Схема двухполярного блока питания на 30 вольт. Экономичный двухполярный импульсный блок питания своими руками. Насыщение и сквозняк
В очередной раз встает вопрос о переделке компьютерного блока питания. На этот раз в двухполярный источник питания. Возникла нужда в таком источнике питания для усилителя. Но железный трансформатор мотать не хочется, а сборка с нуля импульсного блока питания занимает слишком много времени. Вот и было решено получить нужное напряжение из компьютерного блока питания. Сам источник питания был необходим для усилителя на микросхеме TDA7294.
И стоит заметить, что многие начинающие радиотехники сталкиваются с такой проблемой – собрали усилитель, но не могут определиться с блоком питания.
На самом деле это сложно назвать переделкой, поскольку компьютерный блок питания без всяких разных переделок может отдавать нужное напряжение для подобных целей. И для этого прежде всего необходимо раздобыть рабочий блок питания абсолютно любой мощности и формата.
Про силовые шины и выходные напряжения должно быть все понятно из следующего рисунка:
По идее, необходимо соединить зеленый провод с любым из черных, чтобы запустить блок питания.
Затем нужно взять пару многожильных проводов и припаять их к тем выводам трансформатора, которые изображены на рисунке ниже:
Ничего сложного! А вся хитрость в том, что в компьютерном блоке питания все выпрямители однополярного типа со средней точкой.
То есть все обмотки, по сути, двухполярные, и если использовать концы этих обмоток и пустить их на отдельный диодный выпрямитель, то можно получить напряжение в 2 раза больше, чем с однополярным выпрямителем, который задействован в компьютерном блоке питания.
Земля блока питания останется самой собой и в этом случае, то есть средней точкой.
Остается подобрать только диодный мост.
В предлагаемом варианте необходимо использовать диоды с обратным напряжением не меньше 100 В. Они обязательно должны быть импульсного типа. Можно также задействовать диоды Шоттки.
Идеальным вариантом являются отечественные КД213. Они довольно мощные и к тому же без проблем работают на таких частотах.
После переделки получается двухполярное напряжение, а если быть точнее, двухполярные 30 В. Это как раз то, что нужно для микросхем типа TDA7294.
И самое важное – будет работать защита. При коротком замыкании блок попросту уйдет в защиту. Чтобы снять ее, необходимо на короткое время разъединить зеленый и черный провода, а затем соединить снова. Если блок будет постоянно использоваться, то стоит поставить выключатель.
В зависимости от блока питания 12-вольтовые шины на трансформаторе могут быть с разных сторон, поэтому, чтобы не путаться, необходимо отследить путь желтого выходного провода и найти диодную сборку на шине 12 В.
Потом нужно припаять провода к крайним выводам этой сборки.
Не будет работать только стабилизация, но, в принципе, для питания усилителя она вовсе не нужна.
Как сделать простой Повер Банк своими руками: схема самодельного power bank Схема импульсного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора своими руками Паяем штекер к экранированному аудио кабелю
Собираем простой двухполярный лабораторный блок питания для лаборатории начинающего радиолюбителя
Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “ “
Лаборатория радиолюбителя.
Собираем лабораторный блок питания.
Часть 1.
На этом занятии Школы начинающего радиолюбителя мы начнем создавать лабораторию радиолюбителя. Для более-менее качественного исполнения задуманной конструкции радиолюбителю необходим минимальный набор приборов для настройки и проверки работоспособности собираемой им схемы. Кроме мультиметра (тестера) необходимо иметь: лабораторный блок питания (для проверки работоспособности и настройки схемы, и чтобы для каждой схемы, прежде чем наладить ее, не собирать отдельный источник питания); генератор импульсов (прямоугольных, пилообразных, синусоидальных – для настройки схемы); частотомер (для измерения частотных характеристик собираемой схемы или ее настройки). Это основные приборы.
Начнем мы с лабораторного блока питания . Очень часто в публикуемых электрических схемах требуется двухполярный источник питания (к примеру: +9 вольт, общий провод, -9 вольт), поэтому мы будем сразу создавать двухполярный лабораторный блок питания. За основу возьмем схему простого в исполнении двухполярного источника питания опубликованного на сайте в разделе “Источники питания “:
На всякий случай еще раз привожу схему блока питания:
Схема проста в изготовлении, не требует дефицитных деталей и позволяет получать на выходе ± 1,5…37 вольт при выходном токе до 1,5 ампер. Основа конструкции – микросхемные стабилизаторы напряжения типа КРЕН – КР142ЕН12А (регулируемый стабилизатор положительного напряжения) и КР142ЕН18А (регулируемый стабилизатор отрицательного напряжения). Рассмотри схему более подробнее, чем она описана в статье.
Для того, чтобы схема выдавала заявленные максимальные 37 вольт на вход стабилизаторов надо подавать напряжение на 2-3 вольта больше, т.е. около 40 вольт. Поэтому силовой понижающий трансформатор должен выдавать на своих двух вторичных обмотках около 40 вольт. Но надо учитывать, что при использовании в схеме выпрямителя по мостовой схеме (как у нас) выпрямленное (постоянное) напряжение на сглаживающем конденсаторе (С1 и С5) примерно получается в 1,4 раза больше чем переменное напряжение на обмотках трансформатора, и это надо учитывать при выборе трансформатора. Вообще, при выборе деталей надо исходить из двух основных принципов: 1) деталь должна быть как можно дешевле и 2) лучше использовать то что “бог послал”. В данном случае нам нужен трансформатор обеспечивающий на двух вторичных обмотках примерно 25…30 вольт и номинальную силу тока 1,5 ампера, то есть мощность его должна быть около 40 ватт. Новый трансформатор, выдающий такие характеристики довольно-таки дорог, поэтому надо исходить из того, что имеется в данный момент у радиолюбителя. Мне, например, “бог послал” трансформатор ТП-115 К12, кторый выдает переменное напряжение ±18 вольт при максимальном токе нагрузке 0,7 ампер. Вы можете использовать любой другой подходящий трансформатор, даже с одной вторичной обмоткой (получится блок питания с регулируемым положительным напряжением) а в дальнейшем уже заменить его на более подходящий. И еще немного о деталях. Радиолюбитель должен стремиться к тому, чтобы себестоимость его конструкции была как можно меньше, а для этого надо не только покупать новые детали, но и смело использовать детали бывшие в употреблении. Поэтому, мой вам совет, проходя мимо “помойки” и заметив что там валяется какая-либо плата с деталями, выброшенный старый телевизор или что-то другое, не стесняйтесь, подойдите, посмотрите и если эта штука в нормальном состоянии заберите ее домой на детали. Посещайте “блошиные рынки”, радиомастерские, на всем этом вы сможете сэкономить круглую сумму. Если только покупать детали в магазинах, то можно разориться. Цены в магазинах сейчас дикие, очень кусачие и часто вызывающие недоумение. К примеру, к блоку питания нам потребуются измерительные головки (аналоговые или цифровые) визуально отображающие напряжения (и токи на выходе), так вот, в моем “любимом магазине” стрелочный индикатор с пределом измерения 30 вольт стоит 520 рублей а цифровой (с выводом результата на дисплей) около 600 рублей, при том, что на рынке можно купить цифровой мультиметр приличного качества за 300 рублей! Но, продолжим.
С выхода вторичных обмоток трансформатора переменное напряжение подается на выпрямители собранные по мостовой схеме. В схеме можно использовать выпрямительные диоды или диодные сборки какие есть под рукой. Единственное они должны соответствовать требованиям: рабочее напряжение не ниже 50 вольт и ток нагрузки не менее 1,5 ампера (лучше больше, с запасом). С выпрямителей пульсирующее постоянное напряжение подается на сглаживающие конденсаторы С1 и С5. Задача этих конденсаторов как можно больше снизить пульсацию постоянного напряжения. Если у вас нет конденсаторов таких номиналов, можно использовать другие, большего номинала или меньшего (соединив несколько конденсаторов параллельно). Конденсаторы С2 и С6 нужны, если длина проводников от сглаживающих конденсаторов до стабилизаторов более 15 сантиметров, если менее, то их можно не ставить. Резистор R1 и светодиод HL1 нужны для световой сигнализации включенного блока питания. Далее постоянное напряжение поступает на микросхемные стабилизаторы напряжения. Вы наверное заметили, что у них несколько странное обозначение выводов, связано это с тем, что первоначальном варианте планировалось выпускать их в многовыводном корпусе, но потом от этой затеи отказались а нумерацию оставили старой. С помощью делителя напряжения на резисторах R2, R3 и R4, R5, где R2 и R4 переменные регулируется напряжение на выходе стабилизаторов. Для нормальной работы стабилизаторов и обеспечения их температурного режима, рекомендуется установить их на радиаторы. Радиаторы также можно применить из тех что имеются в наличии, и даже сделать самодельные из алюминиевых уголков. Но при этом надо учитывать, что чем меньше радиатор тем меньше должен быть ток нагрузки. Оптимально радиаторы должны иметь площадь не менее 100 см?.
