Перетворювач напруги 12 5. Блок живлення. Принцип дії пристрою

Як самому зібрати простий блок живлення та потужне джерело напруги.
Деколи доводиться підключати різні електронні прилади, у тому числі саморобні, до джерела постійної напруги 12 вольт. Блок живлення нескладно зібрати самостійно протягом половини вихідного дня. Тому немає необхідності придбати готовий блок, коли цікавіше самостійно виготовити необхідну річ для своєї лабораторії.


Кожен, хто захоче зможе виготовити 12-ти вольтовий блок самостійно, без особливих труднощів.
Комусь необхідне джерело живлення підсилювача, а кому запитати маленький телевізор чи радіоприймач.
Крок 1: Які деталі необхідні для збирання блоку живлення.
Для складання блоку, заздалегідь підготуйте електронні компоненти, деталі та приладдя з якого збиратиметься сам блок.
-Монтажна плата.
-Чотири діоди 1N4001, або подібні. Міст діодний.
-Стабілізатор напруги LM7812.
-Малопотужний понижувальний трансформатор на 220 в, вторинна обмотка повинна мати 14В - 35В змінної напруги, зі струмом навантаження від 100 мА до 1А, залежно від того, яку потужність необхідно отримати на виході.
-Електролітичний конденсатор ємністю 1000мкФ – 4700мкФ.
-Конденсатор ємністю 1uF.
-Два конденсатори ємністю 100nF.
-Обрізання монтажного дроту.
-Радіатор, при необхідності.
Якщо необхідно отримати максимальну потужність джерела живлення, для цього необхідно підготувати відповідний трансформатор, діоди та радіатор для мікросхеми.
Крок 2: Інструменти.
Для виготовлення блоку необхідні інструменти для монтажу:
-Паяльник чи паяльна станція
-Кусачки
-Монтажний пінцет
-Кусачки для зачистки проводів
-Пристрій для відсмоктування припою.
-Викрутка.
І інші інструменти, які можуть бути корисними.
Крок 3: Схема та інші...


Для отримання 5-вольтового стабілізованого живлення, можна замінити стабілізатор LM7812 на LM7805.
Для збільшення здатності навантаження більше 0,5 ампер, знадобиться радіатор для мікросхеми, в іншому випадку він вийде з ладу від перегріву.
Однак, якщо необхідно отримати кілька сотень міліампер (менше, ніж 500 мА) від джерела, можна обійтися без радіатора, нагрівання буде незначним.
Крім того, до схеми додано світлодіод, щоб візуально переконатися, що блок живлення працює, але можна обійтися і без нього.

Схема блоку живлення 12в 30А.
При застосуванні одного стабілізатора 7812 як регулятор напруги і кількох потужних транзисторів, даний блок живлення здатний забезпечити вихідний струм навантаження до 30 ампер.
Мабуть, найдорожчою деталлю цієї схеми є силовий понижувальний трансформатор. Напруга вторинної обмотки трансформатора має бути на кілька вольт більше, ніж стабілізована напруга 12в, щоб забезпечити роботу мікросхеми. Необхідно мати на увазі, що не варто прагнути більшої різниці між вхідним і вихідним значенням напруги, так як при такому струмі тепловідвідний радіатор вихідних транзисторів значно збільшується в розмірах.
У трансформаторній схемі діоди, що застосовуються, повинні бути розраховані на великий максимальний прямий струм, приблизно 100А. Через мікросхему 7812 протікає максимальний струм у схемі не складе більше 1А.
Шість складових транзисторів Дарлінгтон типу TIP2955 включених паралельно, забезпечують навантажувальний струм 30А (кожен транзистор розрахований на струм 5А), такий великий струм вимагає і відповідного розміру радіатора, кожен транзистор пропускає через одну шосту частину струму навантаження.
Для охолодження радіатора можна застосувати маленький вентилятор.
Перевірка блоку живлення
При першому увімкненні не рекомендується підключати навантаження. Перевіряємо працездатність схеми: під'єднуємо вольтметр до вихідних клем і вимірюємо величину напруги, воно має становити 12 вольт, або дуже близько до нього значення. Далі підключаємо резистор навантаження 100 Ом, потужністю розсіювання 3 Вт, або подібне навантаження - типу лампи розжарювання від автомобіля. При цьому показ вольтметра не повинен змінюватися. Якщо на виході відсутня напруга 12 вольт, відключіть живлення та перевірте правильність монтажу та справність елементів.
Перед монтажем перевірте справність силових транзисторів, оскільки при пробитому транзисторі напруга з випрямляча прямо потрапляє на вихід схеми. Щоб уникнути цього, перевірте на коротке замикання силові транзистори, для цього виміряйте мультиметром окремо опір між колектором і емітером транзисторів. Цю перевірку необхідно провести до монтажу в схему.

