Расчет гасящего конденсатора для бестрансформаторного блока питания: Расчёт блока питания с гасящим конденсатором + онлайн-калькулятор — radiohlam.ru

Расчёт блока питания с гасящим конденсатором + онлайн-калькулятор — radiohlam.ru

Осторожно, текст под спойлером перегружен физикой!

Итак, процессы в этой схеме будут достаточно нелинейны, поэтому при рассчётах придётся делать различные упрощения и допущения.

Для начала давайте будем считать, что ёмкость конденсатора C2 достаточна для полного сглаживания пульсаций напряжения после моста, то есть напряжение на конденсаторе C2 = const. Далее попробуем нарисовать пару графиков, — напряжение на входе моста (UM) и ток через конденсатор C1 (IC1), опираясь на график сетевого напряжения UС(t). Будем считать, что сетевое напряжение у нас изменяется по синусоидальному закону и имеет амплитуду Uca (вообще-то рисовать мы будем косинусоиду, нам так будет удобнее, но это по сути одно и то же, только косинусоида сдвинута относительно синусоиды на π/2).

Рассуждаем следующим образом: в каждый момент времени полное напряжение и полный ток в этой цепи можно описать следующими уравнениями:

UC=UC1+UМ (1), iC=iC1+iМ (2)

В момент времени t0 уравнение напряжения примет вид: Uca=UC1+UМ. Поскольку Uca — это максимальное значение сетевого напряжения, то UC1 и UМ также в этот момент должны иметь максимальные значения (здесь в логике есть небольшой провал, максимум суммы — это не всегда сумма максимумов, функции могут быть сдвинуты по фазе, но… в общем, мы потом всё экспериментально проверим).

Максимальное значение UМ равно Uвых, поскольку если бы напряжение на мосту поднималось выше, то и конденсатор C2 заряжался бы до большего напряжения (мост бы открылся и к конденсатору C2 потёк бы зарядный ток, увеличивая напряжение на нём).

Токи через конденсатор и мост в момент t0 равны нулю. Про мост я выше уже написал (если бы через него тек ток, то конденсатор C2 заряжался бы дальше), а через C1 ток не течёт, поскольку ток через конденсатор — это первая производная от напряжения, которая в точках экстремума обращается в ноль (значит когда напряжение на конденсаторе максимально — ток равен нулю).

Далее сетевое напряжение (UC) начинает уменьшаться. При этом напряжение на C1 не меняется (тока-то через мост нет, заряд на C1 не меняется), следовательно вместе с падением UC уменьшается напряжение на входе моста.

В момент, когда сетевое напряжение упадёт до значения Uca-2Uвых (момент времени t1) — напряжение на входе моста достигнет значения -Uвых (находим с помощью формулы 1), диоды моста откроются и в первичной цепи (через мост и конденсатор

C1) потечёт ток. При этом напряжение на входе моста перестанет меняться (помните, мы договорились, что ёмкость C2 достаточно большая для того, чтобы полностью сгладить пульсации).

Обратите внимание, что напряжение на входе моста в этот момент равно -Uм, так что ток потечёт в обратную сторону от того направления, в котором он тёк до момента времени t0. Этот ток, поскольку он течёт в обратную сторону, начнёт перезаряжать конденсатор C1.

К моменту времени t3 напряжение в сети достигнет максимума, только с противоположной относительно момента t0 полярностью. Соответственно, для этого момента экстремума сетевого напряжения будут справедливы все те же рассуждения касательно напряжений и токов, которые мы использовали для момента

t0. То есть, к этому моменту конденсатор C1 полностью перезарядится (напряжение на нём достигнет максимального значения отрицательной полярности), а ток через C1 и мост упадёт до нуля.

Далее, по мере роста сетевого напряжения, напряжение на конденсаторе C1 будет оставаться неизменным, а напряжение на входе моста будет расти.

В момент времени t4, когда сетевое напряжение вырастет до значения -(Uca-2Uвых), напряжение на входе моста достигнет значения Uвых, диоды моста откроются и в первичной цепи (через мост и конденсатор C1) снова потечёт ток. Этот ток снова будет перезаряжать конденсатор C1, но уже напряжением положительной полярности.

В момент t6 напряжение на конденсаторе C1 достигнет максимального значения положительной полярности, а ток через C1 и мост упадёт до нуля.

Далее весь цикл повторится с самого начала.

Теперь давайте вспомним закон сохранения заряда. В соответствии с этим законом за один полный цикл через конденсатор C1, мост и нагрузку должно протекать одинаковое количество заряда. Поскольку ток нагрузки у нас постоянный, то количество заряда, протекающего через нагрузку за один цикл, можно найти по формуле Q=Iн*tцикла=Iн/fc, где fc — частота питающего сетевого напряжения. Количество заряда, протекающего через конденсатор C1, будет равно площади под графиком тока (заштрихованная площадь графика IC1(t)). Остаётся только найти эту площадь, приравнять её к заряду, протекающему за один цикл через нагрузку, и выразить из полученного выражения необходимую ёмкость конденсатора C1 в зависимости от тока нагрузки.

Подробные математические расчёты можно найти под вторым спойлером.

[свернуть]

Как рассчитать емкость гасящего конденсатора простого блока питания. . Обзоры товаров из Китая.

Блок питания с гасящим конденсатором представляет собой простейший вариант запитать какое нибудь маломощное устройство.

При всей своей простоте он имеет и два минуса:
1. Он гальванически связан с сетью! потому такие БП используются там, где нет вероятности прикосновения к контактам.
2. Такой Бп имеет не очень большой выходной ток. При увеличении выходного тока надо увеличивать емкость гасящего конденсатора и его габариты становятся существенными.

Внимание, будьте очень аккуратны, не прикасайтесь к контактам этого БП когда он включен.

Простейшая схема данного БП выглядит так:

Как можно увидеть из схемы, последовательно с сетью стоит конденсатор. Он то и является балластом,, на котором гасится часть напряжения.
Конденсатор не пропускает постоянный ток, но так как в сети переменный и конденсатор в итоге постоянно перезаряжется, то и получается, что в таком случае ток на выходе есть. Причем сила тока напрямую зависит от емкости конденсатора.

Собственно потому для расчета емкости конденсатора необходимо знать как минимум выходной ток нашего будущего БП, причем надо учесть и потребление стабилизатора, обычно это несколько мА.

И так. Есть две формулы, сложная и простая.
Сложная — подходит для расчета при произвольном выходном напряжении.
Простая — подходит в ситуациях, когда выходное напряжение не более 10% от входного.
I — выходной ток нашего БП
Uвх — напряжение сети, например 220 Вольт
Uвых — напряжение на выходе БП (или до стабилизаторе если такой есть), например 12 Вольт.
С — собственно искомая емкость.

Например я хочу сделать БП с выходным током до 150мА. Пример схемы приведен выше, вариант применения — радиопульт с питанием 5 Вольт + реле на 12 Вольт.
Подставляем наши 0.15 Ампера и получаем емкость 2.18мкФ, можно взять ближайший номинал из стандартных — 2,2мкФ, ну или «по импортному» — 225.

Все как бы вроде хорошо, схема простая, но есть несколько минусов, которые надо исключить:

1. Бросок тока при включении может сжечь диодный мост.
2. При выходе из строя конденсатора может быть КЗ
3. Если оставить как есть, то вполне можно получить разряд от входного конденсатора, так как на нем может долго присутствовать напряжение даже после отключения БП от сети.
4. При снятии нагрузки напряжение на конденсаторе до стабилизатора поднимется до довольно большого значения.

Решения:
1. Резистор R1 последовательно с конденсатором
2. Предохранитель 0.5 Ампера.
3. Резистор R2 параллельно конденсатору.
4. Супрессор на 12 Вольт параллельно конденсатору после диодного моста. Я не рекомендую здесь использовать стабилитроны, супрессоры рассчитаны на большую мощность рассеивания и схема будет работать надежнее.

На схеме красным цветом я выделил новые компоненты, синим — небольшое дополнение в виде светодиода.

Но гасящие конденсаторы используют часто и в дешевых светодиодных лампах. Это плохо, так как у таких ламп меньше надежность и часто высокие пульсации света.

Ниже упрощенный вариант схемы такой лампы.

Попробуем рассчитать емкость для такого применения, но так как напряжение на выходе будет явно больше чем 1/10 от входного, то применим первую формулу.
В качестве выходного напряжения я заложил 48 Вольт, 16 светодиодов по 3 Вольта на каждом. Конечно это все условно, но близко к реальности.
Ток — 20мА, типичный максимальный ток для большинства индикаторных светодиодов.

У меня вышло, что необходим конденсатор емкостью 0.298 мкФ. Ближайший из распространенных номиналов — 0.27 или 0.33мкФ. Первый встречается гораздо реже, а второй уже будет давать превышение тока, потому можно составить конденсатор из двух параллельных, например по 0.15мкФ. При параллельном включении емкость складывается.

С емкостью разобрались, осталось еще пара моментов:
1. Напряжение конденсатора
2. Тип конденсатора.

С напряжением все просто, можно применить конденсатор на 400 Вольт, но надежнее на 630, хоть они и имеют больше размер.

С типом чуть сложнее. Для такого применения лучше использовать конденсаторы, которые изначально предназначены для такого использования, например К73-17, CL21, X2
На фото конденсатор CL21

А это более надежный вариант, не смотрите что на нем указано 280 Вольт, у него это значение переменного действующего напряжения и он будет работать надежнее, чем К73-17 или CL21.

Такие конденсаторы могут выглядеть и так

А вот теперь можно еще раз внимательно посмотреть, что надо для того, чтобы собрать такой «простой» блок питания и решить, нужен ли он.
В некоторых ситуациях да, он поможет, но он имеет кучу минусов, потому на мой взгляд лучше применить просто небольшой импульсный блок питания, который уже имеет стабилизированное выходное напряжение, гальваническую изоляцию и больший выходной ток.
Как пример таких блоков питания я могу дать ссылку на подробный обзор четырех вариантов, с тестами, схемами и осмотров.

Но можно поступить еще лучше. Сейчас получили распространение монолитные блоки питания. По сути кубик, в котором находится миниатюрный БП
Например HLK-PM01 производства Hi-link, стоимостью около двух долларов за штуку.

Или их китайский аналог TSP-05 производства Tenstar robot. Они немного дешевле, 1.93 доллара за штуку.
Практика показала, что качество у них сопоставимое.

Как я писал выше, они представляют из себя импульсный Бп в модульном исполнении. БП в пластмассовом корпусе залитый эпоксидной смолой.
Выпускаются на разные напряжения и способны поддерживать его на довольно стабильном уровне.

Внутренности поближе, на фото вариант от Hi-link

На этом вроде все. Надеюсь, что статья была полезна, постараюсь и в будущем находить интересные темы. Также интересны пожелания, что хотелось бы видеть в рубрике — Начинающим.

Расчет бестрансформаторного блока питания

радиоликбез

Расчет бестрансформаторного блока питания

Некоторые радиолюбители при конструировании сетевых блоков питания вместо понижающих трансформаторов применяют конденсаторы в качестве балластных, гасящих излишек напряжения (рис.1).

 

Неполярный конденсатор, включенный в цепь переменного тока, ведет себя как сопротивление, но, в отличие от резистора, не рассеивает поглощаемую мощность в виде тепла, что позволяет сконструировать компактный блок питания, легкий и дешевый. Емкостное сопротивление конденсатора при частоте f описывается выражением:

Величина емкости балластного конденсатора Cб определяется с достаточной точностью по формуле:

где Uc — напряжение сети, В;

IН — ток нагрузки, А;

UH — напряжение на нагрузке, В. Если UH находится в пределах от 10 до 20 В, то для расчета вполне приемлемо выражение:

Подставив значения Uc=220 В и UH=15 В, при Iн=0,5 А получим значения Сб=7,28 мкФ (1) и Сб=7,27 мкФ (2). Для обоих выражений получается весьма приличное совпадение, особенно если учесть, что емкость обычно округляют до ближайшего большего значения. Конденсаторы лучше подбирать из серии К73-17 с рабочим напряжением не ниже 300 В.

Используя эту схему, всегда нужно помнить, что она гальванически связана с сетью, и вы рискуете попасть под удар электрическим током с потенциалом сетевого напряжения. Кроме того, к устройству с бес-трансформа-торным питанием следует очень осторожно подключать измерительную аппаратуру или какие-нибудь дополнительные устройства, иначе можно получить совсем не праздничный фейерверк.

Для питания даже маломощных устройств лучше все-таки применять понижающие трансформаторы. Если напряжение его вторичной обмотки не соответствует требуемому (превышает), то вполне безопасно применить гасящий конденсатор в цепи первичной обмотки трансформатора для снижения напряжения или для включения трансформатора с низковольтной первичной обмоткой в сеть (рис.2) Балластный конденсатор в этом случае подбирается из расчета, чтобы при максимальном токе нагрузки выходное напряжение трансформатора соответствовало заданному.

Литература

1. Бирюков С.А. Устройства на микросхемах. — М., 2000.

И.СЕМЕНОВ,

г.Дубна Московской обл.

Читайте также: Источники питания

 


Заметки обо всем. Простые и опасные источники питания / Хабр

О чем эта статья

В этой статье рассказано о принципах построения простейших бестрансформаторных источников питания.Тема не новая, но, как показал опыт, не всем известная и понятная. И даже, некоторым, интересная.

Прошу желающих и интересующихся читать, критиковать, уточнять и дополнять на почту [email protected] или на мой сайт в раздел «Контакты».

Вступление

Не так давно один мой знакомый влез пальцами в некую схему, которую собирался починить (проводок отвалился — так что просто припаять его надо было на место). И его ударило током. Не сильно ударило, но ему хватило, чтобы удивиться: «как так — тут микроконтроллер стоит, что тут может стукнуть? Он же от 5 вольт питается!».

Его удивление быстро разъяснилось: схема оказалась с бестрансформаторным питанием и без гальванической развязки от сети.

Далее последовали вопросы уже в мою сторону. Сводились они к двум вещам: «А чё? Так можно делать?!» и «А как оно работает?».

Хотя я и не считаю себя экспертом в электронике, но делать подобные блоки питания мне приходилось. Так что пришлось взять ручку и листок и объяснить как оно работает. Благо это совсем не сложно.

Возможно, что и вам покажется интересной тема «бестрансформаторных» источников питания или, сокращённо, БИП. Кому-то для общего развития, а кому-то и для практического применения.

Источники питания от бытовой сети переменного тока

Сразу предупреждаю: я намеренно не коснусь тут импульсных источников питания. Это тема для другого разговора.

Вообще говоря, функции источника питания низковольтной электронной аппаратуры обычно состоят в следующем: обеспечить на выходе источника питания заданное напряжение при заданном диапазоне потребляемого тока. То есть, если выразиться формально, источник питания — это источник постоянного напряжения Uвых, который сохраняет Uвых=const при изменении потребляемого тока от Imin до Imax.

В «классическом» линейном источнике питания это происходит обычно так: входное сетевое напряжение понижается с помощью трансформатора, затем это напряжение выпрямляется и, наконец, стабилизируется с помощью линейного стабилизатора.

Структурная схема «классического» линейного источника питания показана на рисунке ниже. Одной из самых «неудобных» деталей такого источника питания является трансформатор: он дорогой и громоздкий.

Поэтому, радиолюбители и радиопрофессионалы искали способы — как отказаться от этот громоздкой и дорогой детали — трансформатора или хотя бы уменьшить его габариты и стоимость.

И такое решение нашлось: стали использовать реактивное сопротивление конденсатора Rc для того, чтобы «гасить» лишнее напряжение. Структурная схема «бестрансформаторного» источника питания (БИП) показана ниже.

Как видим, структура БИП почти не отличается от классического линейного источника питания. Разве что вместо трансформатора поставили гасящий конденсатор. Пусть вас не смущает и не обманывает сходство структуры этих источников питания на рисунке: внутри отличий масса.

Достоинства БИП: он относительно компактен, надёжен, дёшев, не боится короткого замыкания по выходу.

Но есть и существенные недостатки: он опасен с точки зрения прикосновения человека к элементам питаемого устройства. Да и максимальный ток, который может обеспечить такой источник питания — всего несколько сот миллиампер. При большем токе габариты конденсаторов велики и проще поставить трансформатор или вообще поставить импульсник.

Исходя из достоинств и недостатков БИП, область его применения — это хорошо изолированные маломощные устройства с питанием от бытовой электрической сети: одиноко стоящие датчики, устройства управления освещением, устройства включения вентиляции и обогрева и другие устройства малой мощности, работающие автономно.

Попробуем понять — как работает реальная схема БИП и как её рассчитать.