Ниже приведена фотография используемых радиоэлементов, согласно схеме (у вас может отличаться):
Вот такой, в принципе, у вас должен получиться набор радиодеталей для сборки двухполярного лабораторного источника питания. Как видно на фотографии на резисторах нанесена цветовая маркировка и чтобы проверить их номинал можно использовать программу, представленную в статье “Резисторы
“, или воспользоваться мультиметром:
Как видим мультиметр показывает сопротивление проверяемого резистора около 240 Ом.
Если на “мелких” конденсаторах трудно различить маркировку или она совсем затерлась, емкость также можно проверить мультиметором:
Как видим емкость проверяемого конденсатора – 0,1 мкФ.
А вот так выглядят микросхемные стабилизаторы:
Извиняюсь за качество фотографии, в дальнейшем это дело будет поправлено. Маркировка выводов (для ЕН12 и ЕН18 она отличается) слева на право: для ЕН12 – 1 (регулирование), 2 (выход), 3 (вход); для ЕН18 – 1 (регулирование), 2 (вход), 3 (выход).
А вот так маркируются электролитические конденсаторы:
Напоминаю, что у импортных маркируется минусовой вывод (как на фотографии), а у родных маркируется положительный вывод знаком “+”.
Теперь делаем перерыв на несколько дней, в течении которых вы должны собрать необходимые радиодетали, материал для изготовления печатных плат. (Для рисования дорожек в мы будем использовать цапонлак (и обычный шприц), или другой имеющийся у вас в наличии и быстросохнущий).
Данный самодельный двухполярный импульсный блок питания можно применить для питания различных радиоэлектронных устройств, в частности .
Технические параметры импульсного блока питания:
- мощность — 180 Вт
- напряжение на выходе — 2 x 25 вольт
- ток нагрузки — 3,5 А.
Описание работы импульсного блока питания
В первую очередь происходит выпрямление переменного напряжения электросети диодным мостом VD1, пульсация которого сглаживается емкостями C1-C4. Для уменьшения тока заряда, протекающего через эти конденсаторы в момент включения импульсного блока питания, в схему добавлено сопротивление R1.
Далее выпрямленное напряжение идет на полумостовой инвертор (преобразователь напряжения), собранный на транзисторах VT1-VT2. Нагрузкой данного преобразователя служит I обмотка трансформатора T1, он же также служит гальванической развязкой с электросетью. Емкости C3, С4 играют роль ВЧ фильтра. Частота преобразования происходит на частоте 27 кГц.
Напряжение, полученное с третьей обмотки трансформатора T1 идет на первичную обмотку T2, посредством данной обратной связи обеспечивается автоколебательный режим функционирования преобразователя. Для уменьшения напряжения на первичной обмотке добавлено сопротивление R4. Данным сопротивлением в какой-то мере определяется частота работы преобразователя.
Для выполнения стабильного пуска импульсного блока питания и его надежного функционирования собран модуль пуска — генератор на биполярном транзисторе VT3, который работает в лавинном режиме.
В момент подачи питания сквозь сопротивление R6 происходит заряд емкости С9. В случае если на нем напряжение поднимается до 50-70 В, транзистор VT3 мгновенно отпирается и данный конденсатор разряжается. Появившийся в результате разряда импульс тока отпирает VT2 и запускает преобразователь импульсного блока питания.
Каждый транзисторы VT1 и VT2 необходимо разместить на радиаторе с площадью 55 см. Тоже самое нужно проделать и с диодами VD2-VD5.
Параметры трансформаторов импульсного блока питания
Т1: Два кольца марки М2000НМ, К31х18,5х7
- I – 82 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,5 мм.
- II – 32 вит. с отводом посередине, ПЭВ-2 диаметр 1 мм.
- III – 2 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
Т2: Кольцо марки М2000НМ, К10х6х5
- I – 10 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
- II – 6 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
- III – 6 вит., ПЭВ-2 диаметр 0,3 мм.
Для стабильного запуска III обмотка Т1 должна быть намотана на месте, не занятом обмоткой II. Обмотки необходимо надежно изолировать друг от друга стеклотканью или любым другим подходящим изоляционным материалом. Диоды КД213А можно заменить на КД213Б. Транзисторы КТ812А возможно поменять на КТ809А, КТ704В, КТ812Б, КТ704А. Конденсаторы C1, C2 на напряжение не менее 160В.
Исправно построенный импульсный блок питания как правило в настройке не нуждается, но в определенных случаях возможно будет подобрать транзистор VT3. Для контроля его работоспособности на некоторое время отсоединяют контакт эмиттера и подключают его к минусовому контакту сетевого выпрямителя.
В этом обзоре канала “Обзоры посылок и самоделки от jakson” о простой схеме двухполярного блока питания с выходным напряжением на выходе 15 вольт. Cхема, которую будем собирать, не требует много деталей. Главное – найти то 2 регулятора 7815 и 7915. Их можно заказать в Китае.
Радиодетали, платы можно купить с бесплатной доставкой в этом китайском магазине .
В итоге на выходе должно получиться плюс 15 и минус 15 вольт двухполярного питания. Для этого нам понадобится специальный трансформатор, на выходе из которого сможем получить двухполярное питание со средней точкой.
Этого может добиться двумя методами. Например, если трансформатор построен так, что между двумя его контактами (в нашем случае +15 и -15) есть средняя точка, которая является контактом середины вторичной обмотки. Напряжение между средним и первым контактом будет 15 вольт, а между средним и последним тоже по 15. Между первым и последним – 30 вольт.
Если в конструкции трансформатора не предусмотрена нужная нам точка, можно взять две вторичные обмотки с одинаковым напряжением. Серединная точка между ними будет средней точкой нашего 2-полярного питания. Так и сделаем. Будут не 2 обмотки, а 4, поскольку много вторичных обмоток в этом трансформаторе, соединим несколько, чтобы получить необходимое напряжение.
Будет использован старый советский военный трансформатор, которому уже более 30 лет. Несмотря на это, он отлично работает и по сути тут нечему ломаться, так как полностью залитый, он герметичный. Возможно его качество будет даже лучше, чем у современных китайских трансформаторов. Но его мощность всего лишь 60 ватт.
Сборка блока будет реализована на макетной печатной плате хорошего качества. В диодном мосту диоды IN 5408. Их хватит с запасом. Также нам понадобится четыре электролитических конденсатора. Два из них на 2200 микрофарад, 25 вольт и другие на 100 микрофарад, 35 вольт. Два конденсатора на 0,1 мкф. Также регуляторы, о которых речь шла выше. При пайке регуляторов будьте внимательны, так как распиновка у них разная.
В схеме два светодида – индикаторы, в которых нет особой нужды, их можно не ставить.
Обсуждение
- Зачем эти стабилизаторы и вся эта лишняя дичь. Трансформатор ведь с средней точкой два плеча по 18 вольт, то что нужно. Просто выпрямить две фазы пропустить через ёмкости и на усилок. Зачем эти стабилизаторы на 1 ампер, чтобы задушить микросхему и в придачу греться? С таким успехом можно просто автомагнитолу поставить от 12 вольт больше выдаст. По характеристике tda 7294 +/-27 вольт на 4 Ом динамик.
- Мощность маловата для питания усилителя. Стабилизаторы выдают около 1,5 Ампер тока, при этом адски нагреваясь! Радиаторов, что на видео, ну никак не хватит для охлаждения. Такую схему можно использовать только для питания небольших нагрузок.
- Вопрос от незнайки.)) Зачем нужно двухполярное питание? а чем хуже соединить в параллель две по 15 вольт (усилить силу тока) и собрать два независимых друг от друга одинаковых усилителей и запитать одним плюсом и одним минусом? Вот у меня есть две микросхемы тда 7296, хочу два усилителя из них сделать, на левый и правый канал и на саб из али моно усилок на 60 ватт класс д. И всё это запитать одним выходом из трансформатора
С описью древностей возникла ожидаемая проблема, ни черта не помню, потому описание может быть не точным, поправлю в процессе.
Блок выполнен на tl494 и LM337 в стандартном включении. Хотел было поменять на lm2576 но, как выяснилось, не смотря на отличную стабилизацию, для лабораторного блока она абсолютно не пригодна, так как самоуничтожается при запуске на короткое замыкание, да и кпд у неё никудышный.
Никакой необходимости делать каналы симметричными нет, значит можно сделать двухполярный блок пригодный для любых задач. Плюсовой канал содержит стабилизатор тока и может использоваться для зарядки аккумуляторов, или работы на любую сильноточную нагрузку с высоким кпд. Линейный минусовой канал предназначен для питания радиочастотных устройств и содержит триггерную защиту от перегрузок. Предусмотрено отключение источников ВЧ помех. Нагрузка может подключаться как относительно общего провода так и относительно противоположного канала. Для питания УНЧ выведено нестабилизированное напряжение.