Блок живлення 3 – 24в

Схема блоку живлення видає регульовану напругу в діапазоні від 3 до 25 вольт, при струмі максимального навантаження до 2А, якщо зменшити струмообмежувальний резистор 0,3 ом, струм може бути збільшений до 3 ампер і більше.
Транзистори 2N3055 та 2N3053 встановлюються на відповідні радіатори, потужність обмежувального резистора має бути не менше ніж 3 Вт. Регулювання напруги контролюється ОУ LM1558 або 1458. При використанні ОУ 1458 необхідно замінити елементи стабілізатора, що подають напругу з 8 виведення на 3 ОУ з дільника на резисторах номіналом 5.1 K.
Максимальна постійна напруга для живлення ОУ 1458 і 1558 відповідно 36 В і 44 В. Силовий трансформатор повинен видавати напругу як мінімум на 4 вольт більше, ніж стабілізована вихідна напруга. Силовий трансформатор у схемі має на виході напругу 25.2 вольт змінного струму з відведенням посередині. При перемиканні обмоток вихідна напруга зменшується до 15 вольт.

Схема блоку живлення на 1,5

Схема блоку живлення для отримання напруги 1,5 вольта, використовується понижувальний трансформатор, мостовий випрямляч з фільтром, що згладжує, і мікросхема LM317.

Схема регульованого блоку живлення від 1,5 до 12,5

Схема блоку живлення з регулюванням вихідної напруги для отримання напруги від 1,5 вольта до 12,5 вольт, як регулюючий елемент застосовується мікросхема LM317. Її необхідно встановити на радіатор, на ізолюючій прокладці для виключення замикання на корпус.

Схема блоку живлення з фіксованою вихідною напругою

Схема блоку живлення з фіксованою вихідною напругою напругою 5 вольт або 12 вольт. Як активний елемент застосовується мікросхема LM 7805, LM7812 вона встановлюється на радіатор для охолодження нагрівання корпусу. Вибір трансформатора наведено ліворуч на табличці. За аналогією можна виконати блок живлення та на інші вихідні напруги.

Схема блоку живлення потужністю 20 Ватт із захистом

Схема призначена для невеликого трансівера саморобного виготовлення, автор DL6GL. При розробці блоку ставилося завдання мати ККД не менше 50%, напруга живлення номінальна 13,8V, максимум 15V, струм навантаження 2,7а.
За якою схемою: імпульсне джерело живлення чи лінійне?
Імпульсні блоки живлення виходить малогабаритний і ккд хороший, але невідомо як поведеться в критичній ситуації, кидки вихідної напруги.
Незважаючи на недоліки обрано схему лінійного регулювання: досить об'ємний трансформатор, не високий ККД, необхідне охолодження та ін.
Застосовано деталі від саморобного блоку живлення 1980-х років: радіатор із двома 2N3055. Не вистачало ще тільки µA723/LM723-регулятор напруги та кілька дрібних деталей.
Регулятор напруги напруги зібраний на мікросхемі µA723/LM723 у стандартному включенні. Вихідні транзистори Т2, Т3 типу 2N3055 для охолодження встановлюються на радіатори. За допомогою потенціометра R1 встановлюється вихідна напруга в межах 12-15V. За допомогою змінного резистора R2 встановлюється максимальне падіння напруги на резисторі R7, яке становить 0,7В (між контактами 2 і 3 мікросхеми).
Для блоку живлення застосовується тороїдальний трансформатор (може бути будь-який на ваш розсуд).
На мікросхемі MC3423 зібрана схема спрацьовує при перевищенні напруги (викидах) на виході блоку живлення, регулюванням R3 виставляється поріг спрацьовування напруги на ніжці 2 з дільника R3/R8/R9 (2,6V опорна напруга), з виходу 8 подається напруга, що відкриває тиристор BT1 що викликає коротке замикання, що призводить до спрацьовування запобіжника 6,3а.

