодиода D6. Если токи нагрузки невелики, то следует учитывать и ток, который потребляет цепь индикации. Резистор R5 служит для стабилизации работы цепи питания.

Блок питания с управляемым выходным напряжением

Блок питания с управляемым выходным сопротивлением

На схеме обозначено:

• R1 — резистор МЛТ-0,5,  51 Ом
• R2 — резистор МЛТ-0,5,  100 Ом
• R3 — резистор МЛТ-0,25,  51 кОм
• R4 — резистор МЛТ-0,25,  100 Ом
• R5 — резистор МЛТ-0,25,  15 кОм
• R6 — резистор МЛТ-0,25,  3,6 кОм
• R7 — переменный резистор СП-1,  3,3 кОм
• R8 — резистор МЛТ-0,25,  47 кОм
• R9 — резистор МЛТ-1,  330 Ом
• C1 — конденсатор КБГ, 1,5 мкФ, 400 В
• C2 — конденсатор К50-35, 1000 мкФ, 50 В
• D1-D4 — диодный мост КЦ402А
• D5 — диод Д237А
• D6, D7 — диоды Д220
• VT1 — транзистор КТ972А
• VT2 — транзистор КТ203Б

В этом блоке питания реализована регулируемая отрицательная ОС (обратная связь) между выходом источника и транзисторным каскадом VT1. Каскад VT1 представляет собой регулирующий элемент, управляемый выходным сигналом от однокаскадного усилителя VT2.

А величина выходного сигнала VT2 определяется разностью напряжений между переменным резистором-потенциометром R7 и источником опорного напряжения (диоды D6 и D7). Описанный блок питания, в сущности, представляет собой вариант регулируемого параллельного стабилизатора.

Гасящий конденсатор С1 здесь функционирует как балластный резистор, а транзистор VТ1 — как параллельный управляемый элемент.

Работа блока питания происходит следующим образом: после включения в сеть накопительный конденсатор С1 разряжается через диод D5, а транзисторы VT2 и VT1 находятся в режиме отсечки (заперты).

Они отпираются в тот момент, когда напряжение на базе VT2 сравняется с опорным на диодах D6 и D7. Выходное напряжение диодного моста при этом падает (поскольку его шунтирует транзистор VT1), снижается напряжение на С1, а транзисторы запираются.

Как только они переходят в режим отсечки, напряжение на конденсаторе С2 снова возрастает, VT1 и VT2 открываются и весь цикл повторяется.

Величину выходного напряжения можно регулировать положением движка переменника R7: нижнему (по схеме) положению соответствует выход 16 В, верхнему — 26 В. Если закоротить диод D6, то пределы регулировки составят 15-19,5 В.

Максимальная выходная мощность блока питания равна 2 Вт, уровень пульсаций не превышает 70 мВ (на нагрузке).

Режим работы транзистора VT1 зависит от наличия нагрузки: линейный режим при работе с нагрузкой и режим ШИМ (широтно-импульсной модуляции) при холостом ходе. В последнем случае частота пульсаций напряжения на С2 составляет 100 Гц.

Для того, чтобы правильно подобрать емкость конденсатора С1, следует ориентироваться на два критерия. Во-первых, это максимальное напряжение при номинальной нагрузке, которое достигается только при соответствующей величине емкости.

Выходное напряжение будет меньше требуемого при недостаточной емкости гасящего конденсатора. Во-вторых, на выходе выпрямительного моста вид осциллограммы напряжения должен оставаться неизменным.

При правильно подобранной емкости С1 осциллограмма напряжения представляет собой последовательность положительных полуволн напряжения с усеченными вершинами.

При этом каждая полуволна обязательно доходит до нулевой отметки, то есть постоянная составляющая отсутствует, иначе нарушится режим стабилизации. Амплитуда полуволн зависит от позиции движка R7 и при его вращении меняется по линейному закону.

При подборе регулирующего транзистора VT1 нужно учитывать следующие параметры: большой коэффициент передачи; средняя по величине мощность (0,1-1 Вт); максимальное напряжение эмиттер-коллектор не превышает наибольшего выходного напряжения; величина тока коллектора в 2 раза больше значения тока нагрузки (макс.). В качестве регулирующего транзистора подходят приборы КТ972А, КТ829А, КТ827А или их аналоги. На место VT2 можно взять какой-либо маломощный компонент, например, КТ203 или КТ361.

Назначение резисторов R1 и R2 — защита регулирующего транзистора от бросков напряжения при включении устройства.

Конденсаторный выпрямитель

Конденсаторный выпрямитель

На схеме обозначено:

• R1 — резистор МЛТ-0,5,  51 Ом
• R2 — резистор МЛТ-0,5,  100 Ом
• R3 — резистор МЛТ-0,25,  1 кОм
• C1 — конденсатор КБГ, 1,5 мкФ, 400 В
• C2 — конденсатор К50-35, 1000 мкФ, 25 В
• D1-D4 — диодный мост КЦ402А
• D5 — диод Д327Б
• D6 — стабилитрон Д814Г
• VT1 — транзистор КТ972А

В конденсаторном бестрансформаторном выпрямителе реализована автостабилизация выходного напряжения (11,6 В) за счет того, что выпрямительный мост подключается к конденсатору в другие моменты времени.

Транзистор VT1, включенный параллельно мосту, работает в режиме ключа. Его база соединена (через стабилитрон D6) с конденсатором С2.

Диод D5 отделяет емкость С2 от выхода диодного моста по постоянному току, чтобы исключить быстрый разряд накопительного конденсатора при отпирании VT1. Пока напряжение стабилизации на D6 больше, чем на С2, выпрямитель работает в обычном режиме.

Когда напряжение на С2 повышается, то открывается VT1, шунтирует выход моста и напряжение на нем скачкообразно падает до нуля. В результате падает напряжение и на С2 и стабилитрон с ключевым транзистором выключаются.

Далее весь цикл повторяется: повышение напряжения на С2, включение D6 и VT1 и т.д. Подобная автостабилизация напоминает процесс ШИ-регулировки в импульсных стабилизаторах напряжения. Только здесь частота следования импульсов и частота пульсаций выходного напряжения на C2 равны. Чтобы минимизировать потери, у ключевого транзистора должен быть достаточно большой коэффициент усиления.

Для увеличения выходного напряжения можно использовать последовательную цепь из двух низковольтных стабилитронов. Например, при двух Д814В (или Д814Д), емкости С1=2 мкФ и нагрузке R=250 Ом напряжение на выходе U=23-24 В.

Однополупериодный диодно-конденсаторный бестрансформаторный выпрямитель

Однополупериодный диодно-конденсаторный бестрансформаторный выпрямитель

На схеме обозначено:

• R1 — резистор МЛТ-0,5,  51 Ом
• R2 — резистор МЛТ-0,5,  100 Ом
• R3 — резистор МЛТ-0,25,  1 кОм
• C1 — конденсатор КБГ, 1,5 мкФ, 400 В
• C2 — конденсатор К50-35, 1000 мкФ, 25 В
• D1 — диод Д237Б
• D2 — диод Д327Б
• D3 — стабилитрон Д814Г
• VT1 — транзистор КТ972А

В таком выпрямителе выходное напряжение (11,6 В) стабилизируется аналогично. Транзистор VT1 соединен параллельно с диодом D1 и управляется обратной связью выход-стабилитрон D3. Повышение напряжения на накопительном конденсаторе С2 приводит к открыванию D3 и VT1.

В этот момент амплитуда полуволны напряжения, проходящей через диод D2 на накопительный конденсатор, падает почти до нуля. Напряжение на С2 понижается, транзистор VT1 снова закрывается и выходное напряжение повышается.

Поскольку длительность импульсов на входе диода D2 регулируется, напряжение на накопительном конденсаторе С2 остается стабилизированным.

Функция резисторов R1 и R2 в обоих схемах заключается в ограничении входного тока при включениях источника питания в сеть.

Внимание! Будьте осторожны при настройке и эксплуатации всех бестрансформаторных устройств, поскольку в них отсутствует гальваническая развязка от сети 220В.

Источник: https://elektricvdome.ru/bestransformatornye-bloki-pitaniya/