Меню

Электроника и Радиотехника Все для любителей

«Электроника и Радиотехника»
Все для любителей !

Доработка дешевых китайских Блоков питания ATX.

Все, что вы будете делать со своим БП – вы делаете на свой страх и риск!
Если Вы не обладаете достаточной квалификацией, то не читайте, что здесь написано и тем более ничего не делайте!

Самый лучший вариант это приобретение и использование качественного блока питания. Но если нет возможности и/или есть желание усовершенствовать уже имеющийся у вас блок, то неплохие результаты можно получить и при доработке дешевого (бюджетного) блока питания. Китайские проектировщики, как правило, делают печатные платы по критерию максимальной универсальности, т. е. таким образом, чтобы в зависимости от количества установленных элементов можно было бы варьировать качеством и, соответственно, ценой.
Поэтому, если установить те детали, на которых сэкономил производитель, и еще кое-что поменять – получится блок средней ценовой категории. Конечно, его нельзя сравнивать с дорогими экземплярами, где топология печатных плат, схемотехника, и все детали изначально рассчитывалась для получения высокого качества.
Но для среднестатистического компьютера это вполне приемлемый вариант .

Прежде всего, нужно открыть БП и оценить размер самого большого трансформатора, если он имеет бирку, на которой вначале идут цифры 33 или выше и имеет размеры 3х3х3 см и больше – имеет смысл возиться. В противном случае у вас вряд ли получиться добиться приемлемого результата.

На фото 1 — трансформатор нормального блока питания, на фото 2 — трансформатор откровенного китайца.

Еще следует обратить внимание на габариты дросселя групповой стабилизации. Чем больше размеры сердечников трансформатора и дросселя, тем больше запас по токам насыщения.
Для трансформатора попадание в насыщение чревато резким падением КПД и вероятностью выхода из строя высоковольтных ключей, для дросселя — сильным разбросом напряжений в основных каналах.

Рис. 1 Типичный китайский блок питания ATX, сетевой фильтр отсутствует.

Наиболее критическими деталями в БП являются:
• Высоковольтные конденсаторы
• Высоковольтные транзисторы
• Высоковольтные выпрямительные диоды
• Высокочастотный силовой трансформатор
• Низковольтные диодные выпрямительные сборки

Доработка:
1. Для начала надо заменить входные электролитические конденсаторы, меняем на конденсаторы большей емкости, способные поместиться на посадочные места. Обычно в дешевых блоках их номиналы 220µF x 200V или в лучшем случае 330µF x 200V. Меняем на 470µF x 200V или лучше на 680µF x 200V. Эти конденсаторы влияют на способность блока держать кратковременное пропадание сетевого напряжения и на мощность выдаваемую Блоком Питания.

Рис. 2 Входные электролитические конденсаторы и высоковольтная часть блока питания, включающая выпрямитель, полумостовой инвертор, электролиты на 200V (330µF, 85 градусов).

Далее необходимо поставить все дроссели в низковольтную часть БП и дроссель сетевого фильтра (место для его установки).
Дроссели можно намотать самому на ферритовом кольце диаметром 1- 1,5 см медным проводом с лаковой изоляцией сечением 1,0-2,0 мм 10-15 витков. Можно так же взять дроссели от неисправного БП. Еще нужно распаять сглаживающие конденсаторы в пустующие места низковольтной части. Емкость конденсаторов следует выбирать максимальной, но так чтобы он мог поместиться на штатное место.
Обычно достаточно поставить конденсаторы 2200µF на 16V серия Low ESR 105 градусов, в цепи +3.3V, +5V, +12V.

В выпрямительных модулях вторичных выпрямителей заменяем все диоды на более мощные.
Энергопотребление компьютеров в последние время, в большей степени возрастало по шине + 12V (материнские платы и процессоры), поэтому в первую очередь нужно обратить внимание на этот модуль.

Выпрямительные модули для вторичных источников

Типичный вид выпрямительных диодов:

1. — Диодная сборка MBR3045PT (30А) — Устанавливаются в дорогих блоках питания;

2. — диодная сборка UG18DCT (18А) — менее надежные;

3. — диоды вместо сборки (5А) — самый ненадежный вариант, подлежащий обязательной замене.

Канал +5V Stby — Диод дежурного режима FR302 меняем на 1N5822. Там же ставим недостающий фильтрующий дроссель, а первый конденсатор фильтра увеличиваем до 1000 μF .

Канал +3,3 V — сборку S10C45 меняем на 20C40 (20A/40V), к имеющейся емкости 2200uF/10V, добавляем еще 2200uF/16V и недостающий дроссель. Если канал +3,3V реализован на полевике, то ставим транзистор мощностью не менее чем на 40А/50V (IRFZ48N).

Канал +5 V — Диодную сборку S16C45 меняем на 30C40S. Вместо одного электролита 1000uF/10V, ставим 3300uF/10V + 1500uF/16V.

Канал +12 V — Диодную сборку F12C20 меняем на две в паралель UG18DCT (18А/200V) или F16C20 (16A/200V) . Вместо одного конденсатора 1000uF/16V, ставим — 2шт 2200 μF /16V.

Канал -12 V — Вместо 470 μF /16V, ставим 1000 μF /16V.

Итак, ставим 2 или 3 диодные сборки MOSPEC S30D40 (цифра после D – напряжение – чем больше, тем нам спокойнее) или F12C20C – 200V и аналогичные по характеристикам, 3 конденсатора 2200 μF х 16вольт, 2 конденсатора 470μF х 200V. Электролиты, ставить только низкоимпедансные из серии 105 градусов! — 105*С.