Для підготовки блоку живлення до експлуатації (запобіжник 6,3а поки не бере участь) виставити вихідну напругу, наприклад, 12.0В. Завантажте блок навантаженням, для цього можна підключити галогенну лампу 12В/20W. R2 налаштуйте, щоб падіння напруга було 0,7В (струм повинен бути в межах 3,8А 0,7=0,185Ωх3,8).
Налаштовуємо спрацьовування захисту від перенапруги, для цього плавно виставляємо вихідну напругу 16В та регулюємо R3 на спрацьовування захисту. Далі виставляємо вихідну напругу в норму та встановлюємо запобіжник (до цього ставили перемичку).
Описаний блок живлення можна реконструювати для потужніших навантажень, для цього встановіть потужніший трансформатор, додатково транзистори, елементи обв'язки, випрямляч на власний розсуд.

Саморобний блок живлення на 3.3v

Якщо необхідний потужний блок живлення, на 3,3 вольта, його можна виготовити, переробивши старий блок живлення від пк або використовуючи наведені вище схеми. Наприклад, схема блоку живлення на 1,5 замінити резистор 47 ом більшого номіналу, або поставити для зручності потенціометр, відрегулювавши на потрібну напругу.

Трансформаторний блок живлення на КТ808

У багатьох радіоаматорів залишилися старі радянські радіодеталі, які валяються без діла, але які можна з успіхом застосувати і вони вірою та правдою вам довго будуть служити, одна з відомих схем UA1ZH, яка гуляє просторами інтернету. Багато копій і стріл зламано на форумах при обговоренні, що краще польовий транзистор або звичайний кремнієвий чи германієвий, яку температуру нагрівання кристала вони витримають і хто з них надійніший?
У кожної сторони свої аргументи, ну а ви можете дістати деталі і зробити ще один нескладний і надійний блок живлення. Схема дуже проста, захищена від перевантаження по струму і при паралельному включенні трьох КТ808 може видати струм 20А, у автора використовувався такий блок при 7 паралельних транзисторів і віддавав у навантаження 50А, при цьому ємність конденсатора фільтра була 120 000мкф. Необхідно враховувати, що контакти реле повинні комутувати такий великий струм.

За умови правильного монтажу, просідання вихідної напруги не перевищує 0.1 вольта

Блок живлення на 1000В, 2000В, 3000В

Якщо нам необхідно мати джерело постійної напруги на високу напругу живлення лампи вихідного каскаду передавача, що для цього застосувати? В інтернеті є багато різних схем блоків живлення на 600В, 1000В, 2000В, 3000В.
Перше: на високу напругу використовують схеми з трансформаторів як на одну фазу, так і на три фази (якщо є в будинку джерело трифазної напруги).
Друге: для зменшення габаритів та ваги використовують безтрансформаторну схему живлення безпосередньо мережу 220 вольт з множенням напруги. Найбільший недолік цієї схеми - відсутня гальванічна розв'язка між мережею і навантаженням, як вихід підключають це джерело напруги, дотримуючись фази і нуля.

У схемі є підвищує анодний трансформатор Т1 (на необхідну потужність, наприклад 2500 ВА, 2400В, струм 0,8 А) і знижуючий накальний трансформатор Т2 - ТН-46, ТН-36 та ін Для виключення кидків по струму при включенні та захисті діодів при заряді конденсаторів, застосовується включення через резистори R21 і R22, що гасять.
Діоди у високовольтному ланцюгу зашунтовані резисторами з метою рівномірного розподілу Uобр. Розрахунок номіналу за формулою R(Ом) = PIVх500. С1-С20 для усунення білого шуму та зменшення імпульсних перенапруг. Як діоди можна використовувати і мости типу KBU-810 з'єднавши їх за вказаною схемою і, відповідно, взявши потрібну кількість не забуваючи про шунтування.
R23-R26 для розряду конденсаторів після вимкнення мережі. Для вирівнювання напруги на послідовно з'єднаних конденсаторах паралельно ставляться вирівнюючі резистори, які розраховуються зі співвідношення на кожні 1 вольт доводиться 100 ом, але при високій напрузі резистори виходять досить великий потужності і тут доводиться лавірувати, враховуючи при цьому, що напруга холостого 41.

Ще за темою

Трансформаторний блок живлення 13,8 вольта 25 а для КВ трансівера своїми руками.

Ремонт та доопрацювання китайського блоку живлення для живлення адаптера.

Всім доброго доби.

Якось я писав огляд на комплект автомобільної bluetooth гарнітури, основний блок якої (та частина в якій знаходиться динамік, мікрофон і всі кнопочки) живиться від акумулятора і монтується на сонцезахисний козирок за допомогою спеціальної металевої скоби. Власне, цей огляд можна подивитися. Так ось, за 7 місяців експлуатації, даний набір зарекомендував себе тільки з хорошого боку, якщо не брати до уваги одного, дуже важливого для мене, моменту - системи живлення. Акумулятор, що використовується, не можна назвати ємним, і в умовах реального використання, його заряду вистачає приблизно на тиждень-півтора, після чого доводиться його заряджати. Як завжди, сідає акумулятор в самий невідповідний момент, причому будь-яких повідомлень про стан заряду акумулятора не передбачено. Звичайно, можна було б просто підключити зарядний пристрій і залишити все в такому стані, але дроти, що тягнуться через салон, мене якось бентежать. Загалом, треба було щось робити та організовувати постійне живлення блоку без зайвих проводів та слабкого акумулятора. Вихід із такої ситуації один - підключення його до проводки автомобіля, а для того, щоб знизити напругу з 12В до 5В і потрібен цей перетворювач.

Переглянувши пропозиції на Aliexpress та eBay, мій вибір упав на перетворювач здатний видати 3А. Вже якщо брати, то із запасом - у разі потреби, до нього можна буде підключити ще чогось:) Посилка була відправлена ​​безтреком і провела в дорозі близько 3 тижнів, після чого була успішно запхнута в поштову скриньку добрим листоношою.

Перетворювач поставляється в запечатаному пакетику, в якому відсутні спеціальні прорізи для спрощення процесу його розтину. Без ножиць або ножа розкрити пакетик дуже важко.

Сам перетворювач дуже компактний - 6,5 х 2,7 х 1,5 сантиметрів і є невеликою чорною пластиковою коробочкою з двома "вухами" для кріплення і 4 проводами, що йдуть з її глибин. До речі, він претендує на звання "водозахищеного" - вся начинка залита чимось бітум, що нагадує:) З підключенням проблем виникнути не повинно - вхід і вихід позначені, так само, як і плюсовий і мінусовий контакти.


Оскільки до здійснення покупки було встановлено, що без встановленого всередину акумулятора, але з підключеним живленням мій bluetooth модуль не працює, то купувався перетворювач без будь-яких роз'ємів на проводах, оскільки їх все одно довелося б відрізати.

Відразу перевірив як перетворювач справляється зі своїм основним завданням – зниженням напруги. З акумулятора видав 4,97 - відмінно.


Довго думав як його краще підключити до bluetooth модуля і не знайшов нічого простішого, як припаяти дроти до контактів, через які подається енергія з акумулятора.

Напруги на 100% зарядженому акумуляторі - 4,2В, але в перетворювачі - 4,97В. Можна підключати і так – все працюватиме. А можна знизити напругу рівня заряду акумулятора.


Особисто я спершу все спаяв безпосередньо, але потім одумався і впаяв запобіжник на 1А - він чудово помістився у відсіку для акумулятора, в якому зараз потреба відпала. Якщо використовувати тонкі дроти, їх можна пропустити під кришкою батарейного відсіку без пророблення додаткових отворів у корпусі блоку bluetooth.

Загалом готова конструкція виглядала так:


Місця спайки проводів пізніше заізолювали:)

Тепер залишилася справа за малим – підключити все це до мережі автомобіля. Тут все суворо індивідуально, але мені пощастило, в моїй машинці є розведення під люк, в якій є постійні 12В, причому електрика подається навіть коли автомобіль заглушений, що забезпечує роботу гарнітури 24 години на добу. Ховаються потрібні мені дроти за лампою освітлення салону.


Підключаємо, встановлюємо світильник назад та перевіряємо працездатність усієї системи. Все завелося з першого разу. Ура! Мета досягнута. З bluetooth модуля я обламав ніжки, за які кріпилася металева пластина і прикріпив його за дзеркалом заднього виду за допомогою двостороннього скотчу. Тепер він на козирку не бовтається, у вічі не впадає і при цьому працює відмінно:)


Підводячи підсумок усьому, що написано вище, можу сказати, що перетворювач, що оглядається, просто відмінно підійшов для моїх потреб. По-перше, він реально знижує напругу до необхідного рівня. По-друге, у нього дуже компактні розміри, а значить, його без проблем можна сховати за оббивкою стелі або в будь-якому іншому місці. По-третє, в процесі роботи він не гріється, а якщо і гріється, то мінімальне нагрівання - на дотик зміни температури визначити не вдалося. По-четверте, він дозволив позбутися непотрібних проводів із забути про щотижневу зарядку акумулятора. Ну і по-п'яте, ціна в нього дуже гуманна. Крім мого прикладу, цей перетворювач відмінно підійде для підключення реєстраторів, радар-детекторів та іншого автомобільного дріб'язку, що працює від бортової мережі. Загалом я задоволений покупкою на всі 100%.

На цьому, мабуть, усі. Дякуємо за увагу та витрачений час.

В даний час імпульсні перетворювачі використовуються практично скрізь і все частіше замінюють класичні лінійні стабілізатори, на яких при високих струмах виділяється значна потужність у вигляді теплових втрат. Пропонована схема є простим понижувальним перетворювачем Step-Down з напруги 12 на стандартне для USB 5 В і збирається вона на основі популярної мікросхеми LM2576T.

Пристрій призначений для роботи з автомобільною проводкою 12 В і може використовуватися для заряджання або живлення GPS-навігаторів, мобільних телефонів, планшетів, оснащених роз'ємом USB.

У стані спокою система повністю відключена від живлення авто, а під час роботи вимикається відразу після відключення струму, що споживається з його виходу (наприклад, при відключенні проводу від USB-роз'єму). Запуск системи здійснюється через короткочасне натискання на кнопку, але якщо в даний момент вихід не підключений, перетворювач знову автоматично вимкнеться.

Принципова схема перетворювача LM2576T


Схема перетворювача на мікросхемі LM2576

Основою є вже згаданий раніше чіп U1 (LM2576T-ADJ), дросель L1 (100uH) та діод Шоттки D1 ​​(1N5822). Конденсатор C1 (100uF) фільтрує напругу живлення. Вихідний фільтр є конденсатором C4 (470uF), а стабілітрон D4 (BZX85C5V1) потужністю 1.3 Ватт може захистити систему від можливого короткочасного підвищення напруги живлення (шкода буде спалити дорогий смартфон через випадкові помилки).

Принцип дії пристрою

Для початку варто написати кілька слів про саму мікросхему LM2576T - контролера перетворювача. Схема забезпечує чудову альтернативу для типових 3 контактних лінійних стабілізаторів сімейства LM317, пропонуючи набагато більш високу ефективність і дозволяючи знизити втрати. Дуже велика перевага мікросхеми LM2576T - можливість відключення та переходу в режим Standby, в якому споживаний струм всього 50 мкА. Ця функція не використовується в даній схемі перетворювача, але варто мати на увазі майбутнє. LM2576T містить у своєму складі всі необхідні компоненти для перетворювача, разом із силовим транзисторним ключем, який може працювати зі струмами до 3 А. Складання вимагає підключення лише кількох зовнішніх компонентів.

Важливим елементом є дільник напруги R10 (1,2 k), R11 (3,6 к), оскільки він відповідає за величину вихідної напруги. Ступінь поділу підібрана так, щоб при вихідній напрузі 5 на вході компаратора мікросхеми U1 була присутня напруга 1.23 В. Внутрішній компаратор мікросхеми керує транзистором, щоб напруга на виході досягла потрібного значення. Вся ця справа стабілізує напругу при зміні струму навантаження.

Перевагою даної схеми є можливість автоматичного вимкнення живлення після відключення струму, що споживається від перетворювача. Відповідає транзистор T1 (BD140), і навіть резистори R6 (10k) і R4 (1k). У вимкненому стані резистор R6 забезпечує правильне відключення транзистора T1. Запуск системи здійснюється через короткочасне замикання кнопки S1 (типу сенсорного). Перетворювач вмикається, а транзистор T4 (2N7000) підтримує далі низький потенціал на базі T1. Резистор R4 обмежує струм бази транзистора Т1.

Для контролю струму споживаного навантаженням використовується операційний підсилювач U2 (LM358), в якому задіяна лише одна половина. Він працює з посиленням, рівним 1000, встановленим через резистори R12 (100k) та R13 (100 Ом). Конденсатор C2 (100nF) відфільтровує напругу живлення підсилювача. Для управління транзистором T4 використовується дільник напруги R9 (10k), R7 (10k), що здійснює розподіл вихідної напруги ОУ на 2.

Незначне падіння напруги на вимірювальному резисторі R14 (0,2 Ома) близько 5 мВ, необхідне підтримки роботи перетворювача. Таким чином, для підтримки включеного стану інвертора, що досить споживається навантаженням струму 25 мА.

Двоколірний світлодіод D2 виконує роль індикатора живлення.

Коли напруга на виході занадто висока, відкривається стабілітрон D3 (BZX55C5V1), а на резисторі R8 (2,2 k) з'являється потенціал, достатній для відкриття транзистора T3 (2N7000). Відразу T2 (2N7000) буде закритий і загориться червоний світлодіод. Струм світлодіодів обмежений через резистори R2 (560 Ом) та R3 (1k). При нормальній роботі транзистор T2 пропускає струм (через R5) і світиться зелений світлодіод.

Друкована плата інвертора 12/5 вольт


Друкована плата інвертора на м/с 2576

Друкована плата в PDF доступна всім відвідувачам сайту . Монтаж перетворювача не складний, все міститься на односторонній печатці. Пайку слід починати з маленьких радіоелементів - резисторів, потім діоди, транзистори, і закінчуючи конденсаторами та роз'ємами. Під мікросхему не слід використовувати панельки, особливо якщо система працюватиме в автомобілі, тому що через вібрації м/с ​​може вилетіти з гнізда. Якщо схема працюватиме постійно й у складних умовах, без припливу повітря, варто прикрутити невеликий радіатор (шматок пластини) на транзистор Т1.

Як спростити конструкцію

Як мовилося раніше, DC-DC інвертор має функцію автоматичного відключення. Але можна за бажання від неї відмовитися, що непогано спростить конструкцію. Резистор R14 тоді треба замінити перемичкою, а операційний підсилювач U2 та елементи, які з ним працюють, не будуть потрібні взагалі. Також не потрібна установка транзистора T4. Замість кнопки можна використовувати будь-який перемикач відповідної потужності, що дозволить увімкнути перетворювач тумблером. Якщо схема буде працювати в постійному режимі, не потрібен і транзистор T1 — з'єднайте його емітер з колектором за допомогою перемички.

Спеціалізований імпульсний регулятор, що інвертує, MC34063A розроблений спеціально для перетворення вхідної напруги низького значення до більш високого. Мікросхема включена за цією схемою, передбачає діапазон вхідної напруги від 4.5 до 6 В, а на виході - 12 100 мА. MC34063A є монолітним ланцюгом управління, що містить основні функції, необхідні для DC-DC перетворювача - пристрій складається з блоку внутрішньої температурної компенсації, опорної напруги, компаратора, керованого генератора з активною схемою обмеження струму, драйвер і транзистори на виході перемикача. Ця мікросхема спеціально розроблена, щоб бути використана як знижуючий, що підвищує та інвертує перетворювач з мінімальним числом зовнішніх компонентів.

Особливості схеми

  • Вхід 4.5 – 6V
  • Вихід -12 DC 100 мА
  • Регулюється за напругою
  • Низький струм у режимі очікування навантаження
  • Низький рівень пульсацій вихідної напруги
  • Розміри друкованої плати 32 х 35 мм

Таким чином, виходить дуже маленька, проста в складанні та налаштуванні конструкція, здатна зі стандартних 5-вольт від USB виходу отримувати 12 В, які часто потрібні для живлення різних схем. Причому це значення можна налаштувати і інший вольтаж. Правда вихідний струм всього 0,1 А і заряджати автомобільні акумулятори від цієї схеми точно не вийде))

error: