Простой импульсный источник питания 5 вольт 4 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Блоки питания

 Комментарии к статье

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

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

Схема устройства показана на рисунке 1. Источник питания содержит сетевой выпрямитель VD1-VD4, помехоподавляющий фильтр L1C1-C3, преобразователь на коммутирующем транзисторе VT1 и импульсном трансформаторе Т1, выходной выпрямитель VD8 с фильтром C9C10L2 и узел стабилизации, выполненный на стабилизаторе DA1 и оптроне U1.

Рис. 1. Принципиальная схема устройства (нажмите для увеличения)

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

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

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

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

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

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

Все резисторы в источнике питания - для поверхностного монтажа типоразмера 1206 мощностью 0,25 Вт, конденсаторы С1 -C3, С8 - К10-47в на напряжение 500 В, С5-С7 - для поверхностного монтажа типоразмера 0805, остальные - любые оксидные.

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

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

Чтобы уменьшить пульсации выходного напряжения, общую точку конденсаторов С2 и C3 сначала следует соединить с минусовым выводом конденсатора С10, а затем с остальными деталями - обмоткой III трансформатора Т1, минусовым выводом конденсатора С9, резистором R12 и выводом 2 стабилизатора DA1.

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

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

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

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

Автор: М.Дыцков, г. Жуков; Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Блоки питания.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Лазерная спутниковая связь 07.12.2022 С помощью нового спутника, разработанного инженерами из Массачусетского института технологий (МИТ), установлен новый рекорд передачи данных между спутниками и Землей. В системе терабитной передачи в инфракрасном диапазоне волн TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) были использованы лазеры для передачи огромных объемов данных со скоростью до 100 гигабитов в секунду (Гбит/сек). Эта скорость передачи данных намного выше скорости большинства соединений между небом и землей. К примеру, спутниковый интернет Starlink от SpaceX предлагает клиентам премиум-класса скорость до 500 Мбит/сек. А скорость передачи данных между Землей и Международной космической станцией достигает отметки около 600 Мбит/сек. Это делает систему TBIRD в 200 раз быстрее. Главное отличие новой системы состоит в способе передачи данных. В то время как большинство спутников общаются с наземными станциями с помощью радиоволн, система TBIRD использует лазерный свет. Оно может передавать в 1000 раз больше данных за один сеанс. Однако у лазеров тоже есть свои недостатки. Луч лазера намного уже радиоволны и поэтому требует более точного согласования положений между излучателем и приемником. Кроме того, свет может быть искажен атмосферой, и в таком случае данные могут быть утрачены. Именно с целью решения этих проблем и была разработана система TBIRD. Спутник содержит три основных готовых компонента: высокоскоростной оптический модем, усилитель оптического сигнала, накопитель. Все это размещено в контейнере размером с коробку для обуви. Для решения проблемы потери данных командой инженеров была разработана новая версия так называемого протокола ARQ (Automatic Repeat Request, автоматический повтор запросов). Этот протокол позволяет приемнику наземной станции извещать передатчик об определенных пакетах данных (кадры), которые передатчик пропустил, чтобы спутник мог легко их повторно передавать. Что касается выравнивания с согласованием позиционирования, то в системе не используются специальные подвесы для выравнивания лазерных лучей. Предусмотрена специальная система сигнала ошибки, которая выравнивает весь спутник, чтобы луч четко был направлен на приемник. По словам представителей команды разработчиков, это позволяет использовать в системе оптические компоненты меньшего размера. "Если сигнал исчезает, мы можем повторно передать данные, но если повторная передача данных неэффективна, то есть если мы тратим все время на отправку повторных данных вместо передачи новых данных, мы можем потерять много пропускной способности, - отметил Курт Шиллер, системный инженер TBIRD. - В нашем протоколе ARQ приемник информирует о том, какие кадры он получил правильно, поэтому знает, какие кадры необходимо передавать повторно".

Другие интересные новости:

▪ Полумостовой 200-вольтовый драйвер MOSFET Infineon IRS2007S

▪ Подзарядка светом

▪ Создан аккумулятор, способный работать до 400 лет

▪ Открыто новое свойство света

▪ Создана сверхбыстрая и сверхэффективная память

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Типовые инструкции по охране труда (ТОИ). Подборка статей

▪ статья Пусть погибнет мир, но свершится правосудие. Крылатое выражение

▪ статья Какое свидетельство финикийских моряков, обогнувших в 600 году до нашей эры южную оконечность Африки, заставляло современников сомневаться в их правдивости? Подробный ответ

▪ статья Щитовка. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Металлоискатель на транзисторах со светодиодной индикацией. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Питание низковольтных электродвигателей от сети 220 В. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026