Технические характеристики:
Плюсовой канал-
Напряжение 0,5-18В при токе 2А
0,5-15 при токе 4А
Стабилизация тока 0,03-4А
Минусовой канал-
Напряжение 0-18В при токе 1.5А
Триггерная
токовая защита 0,12А 0,9А
Для стабилизации напряжения + канала используется встроенный в 494 усилитель ошибки. Образцовое напряжение 0.5В сравнивается с напряжением на регулируемом делителе r8r9r10r11r16. Такая регулировка чрезвычайно удобна конструктивно и позволяет увеличивать точность регулировки последовательным включением любого числа резисторов. Но имеет и досадный недостаток -- при потере контакта в регуляторе стабилизатор полностью открывается с фатальными последствиями для нагрузки. В качестве пассивной защиты от подобных ситуаций здесь применяются сдвоенные резисторы подключенные последовательно, при обрые любого напряжение вырастет не более чем на треть. Использовать одинарные сопротивления в регулируемом блоке недопустимо. Использовать проволочные то же.
Поскольку все китайские сопротивления хуета изначально, их перед установкой необходимо подготовить. Сопротивления разбираются, все доступные участки зачищаются тряпкой с пастой гои, особенно возле выводов. Далее резистор щедро смазывается литолом или циатимом для предотвращения коррозии, и собирается.
Регулировка отрицательного канала выполнена аналогичным образом, но для регулировки от нуля применяется смещение +1,25В стабилизатором DA1. Наиболее удобно использовать регуляторы одного номинала, чтобы ручки были равнозначны, и не нужно было смотреть что крутишь, но для более точной установки сопротивления выбраны с отношением 1/2, что позволяет выставлять напряжение с точностью до 10мВ, правда этого не позволяет применённый вольтметр.
Важное значение имеют цепи обратной связи с2r6r5, от их номиналов зависит коэффициент стабилизации, и при их отсутствии просадка под нагрузкой может превышать 1/2 вольта. Часто в любительских конструкциях ими пренебрегают, хотя при большой скважности шим возможно это не имеет значение, другое дело в стабилизаторе с широким интервалом выходных напряжений. Номиналы подобраны опытным путём.
Индуктивность дросселя составляет около 10мкГн. Дроссель намотан на кольце Е106-26 (жёлто-белое, внешний D 27мм) с распределённым немагнитным зазором. Провод 2.5мм^2. Использовать ферритовые кольца не допустимо. Дроссель фильтра аналогичен.
Для стабилизации тока применён внешний усилитель ошибки da3, питающийся с выхода стабилизатора, и работающий в линейном режиме неинвертирующего усилителя (попытка использовать стабилизатор тока по даташиту к успеху не привела, ток сильно плавает при любых выходных напряжениях
). Оптроном U1 у.о. воздействует прямо на вход компаратора. Последовательно с транзистором оптрона включен индикатор стабилизации тока.
Для минимизации помех предусмотрено полное отключение импульсного стабилизатора и вольтметра. Чтобы при включении в минусовой канал вольтметр не включился через обратный диод микросхемы 494 установлен развязывающий диод VD1. Вольтметр может включаться на плюсовой, минусовой или оба канала одновременно индицируя сумму напряжений.
Так как традиционный стабилизатор тока в качестве защиты от перегрузки полное говно, в качестве эксперимента в отрицательном канале для этих целей применена триггерная защита на тиристоре VS1. Диод шотки vd4 отвязывает управляющий электрод от измерительного сопротивления после срабатывания, без этого ток удержания возрастает в несколько раз. С6 относительно малой ёмкости разряжается транзистором VT2 через r29r28 до нуля за время не более 10 мс.
Элементы стабилизаторов смонтированы на отдельной плате, силовой транзистор и lm337 установлены на внешних радиаторах за пределами корпуса. lm337 без изолирующей прокладки для увеличения рассеиваемой мощности, которая может достигать 30Вт. крен12а снабжён теплоотводом площадью 10см кв.
Цепи стабилизатора тока расположены на плате выпрямителя. Платы рисованные. Восстанавливать топологию, пожалуй, не имеет смысла терять время, разберусь и по схеме. Триггерная защита на отдельной макетной плате. Токоизмерительный r33 на переключателе уставок. Монтаж без разъёмов.
Силовой трансформатор от унч Вега 120.
Индикация срабатывания токовых защит