Рис. 3 Низковольтная часть блока питания. Выпрямители, электролитические конденсаторы и дроссели, некоторые отсутствуют.

Если радиаторы блока питания выполнены в виде пластин с прорезанными лепестками, разгибаем эти лепестки в разные стороны, чтобы максимально повысить их эффективность.

Блок питания ATX с доработанными радиаторами охлаждения

Рис. 5 Блок питания ATX с доработанными радиаторами охлаждения.

Дальнейшая доработка БП сводится к следующему. Как известно в БП каналы +5 вольт и +12 вольт стабилизируются и управляются одновременно. При установленном +5 вольт реальное напряжение на канале +12 составляет 12,5 вольт. Если в компьютере сильная нагрузка по каналу +5 (система на базе AMD), то происходит падение напряжения до 4,8 вольт, при этом напряжение по каналу +12 становится равным 13 вольтам. В случае с системой на базе Pentium сильнее нагружается канал +12 вольт и там все происходит наоборот. В силу того, что канал +5 вольт в БП выполнен гораздо качественнее, то даже дешевый блок будет без особых проблем питать систему на основе AMD. Тогда как энергопотребление Pentium гораздо больше (особенно по +12 вольтам) и дешевый БП нужно обязательно дорабатывать.
Завышенное напряжение по каналу 12 вольт очень вредно для жестких дисков. В основном нагрев HDD происходит по причине повышенного напряжения (больше чем 12,6 вольт). Для того чтобы уменьшить напряжение 13 вольт достаточно в разрыв желтого провода, питающего HDD, впаять мощный диод, например КД213. В результате напряжение уменьшится на 0.6 вольт и составит 11.6 – 12,4V, что вполне безопасно для жесткого диска.

Источник

Без электролитные блоки питания — будущее светотехники от ABERLICHT

ABERLICHT – это первые в России светодиодные светильники с использованием без электролитных блоков питания.

Основные проблемы в блоках питания работающих в экстремальных условиях — на улице, на производстве — связаны с широким диапазоном температур окружающей среды. практически все блоки питания содержат электролитические конденсаторы. Как низковольтовые в цепях питания микросхем, так и высоковольтовые в цепях силовых. Со временем, электролит высыхает, и тогда блоки питания выходят из строя. При низких температурах — емкость конденсаторов значительно снижается, и тем самым нарушается режим работы критических цепей, что приводит, как к снижению ресурса самого блока питания, так и к снижению ресурса светодиодов, так как возрастают импульсные токи через светодиоды. Так же, подобные изменения приводят к снижению устойчивости блока питания к воздействию импульсных помех в сети. Все эти факторы в совокупности ограничивают, как область применения подобных устройств, так и гарантийный период эксплуатации. Мощные блоки питания строятся по двухстадийной схеме преобразования и в своем составе обязательно имеют высоковольтные электролитические конденсаторы на напряжение 450В в первичной цепи, и конденсаторы с высокой емкостью во вторичной цепи. Низковольтовые электролиты в цепях питания микросхем, как правило находятся очень близко к теплонагруженным компонентам.

А так как время жизни таких конденсаторов от 2000 до 6000 часов, то выходят из строя они достаточно часто. При этом, в целом исправный блок питания перестает работать, светильник начинает мигать, либо не включается. Высоковольтовые конденсаторы, установленные по силовым цепям, подвержены старению в высокой степени, так как работают в режимах близких к максимальным. То же самое касается и конденсаторов в выходных цепях. Для того что б исключить негативное влияние таких факторов, была разработана линейка блоков питания без электролитических конденсаторов. В силовых цепях таких блоков питания применены пленочные конденсаторы, а в цепях низковольтовых, керамические конденсаторы Особенностью этих конденсаторов является очень широкий диапазон рабочих температур, без значительного изменения их параметров. Тем самым исключен эффект старения температурно зависимых компонентов. Такой подход к построению блоков питания позволяет создать изделия со сроком жизни близким к сроку жизни полупроводников. При ежедневной эксплуатации этот срок составляет не менее 25 лет.

ABERLICHT — это передовые технологии в изготовлении блоков питания, возможность расширения гарантии на светильники до 10 лет.

Источник



Блок питания с гасящим конденсатором

Использование конденсаторов для понижения напряжения, подаваемого на нагрузку от осветительной сети, имеет давнюю историю. В 50-е годы радиолюбители широко применяли в бестрансформаторных источниках питания радиоприемников конденсаторы, которые включали последовательно в цепь нитей накала радиоламп. Это позволяло устранить гасящий резистор, являющийся источником тепла и нагрева всей конструкции.

В последнее время заметен возврат интереса к источникам питания с гасящим конденсатором. Присущий всем без исключения подобным устройствам недостаток — повышенная опасность из-за гальванической связи выхода с электрической сетью — ясно осознается, но допускается в расчете на грамотность и аккуратность пользователя. Однако эти сдерживающие факторы недостаточны, чтобы уберечь от беды, отчего бестрансформаторные устройства могут иметь лишь весьма ограниченное применение.

Здесь может представлять интерес компромиссный вариант источника, обеспечивающий электробезопасность, с гасящим конденсатором и простым, доступным начинающему радиолюбителю трансформатором. Таким трансформатор получится, если напряжение на его первичной обмотке ограничить значением около 30 В. Для этого достаточно 600…650 витков сравнительно толстого, удобного при намотке провода; ради упрощения можно для обеих обмоток использовать один и тот же провод.

Излишек напряжения здесь примет на себя конденсатор, включенный последовательно с первичной обмоткой (конденсатор должен быть рассчитан на номинальное напряжение не менее 400 В). По такому принципу целесообразно организовывать питание низковольтных нагрузок с током в первичной цепи (с учетом небольшого коэффициента трансформации) до 0,5 А.

Читайте также:  Блок питания для ноутбуков Prestigio SmartBook 116C PSB116C01BFH_BK_CIS 5V До 3a Max 3 5 1 35мм

На рис. 6.1 представлена схема подобного устройства, подходящего для питания аудиоплейера. Трансформатор можно собрать на магнитопроводе Ш12х15. Для намотки подойдет провод ПЭВ-1 диаметром 0,16 мм; число витков первичной и вторичной обмоток — 600 и 120…140, соответственно. Изготовить такой трансформатор удастся, как говорится, «на коленке». Электрическую прочность не менее 2 кВ обеспечит изоляционная прокладка между обмотками из лавсановой пленки толщиной 0,1 мм или конденсаторной бумаги. Для того чтобы устройство не вышло из строя при отключении нагрузки, к выходу моста VD1…VD4 следует подключить стабилитрон Д815Г.

В нормальном режиме он не работает, поскольку имеет минимальное напряжение стабилизации выше рабочего на выходе моста. Предохранитель FU1 защищает трансформатор и стабилизатор при пробое конденсатора С1.

Для ограничения тока при подключении блока питания к сети последовательно с конденсатором С1 необходимо включить резистор сопротивлением несколько сотен ом, а для разрядки конденсатора после отключения — параллельно ему резистор сопротивлением несколько сотен килоом.

В цепи последовательно соединенных емкостного (конденсатор С1) и индуктивного (трансформатор Т1) сопротивления может возникать резонанс напряжения. Об этом следует помнить при конструировании и налаживании подобных источников питания.

Источник

Блок питания с трансформатором и гасящим конденсатором

Использование конденсатора в качестве сопротивления

Маломощные зарядные устройства для герметизированных малогабаритных аккумуляторов, блоки питания для светодиодных ламп, блоки питания для низковольтных слаботочных устройств обычно подключают к первичной сети переменного тока 220 вольт через понижающие трансформаторы или добавочные резисторы. При этом на гасящем резисторе выделяется большая бесполезная мощность в виде тепла, а трансформаторы имеют большие габариты и вес.

Можно конечно применить малогабаритные трансформаторы, но из-за применения в них очень тонких обмоточных проводов, резко уменьшается надежность таких блоков питания. Известно, что конденсатор, установленный в цепи переменного тока, обладает реактивным сопротивлением, которое зависит от частоты переменного тока, протекающего через его обкладки. Использование конденсаторов позволяет гасить излишнее напряжение, при этом мощность на реактивном сопротивлении не выделяется и это является большим преимуществом конденсатора перед резистором. Один из методов расчета гасящего конденсатора я уже приводил ранее, теперь хочу предложить еще один, с использованием номограммы. Так как полное сопротивление Z цепи, составленной из последовательно включенных нагрузки с активным сопротивлением Rн и гасящего конденсатора с реактивным сопротивлением Хс равно

то прямой расчет емкости гасящего конденсатора довольно сложен.

Поэтому проще воспользоваться номограммой. На ней по оси абсцисс отложены величины сопротивлений нагрузки Rн в килоомах, а по оси ординат отложены величины емкостей гасящих конденсаторов в микрофарадах. По оси, проведенной под углом сорок пять градусов – полные сопротивления Z цепи в килоомах. Чтобы воспользоваться номограммой, надо определить сопротивление нагрузки — Rн. Rн = I2•R = U2/R и полное сопротивление цепи Z. Пример. Мостовой выпрямитель с выходным напряжением 12 вольт и током нагрузки 120 мА необходимо питать от сети переменного тока 220 вольт. Надо найти емкость гасящего конденсатора, подключенного последовательно выпрямительному диодному мосту. Для начала нам необходимо определить сопротивление нагрузки. Rн = U/I = 12 В / 0,12 А = 100 Ом. Теперь определяем полное сопротивление цепи в сети переменного тока 220 вольт. Z = 220 В/0,12 А = 1833 Ом. Далее определяем емкость гасящего конденсатора по номограмме. Для этого из точки на оси абсцисс, соответствующей сопротивлению 100 Ом восстановим перпендикуляр. Через точку, находящуюся на оси Z и соответствующей сопротивлению 1833 Ома, проводим дугу В с центром в точке 0, до пересечения с перпендикуляром А. Получаем точку С, которую проектируем на оси Y – ось емкости. Получаем необходимую емкость гасящего конденсатора, примерно 1,8 мкф. Все просто и удобно. Успехов. К.В.Ю. Используемая литература: журнал «Радио» № 7 за 1970 год. Автор статьи В. Шишков Скачать рисунок номограммы можно в формате sPlan здесь.

Обсудить эту статью на — форуме «Радиоэлектроника, вопросы и ответы».

Метки: Расчет конденсатора

ЕЩЕ ОБ ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ С ГАСЯЩИМ КОНДЕНСАТОРОМ

» Каталог принципиальных схем » Источники питания

Использование конденсаторов для понижения напряжения, подаваемого на нагрузку от осветительной сети, имеет давнюю историю. В 50-е годы радиолюбители широко применяли в бестрансформаторных источниках питания радиоприемников конденсаторы, которые включали последовательно в цепь нитей накала радиоламп. Это позволяло устранить гасящий резистор, являющийся источником нагрева всей конструкции. В последнее время заметен возврат интереса к источникам питания с гасящим конденсатором; в недавних публикациях [1, 2] подробно рассмотрены варианты таких конструкций и их расчет. Присущий всем без исключения подобным устройствам недостаток — повышенная опасность из-за гальванической связи выхода с электрической сетью — ясно осознается, но допускается в расчете на грамотность и аккуратность пользователя. Однако эти сдерживающие факторы недостаточны, чтобы уберечь от беды, отчего бестрансформаторные устройства могут иметь лишь весьма ограниченное применение.

Автор попробовал подойти к вопросу с несколько иных позиций. Зададимся вопросом: станет ли радиолюбитель рисковать, строя источник по одной из упомянутых схем, если имеется возможность использовать готовый, тем более малогабаритный трансформатор? Вряд ли. На такое решение он пойдет, скорее всего, не имея такого изделия и пасуя перед самостоятельным изготовлением. Понять это нетрудно: ведь для намотки 5…6 тысяч витков сверхтонкого (0,05 мм) провода не обойтись без намоточного станка со счетчиком и соответствующих навыков.

Здесь может представлять интерес компромиссный вариант источника, обеспечивающий электробезопасность, с гасящим конденсатором и простым, доступным начинающему радиолюбителю трансформатором. Таким трансформатор получится, если напряжение на его первичной обмотке ограничить значением около 30 В. Для этого достаточно 600…650 витков сравнительно толстого, удобного при намотке провода; ради упрощения, можно для обеих обмоток использовать один и тот же провод. Излишек напряжения здесь примет на себя конденсатор, включенный последовательно с первичной обмоткой (конденсатор должен быть рассчитан на номинальное напряжение не менее 400 В). По такому принципу целесообразно организовывать питание низковольтных нагрузок с током в первичной цепи (с учетом небольшого коэффициента трансформации) до 0,5 А.

На рис. 1 представлена схема подобного устройства, подходящего для работы с гирляндой из светодиодов настольной мини-елочки или для аудио-плейера. Включение светодиодов (8-10 штук) производится параллельно (рис. 2); при этом устраняется обычная путаница проводов, их легче сделать незаметными в «хвое» ствола и веточек. Трансформатор можно собрать на магнитопроводе Ш 12х15. Для намотки подойдет провод ПЭВ-1 диамет-ром 0,16 мм; число витков первичной и вторичной обмоток — 600 и 120…140 соответственно. Изготовить такой трансформатор удастся, как говорится, «на коленке». Электрическую прочность не менее 2 кВ обеспечит изоляционная прокладка между обмотками из лавсановой пленки толщиной 0,1 мм или конденсаторной бумаги.

Для того чтобы устройство не вышло из строя при отключении нагрузки [1], к выходу моста VD1-VD4 следует подключить стабилитрон Д815Г. В нормальном режиме он не работает, поскольку имеет минимальное напряжение стабилизации выше рабочего на выходе моста. Предохранитель FU1 за-щищает трансформатор и стабилизатор при пробое конденсатора С1.

От редакции. Для ограничения тока при подключении блока питания к сети последовательно с конденсатором С1 необходимо включить резистор сопротивлением несколько сотен Ом, а для разрядки конденсатора после отключения — параллельно ему резистор сопротивлением несколько сотен кОм. В цепи последовательно соединенных емкостного сопротивления (конденсатор С 1) и индуктивного (трансформатор Т1) может возникать резонанс напряжения. Об этом следует помнить при конструировании и налаживании подобных источников питания.

ЛИТЕРАТУРА : 1. Бирюков С. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио. 1997, №5, с. 48-50. 2. Ховайко О. Источники питания с кон- , денсаторными делителями напряжения. -Радио,1997, № 11,с.56,57. Источник: Радио 12-98 Автор: Ю. ПРОКОПЦЕВ, г. Москва

Блок питания с трансформатором и гасящим конденсатором

Блок питания с трансформатором и гасящим конденсатором

Блоки питания с балластным конденсатором и разделительным трансформатором завоевали популярность у радиолюбителей благодаря малым габаритам и тем, что они гальванически не связаны с сетью. Однако при разработке таких устройств необходимо учитывать ряд факторов, чтобы исключить аварийные ситуации, в результате которых могут выйти из строя не только источник питания, но и нагрузка. Автор статьи, обобщив опыт создания подобных устройств, рекомендует, на что следует обратить внимание при их конструировании и налаживании. В радиолюбительской практике широкое применение нашли источники с балластным конденсатором и разделительным трансформатором [1-6]. Подобное решение позволяет конструировать малогабаритные блоки питания. Рассмотрим некоторые вопросы проектирования таких устройств на примере маломощного источника питания, описанного в [1] (см. рисунок).

Трансформатор Т1 выполняет функцию разделительного. Он работает при малом входном и выходном напряжении. Его конструкция весьма проста. Конденсатор С1 — балластный, а резистор R2 ограничивает импульс тока при включении. Напряжение на первичной обмотке трансформатора ограничивают стабилитроны VD1 и VD2.

В колебательном контуре, состоящем из конденсатора С1, индуктивности первичной обмотки трансформатора L и приведенного к первичной обмотке сопротивления нагрузки Rн, возможен резонанс, который может привести к выходу из строя источника питания.

Допустим, что в нагруженном источнике на первичной обмотке напряжение равно 20 В (типичный случай). Это означает, что приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки RН примерно в 10 раз меньше емкостного сопротивления |Xc1| конденсатора С1 и образует с ним делитель напряжения 10:1 (приближенно), т.е. |Хс1|=10Rн. При правильно рассчитанном трансформаторе индуктивное сопротивление первичной обмотки |XL| должно примерно в 10 раз превышать приведенное к первичной обмотке сопротивление нагрузки Rн поэтому добротность упомянутого контура крайне низка, никакого резонанса быть не может.

Совершенно иная ситуация возникает при отключенной нагрузке (на холостом ходу). Если выполняются указанные выше соотношения |Хс1|=10Rн и |ХL|=10Rн,то |Xc1|=|XL| и возникает резонанс. Если на вход вместо сетевого подать напряжение 1 …2 В, то на первичной обмотке ненагруженного трансформатора оно за счет резонанса увеличится в 10 и более раз — добротность получившегося контура достаточно большая, однако при подаче сетевого напряжения такого подъема не будет. С увеличением напряжения на обмотке сверх номинального (20 В) магнитопровод трансформатора входит в насыщение, его индуктивность уменьшается, и контур перестает быть настроенным в резонанс.

Читайте также:  Что делать сильно греется видеокарта

Однако, если трансформатор выполнен с хорошим запасом по допустимому входному напряжению, подъем может быть весьма значительным. Это вызовет увеличение напряжения на конденсаторе С1 по сравнению с работой в номинальном режиме, и если конденсатор выбран без запаса — может произойти пробой. Возможны и другие не менее тяжелые последствия. Поэтому, как и для бестрансформаторного источника питания с балластным конденсатором, недопустима работа без номинальной нагрузки. Обычное решение — подключение стабилитрона к выходу источника или двух встречно-последовательно соединенных стабилитронов (или одного симметричного) к первичной обмотке (см. рисунок).

Так задача решается для относительно маломощных блоков питания. Для аналогичных мощных устройств (очень простыми получаются зарядные устройства для автомобильных аккумуляторных батарей [2-4]) такими мерами не обойтись. Здесь можно подключить параллельно первичной или вторичной обмотке аналог симметричного динистора [7, рис. 5,а] или обеспечить релейную защиту от режима холостого хода [3].

Особое внимание необходимо уделить выбору балластного конденсатора по номинальному напряжению. Это наибольшее напряжение между обкладками конденсатора, при котором он способен надежно и длительно работать. Для большинства типов регламентируется номинальное напряжение постоянного тока. Допустимое напряжение переменного тока всегда меньше номинального, за исключением металлобумажных конденсаторов МБГЧ, К42-19, полипропиленовых К78-4 и полиэтилентерефталатных К73-17 на номинальное напряжение до 250 В включительно, у которых эти параметры равны. Поэтому при выборе типа и номинального напряжения необходимо воспользоваться справочником по электрическим конденсаторам и помнить, что расчет проводят для амплитудного значения переменного напряжения.

В момент подключения (или отключения) блока питания к сети в его цепях происходит переходный процесс, который через некоторое время сменяется установившимся режимом. Не вдаваясь в теоретические основы переходных процессов, отметим два закона коммутации: 1. Ток в дросселе (приборе с индуктивным сопротивлением) не может изменяться скачком, или, иначе, ток после коммутации имеет то же значение, которое он имел в момент, непосредственно предшествующий коммутации. 2. Напряжение на конденсаторе не может изменяться скачком, или, иначе, напряжение после коммутации имеет то же значение, что и непосредственно до коммутации.

При подключении блока питания к сети конденсатор еще не заряжен и падение напряжения на нем равно нулю. Ток в индуктивности не может возникнуть мгновенно, поэтому напряжение на резисторе равно нулю и сетевое напряжение полностью приложено к первичной обмотке трансформатора, которая рассчитана на существенно меньшее значение. Именно при включении возникает высокая опасность межвиткового пробоя и исчезает преимущество в простоте исполнения трансформатора с намоткой «внавал», чем он и заслужил широкую популярность у радиолюбителей. Особенно опасно подключение блока питания к сети, в которой в этот момент действует амплитудное или близкое к нему напряжение. Актуальное значение приобретает задача ограничения напряжения на первичной обмотке в момент подключения. Токоограничительный резистор не спасает в такой ситуации. Это заставляет искать иное решение, позволяющее предупредить возможность межвиткового пробоя в трансформаторе и защитить элементы блока питания от повышенного в десятки раз напряжения.

Ограничитель напряжения на двух встречно-последовательно включенных параллельно первичной обмотке стабилитронах (см. рисунок) позволяет решить и эту задачу. Для каждого полупериода ограничитель работает как параметрический стабилизатор напряжения на первичной обмотке трансформатора. Балластную функцию выполняет при этом в основном токоограничительный резистор R2. Резистор должен быть рассчитан на кратковременный ток перегрузки, а стабилитроны, как правило, обеспечивают его.

Если в номинальном режиме стабилитроны открываются и работают как стабилизаторы, может возникнуть разность амплитуд импульсов выпрямленного тока положительной и отрицательной полуволн. Такой эффект объясняется тем, что положительные полуволны стабилизирует один стабилитрон, а отрицательные — другой. Известно, что напряжение стабилизации двух экземпляров стабилитронов даже одной партии может значительно различаться. Это порождает дополнительную составляющую пульсации частоты 50 Гц, которую труднее подавить сглаживающим фильтром, чем 100 Гц.

Для уменьшения дополнительной составляющей пульсации, возникающей из-за различия напряжения стабилизации, можно рекомендовать вместо встречно-последовательного соединения двух стабилитронов включить один стабилитрон в диагональ диодного моста параллельно первичной обмотке. Это позволит сохранить надежность блока питания.

Если не предъявляются повышенные требования к стабильности выходного напряжения, можно рекомендовать подборку стабилитронов с минимальным напряжением стабилизации на 1…3 В больше максимального амплитудного напряжения на первичной обмотке в установившемся режиме. Параметрический стабилизатор в этом случае будет выполнять функции только ограничителя напряжения в момент включения и на холостом ходу. А после выхода блока питания на установившийся режим он автоматически отключается, значительно повышая экономичность блока.

ЛИТЕРАТУРА 1. Пожаринский Л. Маломощный блок питания. — Радио, 1978, №5, с. 56. 2. Кутергин Г. Простое зарядное устройство. — Радио,1978, №5,с.27. 3. Долин Е. Вариант зарядного устройства. — Радио,1983, №5,с.58. 4. Бирюков С. Простое зарядное устройство. — Радио,1997, №3,с.50. 5. Бирюков С. Расчет сетевого источника питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1997, №5, с. 48-50. 6. Прокопцев Ю. Еще об источниках питания с гасящим конденсатором. — Радио, 1998, №12, с. 46. 7. Алексеев С. Симметричные динисторы — в источниках питания. — Радио, 1998, №10, с. 70, 71.

Б. САДОВСКОВ г. Челябинск Радио №1, 2000

Отслужившие свой срок батареи «Крона» или «Корунд» еще могут пригодиться: из контактных панелек от двух батарей можно изготовить разъем для слабых токов.

Из резиновых пробок от аптечных пузырьков получаются хорошие ножки-амортизаторы для корпусов приборов. Для этого в месте установки пробки сверлят сквозное или глухое отверстие диаметром 12 мм и крепят пробку на трении или с помощью клея.

Возможен другой вариант крепления такой пробки — винтом или шурупом с шайбой. В этом случае пробка прикладывается шляпкой к плоскости корпуса или станины.

Индикаторную лампу накаливания можно оформить «под светодиод». Для этого стеклянный стержень диаметром 4—6 мм (можно приобрести| магазинах химической посуды или в аптеке) оплавляют в пламени газовой плиты, непрерывно вращая его до тех пор, пока торец стержня не примет округлую форму. Затем от стержня отламывают, кусочек нужной длины и вклеивают его в отверстие в лицевой панели. Между торцом стержня и баллоном лампы можно поместить светофильтр или окрасить внутренний торец стержня цапонлаком, тонированным в нужный цвет.

Коротко о разном

Конденсатор вместо гасящего резистора. Выпрямители для заряда аккумуляторных батарей, осветительные лампы небольшой мощности и другие устройства с рабочим напряжением, меньшим напряжения сети, обычно подключают к сети через трансформатор или последовательно с гасящим резистором. При этом на резисторе выделяется большая мощность, которая рассеивается в виде теплоты.

Известно, что конденсатор, установленный в цепи переменного тока, обладает сопротивлением, которое зависит от частоты и называется реактивным. Используя это свойство, можно гасить излишнее напряжение сети, причем мощность на конденсаторе не выделяется, что является большим преимуществом конденсатора перед гасящим резистором.

Емкость (в микрофарадах) гасящего конденсатора можно рассчитать по формуле

где I — потребляемый ток, A; Uc — напряжение сети, В; U — напряжение питания устройства, В. ;

Если напряжение питания устройства 10—20 В и менее, емкость конденсатора с достаточной точностью можно определить по упрощенной формуле

Следует иметь в виду, что применять гасящий конденсатор в цепи выпрямителя возможно только в том случае, когда он собран по мостовой (двухполупериодной) схеме, так как принципиально необходимо, чтобы через конденсатор проходил переменный ток.

Рис. 15.1. Включение электролитического конденсатора в цепь переменного тока.

Для гашения напряжения можно использовать бумажные конденсаторы, предназначенные для работы в цепи переменного тока (типа МБМ, МБГП, МБТ и др.). Их рабочее напряжение для большей надежности должно в 2—3 раза превышать напряжение, которое нужно погасить.

Источник

Блок питания с использованием конденсаторов

Если вы не являетесь, и не хотите быть конструктором, эта часть материала, вам не нужна. Тем не менее, если заинтересованы, чтобы получить не которые дополнительные практические указания. Что следует использовать и чего следует избегать при конструировании схем. Тогда читайте.

Блоки питания ( классический )

Для фильтрации напряжения вполне достаточно обычных алюминиевых электролитических конденсаторов. Блок питания также иногда используются небольшие

керамические конденсаторы установленные перед выпрямителем, для того что бы ограничить импульсные помехи от сетевого трансформатора. На рисунке 13 вы найдете схемы, напряжения и руководства по выбору емкости в зависимости от потребляемого тока. Конечно, вы можете получить требуемую емкость, подключив параллельно ряд более маленьких конденсаторов.

Импульсные блоки питания

Такие блоки питания работают на частотах порядка 15… 100 кГц. Следует помнить, что при этом обычный электролитический конденсатор, имеет емкость значительно, да же в несколько раз меньше чем его номинальная емкость. Кроме того, что еще хуже, на таких частотах присутствуют большие потери мощности на эквивалентном сопротивление ( tg d >1). Для фильтров таких блоков питания производятся специальные конденсаторы электролитические с повышенной надежностью, малыми потерями (низким ЭПС) и высокой допустимой температурой работы. Многие, возможно даже большинство, импортных конденсаторов большой емкости не имеют нужных параметров для использования в импульсных блоках питания. Их можно узнать по высокой температуре работы +105° C (обычные электролиты +70. +85° C ). Не каждый любитель, однако, имеет доступ к таким конденсаторам, так как они весьма дорогие. Стоит знать, что если блоки питания и преобразователи работают на частотах 15…25 кГц можно использовать обычные, отечественные «электролиты». Но в связи с высокой рабочей частотой, емкость фильтра требуется в несколько раз меньше, чем при 50 Гц (100Гц). Рекомендуется использовать конденсаторы под напряжение гораздо выше, чем фактическое напряжение, конденсатор с большими габаритами имеет гораздо меньшее сопротивление ESR .

Предпочтительно также использовать несколько конденсаторов меньшей емкости, взамен одного большого.

Без трансформаторные блоки питания

В простых без трансформаторных блоках питания (рисунок 15а) элементом ограничивающим ток является конденсатор – C 1. Как вы знаете, это должен быть конденсатор полипропиленовый КМР (МКР), на напряжение 400 В либо полистироловый MKSE ( MKT ) на напряжение 630 В.

Резисторы R1 и R2 значения порядка одного мегаома необходимо для разряда конденсатора при отключении от сети – без них случайное прикосновение к клеммам конденсатора может привести к поражению электрическим током. Обратите внимание что тут два последовательных резистора, действительно миниатюрные резисторы имеют рабочее напряжение 150 . 250 В , а между тем на конденсаторе пиковое напряжение почти 300В. Резистор R 3 необходим для ограничения тока диодов в момент подключения к сети. Без него, при подключении к сети в момент пикового напряжения (более 300 В), через конденсатор и диоды будет течь на мгновение в сотни (!) Ампер, что уничтожит диоды. В связи с возможностью значительного импульса тока, выпрямительные диоды, нужно использовать с номинальным током не менее 1А, например, 1N4001 . 4007.

Читайте также:  ЧАСТАЯ НЕИСПРАВНОСТЬ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Некоторые новички используют только токоограничивающие резисторы (рис. 15б), и в результате значительная потеря мощности, порядка нескольких ватт, рассеиваемых на этих резисторах.

При использовании схемы рисунке 15а, в зависимости от емкости C1 можно узнать потребляемый ток нагрузкой.

При использовании схемы на рисунке 15а, емкость C1 в зависимости от потребляемого тока можно выбрать по приведённой таблице.

Конечно, этот источник питания не обеспечивает безопасность, а в крайних случаях, прикосновение к нему может привести к смертельному поражению электрическим током.

Таким образом, этот способ не используйте, если он не является необходимым. Обычно используют обыкновенный силовой трансформатор или фирменный, с сертификатом безопасности.

Как я уже говорил, развязка питания необходима на практике для всех электронных схем, где есть усилительные элементы. Без надлежащей развязки питания схема усилителя может возбуждаться или быть восприимчивой ко всякого рода помехам. Вы уже знаете, что для развязки шин питания, обычно используются параллельное соединение «электролита» и керамической «малютки».

Но я хочу вам рассказать больше об этой теме. Не бойтесь, но ситуация намного сложнее. Посмотрите на рисунок 16 – все токопроводящие пути имеют индуктивность. Так же стало известно, что на высоких частотах конденсаторы могу даже работать как катушки. Даже если вы применяете безвыводные конденсаторы развязки типа «чип». Вы должны знать, что их емкость с паразитной индуктивностью создает параллельный, резонансной контур LC (при обсуждении мы говорили о последовательном LC контуре).

Для частот, близких к резонансной, параллельного LC контура, сопротивление цепи велико, поэтому эффективность развязки может быть незначительной или даже сведется на нет! Что тут можно сделать? К счастью такие резонансные контуры всегда имеют паразитное сопротивление. В данном случае оно полезно. Я надеюсь, вы понимаете, что я имею в виду? Очень часто эти резонансы не влияют на работу схемы. Таким образом, схема на рисунке 17b лучше, чем на рисунке 17а. Последовательный резистор имеет положительное влияние на фильтрацию как низких, так и высоких частот.

Самая маленькая индуктивность порядка одного наногенри керамического конденсатора типа «чип» — предназначенный для поверхностного монтажа и керамической «капли», но только тогда, когда они установлены как можно ближе к плате. Пленочные конденсаторы естественно имеют немного большую индуктивность — несколько десятков наногенри . в зависимости от размера и конструкции скрутки.

В случае электролитических конденсаторов не говорят об их индуктивности, по другим причинам, они применяются при частоте не более сотни килогерц и индуктивность проводов не имеет значения.

Поэтому если вы проектируете печатную плату на «пол гектара», с применением быстродействующих транзисторов и усилителей, а развязывающие конденсаторы «мудро» разместили рядом с блоком питания, то не удивительно, что схема будет возбуждаться или будут другие проблемы. Привыкните, что это может быть и с маленькими платами. Конечно, опытный конструктор должен уметь разводить любые платы, но лучше стремиться к минимальным размерам платы, на компактной плате должны быть широкие дорожки с развязывающими конденсаторами.

В цепях высокочастотных сигналов применяются керамические конденсаторы: в цепях резонансных тип 1, а для развязки и фильтрации питания ферроэлектрические – тип 2.

На практике только в этой области также используются переменные конденсаторы в том числе: воздушные, керамические, пленочные. Важно так же вспомнить о проблемах конденсаторов стоящих в силовых цепях – при токах высокой частоты происходят значительные потери мощности из-за ЭПС. Схемы высокой частоты имеют свою специфику, и не могут быть рассмотрены в нескольких предложениях. Кроме того, я не эксперт в этой области. Заинтересовавшимся я могу только порекомендовать специальную литературу, на пример хорошую книгу Зднислава Бинковского «Справочник ультракоротких волн».

Как правило, вопрос о стабильности емкости теряет свою актуальность в связи с внедрением, использования цифрового синтеза и керамических фильтров поверхностной волны.

Здесь применяются все типы конденсаторов: от маленьких керамических типа 1 в цепях частотной коррекции, пленочные конденсаторы для развязки и связи, до мощных электролитов емкостью несколько десятков тысяч микрофарад. В оконечном усилителе выбор типа конденсатора для звука не является критичным. Однако , в малошумящем предусилители мы не можем игнорировать свойства конденсаторов.

Первая ступень предусилителя должна обязательно иметь дополнительные цепи фильтрации питающего напряжения. Они необходимы для подавления шума, а также предотвращения самовозбуждения и защиты от шума источника питания. Как правило, здесь не используются алюминиевые конденсаторы, а только танталовые. Так же желательно использования стабилизаторов тип 78 L 15 79 L 15 и подобных.

Как известно, сопротивление ESR, как и любое сопротивление, шумит «само по себе». Прежде всего, это относиться к конденсаторам связи и фильтрам, стоящих в первых каскадах предусилителя.

Для этого в аппаратуре высокого класса в роли конденсаторов связи вместо электролитических конденсаторов часто ставят пленочные: полистироловые и полипропиленовые и не по одному, а только по несколько штук параллельно соединенных для получения емкости 10…50 uF ! Это необходимость или причуда, что бы вызвать восхищение наблюдателя? Бывает по разному , тут необходимо учитывать уровень шума: источника сигнала, конденсаторов, резисторов и полупроводников. Но это совсем другая история. Проблема борьбы с шумом является настолько широкой, что я не могу объяснить в этой краткой дискуссии. Если вам интересно, напишите мне, в одной из статей я дам вам ряд дополнительных подробностей.

Я в роли входного конденсатора связи, где только возможно, я использую пленочные конденсаторы с емкостью 470nF, 1 мкФ или 2×1μF, не столько из-за шума, а из лени, для собственного удобства. Тогда мне не нужно беспокоиться о полярности и постоянной составляющей входного напряжения. В любом случае старайтесь не использовать, алюминиевые электролиты во входных ступенях малошумящих усилителях. Если это возможно, используйте связь без посредствеников – гальваническую. Где это необходимо, пленочные или танталовые конденсаторы. В устройствах высокого класса, сегнетоэлектрики используйте только в развязке питания. Старайтесь избегать их применения в сигнальных цепях. Ранее я показал вам на рисунке 4, как эти параметры меняются под влиянием даже изменения приложенного напряжения – что может привести к появлению дополнительных нелинейных искажений. Да! сегментоэлектрические конденсаторы на самом деле не линейные элементы, но вы уверены начитавшись в книжках что конденсаторы и резисторы элементы линейные.

Низкочастотые генераторы и фильтры

В этих системах, необходимо использовать конденсаторы с емкостью в пределах 1nF . 10мкФ. Если вам требуется высокая стабильность, то 1 до 10 нанофарад лучше использовать керамические конденсаторы типа 1: NP0 (G0C) или стирофлексовые , даже если вы должны получить требуемую емкость из несколько более маленьких.

Довольно неплохой альтернативой было бы использовать поликарбонатные конденсаторы (МКС), но для польского любителя они могут оказаться слишком труднодоступными.

Таким образом, во многих случаях, вы будите применять самые популярные полиэфирных конденсаторы (MKSE-20 или MKT). При использовании этих конденсаторов в дополнение к изменениям емкости от температуры (нелинейным – смотри рисунок 10), вы должны принять во внимание влияние других факторов, которые могут изменить емкость на 1 .. 3%.

Вообще, для всех конденсаторов необходимо обратить внимание на условия пайки. Многие конденсаторы могут навсегда изменять свою емкость 0,2 . 2% за счет пайки. Как вы помните, то же самое явление наблюдается во время пайки сопротивления (EdW1/96). Таким образом, не перегревайте конденсаторы при необходимости, критические элементы могут быть установлены на немного длинные выводы.

Если только есть возможность точно измерить емкость, я предлагаю вам провести ряд испытаний в этой области. Самим выяснить, сколько вам нужно беспокоиться об этом. Так что берите несколько разных типов конденсаторов и измерьте емкости «девственных», а затем посмотреть, как она меняется после впаивания и выпаивания элементов. Возможно, вы обнаружите, что не стоит идеально точно подбирать емкость цифровым мостом, потому что все равно впаивать в плату.

Скорее всего, потребуется подстройка частоты генератора или RC фильтр (дополнительными небольшие конденсаторами или резисторами) после сборки и проверки схемы.

Я уверен, что вы знаете, что от обычных алюминиевых электролитов стабильности можно не ожидать — изменения в емкость с течением времени может значительно превышает 10%. Единственное, из электролитов несколько устойчивы танталовые, но если у вас есть достаточно места, используйте «батареи» из конденсаторов MKSE (MKT) и увеличивайте сопротивление RC цепи. Может у вас есть конденсаторы MKSE-25 и старые MKSE-012 и MKSE -018, которые довольно большие по габаритам, но имеют емкость до 10мкФ. Вы можете легко приобрести миниатюрные конденсаторы MKSE-20 или MKT емкостью 1 мкФ или даже 2,2 мкФ.

Серия статей о конденсаторах подошла к концу. Опять же, я призываю вас, по возможности измерять емкость конденсаторов, что бы убедиться в устойчивости их параметров. Не забывайте о развязки питания во всех проектируемых системах.

Запишите самую важную информацию, и на видном месте или сделать ксерокопии страниц EDW 5455 от 5/96.

Записи на полях:

Есть очень простой способ увеличения постоянной времени цепи RC с помощью транзистора.

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

0

Norton Security Full Version Free

Norton Protection Common produces comprehensive security in opposition to on the internet threats to keep your personal computer, your personality and monetary data protected from cybercrime. Contrary to free of charge anti—infection software program and also other security options, Norton leverages our world-wide danger intellect and superior technology to find and eliminate dangers-the entirely brand new ones.

Have the full model totally free in this article:

Источник