Теория практики и практика теории


Пример простейшей практической схемы

Так как раньше, до появления дешёвых «импульсников»,

БИП

были наверное самым доступным способом уменьшить габариты и цену источника питания, то схем

БИП

в книгах и интернете — вагон и маленькая тележка. Но принцип работы почти у всех схем примерно одинаковый: один или несколько гасящих конденсаторов на входе, выпрямитель и выходной стабилизатор постоянного напряжения.

Давайте рассмотрим одну из простейших рабочих схем БИП, что показана на рисунке ниже.

Сразу видны все основные части схемы: гасящий конденсатор С1; двухполупериодный выпрямитель — диодный мост VD1 и сглаживающий конденсатор C2; стабилизатор напряжения — стабилитрон VS1; и, наконец, нагрузка — питаемое от источника устройство .

Забудем о «лишних элементах» или «основная формула БИП»

Для простоты забудем пока о существовании резисторов

R1

и

R2

: будем считать, что

R2

отсутствует вообще, а

R1

заменён на перемычку. Для всех расчётов это не существенно, а о назначении этих резисторов мы поговорим позже. То есть, временно, схема для нас будет выглядеть так, как на следующем рисунке.

Переменный ток сети питания, ограниченный гасящим конденсатором С1, протекает через точки 1 и 2 диодного моста VD1.

Постоянный ток, получаемый после выпрямления переменного диодным мостом VD1, протекает через стабилитрон и «нагрузку» — питаемое устройство.

На схеме показано, как протекают все токи: Ic — переменный ток сети, — постоянный ток нагрузки и Iст — постоянный ток стабилитрона.

Хоть я и написал «постоянный» и «переменный» токи — на самом деле это один и тот же ток. Просто диодный мост заставляет его течь через стабилитрон и нагрузку всегда в одну и ту же сторону.

Если считать, что мы измеряем действующее значение тока , то можно записать основную формулу работы нашей схемы БИП:

Это следует из первого закона Кирхгофа, который гласит, что сумма втекающих в любой узел токов равна сумме вытекающих из него токов и по сути является частной формулировкой закона сохранения массы/энергии.

Из этой формулы следует простой, но важный вывод: при неизменном напряжении сети , ток, потребляемый от питающей сети практически не изменяется при изменении сопротивления в рабочем диапазоне токов — это ключевое отличие БИП от линейного источника питания с трансформатором.

Несмотря на то, что блок-схемы источников питания, приведённые в начале статьи очень похожи — работают очень по-разному: понижающий трансформатор в первой блок-схеме является источником напряжения, а гасящий конденсатор во второй блок-схеме является источником тока!

Но вернёмся к нашей схеме. Из последней формулы становится также ясно, что схема стабилизатора по сути является делителем тока между нагрузкой

и стабилитроном

VS1

.

Если нагрузку оторвать совсем — то весь ток потечёт через стабилитрон. Если нагрузку «закоротить» — весь ток потечёт через нагрузку, в обход стабилитрона.

А вот «отрывать» стабилитрон VS1 от схемы ни в коем случае нельзя! Если его оторвать, то все сетевое напряжение может податься на нагрузку . Последствия будут, скорее всего, печальные.

Когда педантичность не нужна

В любом варианте — от полного отключения

до его «закоротки» — ток

Ic

, текущий через гасящий конденсатор

C1

будет примерно равен

; где

— напряжение сети, а

— сопротивление конденсатора

С1

.

Педанты и прочие любители точности могут меня упрекнуть, дескать я не учёл напряжение на диодном мосту (между точками 1 и 2). Поэтому напряжение на конденсаторе C1 будет несколько меньше, чем — напряжение в розетке.

Разумеется, строго формально, товарищи педанты будут правы. Но смею заметить, что если нагрузка у нас — маломощное устройство с питанием или 12В, а напряжение «в розетке» около 220В, то падением напряжения на нагрузке можно смело пренебречь: разница в «точных» и «приблизительных» расчётах будет не более нескольких процентов.

Что такое сопротивление гасящего конденсатора ? Это реактивное сопротивление конденсатора: оно зависит от частоты напряжения, подаваемого на конденсатор и вычисляется по формуле: , где f — частота напряжения в Герцах, а С — ёмкость конденсатора в Фарадах. Так как частота сети у нас фиксирована и составляет 50Гц, то для инженерных расчётов можно использовать формулу: , откуда . Для педантов опять-таки напоминаю, что ёмкость конденсатора всегда имеет погрешность в несколько процентов (обычно — 5%-15%), поэтому точнее считать смысла не имеет.

Исходя из вышеприведённых формул, можно вычислить ёмкость конденсатора C1: . Напряжение сети нам известно. А ток можно посчитать, зная максимальный ток нагрузки и минимальный ток стабилизации стабилитрона VS1 (это справочный параметр).

Это теория. Попробую описать что-то вроде методики расчёта БИП «на пальцах».

Нужен ли нам БИП вообще?

Для начала решим вопрос — а надо ли вообще использовать в конкретном случае

БИП

?

Если ток нагрузки больше 0.3-0.5А, то лучше БИП не использовать: мороки много, а выигрыша по габаритам и стоимости обычно мизер или нет вообще. Также обычно не стоит полагаться на БИП, если напряжение питания устройства больше, чем 24-27В. И не стоит забывать о безопасности!

Предположим, что нам надо питать простенькую схему на микроконтроллере, которая кушает умеренный ток миллиампер этак 100 при умеренном напряжении 3-6В. Схема изолирована и поэтому безопасна.

Как прикинуть ёмкость С1 и выбрать стабилитрон VS1?

Прежде всего, необходимо уточнить максимальный ток нагрузки

Iнmax

: рассчитать или измерить.

Затем, надо залезть в справочник и найти там стабилитрон. Да не абы какой, а на нужное напряжение Uвых.

При поиске стабилитрона надо учитывать, что его максимальный ток стабилизации Iстmax должен быть не меньше, чем (Iстmin+Iнmax). Почему так? Да чтобы, если вы оторвали нагрузку , стабилитрон не сгорел. И наоборот — если нагрузка потребляет максимальный ток, то через стабилитрон течёт минимальный ток стабилизации Iстmin. Практически надо выбирать стабилитрон, чтобы его максимальный ток стабилизации Iстmax был больше, чем сумма токов (Iстmin+Iнmax) как минимум на 20%. Не забывайте, что в сети далеко не всегда 220В. Может быть и 250В запросто. Поэтому запас по току — не излишество, а разумная предосторожность.

Далее рассчитываем ёмкость гасящего конденсатора С1. Его реактивное сопротивление будет равно примерно: , а его ёмкость, соответственно, равна для сетевого напряжения с частотой 50Гц.

Не забывайте, что предельно допустимое напряжение конденсатора С1 должно быть не меньше 400В для бытовой сети в 220В. И, разумеется, конденсатор С1 не должен быть электролитическим: он работает в сети переменного тока.

Собственно, это самое важное — подбор стабилитрона и расчёт ёмкости конденсатора.

Тем, кому не ясно, что такое Iстmax и Iстmin, поясню подробнее.

Максимальный ток стабилизации стабилитрона Iстmax — это такой ток через стабилитрон, при превышении которого, стабилитрон выходит из строя.

Минимальный ток стабилизации стабилитрона Iстmin — это такой минимальный ток через стабилитрон, при котором напряжение на стабилитроне соответствует паспортным характеристикам.

То есть стабилитрон должен работать в таких условиях, что ток стабилизации Iст, протекающий через него, лежит в диапазоне .

Значения Iстmin и Iстmax для конкретного стабилитрона можно найти в справочнике и они всегда указаны в описании стабилитрона.

Итак, ещё раз, по пунктам, о том как рассчитать C1 и выбрать стабилитрон VS1.

  • Определяем напряжение нагрузки Uвых. Оно нам, как правило, известно.
  • Определяем максимальный ток нагрузки Iнmax. Можно измерить или рассчитать.
  • Лезем в справочник и ищем стабилитрон на напряжение Uвых, такой, что выполняется условие . (0.8 — потому что мы хотим 20% запаса по току).
  • Рассчитываем ёмкость гасящего конденсатора С1 по формуле

Пример расчёта

Предположим, что напряжение питания нагрузки будет

Uвых=5В

и максимальный ток потребления нагрузки будет

Iнmax=100мА

.

Лезем в справочник и находим там такой стабилитрон: КС447А. Напряжение стабилизации около . Iстmin=3мА, Iстmax=160мА.

Проверяем. Неравенство — выполняется, значит стабилитрон подходит по току.

Рассчитываем конденсатор С1: . Не забываем, что для бытовой сети 220В конденсатор С1 должен быть на напряжение 400В.

Фильтр или конденсатор С2

Диодный мост, как известно, не даёт выпрямленного напряжения: на его выходе напряжение пульсирующее.

Чтобы сгладить пульсации применяется фильтрующий конденсатор С2. Как рассчитать его ёмкость?

Как обычно, можно применить два метода — точный и упрощённый. Точный метод учитывает, что конденсатор разряжается по экспоненте и прочие нюансы. Но помня о том, что конденсаторы выбрать точно на нужную ёмкость нельзя (разброс ёмкости в 10-15% это норма), мы допустим некоторые упрощения, которые на результат практически не повлияют.

Чтобы понять, как рассчитать ёмкость конденсатора С2, вспомним, что такое выпрямитель. Посмотрим на рисунок ниже. Примерно так выглядят графики зависимости напряжений от времени в нашей схеме, использующей в качестве выпрямителя диодный мост.

Синяя линяя, обозначенная цифрой 1 — это переменное напряжение на входе диодного моста (точки 1 и 2 на схеме БИП).

Красная линия, обозначенная цифрой 2 — это напряжение на стабилитроне VS1, в отсутствие сглаживающего конденсатора С2 или пульсирующее напряжение (представим, что С2 временно «откусили» от схемы). И, наконец, зелёная линия, обозначенная цифрой 3 — это сглаженное выпрямленное напряжение, когда конденсатор С2 подключён.

Нефильтрованное (пульсирующее) напряжение на выходе выпрямителя (линия 2) по амплитуде чуть меньше, чем напряжение на входе выпрямителя (линия 1). Это объясняется просто: на диодах падает несколько десятых долей вольта.

Зелёная линия 3 показывает процесс заряда и разряда конденсатора С2. Максимальное напряжение, на которое способен зарядиться в нашей схеме — это напряжение на стабилитроне VS1. Затем конденсатор начинает разряжаться до тех пор, пока в следующем периоде не начнёт заряжаться вновь.

Амплитуда пульсаций — это напряжение, на которое успел разрядиться конденсатор С2 за один период пульсирующего напряжения на выходе выпрямителя (линия 2).

Посчитать приближенно амплитуду пульсаций несложно, если принять ток разряда за константу — это будет максимальный ток потребления нагрузки , который мы обозначили Iнmax.

По основной формуле конденсатора можно приблизительно посчитать, что: , где — это амплитуда пульсаций, a — период времени один период пульсирующего напряжения на выходе выпрямителя (линия 2).

На рисунке наглядно видно, что период равен половине периода напряжения питающей сети, или , где f — частота напряжения питающей сети (50Гц).

Таким образом, подставив одну формулу в другую, получим: или .

Теперь самое сложное — выбрать, а какая же амплитуда пульсаций нас устроит? Если в нагрузке есть свой линейный стабилизатор, то в принципе достаточно, чтобы амплитуда пульсаций была на уровне 10-20%. Например, часто в самой нагрузке есть какой-то стабилизатор — 7805 или AMS1117 или ещё что-то подобное.

Если же предполагается питать цифровую схему прямо от нашего БИП без дополнительной стабилизации — то коэффициент пульсаций более 5% лучше не задавать.

Предположим, что схема у нас питается от и имеет максимальный ток потребления 100мА. Коэффициент пульсаций задан 5%. Это значит, что будет равна 5% от или 0.25В. Частота сети — 50Гц.

Отсюда находим ёмкость конденсатора С2 — . Нехилая такая ёмкость! Тем более, что ближайшая бОльшая ёмкость 4700мкФ. Это довольно габаритный конденсатор даже на напряжение 10В.

Если же схема имеет внутри линейный стабилизатор, например AMS1117, то уровень пульсаций можно выбрать в 20%, при этом ёмкость конденсатора С2 будет всего около 1000мкФ.

Резисторы R1 и R2 — нужные и важные

Вернёмся к резисторам

R1

и

R2

, о которых мы временно забыли.

С резистором R2 всё просто — он нужен для безопасности человека. То есть для того, чтобы конденсатор C1 разряжался после отключения схемы от питания. Иначе, если R2 не поставить, то конденсатор C1 будет довольно долго сохранять свой заряд после отключения питания от схемы. И если к нему прикоснуться — то вас ударит током. Очень неприятно. Резистор R2 можно не рассчитывать, а просто поставить любой сопротивлением 0.5 — 1 МОм. При таком сопротивлении ток через этот резистор будет мизерным и на работу схемы не повлияет.

С резистором R1 все сложнее. В процессе работы БИП он вроде бы не нужен. И это действительно так.

Но есть ещё момент включения БИП в сеть. И если в этот момент напряжение сети близко к амплитудному значению — то схема может сгореть. Даже почти наверняка сгорит.

Дело в том, что в момент включения, конденсатор С1 разряжен. А разряженный конденсатор на какое-то время (пока достаточно не зарядится) является по сути проводником. То есть все сетевое напряжение окажется на диодном мосту, нагрузке, стабилитроне и токи при этом будут просто огромны.

Поэтому и ставят резистор R1, функция которого — ограничить ток в момент включения. Например, если поставить R1 сопротивлением всего 10 Ом, то ток включения будет ограничен в самом худшем случае величиной около 30А. А такой ток в течении нескольких микросекунд уже вполне под силу выдержать большинству стабилитронов, не говоря уж о выпрямительных диодах диодного моста.

Обычно этот резистор так выбирают в пределах 10-30 Ом. Только имейте ввиду, что его мощность должна быть не меньше, чем . Например, если общий ток, потребления схемы 150мА, то мощность резистора R1 сопротивлением 27 Ом должна быть не менее .

Рекомендуется ставить резистор R1 не «впритык» по мощности, а с запасом. Например, в нашем случае — это 1.5 — 2Вт. Греться будет меньше.

Кроме того, заметьте, что резисторы R1 и R2 должны быть рассчитаны на пиковое напряжение не менее 400В: напряжение сети в момент включения полностью подается на R1, в рабочем режиме почти все напряжение сети подается на R2, подключенный параллельно конденсатору C1.

Заключение

Надеюсь, что после прочтения, у читателей появилось понимание, что такое БИП и как оно работает.

Статья получилась несколько длиннее того, что хотелось бы. Но на самом деле тут рассмотрены только азы из азов. Если расписывать дальнейшие модификации БИП — то выйдет, наверное, брошюра или даже книга.

Прошу извинить за некоторые неточности и упрощения, которые, несомненно, бросятся в глаза опытным электронщикам.

Те, кто увидит ошибки или что-то, что стоит исправить и дополнить в разумных пределах — прошу не стесняться и писать в комментарии, на почту [email protected] или на мой
сайт в раздел «Контакты».

Заранее спасибо за отклики.

Бестрансформаторный блок питания: схемы и расчет

В каждой современной квартире имеется большое количество всевозможных гаджетов, требующих постоянного электрического питания. В основном они работают от различных батареек. Многие хозяева пытаются подключать эти устройства через обычные сетевые блоки питания на 12 В, но в большинстве случаев это не очень удобно. Основная причина заключается в больших размерах понижающих трансформаторов, которые требуют себе отдельного места. Выйти из положения поможет бестрансформаторный блок питания, изготовленный на основе гасящего конденсатора.

Общее устройство и принцип действия

Представленная схема отличается простотой, надежностью и эффективностью. Она может быть изготовлена не только методом навесного монтажа, но и в виде печатной платы. Данная схема на двенадцать вольт является рабочей, требуется лишь заранее рассчитать параметры балластового гасящего конденсатора и подобрать нужное значение тока для конкретного устройства. Практически можно сделать 5,5-вольтовый блок с возможностью увеличения напряжения до 25 В.

Основой устройства служит балластовый конденсатор, гасящий сетевое напряжение. После этого ток попадает в диодный выпрямитель, а второй конденсатор выполняет функцию фильтра. Иногда возникает необходимость быстро разрядить оба конденсатора. С этой целью в схеме предусмотрены резисторы R1 и R2. Еще один резистор R3 используется в качестве ограничителя тока при включении нагрузки.

Расчет балластного конденсатора выполняется до сборки схемы. Для этого используется простая формула С = 3200хI/Uc, в которой I является током нагрузки (А), Uc – сетевым напряжением, С – емкостью конденсатора (мкФ). Чаще всего такие расчеты используются для светодиодов.

В качестве примера можно взять любой прибор с током 150 мА. Это может быть обычная светодиодная лампа. Сетевое напряжение будет 230 В. Таким образом, 3200 х 0,15/230 = 2,08 мкФ. Номинал конденсатора выбирается наиболее близко к расчетному, то есть, его емкость составит 2,2 мкФ, а расчетное напряжение – 400 В.

Такой простейший бестрансформаторный блок не имеет гальванической развязки с питающей сетью. В связи с этим должна быть обеспечена надежная изоляция всех соединений, а само устройство – помещено в корпус из диэлектрического материала.

Основные рабочие схемы

В большинстве случаев используются две схемы источников БП. Как правило, каждый из них представляет собой бестрансформаторный блок питания с гасящим конденсатором, который служит основным элементом данных приборов. Теоретически считается, что в цепях переменного тока эти устройства вообще не потребляют мощности. Однако в реальности в конденсаторах возникают определенные потери, что приводит к выделению некоторого количества тепла.

Поэтому все конденсаторы подвергаются предварительной проверке на возможность использования его в блоке питания. Для этого их подключают к электрической сети и отслеживают колебания температуры через некоторый промежуток времени. Если конденсатор заметно разогревается, то его нельзя использовать в качестве конструктивного элемента. Допускается лишь незначительный нагрев, неспособный повлиять на общую работоспособность устройства.

1.

Представленные на рисунках источники питания имеют конденсаторный делитель. На рисунке 1 представлен делитель общего назначения на 5 В, рассчитанный на токовую нагрузку до 0,3 А. На рисунке 2 отображается схема источника бесперебойного питания, который применяется в электронно-механических кварцевых часах.

В первой схеме делитель напряжения включает в себя бумажный конденсатор С1 и два оксидных конденсатора С2 и С3. Оба последних элемента составляют неполярное плечо, расположенное ниже С1. Его общая емкость составляет 100 мкФ. Составные части диодного моста, расположенные слева, выступают в качестве поляризующих диодов, предназначенных для оксидной пары С2 и С3. На схеме указаны номиналы элементов, в соответствии с которыми на выходе ток короткого замыкания будет равен 600 мА, а напряжение на конденсаторе С4 без нагрузки – 27 вольт.

2.

Вторая схема бестрансформаторного блока питания предназначена для замены батареек (1,5В), используемых в качестве источника питания в электронно-механических часах. Напряжение, вырабатываемое блоком питания, составляет 1,4 В при средней токовой нагрузке 1 мА. Напряжение на конденсаторе С3 без нагрузки не превышает 12 В. Оно снимается с делителя, поступает на узел с элементами VD1 и VD2, где и происходит его выпрямление.

В каждом из этих вариантов рекомендуется использовать два дополнительных резистора вспомогательного назначения. Первый элемент с сопротивлением от 300 кОм до 1 мОм подключается параллельно с гасящим конденсатором. С помощью данного резистора ускоряется его разрядка, после того как устройство отключено от сети.

Другой резистор имеет сопротивление от 10 до 50 Ом и считается балластным. Он подключается в разрыв какого-либо сетевого провода последовательно с гасящим конденсатором. Данный резистор ограничивает ток, проходящий через диодный мост при подключении устройства к сети. Оба резистора должны обладать мощностью рассеяния не менее 0,5 Вт, позволяющей предотвратить вероятные поверхностные пробои этих деталей действием высокого напряжения. Балластный резистор снижает нагрузку на стабилитрон, но одновременно наблюдается рост средней мощности, потребляемой самим блоком питания.

Расчеты основных параметров

Для того чтобы устройство было работоспособным и надежно функционировало, необходимо выполнить предварительный расчет бестрансформаторного блока питания. С этой целью потребуется рассчитать основные параметры:

  • Емкостное сопротивление. При включении конденсатора в цепь переменного тока, он начинает оказывать влияние на силу тока, протекающего по этой цепи, то есть на определенном этапе он становится сопротивлением. Чем больше емкость конденсатора и частота переменного тока, тем меньше величина емкостного сопротивления и наоборот. Для расчетов используется формула XC = 1 /(2πƒC), где ХС – емкостное сопротивление, f – частота, С – емкость. Ускорить расчеты и получить точные данные поможет онлайн-калькулятор, в который достаточно лишь ввести исходные данные.
  • Сопротивление нагрузки (Rн). Его расчет позволяет выяснить, до какого значения Rн может быть уменьшено, чтобы Напряжение нагрузки стало равным напряжению стабилизации. Когда необходимо изготовить блок питания своими руками, рекомендуется воспользоваться справочной таблицей, поскольку формулы слишком сложные и не дают точных результатов.
  • Напряжение гасящего конденсатора. Этот показатель обычно составляет не менее 400 В, при сетевом напряжении 220 вольт. В некоторых случаях используется более мощный элемент, с номинальным напряжением 500 или 600 В. Для бестрансформаторных блоков подходят не все типы конденсаторов. Например, устройства МБПО, МБГП, МБМ, МБГЦ-1 и МБГЦ-2 не могут работать в цепях переменного тока, в которых амплитудное значение напряжения более 150 В.

Бестрансформаторные сетевые источники питания с гасящим конденсатором

Автор: Лупенко Александр

Несколько схем и расчет бестрансформаторных блоков питания с гасящим конденсатором

Сетевой источник питания с гасящим конденсатором (рис. 1), по сути, есть делитель напряжения, у которого верхнее плечо – конденсатор, а нижнее представляет собой сложную нелинейную диодно-резисторно-конденсаторную цепь. Этим и определены недостатки (и достоинства, конечно) таких устройств.

Рисунок 1:

Для того чтобы источник мог работать в широком интервале тока нагрузки с высоким КПД, достаточно входной делитель напряжения выполнить чисто реактивным, например, конденсаторным (рис. 2).

Рисунок 2:

Он позволяет дополнительно стабилизировать выходное напряжение источника последовательно включенным компенсационным или импульсным стабилизатором, чего нельзя делать в обычном источнике с гасящим конденсатором. Как показано в статье С. Бирюкова “Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором” – “Радио”, 1997, N 5, с. 48-50, – последовательный стабилизатор можно использовать только при ограничении напряжения на его входе, что опять-таки заметно снижает КПД.

Источник с конденсаторным делителем напряжения целесообразно использовать для совместной работы с импульсными стабилизаторами. Идеально подходит он для устройства, длительно потребляющего малый ток, но требующего в определенный момент резкого его увеличения. Пример – квартирное сторожевое устройство на микросхемах “МОП с исполнительным узлом на реле и звуковом сигнализаторе.

Ток, потребляемый конденсаторным делителем, будет иметь фазовый сдвиг в 90 град. относительно напряжения сети, поэтому делитель напряжения на реактивных элементах не требует охлаждения. Исходя из вышесказанного, ток через делитель вроде бы можно выбрать сколь угодно большим. Однако неоправданное увеличение тока делителя приведет к активным потерям в проводах и к увеличению массы и объема устройства. Поэтому целесообразно принять ток через делитель напряжения в пределах 0,5…3 от максимального тока нагрузки.

Расчет источника с емкостным делителем несложен. Как следует из ф-лы (2) в упомянутой статье, выходное напряжение Uвых и полный выходной ток (стабилитрона и нагрузки Iвых) источника по схеме 1,а связаны следующим образом:

Iвых = 4fC1(2Uc-Uвых)

Эта формула пригодна и для расчета источника с конденсаторным делителем, в ней просто надо заменить С1 на суммарную емкость параллельно соединенных конденсаторов С1 и С2, показанных на рис./2/(C1+C2)-2Un.

Емкость и рабочее напряжение конденсатора С2 выбирают исходя из необходимого выходного напряжения – соотношение значений емкости С1/С2 обратно пропорционально значениям падающего на С1и С2 напряжения. Например, если С1″ =1 мкф, а С2=4 мкФ, то напряжение Uc1 будет равно 4/5 напряжения сети, a Uc2=Uc/5, что при напряжении сети Uc = 220 В соответствует 186 и 44 В. Необходимо учесть, что амплитудное значение напряжения почти в 1,5 раза превышает действующее, и выбрать конденсаторы на соответствующее номинальное напряжение.

Несмотря на то, что теоретически конденсаторы в цепи переменного тока мощности не потребляют, реально в них из-за наличия потерь может выделяться некоторое количество тепла. Проверить заранее пригодность конденсатора для использования в источнике можно, просто подключив его к электросети и оценив температуру корпуса через полчаса. Если конденсатор С1 успевает заметно разогреться, его следует счесть непригодным для использования в источнике.

Практически не нагреваются специальные конденсаторы для промышленных электроустановок – они рассчитаны на большую реактивную мощность. Такие конденсаторы используют в люминесцентных светильниках, в пускорегулирующих устройствах асинхронных электродвигателей и т. п.

Ниже представлены две практические схемы источников питания с конденсаторным делителем: пятивольтный общего назначения (рис. 3) на ток нагрузки до 0,3 А и источник бесперебойного питания для кварцованных электронно-механических часов (рис. 4).

Рисунок 3:

Рисунок 4:

Делитель напряжения пятивольтного источника состоит из бумажного конденсатора С1 и двух оксидных С2 и СЗ, образующих нижнее по схеме неполярное плечо емкостью 100 мкФ. Поляризующими диодами для оксидной пары служат левые по схеме диоды моста. При номиналах элементов, указанных на схеме, ток замыкания (при Rн=0) равен 600 мА, напряжение на конденсаторе С4 в отсутствие нагрузки – 27 В.

Электронно-механические часы обычно питают от одного гальванического элемента напряжением 1,5 В. Предлагаемый источник вырабатывает напряжение 1,4 В при среднем токе нагрузки 1 мА. Напряжение, снятое с делителя С1С2, выпрямляет узел на элементах VD1, VD2. СЗ. Без нагрузки напряжение на конденсаторе СЗ не превышает 12В.



РЕГУЛИРОВКА Uвых БЕСТРАНСФОРМАТОРНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

Н.ЦЕСАРУК, г.Тула.

Известные читателям [1…5] бестрансформаторные блоки питания с гасящим конденсатором (БПГК) (рис.1) обладают существенным недостатком — невозможностью плавно регулировать выходное напряжение. Его величина всегда фиксирована и однозначно определяется напряжением стабилизации примененного стабилитрона, и изменить его плавно нельзя. Во многих случаях такая регулировка необходима.


Рисунок 1 — Бестрансформаторные блоки питания

Предлагаю БПГК, позволяющий в широких пределах плавно изменять выходное напряжение (рис.2). Его особенность заключается в использовании регулируемой отрицательной обратной связи с выхода блока на транзисторный каскад VT1, включенный параллельно выходу диодного моста. Этот каскад является параллельным регулирующим элементом и управляется сигналом с выхода однокаскадного усилителя на VT2. Выходной сигнал VT2 зависит от разности напряжений, подаваемых с переменного резистора R7, включенного параллельно выходу блока питания, и источника опорного напряжения на диодах VD3, VD4.


Рисунок 2 — Схема блока питания

По существу, эта схема представляет собой регулируемый параллельный стабилизатор. Роль балластного резистора играет гасящий конденсатор С1, роль параллельного управляемого элемента — транзистор VT1.

Работает этот блок питания следующим образом. При включении в сеть транзисторы VT1 и VT2 заперты, через диод VD2 происходит заряд накопительного конденсатора С2. При достижении на базе транзистора VT2 напряжения, равного опорному на диодах VD3, VD4, транзисторы VT2, VT1 начинают отпираться. Транзистор VT1 шунтирует выход диодного моста, и его выходное напряжение начинает падать, что приводит к уменьшению напряжения на накопительном конденсаторе С2 и к запиранию транзисторов VT2 и VT1. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение шунтирования выхода диодного моста, увеличение напряжения на С2 и отпирание VT2, VT1, и т.д.

За счет действующей таким образом отрицательной обратной связи выходное напряжение остается постоянным (стабилизированным) при включенной нагрузке R9 и без нее, на холостом ходу. Его величина зависит от положения движка потенциометра R7. Верхнему (по схеме) положению движка соответствует большее выходное напряжение. Максимальная выходная мощность приведенного устройства равна 2 Вт. Пределы регулировки выходного напряжения — от 16 В до 26 В, а при закороченном диоде VD4 пределы регулировки — от 15 В до 19,5 В. В этих диапазонах при отключении R9 (сброс нагрузки) увеличение выходного напряжения не превышает одного процента. Блок питания по схеме рис.2 не боится короткого замыкания нагрузки.

Транзистор VT1 работает в переменном режиме: при работе на нагрузку R9 — в линейном режиме, на холостом ходу- в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с частотой пульсации напряжения на конденсаторе С2 — 100 Гц. При этом импульсы напряжения на коллекторе транзистора VT1 имеют пологие фронты.

Линейный режим является облегченным, транзистор VT1 нагревается мало и может работать практически без радиатора. Небольшой нагрев имеет место в нижнем положении движка потенциометра R7 при минимальном выходном напряжении. На холостом ходу, с отключенной нагрузкой R9, тепловой режим транзистора VT1 ухудшается в верхнем положении движка R7. В этом случае транзистор VT1 должен быть установлен на небольшой радиатор, например в виде алюминиевой пластинки квадратной формы со стороной 3 см, толщиной 1…2 мм.

Регулирующий транзистор VT1 — средней мощности, с большим коэффициентом передачи (составной). Его коллекторный ток должен быть в 2…3 раза больше максимального тока нагрузки. Коллекторное напряжение VT1 должно быть не меньше максимального выходного напряжения блока питания.

В качестве VT1 могут быть использованы п-р-п транзисторы КТ972А, КТ829А, КТ827А и т.д. Транзистор VT2 работает в режиме малых токов, поэтому годится любой маломощный р-п-р транзистор — КТ203А…В, КТ361А…Г, КТ313А, Б, КТ209А, Б и т.д.

Емкость гасящего конденсатора С1 может быть ориентировочно определена по методикам [3, 5]. Критерием правильности выбора емкости С1 является получение на нагрузке требуемого максимального напряжения. Если его емкость искусственно уменьшить на 20…30%, то максимальное выходное напряжение на номинальной нагрузке не будет обеспечено.

Другим критерием правильности выбора С1 является неизменность характера осциллограммы напряжения на выходе диодного моста (рис.3). Осциллограмма напряжения имеет вид последовательности выпрямленных синусоидальных полуволн сетевого напряжения с ограниченными (уплощенными) вершинами положительных полусинусоид. Амплитуды ограниченных вершин являются переменной величиной, зависят от положения движка потенциометра R7 и меняются линейно при его вращении. Но каждая полуволна должна обязательно доходить до нуля, наличие постоянной составляющей (как показано на рис.3 пунктиром) не допускается, т.к. при этом нарушается режим стабилизации.


Рисунок 3

Уровень пульсации на нагрузке для схемы рис.2 — не более 70 мВ. Резисторы R1, R2-защитные. Они предохраняют регулирующий транзистор VT1 от выхода из строя вследствие перегрузки по току при переходных процессах в момент включения блока в сеть (из-за дребезга контактов соединительной пары сетевая вилка-розетка).

По принципу приведенной схемы могут быть построены аналогичные блоки питания на другие требуемые значения мощности.

Литература

1. Дорофеев М. Бестрансформаторный с гасящим конденсатором. — Радио, 1995, N1, С.41; N2, С.36, 37.

2. Хухтитков Н. Зарядное устройство. — Радио,1993, N5, С.37.

3. Бирюков С. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1997, N5, С.48-50.

4. Ховайко О. Источник питания с конденсаторным делителем напряжения. — Радио, 1997, N11, С.56.

5. Банников В. Упрощенный расчет бестрансформаторного блока питания. — Радиолюбитель, 1998, N1, С.14-16; N2.C.16, 17.

(РЛ 5-99)

Расчет резистора и конденсатора в бестрансформаторных источниках питания

В этом посте объясняется, как рассчитать номиналы резисторов и конденсаторов в цепях бестрансформаторных источников питания с использованием простых формул, таких как закон Ома.

Анализ емкостного источника питания

Прежде чем мы изучим формулу для расчета и оптимизации значений резистора и конденсатора в бестрансформаторном источнике питания, важно сначала подвести итог стандартной конструкции бестрансформаторного источника питания.

Ссылаясь на схему, различным задействованным компонентам назначаются следующие конкретные функции:

C1 — неполярный высоковольтный конденсатор, который вводится для снижения смертоносного сетевого тока до желаемых пределов в соответствии со спецификацией нагрузки. Таким образом, этот компонент становится чрезвычайно важным из-за назначенной функции ограничения сетевого тока.

D1 — D4 сконфигурированы как мостовой выпрямитель для выпрямления пониженного переменного тока из C1, чтобы сделать выход подходящим для любой предполагаемой нагрузки постоянного тока.

Z1 предназначен для стабилизации выхода до требуемых безопасных пределов напряжения.

C2 устанавливается для фильтрации любых пульсаций постоянного тока и создания идеально чистого постоянного тока для подключенной нагрузки.

R2 может быть дополнительным, но рекомендуется для решения проблемы выброса при включении из сети, хотя предпочтительно этот компонент должен быть заменен термистором NTC.

Использование закона Ома

Все мы знаем, как работает закон Ома и как его использовать для нахождения неизвестного параметра, когда известны два других.Однако с емкостным типом источника питания, имеющим особенности и подключенными к нему светодиодами, расчет тока, падения напряжения и резистора светодиода становится немного запутанным.

Как рассчитать и вывести параметры тока и напряжения в бестрансформаторных источниках питания.

После тщательного изучения соответствующих шаблонов я разработал простой и эффективный способ решения вышеуказанных проблем, особенно когда используемый источник питания является бестрансформаторным или включает конденсаторы PPC или реактивное сопротивление для управления током.

Оценка тока в емкостных источниках питания

Обычно бестрансформаторный источник питания выдает выходной сигнал с очень низкими значениями тока, но с напряжениями, равными приложенной сети переменного тока (пока она не будет загружена).

Например, 1 мкФ, 400 В (напряжение пробоя) при подключении к сети 220 В x 1,4 = 308 В (после перемычки) будет производить максимальный ток 70 мА и начальное показание напряжения 308 Вольт.

Однако это напряжение будет демонстрировать очень линейное падение по мере того, как выход будет загружен, и ток будет поступать из резервуара «70 мА».

Мы знаем, что если нагрузка потребляет все 70 мА, это будет означать, что напряжение упадет почти до нуля.

Теперь, поскольку это падение линейно, мы можем просто разделить начальное выходное напряжение на максимальный ток, чтобы найти падения напряжения, которые могут возникнуть при разных величинах токов нагрузки.

Следовательно, деление 308 В на 70 мА дает 4,4 В. Это скорость, с которой напряжение будет падать на каждый 1 мА тока, добавленного к нагрузке.

Это означает, что если нагрузка потребляет ток 20 мА, падение напряжения будет 20 × 4.4 = 88 вольт, поэтому на выходе теперь будет напряжение 308 — 62,8 = 220 вольт постоянного тока (после моста).

Например, если светодиод мощностью 1 Вт, подключенный непосредственно к этой цепи без резистора, будет показывать напряжение, равное прямому падению напряжения светодиода (3,3 В), это связано с тем, что светодиод потребляет почти весь ток, доступный от конденсатора. Однако напряжение на светодиоде не падает до нуля, потому что прямое напряжение — это максимальное заданное напряжение, которое может упасть на нем.

Из приведенного выше обсуждения и анализа становится ясно, что напряжение в любом блоке питания несущественно, если ток выдачи мощности источника питания «относительно» низок.

Например, если мы рассмотрим светодиод, он может выдерживать ток от 30 до 40 мА при напряжениях, близких к его «прямому падению напряжения», однако при более высоких напряжениях этот ток может стать опасным для светодиода, поэтому все дело в поддержании максимального тока равным максимально допустимому пределу допустимой нагрузки.

Расчет номиналов резисторов

Резистор для нагрузки : Когда светодиод используется в качестве нагрузки, рекомендуется выбирать конденсатор, значение реактивного сопротивления которого допускает только максимально допустимый ток для светодиода, и в этом случае резистор может быть полностью избежать.

Если емкость конденсатора велика при более высоких выходных токах, то, вероятно, как обсуждалось выше, мы можем включить резистор, чтобы уменьшить ток до допустимых пределов.

Расчет резистора ограничения перенапряжения : резистор R2 на приведенной выше диаграмме включен в качестве резистора ограничителя перенапряжения при включении. Он в основном защищает уязвимую нагрузку от начального импульсного тока.

Во время начальных периодов включения конденсатор C1 действует как полное короткое замыкание, хотя и всего на несколько миллисекунд, и может пропускать все 220 В на выходе.

Этого может быть достаточно, чтобы перегореть чувствительные электронные схемы или светодиоды, подключенные к источнику питания, который также включает стабилизирующий стабилитрон.

Поскольку стабилитрон является первым электронным устройством в линии, которое необходимо защитить от начального скачка напряжения, R2 можно рассчитать в соответствии со спецификациями стабилитрона и максимальным током стабилитрона или рассеиваемой стабилитроном.

Максимально допустимый ток стабилитрона для нашего примера будет 1 ватт / 12 В = 0,083 ампера.

Следовательно, R2 должно быть = 12 / 0,083 = 144 Ом.

Однако, поскольку импульсный ток длится только миллисекунды, это значение может быть намного меньше этого.

Здесь. мы не рассматриваем вход 310 В для расчета стабилитрона, так как ток ограничен до 70 мА с помощью C1.

Поскольку R2 может излишне ограничивать драгоценный ток нагрузки во время нормальной работы, в идеале это должен быть резистор типа NTC. NTC будет следить за тем, чтобы ток ограничивался только во время начального периода включения, а затем полные 70 мА могут проходить без ограничений для нагрузки.

Расчет разрядного резистора : Резистор R1 используется для разрядки накопленного заряда высокого напряжения внутри C1, когда цепь отключена от сети.

Значение R1 должно быть как можно более низким для быстрого разряда C1, но при этом рассеивать минимальное тепло при подключении к сети переменного тока.

Поскольку R1 может быть резистором на 1/4 Вт, его рассеиваемая мощность должна быть ниже 0,25 / 310 = 0,0008 ампер или 0,8 мА.

Следовательно, R1 = 310 / 0,0008 = 387500 Ом или примерно 390 кОм.

Расчет резистора светодиода 20 мА

Пример: На показанной диаграмме емкость конденсатора дает 70 мА макс. ток, который может выдержать любой светодиод. Используя стандартную формулу светодиод / резистор:

R = (напряжение питания VS — прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода IL,
= (220 — 3,3) / 0,02 = 10,83 кОм,

Однако значение 10,83 кОм выглядит довольно большим , и существенно снизит засветку светодиода …. тем не менее расчеты выглядят абсолютно корректными…. так что мы здесь чего-то упускаем ??

Я думаю, что здесь напряжение «220» может быть неправильным, потому что в конечном итоге светодиоду потребуется всего 3,3 В …. так почему бы не применить это значение в приведенной выше формуле и не проверить результаты? Если вы использовали стабилитрон, то здесь можно было бы применить значение стабилитрона.

Хорошо, мы снова.

R = 3,3 / 0,02 = 165 Ом

Теперь это выглядит намного лучше.

Если вы использовали, скажем, стабилитрон 12 В перед светодиодом, формулу можно рассчитать следующим образом:

R = (напряжение питания VS — прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода IL,
= (12 — 3.3) / 0,02 = 435 Ом,

Следовательно, номинал резистора для безопасного управления одним красным светодиодом будет около 400 Ом.

Определение тока конденсатора

Во всей бестрансформаторной конструкции, рассмотренной выше, C1 является одним из важнейших компонентов, размеры которого необходимо правильно подобрать, чтобы выходной ток от него оптимально оптимизировался в соответствии со спецификацией нагрузки.

Выбор конденсатора высокой емкости для относительно меньшей нагрузки может увеличить риск чрезмерного импульсного тока, проникающего в нагрузку и вызывающего ее более раннее повреждение.

Правильно рассчитанный конденсатор, напротив, обеспечивает контролируемый бросок скачка напряжения и номинальное рассеивание, сохраняя адекватную безопасность для подключенной нагрузки.

Использование закона Ома

Величину тока, которая может быть оптимально допустимой через бестрансформаторный источник питания для конкретной нагрузки, можно рассчитать с помощью закона Ома:

I = V / R

, где I = ток, В = Напряжение, R = Сопротивление

Однако, как мы видим, в приведенной выше формуле R является нечетным параметром, поскольку мы имеем дело с конденсатором в качестве элемента ограничения тока.

Чтобы взломать это, нам нужно получить метод, который будет переводить значение ограничения тока конденсатора в Ом или единицу сопротивления, чтобы можно было решить формулу закона Ома.

Расчет реактивного сопротивления конденсатора

Для этого мы сначала выясняем реактивное сопротивление конденсатора, которое можно рассматривать как эквивалент сопротивления резистора.

Формула для реактивного сопротивления:

Xc = 1/2 (pi) fC

, где Xc = реактивное сопротивление,

pi = 22/7

f = частота

C = емкость конденсатора в фарадах

Результат, полученный по приведенной выше формуле, выражается в Омах, которые можно напрямую подставить в наш ранее упомянутый закон Ома.

Давайте решим пример для понимания реализации приведенных выше формул:

Давайте посмотрим, какой ток конденсатор 1 мкФ может передать на конкретную нагрузку:

У нас в руках следующие данные:

pi = 22/7 = 3,14

f = 50 Гц (частота сети переменного тока)

и C = 1 мкФ или 0,000001F

Решение уравнения реактивного сопротивления с использованием приведенных выше данных дает:

Xc = 1 / (2 x 3,14 x 50 x 0,000001)

= 3184 Ом приблизительно

Подставляя это эквивалентное значение сопротивления в формулу закона Ома, мы получаем:

R = V / I

или I = V / R

Предполагая V = 220 В (поскольку конденсатор предназначен для работы с напряжением сети.)

Получаем:

I = 220/3184

= 0,069 ампер или 69 мА примерно

Аналогичным образом можно рассчитать и другие конденсаторы, зная их максимальную пропускную способность или номинальный ток.

Вышеупомянутое обсуждение всесторонне объясняет, как можно рассчитать ток конденсатора в любой соответствующей схеме, особенно в бестрансформаторных емкостных источниках питания.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: ВЫШЕУКАЗАННАЯ КОНСТРУКЦИЯ НЕ ИЗОЛИРУЕТСЯ ОТ СЕТИ, ПОЭТОМУ ВСЕ АГРЕГАТ МОЖЕТ ПЛАВАТЬ ПО СРЕДСТВОМ СЕТИ НА ВХОДЕ, БУДЬТЕ ОСТОРОЖНЫ ПРИ ПЕРЕКЛЮЧЕНИИ ПОЛОЖЕНИЯ.

Как рассчитать ток конденсатора в бестрансформаторных источниках питания

Возможно, вы проанализировали множество бестрансформаторных источников питания в этом блоге и в Интернете, несмотря на то, что установление необходимого сетевого конденсатора в таких цепях постоянно оставалось проблемой для много конструкторов.

Прежде чем мы поймем формулу для определения и оптимизации сетевого конденсатора в бестрансформаторном источнике питания, может быть жизненно важно, чтобы вы сначала суммировали проект обычного бестрансформаторного источника питания.Следующая диаграмма демонстрирует классическую конструкцию бестрансформаторного источника питания:

Говоря о диаграмме, ряд необходимых частей обозначен следующими особенностями: C1 — неполярный конденсатор высокого напряжения, который может быть запущен для снижения опасной для жизни сети. ток в соответствии с предпочтительными ограничениями в соответствии с требованиями к нагрузке.

Таким образом, этот элемент становится очень важным в результате заданной цели уменьшения сетевого тока.D1 — D4 настроены как мостовая выпрямительная сеть для коррекции пониженного переменного тока от C1, чтобы иметь возможность сделать выход подходящим для любой конкретной предполагаемой нагрузки постоянного тока. Z1 предназначен для стабилизации выхода до необходимых безопасных пределов напряжения.

C2 настроен для фильтрации любых пульсаций постоянного тока и создания полностью чистого постоянного тока для подключенной нагрузки. R2 может быть дополнительным, но рекомендуется для лечения скачков напряжения при включении от сети, хотя в идеале этот компонент должен быть восстановлен с помощью термистора NTC.

Во всей бестрансформаторной конструкции, упомянутой выше, C1 является единственным важным компонентом, размеры которого необходимо правильно подобрать, чтобы обеспечить оптимальную оптимизацию выходного тока от него в соответствии с требованиями нагрузки.

Выбор конденсатора большой емкости для сравнительно менее известной нагрузки может значительно повысить вероятность того, что слишком большой импульсный ток попадет в нагрузку и приведет к ее более раннему повреждению.

Правильно подобранный конденсатор, с другой стороны, гарантирует управляемый бросок скачка напряжения и малое рассеяние, обеспечивая достаточную безопасность для подключенной нагрузки.

Значение тока, которое может быть оптимально удобным с помощью бестрансформаторного источника питания для конкретной нагрузки, может быть определено с помощью закона Ома: I = V / R, где I = ток, V = напряжение, R = сопротивление. как мы можем заметить, в приведенной выше формуле R является нечетным параметром, поскольку мы используем конденсатор в качестве элемента ограничения тока.

Чтобы взломать это, мы должны вместо этого получить подход, который может переводить значение ограничения тока конденсатора, когда дело доходит до Ом или единицы сопротивления, чтобы гарантировать, что формула закона Ома может быть преодолена.

Для этого мы сначала обнаруживаем реактивное сопротивление конденсатора, которое часто рассматривается как сопротивление, равное сопротивлению резистора.

Формула для реактивного сопротивления: Xc = 1/2 (pi) fC, где Xc = реактивное сопротивление, pi = 22/7 f = частота C = емкость конденсатора в фарадах

Результат, полученный из приведенной выше формулы, выражается в омах, и это можно мгновенно заменить его на в нашем предыдущем законе Ома.

Давайте взломаем иллюстрацию, чтобы узнать о достижении приведенных выше формул: Давайте посмотрим, какой ток может выдавать конденсатор 1 мкФ при конкретной нагрузке:

У нас в руках наверняка есть следующие данные: pi = 22/7 = 3 .14 f = 50 Гц (частота переменного тока в сети) и C = 1 мкФ или 0,000001F

Решение уравнения реактивного сопротивления с использованием приведенных выше данных дает: Xc = 1 / (2 x 3,14 x 50 x 0,000001) = 3184 Ом где-то в районе Подстановка это эквивалентное значение сопротивления в нашей формуле закона Ома, мы получаем: R = V / I или I = V / R

Учитывая V = 220 В (поскольку конденсатор предназначен для поддержки сетевого напряжения), мы получаем: I = 220 / 3184 = 0,069 ампер или 69 мА приблизительно

Аналогичным образом могут быть определены другие конденсаторы, чтобы понять их максимальную пропускную способность или номинальный ток.Вышеупомянутый разговор широко описывает, как можно определить ток конденсатора практически в любой подходящей схеме, особенно в бестрансформаторных емкостных источниках питания.

Блок питания с гасящим конденсатором. Бестрансформаторный источник питания

Устройствам на базе микроконтроллеров для работы требуется постоянное стабилизированное напряжение 3,3 — 5 Вольт. Как правило, такое напряжение получается от переменного сетевого напряжения с помощью трансформаторного источника питания и в простейшем случае это следующая схема.

Понижающий трансформатор, диодный мост, сглаживающий конденсатор и линейный / импульсный стабилизатор. Кроме того, такой источник может содержать предохранитель, схемы фильтров, схему плавного пуска, схему защиты от перегрузки и т. Д.
Этот источник питания (с соответствующим выбором компонентов) допускает высокие токи и гальванически изолирован от сети переменного тока. , что важно для безопасной работы с устройством. Однако такой источник может быть большим из-за трансформатора и фильтрующих конденсаторов.
В некоторых устройствах на микроконтроллерах гальваническая развязка от сети не требуется. Например, если устройство представляет собой герметичный блок, с которым конечный пользователь никак не контактирует. В этом случае, если схема потребляет относительно небольшой ток (десятки миллиампер), ее можно запитать от сети 220 В с помощью бестрансформаторного блока питания.
В этой статье мы рассмотрим принцип работы такого источника питания, последовательность его расчета и практический пример использования.


Принцип работы бестрансформаторного блока питания.

Резистор R1 разряжает конденсатор C1, когда цепь отключена от сети. Это сделано для того, чтобы источник питания не шокировал вас при прикосновении к входным контактам.
Когда источник питания подключен к сети, разряженный конденсатор C1 является, грубо говоря, проводником и через стабилитрон VD1 на короткое время протекает огромный ток, который может вывести его из строя. Резистор R2 ограничивает пусковой ток при включении устройства.



«Пусковой ток» в начальный момент включения цепи. Напряжение сети отображается синим цветом, ток, потребляемый блоком питания, — красным. Для наглядности текущий график увеличен в несколько раз.

Если подключить схему к сети в момент, когда напряжение пересекает ноль, не будет броска тока. Но какова вероятность того, что у вас все получится?
Любой конденсатор сопротивляется протеканию переменного тока. (При постоянном токе конденсатор — это разрыв цепи.) Величина этого сопротивления зависит от частоты входного напряжения и емкости конденсатора и может быть рассчитана по формуле. Конденсатор C1 действует как балластное сопротивление, на которое падает большая часть входного сетевого напряжения.

Возникает резонный вопрос: а почему нельзя вместо С1 поставить штатный резистор? Можно, но на нем будет рассеиваться мощность, в результате чего он будет нагреваться. С конденсатором этого не происходит — активная мощность сетевого напряжения, выделенного на него на один период, равна нулю.В расчетах мы коснемся этого момента.

Значит, на конденсаторе С1 часть входного напряжения упадет. (Падением напряжения на резисторе R2 можно пренебречь, так как он имеет небольшое сопротивление.) Оставшееся напряжение будет приложено к стабилитрону VD1.
В положительном полупериоде входное напряжение будет ограничиваться стабилитроном при его номинальном напряжении стабилизации. Во время отрицательного полупериода входное напряжение будет подаваться на стабилитрон в прямом направлении, и напряжение на стабилитроне будет примерно минус 0.7 вольт.


Естественно такая пульсация напряжения не подходит для питания микроконтроллера, поэтому после стабилитрона идет цепочка из полупроводникового диода VD2 и электролитического конденсатора С2. Когда напряжение на стабилитроне положительное, через диод VD2 течет ток. В этот момент конденсатор С2 заряжен и нагрузка запитана. Когда напряжение на стабилитроне падает, диод VD2 выключается, и конденсатор C2 передает накопленную энергию нагрузке.
Напряжение на конденсаторе C2 будет колебаться (пульсировать). В положительном полупериоде сетевого напряжения оно вырастет до значения Ust минус напряжение на VD2, в отрицательном полупериоде оно упадет из-за разряда на нагрузку. Амплитуда колебаний напряжения на C2 будет зависеть от его емкости и тока, потребляемого нагрузкой. Чем больше емкость конденсатора С2 и чем меньше ток нагрузки, тем меньше будут эти значения пульсации.
Если ток нагрузки и пульсации небольшие, то после конденсатора С2 уже можно ставить нагрузку, но для устройств на микроконтроллерах лучше использовать схему со стабилизатором.Если правильно рассчитать номиналы всех компонентов, то на выходе стабилизатора мы получим постоянное напряжение.
Схему можно улучшить, добавив к ней диодный мост. В этом случае источник питания будет использовать как положительные, так и отрицательные полупериоды входного напряжения. Это позволит снизить емкость конденсатора C2 для получения наилучших параметров по пульсации. Диод между стабилитроном и конденсатором можно исключить из этой схемы.


Продолжение следует…

Многие радиолюбители не рассматривают блоки питания без трансформаторов. Но, несмотря на это, они используются довольно активно. В частности, в охранных устройствах, в цепях радиоуправления люстрой, нагрузками и во многих других устройствах. В этом видеоуроке мы рассмотрим простую конструкцию такого выпрямителя на 5 вольт, 40-50 мА. Однако можно изменить схему и получить практически любое напряжение.

Бестрансформаторные источники также используются в качестве зарядных устройств и используются для питания светодиодных ламп и китайских фонарей.

Для радиолюбителей в этом китайском магазине есть все.

Анализ схемы.

Рассмотрим простую бестрансформаторную схему. Напряжение от сети 220 вольт через ограничивающий резистор, одновременно выполняющий роль предохранителя, поступает на гасящий конденсатор. Напряжение сети тоже есть на выходе, но ток понижается во много раз.

Схема бестрансформаторного выпрямителя

Далее двухполупериодный диодный выпрямитель, на его выходе получаем D.С., который стабилизируется стабилизатором VD5 и сглаживается конденсатором. В нашем случае конденсатор 25 В, 100 мкФ, электролитический. Еще один небольшой конденсатор установлен параллельно с блоком питания.

Далее идет линейный регулятор напряжения. В этом случае используется линейный стабилизатор 7808. В схеме допущена небольшая опечатка, выходное напряжение реально около 8 В. Зачем в схеме линейный стабилизатор, стабилитрон? В большинстве случаев линейные стабилизаторы напряжения не допускаются к питанию напряжением выше 30 В.Поэтому в схеме нужен стабилитрон. Номинальный выходной ток в большей степени определяется емкостью гасящего конденсатора. В этой версии он имеет емкость 0,33 мкФ, с расчетным напряжением 400 В. Разрядный резистор сопротивлением 1 МОм установлен параллельно конденсатору. Все резисторы могут быть 0, 25 или 0,5 Вт. Этот резистор для того, чтобы после отключения схемы от сети конденсатор не удерживал остаточное напряжение, то есть разряжался.

Диодный мост можно собрать из четырех выпрямителей по 1 А. Обратное напряжение диодов должно быть не менее 400 В. Также можно использовать готовые диодные сборки типа КЦ405. В справочнике нужно посмотреть допустимое обратное напряжение на диодном мосту. Стабилитрон, желательно 1 Вт. Напряжение стабилизации этого стабилитрона должно быть от 6 до 30 В, не более. Ток на выходе схемы зависит от номинала этого конденсатора … При емкости 1 мкФ ток будет около 70 мА.Не стоит увеличивать емкость конденсатора более 0,5 мкФ, так как довольно большой ток, конечно, сожжет стабилитрон. Эта схема хороша тем, что имеет небольшие размеры, ее можно собрать из подручных средств. Но недостаток в том, что он гальванически не изолирован от сети. Собираясь его использовать, обязательно используйте закрытый корпус, чтобы не касаться высоковольтных частей схемы. И, конечно, не стоит возлагать на эту схему большие надежды, так как выходной ток схемы небольшой.То есть достаточно для питания маломощных устройств с током до 50 мА. В частности, питание светодиодов и строительных светодиодных ламп и ночников. Первый запуск нужно производить при последовательно включенной лампочке.

В этой версии есть резистор на 300 Ом, который в случае чего выйдет из строя. У нас больше нет этого резистора на плате, поэтому мы добавили лампочку, которая будет немного гореть во время работы нашей схемы. Для проверки выходного напряжения воспользуемся самым обычным мультиметром, постоянным счетчиком на 20 В.Подключаем схему к сети 220 В. Так как у нас есть защитный свет, он спасет ситуацию, если в цепи возникнут какие-то проблемы. Соблюдайте особую осторожность при обращении с высоким напряжением, так как все-таки в цепь подается 220 В.

Заключение.

На выходе 4,94, то есть почти 5 В. При токе не более 40-50 мА. Отлично подходит для светодиодов малой мощности. Запитать светодиодные ленты от этой схемы можно, только одновременно заменив стабилизатор на 12-вольтовый, например 7812.В принципе, на выходе можно получить любое напряжение в разумных пределах. Это все. Не забудьте подписаться на канал и оставить отзыв о дальнейших видео.

Внимание! При сборке блока питания важно поместить сборку в пластиковый корпус или тщательно заизолировать все контакты и провода, чтобы исключить случайное прикосновение к ним, так как схема подключена к сети 220 вольт и это увеличивает вероятность поражения электрическим током. ! Будьте осторожны и туберкулез!

Любые электронные схемы требуют блоков питания … И если одно устройство может работать напрямую от сети, то для других нужны другие напряжения: для цифровых микросхем обычно + 5В (для логики TTL) или + 7..9В (для технологий CMOS).
Кстати, что это: TTL и CMOS читать можно
Для различных игрушек обычно требуется +5 … 12 В. для питания светодиодов +3 .. + 5V, для усилителей вообще разнообразно ..

Вообще так или иначе возникает вопрос о том, как сделать блок питания , и не просто источник, а такой, чтобы он отвечал соответствующим требованиям: требуемое напряжение и ток на выходе, наличие защиты и скоро.

У нас есть отдельная категория, посвященная источникам питания, которая называется так. Блоки питания (материалы в категории), здесь мы рассмотрим самый простой вариант бестрансформаторного блока питания для простых изделий, который можно изготовить буквально за пару минут. Вот его схема:

Конечно, мощность такого источника невелика и его можно использовать только для самых простых схем, но самое главное, чтобы он был стабилизированным.

А именно «+», микросхемы на отрицательное напряжение имеют маркировку 79ХХ.

На схеме выше выходное напряжение + 5В (в зависимости от типа используемого КРЕНК), но при необходимости его можно изменить, установив другую микросхему.
Только в этом случае нужно будет обратить внимание на стабилитрон на входе: он должен быть выбран таким, чтобы напряжение на входе и выходе КРЕНа имело разницу не менее 2В.

Ну и это еще не все: даже используя микросхему со стандартным выходным напряжением, все равно можно немного изменить выходное напряжение при необходимости (например, получить 7.5 В или 6,5). Для этого нужно добавить в микросхему дополнительную схему из диодов или стабилитронов и вы можете прочитать, как это сделать.

Даже такой простой блок питания можно немного «запитать», то есть добиться большего тока в нагрузке. Но тогда потребуется введение дополнительных балластных резисторов на входе. Так, например, вот схема бестрансформаторного блока питания с выходным напряжением + 12В


Бестрансформаторный блок питания с гасящим конденсатором.Бестрансформаторная мощность. Принцип действия. Часть 1

Для любых электронных схем требуется источников питания . И если одно устройство может работать напрямую от сети, то другим нужны разные напряжения: для цифровых микросхем, как правило, + 5В (для логики TTL) или + 7..9В (для технологий CMOS).
Кстати, что это: TTL и CMOS читать можно
Для разных игрушек обычно требуется +5 … 12 В. для питания светодиодов +3 .. + 5В, по усилителям вообще разнообразно..

В общем, так или иначе, встает вопрос сделать источник питания , и не просто источник, а такой, чтобы он отвечал соответствующим требованиям: необходимое напряжение и ток на выходе, наличие защиты и скоро.

Источникам питания мы выделили отдельную категорию, которая называется Блоки питания (материалы в категории), здесь мы рассмотрим простейший вариант бестрансформаторного блока питания для простых изделий, которые можно изготовить буквально за пару минут. .Вот его диаграмма:

Конечно, мощность такого источника небольшая и его можно использовать только для самых простых схем, но самое главное, чтобы он был стабилизирован.

Это знак «+», микросхемы на отрицательное напряжение имеют маркировку 79XX.

На схеме выше выходное напряжение составляет + 5В (в зависимости от типа используемого KENENKI), но при необходимости его также можно изменить, установив другую микросхему.
Только в этом случае необходимо будет обратить внимание на стабилитрон на входе: он должен быть выбран таким, чтобы напряжение на входе и выходе RCC имело минимальную разницу в 2В.

Ну и это еще не все: даже используя микросхему со стандартным выходным напряжением, все равно можно немного изменить выходное напряжение при необходимости (например, получить 7,5 В или 6,5). Для этого нужно добавить в микросхему дополнительную схему из диодов или стабилитронов, и вы можете прочитать, как это сделать.

Даже такой простой источник питания можно «запитать немного больше», то есть добиться более высокого тока в нагрузке. Но тогда потребуется введение дополнительных балластных резисторов на входе.Так, например, вот схема бестрансформаторного блока питания с выходным напряжением + 12В

Когда мы имеем дело с устройствами, работающими от источника питания низкого напряжения, у нас обычно есть несколько вариантов их питания. Помимо простых, но дорогих и громоздких трансформаторов можно использовать бестрансформаторный блок питания .

Например, вы можете получить 5 вольт из 220 вольт с помощью гасящего резистора или реактивного сопротивления конденсатора.Однако это решение подходит только для устройств с очень низким потреблением тока. Если нам нужен больший ток, например, для питания цепи светодиода, то здесь мы столкнемся с пределом производительности.

Если какое-то устройство потребляет большой ток и принципиально необходимо его запитать от сети 220 вольт, то есть одно оригинальное решение. Он заключается в использовании для питания только части синусоиды в период ее роста и спада, т.е.в момент, когда напряжение в сети равно или меньше требуемого значения.

Описание работы бестрансформаторного блока питания

Особенность схемы заключается в управлении моментом открытия MOSFET-транзистора — VT2 (IRF830). Если текущее значение входного сетевого напряжения ниже напряжения стабилизации стабилитрона VD5 за вычетом падения напряжения на резисторе R3, то транзистор VT1 закроется. Благодаря этому через резистор R4 на транзистор VT2 проходит положительное напряжение, в результате чего он находится в открытом состоянии.

Ток протекает через транзистор VT2, и текущее значение напряжения сети соответствует зарядному конденсатору C2. Конечно, напряжение в сети падает до нуля, поэтому необходимо включить в схему диод VD7, который не дает конденсатору разряжаться обратно в цепь питания.

Когда входное напряжение сети превышает порог, ток, проходящий через стабилитрон VD5, приводит к открытию транзистора VT1. Транзистор шунтирует затвор транзистора VT2 своим коллектором, в результате VT2 закрывается.Таким образом, конденсатор С2 заряжается только необходимым напряжением.

Мощный транзистор VT2 открывается только при низком напряжении, поэтому его общая рассеиваемая мощность в цепи очень мала. Конечно, стабильность питания зависит от управляющего напряжения стабилитрона, поэтому, например, если мы хотим запитать схему с микроконтроллером, то выход нужно дополнить маленьким.

Резистор R1 защищает цепь и снижает скачки напряжения при первом использовании.Стабилитрон VD6 ограничивает максимальное напряжение на управляющем электроде транзистора VT2 в районе 15 вольт. Естественно, что при переключении транзистора VT2 возникают электромагнитные помехи. Чтобы избежать передачи помех в сеть, во входной цепи используется простой LC-фильтр, состоящий из компонентов L1 и C1.

статей мы начали знакомство с искусством исцеления компьютерных блоков питания. Продолжим это увлекательное дело и внимательно рассмотрим их высоковольтную часть.

Проверка высоковольтной части блока питания

После осмотра платы и восстановления пайка следует проверить предохранитель мультиметром (в режиме измерения сопротивления).

Надеюсь, вы хорошо поняли и запомнили меры предосторожности , , изложенные ранее!

Если он перегорел, это обычно свидетельствует о неисправности в высоковольтной части.

Чаще всего неисправность предохранителя видна (если стекло) визуально: внутри он «грязный» («грязь» — испарившаяся свинцовая резьба).

Иногда стеклянная трубка разлетается на части.

В этом случае необходимо проверить (тем же тестером) исправность высоковольтных диодов, силовых ключевых транзисторов и силового транзистора резервного источника напряжения. Силовые транзисторы высоковольтной части обычно располагаются на общем радиаторе.

При перегоревшем предохранителе выводы коллектор-эмиттер часто коротко «звенят», и это можно проверить, не паяя транзистор. С полевыми транзисторами дело обстоит несколько сложнее.

О том, как проверить полевые и биполярные транзисторы, можно прочитать и.

Высоковольтная часть находится в той части платы, где расположены высоковольтные конденсаторы (они больше по объему, чем низковольтные). Эти конденсаторы указывают их емкость (330-820 мкФ) и рабочее напряжение (200-400 В).

Возможно, вас не удивит, что рабочее напряжение может составлять 200 В. В большинстве схем эти конденсаторы соединены последовательно, так что их общее рабочее напряжение будет составлять 400 В.Но есть и схемы с одним конденсатором на рабочее напряжение 400 В (или даже больше).

Часто бывает так, что вместе с элементами питания выходят из строя электролитические конденсаторы — как низковольтные, так и высоковольтные (высоковольтные — реже).

В большинстве случаев это хорошо видно — вздуваются конденсаторы, лопается их верхняя крышка.

В самых тяжелых случаях из них течет электролит. Он лопается не просто так, а там, где его толщина меньше.

Это сделано специально, чтобы немного крови обойтись. Раньше этого не делали, а во время взрыва конденсатор разлетелся своими внутренностями далеко вокруг. Да и с монолитными алюминиевыми ножнами можно было попасть и в лоб.

Все такие конденсаторы необходимо заменить на аналогичные. Следы электролита на плате следует аккуратно удалить.

Электролитические конденсаторы блока питания и ESR

Напоминаем, что в источниках питания используются специальные низковольтные конденсаторы с низким ESR (эквивалентное последовательное сопротивление, EPS).

Аналогичные установлены на материнских платах компьютеров.

Их можно узнать по маркировке.

Например, конденсатор CapXon с низким ESR имеет маркировку «LZ». «Обычный» конденсатор не имеет букв LZ. Каждая компания производит большое количество различных типов конденсаторов. Точное значение ESR конкретного типа конденсатора можно найти на сайте производителя.

Производители блоков питания часто экономят на конденсаторах, ставя обычные с более высоким EPS (а они дешевле).Иногда даже пишут «Low ESR» на батареях конденсаторов.

Это розыгрыш, и такие конденсаторы лучше сразу заменить .

В наиболее сложном режиме конденсаторы фильтра работают на шинах +3,3 В, +5 В, +12 В, так как по ним циркулируют большие токи.

Бывают и «мерзкие» случаи, когда со временем высыхают конденсаторы малой емкости в источнике дежурного напряжения. При этом их емкость уменьшается, а СОЭ растет.

Или емкость немного падает, а ESR сильно растет.Однако никаких внешних изменений формы может и не быть, так как их размеры и вместимость невелики.

Это может привести к изменению значения напряжения резервного источника. Если он меньше нормы, главный инвертор блока питания вообще не включится.

Если он больше, компьютер выйдет из строя и «зависнет», так как часть компонентов материнской платы находится под именно этим напряжением.

Емкость можно измерить.

Однако большинство тестеров могут измерять емкость только до 20 мкФ, что явно недостаточно для .


Обратите внимание, что измерить СОЭ штатным тестером невозможно.

Нужен специальный измеритель СОЭ!

Для конденсаторов большой емкости значение ESR может составлять десятые или сотые доли Ом, а для конденсаторов малой емкости — десятые или единицы Ом.

Если он больше, такой конденсатор необходимо заменить.

Если такого счетчика нет, то «подозрительный» конденсатор необходимо заменить на новый (или заведомо исправный).

Отсюда мораль — не оставлять источник дежурного напряжения в блоке питания включенным.Чем меньше времени он проработает, тем дольше будут сохнуть конденсаторы в нем.

По окончании работы необходимо либо снять напряжение с помощью переключателя фильтра, либо вынуть вилку кабеля питания из розетки.

В заключение скажем еще несколько слов

Об элементах высоковольтной части блока питания


В недорогих, маломощных (до 400 Вт) мощных биполярных транзисторах 13007 или 13009 с токами коллектора 8 и 12 А соответственно и напряжением между эмиттером и коллектором 400 В.часто используются как ключевые.

В качестве резервного источника напряжения можно использовать силовой полевой транзистор 2N60 с током стока 2 А и напряжением сток-исток 600 В.

Однако полевые транзисторы могут использоваться как ключевые, так и биполярные в источнике дежурного режима.

При отсутствии необходимых транзисторов их можно заменить аналогами.

Аналоги биполярных транзисторов должны иметь рабочее напряжение между эмиттером и коллектором и ток коллектора не ниже, чем у заменяемых.

Аналоги полевых транзисторов должны иметь рабочее напряжение сток-исток и ток стока не ниже, чем у сменного, а сопротивление открытого канала «сток-исток» не выше , чем у заменяемого.

Внимательный читатель может спросить: «Почему сопротивление этого канала должно быть не выше? Ведь чем больше значение параметров, тем как бы лучше? ”

Отвечаю — при таком же рабочем токе на канале с более высоким сопротивлением в соответствии с законом Джоуля-Ленца большая мощность будет рассеиваться.А, значит, он (то есть весь транзистор) будет сильнее греться.

Лишнее тепло нам ни к чему!

У нас блок питания, а не радиатор отопления!

На этом, друзья, сегодня закончим. Нам еще предстоит познакомиться с лечением низковольтной части, чем мы и займемся в следующей статье.

Увидимся в блоге!

Для работы микроконтроллерных устройств

требуется постоянное стабилизированное напряжение 3,3-5 В.Обычно это напряжение получается из переменного сетевого напряжения с использованием трансформаторного источника питания, и в простейшем случае это следующая схема.

Понижающий трансформатор, диодный мост, сглаживающий конденсатор и линейный / импульсный стабилизатор. Кроме того, такой источник может включать предохранитель, схемы фильтров, схему плавного пуска, схему защиты от перегрузки и т. Д.
Этот источник питания (с соответствующим выбором компонентов) позволяет получать большие токи и имеет гальваническую развязку от сети переменного тока. сеть, что важно для безопасной работы устройства.Однако такой источник может иметь большие габариты благодаря трансформатору и фильтрующим конденсаторам.
В некоторых устройствах на микроконтроллерах гальваническая развязка от сети не требуется. Например, если устройство представляет собой герметичный блок, с которым конечный пользователь никак не контактирует. В этом случае, если схема потребляет относительно небольшой ток (десятки миллиампер), ее можно запитать от сети 220 В с помощью бестрансформаторного источника питания.
В этой статье мы рассмотрим принцип работы такого источника питания, последовательность его расчета и практический пример использования.


Принцип действия бестрансформаторного источника питания

Резистор R1 разряжает конденсатор C1, когда цепь отключена от сети. Это необходимо для того, чтобы источник питания не сотрясал вас при прикосновении к входным контактам.
При подключении источника питания к сети разряженный конденсатор С1 является, грубо говоря, проводником, и через стабилитрон VD1 на короткое время протекает огромный ток, который может вывести его из строя. Резистор R2 ограничивает пусковой ток при включении устройства.



«Пусковой ток» в начальный момент включения цепи. Напряжение сети отображается синим цветом, ток, потребляемый источником питания, — красным. Для наглядности текущий график увеличен в несколько раз.

Если подключить схему к сети в момент, когда напряжение пересекает ноль, броска не будет. Но какова вероятность того, что у вас все получится?
Любой конденсатор сопротивляется протеканию переменного тока. (Для постоянного тока конденсатор открыт.) Величина этого сопротивления зависит от частоты входного напряжения и емкости конденсатора и может быть рассчитана по формуле. Конденсатор С1 играет роль балластного сопротивления, на которое будет падать большая часть входного напряжения сети.

Возникает резонный вопрос: а почему нельзя вместо С1 поставить штатный резистор? Можно, но на нем будет рассеиваться мощность, в результате чего он будет нагреваться. С конденсатором этого не происходит — активная мощность, выделяемая на нем за один период сетевого напряжения, равна нулю.В расчетах мы коснемся этого момента.

Итак, часть входного напряжения падает на конденсаторе С1. (Падение напряжения на резисторе R2 не может быть учтено, так как оно имеет небольшое сопротивление.) Оставшееся напряжение будет приложено к стабилитрону VD1.
В положительном полупериоде входное напряжение ограничивается стабилитроном на уровне его номинального напряжения стабилизации. В отрицательном полупериоде входное напряжение будет подаваться на стабилитрон в прямом направлении, и стабилитрон будет иметь напряжение примерно минус 0.7 Вольт.


Естественно такое пульсирующее напряжение не подходит для питания микроконтроллера, поэтому после стабилитрона идет цепочка из полупроводникового диода VD2 и электролитического конденсатора С2. Когда напряжение на стабилитроне положительное, через диод VD2 течет ток. В этот момент конденсатор С2 заряжен и нагрузка запитана. Когда напряжение на стабилитроне падает, диод VD2 блокируется, и конденсатор C2 отдает накопленную энергию нагрузке.
Напряжение на конденсаторе C2 будет колебаться (пульсации). В положительном полупериоде сетевого напряжения оно увеличится до Ust минус напряжение на VD2, в отрицательный полупериод упадет из-за разряда на нагрузку. Амплитуда колебаний напряжения на С2 будет зависеть от его емкости и тока, потребляемого нагрузкой. Чем больше емкость конденсатора C2 и меньше ток нагрузки, тем меньше будут эти пульсации.
Если ток нагрузки и пульсации небольшие, то после конденсатора С2 уже можно ставить нагрузку, но для устройств на микроконтроллерах лучше все же использовать схему со стабилизатором.Если правильно рассчитать номиналы всех компонентов, то на выходе стабилизатора мы получим постоянное напряжение.
Схему можно улучшить, добавив к ней диодный мост. Тогда блок питания будет использовать оба полупериода входного напряжения — как положительный, так и отрицательный. Это позволит получить лучшие параметры пульсации с меньшим конденсатором C2. Диод между стабилитроном и конденсатором можно исключить из этой схемы.


Продолжение следует…

Многие радиолюбители не рассматривают блоки питания без трансформаторов. Но, несмотря на это, они используются довольно активно. В частности, в охранных устройствах, в цепях радиоуправления люстры, нагрузках и во многих других устройствах. В этом видеоуроке рассмотрим простую конструкцию такого выпрямителя на 5 В, 40-50 мА. Однако можно изменить схему и получить практически любое напряжение.

Бестрансформаторные источники также используются в качестве зарядных устройств и используются для питания светодиодных ламп и китайских фонарей.

Для радиолюбителей есть все в этом китайском магазине.

Анализ схем.

Рассмотрим простую бестрансформаторную схему. Напряжение от сети 220 вольт через ограничивающий резистор, который одновременно действует как предохранитель, поступает на гасящий конденсатор. На выходе также есть сетевое напряжение, но ток многократно снижается.

Схема бестрансформаторного выпрямителя

Далее, к полуволновому диодному выпрямителю, на его выходе получаем постоянный ток, который стабилизируется с помощью стабилизатора VD5 и сглаживается конденсатором.В нашем случае конденсатор 25 В, 100 мкФ, электролитический. Еще один небольшой конденсатор установлен параллельно с блоком питания.

Далее идет линейный регулятор напряжения. В данном случае использовался линейный стабилизатор 7808. В схеме допущена небольшая опечатка, выходное напряжение реально примерно 8 В. Зачем в схеме линейный стабилизатор, стабилитрон? В большинстве случаев не допускается подача стабилизаторов напряжения выше 30 В к линейным стабилизаторам напряжения. Поэтому в схеме нужен стабилитрон.Номинальный выходной ток в большей степени определяется емкостью гасящего конденсатора. В этом варианте он имеет емкость 0,33 мкФ при номинальном напряжении 400 В. Разрядный резистор сопротивлением 1 МОм установлен параллельно конденсатору. Номинал всех резисторов может быть 0, 25 или 0,5 Вт. Это резистор для того, чтобы после отключения схемы от сети конденсатор не держал остаточное напряжение, то есть разряжался.

Диодный мост можно собрать из четырех выпрямителей на 1 А.Обратное напряжение диодов должно быть не менее 400 В. Также можно использовать готовые диодные сборки типа КЦ405. В справочнике нужно посмотреть допустимое обратное напряжение через диодный мост. Стабилитрон предпочтительно составляет 1 Вт. Напряжение стабилизации этого стабилитрона должно быть от 6 до 30 В, не более. Ток на выходе схемы зависит от номинала этого конденсатора. При емкости 1 мкФ ток будет около 70 мА. Не следует увеличивать емкость конденсатора более 0.5 мкФ, так как довольно большой ток, конечно, сгорает стабилитрон. Эта схема хороша тем, что она малогабаритная, собрать можно из подручных средств. Но недостаток в том, что он не имеет гальванической развязки от сети. Если вы собираетесь его использовать, то обязательно используйте его в закрытом корпусе, чтобы не касаться высоковольтных частей схемы. И, конечно, не стоит связывать с этой схемой больших надежд, так как выходной ток схемы небольшой. То есть достаточно для питания маломощных устройств с током до 50 мА.В частности, питание светодиодов и конструкция светодиодных фонарей и ночников. Первый пуск нужно производить последовательно с лампочкой.

В этом варианте стоит резистор на 300 Ом, который на случай выхода из строя. У нас уже нет этого резистора на плате, поэтому мы добавили лампочку, которая будет немного загораться во время работы нашей схемы. Для проверки выходного напряжения воспользуемся самым обычным мультиметром, постоянным счетчиком 20 В. Подключаем схему к сети 220 В.Так как у нас есть защитный свет, он спасет ситуацию, если в цепи возникнут какие-то проблемы. Соблюдайте особую осторожность при работе с высоким напряжением, так как в цепь все равно подается 220 В.

Заключение

На выходе 4,94, то есть почти 5 В. При токе не более 40-50 мА. Отлично подходит для светодиодов малой мощности. Запитать светодиодные линейки от этой схемы можно, только при этом заменив стабилизатор на 12-вольтовый, например 7812. В принципе, на выходе можно получить любое напряжение в разумных пределах.Это все. Не забывайте подписываться на канал и оставлять отзывы о дальнейших видео.

Внимание! При сборке блока питания важно поместить сборку в пластиковый корпус или тщательно заизолировать все контакты и провода во избежание случайного контакта с ними, так как схема подключена к сети 220 вольт и это увеличивает вероятность поражения электрическим током. ! Будьте осторожны и туберкулезом!

Формула емкости емкостного конденсатора. Реактивное сопротивление конденсатора

Насчет заряда конденсатора.

Закроем цепочку. По цепочке идет зарядный ток конденсатора. Это означает, что с левой стороны конденсатора часть электронов перейдет в провод, и такое же количество электронов перейдет от провода к правой пластине. Обе пластины будут заряжены противоположными зарядами одинакового размера.

Между пластинами в диэлектрике будет электрическое поле.

А теперь разорвем цепочку. Конденсатор остается заряженным.Укорачиваем проволоку его электрода. Конденсатор мгновенно разрядится. Это означает, что избыток электронов покинет провод с правой стороны провода, а недостаток электронов войдет в левую пластину от провода. На обеих пластинах электронов будет одинаково, конденсатор разрядится.

До какого напряжения заряжен конденсатор?

Заряжается до напряжения, приложенного к нему от источника питания.

Сопротивление конденсатора.


Закроем цепочку. Конденсатор начал заряжаться и сразу стал источником тока, напряжения ED C .. На рисунке видно, что EDS конденсатора направлена ​​против заряжающего его источника тока.

Противодействие электродвижущей силе заряженного конденсатора зарядом этого конденсатора называется емкостным сопротивлением.

Вся энергия, затрачиваемая источником тока на преодоление емкостного сопротивления, преобразуется в энергию электрического поля конденсатора.Когда конденсатор разряжен, вся энергия электрического поля возвращается обратно в цепь в виде энергии электрического тока. Таким образом, емкостное сопротивление является реактивным, т.е. не вызывает необратимых потерь энергии.

Почему через конденсатор не проходит постоянный ток, а проходит переменный?

Включите цепь постоянного тока. Лампа мигнет и погаснет, почему? Потому что в цепи прошел текущий заряд конденсатора. Как только конденсатор зарядится до напряжения аккумулятора, ток в цепи прекратится.

Теперь замкните цепь переменного тока. В первой четверти периода напряжение на генераторе повышается с 0 до максимума. В цепи присутствует токовый заряд конденсатора. Во второй четверти периода напряжение на генераторе снижается до нуля. Конденсатор разряжается через генератор. После этого конденсатор перезаряжается и разряжается. Таким образом, в цепи идут токи заряда и разряда конденсатора. Лампочка будет гореть постоянно.

В цепи с конденсатором ток проходит через всю замкнутую цепь, включая диэлектрик конденсатора. В зарядном конденсаторе создается электрическое поле, которое поляризует диэлектрик. Поляризация — это вращение электронов в атомах по вытянутым орбитам.

Одновременная поляризация огромного количества атомов образует ток, называемый током смещения. Таким образом, в проводах есть ток в диэлектрике такой же величины.

Емкостная емкость конденсатора определяется по формуле

Рассматривая график, делаем вывод: ток в цепи с чисто емкостным сопротивлением опережает напряжение на 90 °.

Возникает вопрос, как ток в цепи может опережать напряжение на генераторе? В цепи присутствует ток поочередно от двух источников тока, от генератора и от конденсатора. Когда напряжение на генераторе равно нулю, ток в цепи максимален.Это разрядный ток конденсатора.

Про настоящий конденсатор

Реальный конденсатор имеет два сопротивления: активное и емкостное. Их следует считать включенными последовательно.

Напряжение, приложенное генератором к активному сопротивлению, и ток, протекающий по активному сопротивлению, совпадают по фазе.

Напряжение, приложенное генератором к емкостному сопротивлению, и ток, протекающий по емкостному сопротивлению, сдвинуты по фазе на 90 0.Результирующее напряжение, подаваемое генератором на конденсатор, можно определить по правилу параллелограмма.

На активном сопротивлении напряжение U act и ток I совпадают по фазе. На емкостном сопротивлении напряжение U c отстает от тока I на 90 0. Результирующее напряжение, подаваемое генератором на конденсатор, определяется по правилу параллелограмма. Это результирующее напряжение отстает от тока I на некоторый угол φ, который всегда меньше 90 °.

Определение результирующего сопротивления конденсатора

Результирующее сопротивление конденсатора не может быть найдено суммированием значений его активного и емкостного сопротивлений.Это делается по формуле

При переменном напряжении на реальном конденсаторе, помимо тока смещения, есть небольшие токи проводимости по толщине диэлектрика (объемный ток) и по поверхности (поверхностный ток). Токи проводимости и поляризация диэлектрика сопровождают потери энергии.

Таким образом, в реальном конденсаторе наряду с изменением энергии электрического поля (это характеризует реактивную мощность Q ) из-за несовершенства диэлектрика происходит необратимый процесс преобразования электроэнергии в тепловую, скорость которого выражается активная мощность P .Следовательно, в схеме замены реальный конденсатор должен быть представлен активным и реактивным элементами.

Деление реального конденсатора на два элемента — методика расчетная, так как конструктивно их различить невозможно. Однако та же схема замещения имеет реальную цепочку из двух элементов, один из которых характеризуется только активной мощностью P (Q = 0), другой — реактивной (емкостной) мощностью Q (P = 0).

Схема замены конденсатора при параллельном соединении элементов

Реальный конденсатор (с потерями) может быть представлен эквивалентной схемой параллельного включения активен G и емкостный B из проводимость (рисунок 13.15), причем активная проводимость определяется конденсаторными потерями G = P / U c 2 , а емкость — конструкция конденсатора. Предположим, что проводимости G и B c для такой цепи известны, а напряжение имеет уравнение

u = Umsinωt .

Требуется определить токи в цепи и мощность. Исследование цепи с активным сопротивлением и цепи с емкостью показало, что при синусоидальном напряжении токи в них также синусоидальны.При параллельном соединении ветвей G и B c по первому закону Кирхгофа полный ток i равен сумме токов в ветвях с активной и емкостной проводимостью:

i = i G + i c, (13.30)

С учетом того, что действующий i G Фаза совпадает с напряжением, а с током i c опережая напряжение на четверть периода, уравнение полного тока можно записать в следующем виде:


Векторная диаграмма токов в цепи с конденсатором

Чтобы определить эффективное значение полного тока I методом сложения векторов, мы построим векторную диаграмму в соответствии с уравнением

I = I G + I C

Действующие значения текущих компонентов:

I G = GU (13.31)

I C = B C U (13,32)

Вектор на векторной диаграмме — это вектор напряжения U (рисунок 13.16, а), его направление совпадает с положительным направлением оси, от которой отсчитываются фазовые углы (начальная фаза напряжения φ a = 0). Вектор I G совпадает по направлению с вектором U, а вектор I C направлен перпендикулярно вектору U под положительным углом.Из векторной диаграммы видно, что вектор полного напряжения отстает от вектора полного тока на угол φ , значение которого больше нуля, но меньше 90 °. Вектор I — гипотенуза прямоугольного треугольника, катеты которого являются составляющими векторами I G и I C:

При напряжении u = Um sinωt Согласно векторной диаграмме текущее уравнение

i = I m sin (ωt + φ )

Треугольник проводимости конденсатора

Стороны треугольников тока, выраженные в единицах тока, делятся на напряжение U.Получаем аналогичный треугольник проводимости (рисунок 13.16, б), ноги которого активные G = I G / U и емкостный In c = I c / U проводимость, а гипотенуза — полная проводимость цепи Y = I / U . Из треугольника проводимости

Соотношение между действующими значениями напряжения и тока выражается формулами

I = UY

U = I / Y (13.35)

Из треугольников токов и проводимостей определите величины

cos φ = I G / I = G / Y; sin φ = I c / I = B c / Y; tg φ = I C / I G = B c / G. (13,36)

Силовая цепь с конденсатором

Выражение мгновенной мощности реального конденсатора

p = ui = Um sinωt * I m sin (ωt + φ)

совпадает с выражением мгновенной мощности катушки.Рассуждения, аналогичные рассуждениям, сделанным при рассмотрении кривой мгновенной мощности (см. Рис. 13.11), могут быть выполнены для реального конденсатора на основе графика на рис. 13.17. Значения активной, реактивной и полной мощности выражаются теми же формулами, что и для катушки [(13.19) — (13.22)]. Это несложно показать, если стороны текущего треугольника, выраженные в единицах тока, умножить на напряжение U. В результате умножения мы получим аналогичный треугольник мощностей (рисунок 13.16, в), ноги которого держат; активный

P = UI G = UIcosφ

реактивная

Q = UI C = UIsinφ

в сборе

Схема замены конденсатора при последовательном подключении элементов

Реальный конденсатор, как и на конструктивной схеме, может быть представлен последовательным соединением двух секций: с активным R и емкостный X от сопротивления.На рис. 13.18, а такая схема показана в сравнении со схемой параллельного соединения активной и емкостной проводимости (рис. 13, 18, 6). Все выводы и формулы, полученные для катушки, остаются в силе и для конденсатора при условии замены индуктивного сопротивления на емкостное. Конденсаторы, используемые на практике, имеют относительно низкие потери энергии. Поэтому в схемах замещения они чаще всего представлены только реактивной частью, т. Е. емкостью C Части цепи, отдельные элементы — резистор R и конденсатор C, имеют такую ​​схему замены, как показано на рис.13.18, а. Если вам интересно, прочтите, какие из них применяются в отрасли.

Теперь предположим, что часть цепи содержит конденсатор емкости C , в результате чего сопротивлением и индуктивностью участка можно пренебречь, и посмотрим, по какому закону будет изменяться напряжение на концах участка в Это дело. Обозначим напряжение между точками a и b на u , и мы будем считать заряд конденсатора q и ток i положительным, если они соответствуют рис.Тогда

и, следовательно,

Если ток в цепи изменяется по закону

, то заряд конденсатора

.

Интегральная постоянная q 0 здесь обозначает произвольный постоянный заряд конденсатора, не связанный с колебаниями тока, и поэтому мы устанавливаем. Следовательно,

. (2)

Сравнивая (1) и (2), мы видим, что при синусоидальных колебаниях тока в цепи напряжение на конденсаторе также изменяется по косинусному закону.Однако колебания напряжения на конденсаторе отстают от колебаний тока на p / 2. Изменения тока и напряжения во времени графически показаны на рис. Полученный результат имеет простой физический смысл. Напряжение на конденсаторе в любой момент определяется существующим зарядом конденсатора. Но этот заряд был образован током, который ранее имел место на более ранней стадии колебаний. Следовательно, колебания напряжения задерживаются по сравнению с колебаниями тока.

Формула (2) показывает, что амплитуда напряжения на конденсаторе

Сравнивая это выражение с законом Ома для участка цепи с постоянным током (), видим, что величина

играет роль сопротивления цепи, его назвали емкостным сопротивлением. Емкостное сопротивление зависит от частоты w, и на высоких частотах даже небольшие емкости могут представлять собой очень маленькое сопротивление для переменного тока. Важно отметить, что емкостное сопротивление определяет соотношение между амплитудой, а не мгновенными значениями тока и напряжения.

Мгновенная мощность переменного тока

изменяется во времени по синусоидальному закону с удвоенной частотой. В течение времени от 0 до T /4 мощность положительная, а в следующей четверти периода ток и напряжение имеют противоположные знаки, а мощность становится отрицательной. Поскольку среднее значение для периода колебаний равно нулю, средняя мощность переменного тока на конденсаторе.

Ток в цепи с конденсатором может протекать только в том случае, если приложенное к нему напряжение изменяется, и ток, протекающий по цепи во время заряда и разряда конденсатора, будет тем больше, чем больше емкость конденсатора и тем быстрее ЭДС меняется.
Конденсатор, включенный в цепь переменного тока, влияет на силу тока, протекающего по цепи, то есть ведет себя как сопротивление. Величина емкостного сопротивления тем меньше, чем больше емкость и выше частота переменного тока. И наоборот, сопротивление конденсатора переменному току увеличивается с уменьшением емкости и уменьшением частоты.

где Xc — реактивное сопротивление конденсатора, f — частота, а C — емкость.

Для того, чтобы вычислить реактивное сопротивление конденсатора, заполнить следующую форму:

Расчет емкости по реактивному сопротивлению:

Расчет производительности: C = 1 / (2πƒX C)
  • — Бестрансформаторные блоки питания с гасящим конденсатором удобны своей простотой, имеют небольшие габариты и вес, но не всегда применимы из-за гальванической связи выходной цепи с сетью 220 В. В бестрансформаторном источнике питания линии переменного тока подключаются последовательно…
  • — Принципиальная электрическая схема цифрового широкодиапазонного измерителя емкости представлена ​​на рисунке. Принцип работы устройства заключается в измерении ширины импульса автогенератора, схема задержки которого включает в себя измеряемый конденсатор. Далее формируется пачка импульсов опорной частоты …
  • — Эта статья посвящена простому блоку со стабилизатором типа КРЕН. КРЕН — это микросхемы с 3 или 4 выводами, например используется 3-выводная микросхема. За стабилизированное напряжение (плюс) можно взять микросхему КРЕН5А, + 5В.Силовая часть (см. Рис. 1) примерно одинакова для …
  • — Размеры и вес высоковольтных трансформаторов становятся очень большими из-за необходимости обеспечения электрической прочности. Поэтому умножители напряжения удобнее использовать в высоковольтных маломощных источниках питания. Умножители напряжения созданы на основе выпрямительных цепей с емкостным …
  • — Приемник можно перестраивать в диапазоне 70 … 150 МГц без изменения значений подстроечных элементов.Фактическая чувствительность приемника составляет около 0,3 мкВ, напряжение питания — 9 В. Следует отметить, что напряжение питания MS3362 составляет 2 … 7 В, а MC34119 — 2 … 12 В, поэтому MS3362 питается через …

Импульсный блок питания. Поговорим о ремонте блока питания компьютера своими руками. Устройство питания, понижающий преобразователь сетевого напряжения

— Справочник в формате .chm. Автор этого файла — Павел Андреевич Кучерявенко. Большинство исходных документов было взято с распиновки сайта.ru — краткие описания и распиновка более 1000 разъемов, кабелей, переходников. Описание шин, слотов, интерфейсов. Не только компьютерная техника, но и сотовые телефоны, GPS-приемники, аудио-, фото- и видеотехника, игровые приставки и другое оборудование.

Программа предназначена для определения емкости конденсатора по цветовой маркировке (12 типов конденсаторов).

База данных транзисторов в формате Access.

Источники питания.

Распиновка разъемов блока питания ATX (ATX12V) с номиналами и цветовой кодировкой проводов:

Таблица контактов 24-контактного разъема блока питания ATX (ATX12V) с номиналами и цветовой кодировкой проводов

Схема питания ATX-300P4 -PFC (ATX-310T 2.03).

Схема питания ATX-P6.

Схема электропитания API4PC01-000 400w производства Acbel Politech Ink.

Схема блока питания Alim ATX 250Watt SMEV J.M. 2002.

Типовая схема блока питания 300W с примечаниями о функциональном назначении отдельных частей схемы.

Типовая схема блока питания на 450Вт с реализацией активной коррекции коэффициента мощности (PFC) современных компьютеров.

Схема источника питания API3PCD2-Y01 450w производства ACBEL ELECTRONIC (DONGGUAN) CO.LTD.

Схемы питания ATX 250 SG6105, IW-P300A2 и 2 схемы неизвестного происхождения.

Схема блока питания NUITEK (COLORS iT) 330U (sg6105).

Схема питания NUITEK (COLORS iT) 330U на микросхеме SG6105.

Схема блока питания NUITEK (COLORS iT) 350U SCH.

Схема блока питания NUITEK (COLORS iT) 350T.

Схема блока питания NUITEK (COLORS iT) 400U.

Схема блока питания NUITEK (COLORS iT) 500T.

Схема блока питания NUITEK (COLORS iT) ATX12V-13 600T (COLORS-IT — 600T — PSU, 720W, SILENT, ATX)

Схема блока питания CHIEFTEC TECHNOLOGY GPA500S 500W Модель GPAxY-ZZ SERIES.

Схема блока питания Codegen 250w мод. 200ХА1 мод. 250XA1.

Схема блока питания Codegen 300w мод. 300X.

Схема питания CWT Модель PUh500W.

Схема источника питания Delta Electronics Inc., модель DPS-200-59 H REV: 00.

Схема источника питания Delta Electronics Inc., модель DPS-260-2A.

Схема питания DTK Модель компьютера PTP-2007 (также известна как MACRON Power Co. модель ATX 9912)

Схема питания DTK PTP-2038 200Вт.

Схема питания ЕС модель 200X.

Схема питания FSP Group Inc., модель FSP145-60SP.

Схема резервного блока питания модели ATX-300GTF компании FSP Group Inc.

Схема резервного источника питания FSP Group Inc.модель FSP Epsilon FX 600 GLN.

Цепь питания Green Tech. модель MAV-300W-P4.

Схемы электропитания HIPER HPU-4K580. В архиве находится файл в формате SPL (для программы sPlan) и 3 файла в формате GIF — принципиальные упрощенные схемы: Корректор коэффициента мощности, ШИМ и схема питания, генератор. Если вам не с чем просматривать файлы .spl, используйте диаграммы изображений .gif — они такие же.

Цепи питания INWIN IW-P300A2-0 R1.2.

INWIN IW-P300A3-1 Схемы источников питания Powerman.
Самая частая неисправность блоков питания Inwin, схемы которых приведены выше, — это выход из строя цепи формирования дежурного напряжения + 5VSB (дежурный режим). Как правило, необходимо заменить электролитический конденсатор С34 10мкФ х 50В и защитный стабилитрон D14 (6-6,3 В). В худшем случае к неисправным элементам добавляются R54, R9, R37, микросхема U3 (SG6105 или IW1688 (полный аналог SG6105))) Для эксперимента я попытался установить C34 емкостью 22-47 мкФ — возможно, это повысит надежность дежурного помещения.

Схема питания Powerman IP-P550DJ2-0 (плата IP-DJ Rev: 1.51). Схема генерации резервного напряжения, представленная в документе, используется во многих других моделях источников питания Power Man (для многих источников питания мощностью 350 Вт и 550 Вт разница только в номиналах ячеек).

JNC Computer Co. LTD LC-B250ATX

JNC Computer Co. LTD. Схема источника питания SY-300ATX

Предположительно производитель JNC Computer Co. LTD. Блок питания SY-300ATX. Схема нарисована от руки, комментарии и рекомендации по улучшению.

Цепи питания L&C Technology Co., модель LC-A250ATX

Схема блоков питания M-tech KOB AP4450XA.

Схема электропитания Модель MACRON Power Co. ATX 9912 (также известная как модель DTK Computer PTP-2007)

Схема электропитания PowerLink модели LP-J2-18 300Вт.

Схемы источников питания Power Master Модель LP-8 вер. 2,03 230 Вт (AP-5-E v1.1).

Схемы источников питания Power Master Модель FA-5-2, версия 3.2, 250 Вт.

В современном мире развитие и устаревание компонентов персональных компьютеров происходит очень быстро.В то же время одна из основных составляющих ПК — форм-фактор ATX — практически не менял свой дизайн за последние 15 лет .

Следовательно, блоки питания ультрасовременного игрового компьютера и старого офисного ПК работают по одному и тому же принципу и имеют общие методы поиска и устранения неисправностей.

Материал, представленный в этой статье, может быть применен к любому блоку питания персонального компьютера с минимумом нюансов.

Типичная схема блока питания ATX показана на рисунке.Конструктивно это классический импульсный блок на ШИМ-контроллере TL494, срабатывающий по сигналу PS-ON (Power Switch On) с материнской платы. В остальное время, пока вывод PS-ON не будет заземлен, будет активен только резервный источник питания с напряжением +5 В на выходе.

Рассмотрим подробнее устройство блока питания ATX. Его первый элемент —
:

. Его задача — преобразовывать переменный ток из сети в постоянный для питания ШИМ-контроллера и резервного источника питания.Конструктивно он состоит из следующих элементов:

  • Предохранитель F1 защищает проводку и сам блок питания от перегрузки в случае выхода из строя блока питания, приводящего к резкому увеличению потребления тока и, как следствие, к критическое повышение температуры, которое может привести к пожару.
  • В «нейтральную» цепь установлен защитный термистор, который снижает выброс тока при подключении блока питания к сети.
  • Далее устанавливается шумовой фильтр, состоящий из нескольких дросселей ( L1, L2 ), конденсаторов ( С1, С2, С3, С4 ) и дросселя встречной обмотки Тр1 … Необходимость в таком фильтре обусловлена ​​значительным уровнем помех, которые импульсный блок передает в сеть электропитания — эти помехи не только улавливаются теле- и радиоприемниками, но в некоторых случаях могут привести к некорректной работе чувствительных оборудование.
  • За фильтром установлен диодный мост, преобразующий переменный ток в пульсирующий постоянный ток. Пульсации сглаживаются емкостно-индуктивным фильтром.

Резервный источник питания — это маломощный независимый импульсный преобразователь на транзисторе T11, который генерирует импульсы через развязывающий трансформатор и полуволновой выпрямитель на диоде D24, подающий маломощное интегрированное напряжение. регулятор на микросхеме 7805.высокое падение напряжения на регуляторе 7805, которое при большой нагрузке приводит к перегреву. По этой причине повреждение цепей, питаемых от резервного источника, может привести к его выходу из строя и последующей невозможности включения компьютера.

Основа импульсного преобразователя ШИМ-контроллер … Эта аббревиатура уже неоднократно упоминалась, но так и не была расшифрована. ШИМ — это широтно-импульсная модуляция, то есть изменение длительности импульсов напряжения при их постоянной амплитуде и частоте.Задача блока ШИМ на базе специализированной микросхемы TL494 или ее функциональных аналогов — преобразовывать постоянное напряжение в импульсы соответствующей частоты, которые после развязывающего трансформатора сглаживаются выходными фильтрами. Стабилизация напряжения на выходе импульсного преобразователя осуществляется регулировкой длительности импульсов, генерируемых ШИМ-контроллером.

Проблема выбора корпуса, оснащенного современным качественным блоком питания, который, в свою очередь, имеет достойные электрические и эргономические параметры, весьма актуальна.Часто корпуса комплектуются блоками питания по принципу минимальной достаточности — «работает и хорошо». Однако с учетом того, что комплектация корпуса блоком питания вовсе не бесплатна для покупателя и пользователя, и требования к тестированию таких блоков питания должны быть соответствующими.

Тестирование шасси будет состоять из двух частей: тестирование самого шасси и тестирование всего блока питания, а последнее будет проверено в соответствии со стандартной методологией, такой же, как и для блоков питания, продаваемых отдельно.Это решение связано еще и с тем, что зачастую блок питания, идущий в комплекте с каким-либо корпусом, можно увидеть в продаже отдельно под собственным именем.

Сегодня мы рассмотрим блок питания ISO-450PP, входящий в комплект корпуса. Этот блок питания производится компанией ISO Electronics (Mingbo) Co. LTD, входящей в группу CWT, штаб-квартира которой находится на Тайване, а также два завода по производству блоков питания и преобразователей в Китае.

Перейдем непосредственно к внешнему осмотру.

Общее описание блока питания

Блок питания выполнен в стальном корпусе толщиной около 0.6 мм, края хорошо обработаны, но не идеальны. Есть несколько довольно острых краев, которые можно поцарапать или порезать. Заусенцы, сколы кромок и другие недопустимые дефекты отсутствуют. Корпус БП стандартного серого цвета, видимых дефектов поверхности также не обнаружено.

На внешней панели блока питания расположены:

  • сетевой выключатель
  • стандартный разъем шнура питания
  • маркировка допустимого напряжения питания (AC 230V)
  • штампованный дефлектор 75 x 75 мм.

Хочу дополнительно отметить известный недостаток штампованных решеток отверстий по сравнению с вентиляционными отверстиями, закрытыми сеткой или проволокой — более высокий уровень шума, возникающий при прохождении через них воздуха, а также, зачастую, уменьшение полезной площадь самого вентиляционного отверстия.

Задняя панель содержит:

  • отверстие для вывода силовых проводов с пластиковой прокладкой, предохраняющей провода от истирания на корпусе блока питания
  • 23 вентиляционных отверстия 28 х 3 мм.

Дополнительные вентиляционные отверстия для охлаждения пассивного модуля PFC расположены сверху, относительно основной печатной платы, и на одной из боковых стенок корпуса БП.

  • 24-контактный разъем ATX — монолитный. Длина проводов до разъема 33 см, через 24 см от корпуса на них устанавливается пластиковая стяжка.
  • 4-х контактный разъем ATX12V, длина проводов до разъема 35 см, пластиковая стяжка установлена ​​на расстоянии 24 см от корпуса БП
  • 1 разъем питания SATA, длина проводов до разъема составляет 34 см, кабельная стяжка устанавливается на расстоянии 24 см от корпуса БП.
  • 2 разъема типа Molex — длина проводов до 1-го разъема 34 см, до 2-го — 14 см, стяжка устанавливается на расстоянии 24 см от корпуса блока
  • 2 разъема Molex плюс разъем питания на FDD — длина проводов до 1-го разъема 34 см, до 2-го — 14 см плюс еще 14 см до разъема FDD, стяжка устанавливается на расстоянии 24 см от источника питания чемодан для питания
    Всего для питания устройств внутри системного блока предусмотрено:
  • 4 разъема Molex
  • 1 разъем питания для устройств SATA
  • 1 разъем питания FDD

На все провода прямо возле корпуса БП устанавливается обычная пластиковая стяжка.

Провода для подключения внешних устройств и разъемов ATX используются сечением 18 AWG, чего для такого питания вполне достаточно.

В данной модели блока питания используется вентилятор на подшипнике скольжения производства Xinruilian model с максимальным потреблением тока 0,11 А и номинальной скоростью вращения 2500 об / мин.

Провод вентилятора подключается через двухконтактный разъем к основной плате. Никаких цепей управления скоростью вентилятора замечено не было.

Одна из частей стабилизатора напряжения распаяна на дополнительной плате, установленной на радиаторе ключевых транзисторов элементами вниз и закрепленной двумя саморезами, вторая часть находится на основной печатной плате.

В высоковольтной части БП используются два конденсатора по 680 мкФ производства Teapo, рассчитанные на максимальную температуру 85 градусов

Радиаторы ключевых транзисторов и диодных сборок одинаковые, их база 2 мм. толстые, радиаторы 7 см в длину, 5 см в высоту, размер в поперечном сечении 1 см. В целом они не качают своими размерами, дай бог, чтобы их хватило на нормальное охлаждение элементов питания при работе.Направление ребер совпадает с осью вращения вентилятора, что должно положительно сказаться на отводе тепла. Радиаторы имеют стандартную F-образную форму с двухсторонними ребрами. В блоке предусмотрена установка пассивного модуля PFC, он расположен на верхней крышке. В качестве основного контроллера используется микросхема данного типа.

Выходные цепи оснащены конденсаторами Teapo, рассчитанными на максимальную температуру 85 градусов, емкостью 2200 мкФ и 1000 мкФ.

На плате не обнаружено мест для распаянных элементов.

Установка достаточно точная, однако провода, соединяющие некоторые элементы блока питания, создают неопрятный вид, несмотря на использование нейлоновых стяжек.

Тестирование блока питания

Итак, перейдем к тестированию.

Тест пульсации был проведен при 75% заявленной максимальной выходной мощности в соответствии с рекомендованным производителем распределением тока нагрузки. Пульсации также измерялись при максимальной нагрузке на 12В канале.

3,3 В 5 дюймов 12 дюймов Питание
12 A 20 A 10 A 260 Вт
6 A 6 A 16 A 244 Вт

В целом значения пульсации низкие и находятся в допустимых пределах. Так, максимальное значение пульсаций для канала 5В составило 9мВ в первом случае и 4мВ во втором (допустимый предел — 50мВ), а для канала 12В — 6мВ в первом случае и 8мВ во втором (допустимый предел составляет 120 мВ).

Испытание стабильности напряжения проводилось на нескольких выходных токах нагрузки, рассчитанных по принципу их комбинации в пределах параметров, заявленных производителем, но в исходных пропорциях 33, 66 и 100% для каждого канала расчетное предельное значение с учетом максимальной потребляемой мощности по линии 12В. Кроме того, были проведены измерения в двух произвольных комбинациях нагрузок. Как обычно, напряжения измерялись мультиметрами True RMS.

Нареканий нет только по каналу 5В, отклонения напряжения в большинстве случаев в пределах трех процентов. Отклонения напряжения на канале 12В можно считать в целом удовлетворительными, хотя пару раз они превышали допустимый пятипроцентный порог. Значение напряжения 3,3В, как правило, выходило из зоны допустимых значений при нагрузке этой линии более 6А. В целом, источник питания можно считать подходящим для использования в системах с низким энергопотреблением.

В конце этого этапа тестирования температура радиаторов составляла около 50 градусов, а температура корпуса блока питания — 32 градуса.

Для оценки температурного режима блока питания были проведены дополнительные измерения с фиксацией температур его конструктивных элементов. Тестирование проводилось при закрытой верхней крышке БП.


Обращает на себя внимание высокая температура радиаторов силовых элементов при нагрузке, далекой от максимальной для данного агрегата, а 80-миллиметровый вентилятор все время вращался со скоростью 2500 об / мин и давал очень мощный воздух. расход и, к сожалению, не менее заметный шум.По результатам тестирования можно сделать вывод, что конструкция радиаторов недостаточно продумана, то есть эти радиаторы не подходят для таких режимов работы.

Для следующего этапа тестирования использовался компьютер следующей конфигурации:

  • Процессор AMD Athlon 64 3000+
  • Кулер
  • Matplata
  • RAM Patriot LL 512 МБ
  • Видеокарта Gigabyte GV-N66256DP
  • Жесткие диски: 2 HDD Samsung SP 0812C в RAID 0, HDD WD 1600JD
  • Frame

Проблем при установке в корпус не было.

Для тестирования использовались: утилита в демонстрационном режиме (90 минут) и игра FarCry (60 минут). Во время тестирования не было зависаний, перезагрузок, ошибок, одним словом система работала стабильно. Температура АД была около 40 градусов. В целом блок питания проработал двое суток без особых нареканий. Единственное замечание касается повышенного уровня шума из-за того, что вентилятор все время вращается с максимальной скоростью.

Отклонения напряжений от номинального в пределах нормы.

выводы

Этот блок питания не следует использовать с системами, которые потребляют более 250 Вт в пиковом режиме. К недостаткам конструкции можно отнести небольшие радиаторы, а также отсутствие цепей управления вентиляторами, в результате чего наблюдается высокий уровень шума.

Ремонт импульсного блока питания. Самостоятельно отремонтировать блок питания или преобразователь напряжения может любой человек, владеющий базовыми электронными навыками. Приступите к выявлению проблемы и устранению ее. 90 300 (10+)

Ремонтируем импульсный блок питания самостоятельно, своими руками.Неисправности

Внимание! Некоторые элементы блока питания во время работы находятся под напряжением сети. Убедитесь, что у вас есть квалификация для безопасного ремонта импульсного источника питания.

Диагностика и ремонт импульсного блока питания в большинстве случаев могут быть выполнены при наличии базовых навыков в области электроники.

Устройство питания, понижающий преобразователь сетевого напряжения

К сожалению, в статьях периодически встречаются ошибки, они исправляются, статьи дополняются, развиваются, готовятся новые.Подпишитесь на новости, чтобы быть в курсе.

Если что-то непонятно, обязательно спросите!

Бесперебойное дело своими руками. ИБП, ИБП своими руками. Синус, синусоида …
Как самому сделать источник бесперебойного питания? Выходное напряжение чисто синусоидальной формы, при …

Блок питания светодиодов. Водитель. Светодиодный фонарик, фонарик. Своей рукой …
Включение светодиодов в светодиодном фонарике ….

Инвертор, преобразователь, чистая синусоида, синус …
Как получить чистую синусоиду 220 вольт от автомобильного аккумулятора до…

Силовой мощный импульсный трансформатор, дроссель. Обмотка. Марка …
Импульсный дроссель / технология намотки трансформатора ….


Расчет оперативного гасящего конденсатора бестрансформаторного источника питания …

Преобразователь напряжения импульсный инвертирующий. Ключ питания — bi …
Как спроектировать инвертирующий импульсный источник питания. Как выбрать мощный …

& nbsp & nbsp Эта страница содержит несколько десятков принципиальных электрических схем, а также полезные ссылки на ресурсы, связанные с темой ремонта оборудования.В основном компьютер. Имея в виду, сколько времени и сил иногда требуется на поиск необходимой информации, справочника или принципиальной схемы, я собрал здесь практически все, чем пользовался при ремонте и что было доступно в электронном виде. Надеюсь, кто-нибудь найдет что-нибудь полезное.

Утилиты и справочники.

Cable.zip — Прокладка кабеля — Ссылка в формате .chm. Автор этого файла — Павел Андреевич Кучерявенко. Большинство исходных документов было взято с распиновки сайта.ru — краткие описания и распиновка более 1000 разъемов, кабелей, переходников. Описание шин, слотов, интерфейсов. Не только компьютерная техника, но и сотовые телефоны, GPS-приемники, аудио-, фото- и видеотехника, игровые приставки, автомобильные интерфейсы.

Capacitor 1.0 — Программа предназначена для определения емкости конденсатора по цветовой маркировке (12 типов конденсаторов).

startcopy.ru — на мой взгляд, это один из лучших сайтов в российском Интернете, посвященный ремонту принтеров, копиров, многофункциональных устройств.Вы можете найти методы и рекомендации, которые помогут решить практически любую проблему с любым принтером.

Источники питания.

Распиновка разъемов блока питания ATX (ATX12V) с номиналами и цветовой кодировкой проводов:

ATXPower.rar — Схемы блоков питания ATX 250 SG6105, IW-P300A2 и 2 схемы неизвестного происхождения.

colors_it_330u_sg6105.gif — Схема блока питания NUITEK (COLORS iT) 330U.

codegen_250.djvu — Схема блока питания Codegen 250w mod.200ХА1 мод. 250XA1.

codegen_300x.gif — Схема блока питания Codegen 300w мод. 300X.

deltadps200.gif — Схема блока питания Delta Electronics Inc., модель DPS-200-59 H REV: 00.

deltadps260.ARJ — Схема блока питания Delta Electronics Inc., модель DPS-260-2A.

DTK_PTP_2038.gif — Схема питания ДТК ПТП-2038 200Вт.

FSP145-60SP.GIF — Схема электропитания модели FSP145-60SP компании FSP Group Inc.

green_tech_300.gif — Схема блока питания Green Tech. модель MAV-300W-P4.

HIPER_HPU-4K580.rar — Цепи питания HIPER HPU-4K580

hpc-360-302.pdf — Схема блоков питания SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. HPC-360-302 DF REV: C0

hpc-420-302.pdf — Схема источника питания SIRTEC INTERNATIONAL CO. LTD. HPC-420-302 DF REV: C0

iwp300a2.gif — Цепи питания INWIN IW-P300A2-0 R1.2.

IW-ISP300AX.gif — INWIN IW-P300A3-1 Цепи питания Powerman.

JNC_LC-B250ATX.gif — JNC Computer Co. LTD LC-B250ATX

JNC_SY-300ATX.pdf — JNC Computer Co. LTD. Схема источника питания SY-300ATX

JNC_SY-300ATX.rar — Предположительно производитель JNC Computer Co. LTD. Блок питания SY-300ATX. Схема нарисована от руки, комментарии и рекомендации по улучшению.

KME_pm-230.GIF — Цепи питания Key Mouse Electronics Co Ltd модель PM-230W

Power_Master_LP-8_AP5E.gif — Цепи питания Power Master модели LP-8 ver 2.03 230 Вт (AP-5-E v1.1).

Power_Master_FA_5_2_v3-2.gif — Цепи питания Power Master модели FA-5-2 ver 3.2 250W.

MaxpowerPX-300W.GIF — Схема блока питания для Maxpower PX-300W

microlab350w.pdf — Схема блока питания Microlab 350W

Как снизить напряжение — Естественные науки 2022

Необходимость понизить напряжение промышленной ЛЭП или источника питания бытовой техники возникает довольно часто по тем или иным причинам.Это можно успешно сделать, используя трансформаторные или бестрансформаторные методы снижения напряжения.

Вам понадобится

трансформатор, резистор, конденсатор

Инструкция по эксплуатации

1

Устройства понижения напряжения на основе трансформаторов обычно используются в цепях переменного тока. При возникновении скачков напряжения рекомендуется использовать стабилизирующие устройства (феррорезонансные стабилизаторы). Прогнозируемое повышение напряжения можно компенсировать обычным автотрансформатором.Это устройство также обеспечит снижение напряжения в заданном диапазоне. Все эти устройства созданы на базе трансформаторов разного типа.

2

Для потребителей малой мощности в цепях переменного тока можно использовать гасящий резистор или конденсатор. Номинал резистора (в Ом) можно рассчитать по следующей формуле: R = Uad / I = (Us — U) / I. Емкость (в микрофарадах) гасящего конденсатора можно рассчитать по формуле: C = 3200 I /, где R — номинал резистора, Ом; I — ток, потребляемый прибором, А; Uad — напряжение, которое резистор должен гасить, В; Uс — напряжение сети, В; U — напряжение питания устройства, В.

3

Для снижения питающего напряжения в цепях постоянного тока в большинстве случаев последовательно со схемой используют стабилитрон, микросборку-стабилизатор (КРЕН) или импульсный преобразователь. Различные типы этих устройств предназначены для понижения напряжения питания до определенного значения. Работа вышеуказанных электронных устройств основана на свойствах полупроводников. Следовательно, их применение требует глубоких знаний в области электронных технологий.

примечание

Принимая решение о выборе одного из вышеперечисленных способов понижения напряжения, необходимо руководствоваться следующим алгоритмом:

— определить сумму, на которую требуется;

— выберите один из допустимых способов;

— произвести расчеты и убедиться в их правильности;

— выполнять все работы с соблюдением правил техники безопасности;

— работоспособность цепей проверять только при установке в электрических цепях номинальных предохранителей.

как понизить напряжение конденсатора

.

0 comments on “Расчет гасящего конденсатора для бестрансформаторного блока питания: Расчёт блока питания с гасящим конденсатором + онлайн-калькулятор — radiohlam.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *