1-freelance.ru

Журнал "Фрилансер"
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Схема простейшего блок питания постоянного тока, как сделать постоянный ток из переменного

Схема простейшего блок питания постоянного тока, как сделать постоянный ток из переменного.

Простейший блок питания с постоянным током на выходе

Вашему вниманию предлагается электрическая схема простейшего блока питания с постоянным током на выходе. Эта схема является самой обычной и элементарной. Она состоит из понижающего трансформатора, диодного моста и конденсатора. Каждый из этих электрических элементов выполняет свою определенную функцию в задаче получения постоянного тока с пониженным напряжением. Давайте же разберем подробнее, как именно работает данная электрическая схема постоянного тока.

Работа трансформатора, первичная и вторичная обмотка, магнитное полеИтак, всё начинается с входного трансформатора. Он имеет две обмотки, намотанные на магнитный металлический сердечник. Его первичная обмотка рассчитана на переменное сетевое напряжение, на которую подается 220 вольт. Напомню, что в обычной электрической сети течёт переменный ток (если включена нагрузка), частота которого равна 50 герцам. Это значит, что за одну секунду в сети 50 раз меняется плюс на минус и наоборот. То есть, сначала на одном проводе находится плюс, а на другом минус, потом они плавно (по синусойде) меняются местами, и так 50 раз за секунду. Такой ток нельзя подавать на устройства, которые питаются от постоянного тока, от переменного они в лучшем случае просто не будут работать, а в худшем просто выйдут из строя, попросту сгорят.

В схеме постоянного тока трансформатор является понижающим элементом. Он уменьшает сетевое напряжение до нужного (обычно это 5, 9, 12, 24 вольта). А его понижающие (или повышающие) свойство обязано именно переменному току. Именно переменный ток легко можно преобразовывать за счет различного количества витков на трансформаторе. Итак, мы подали на вход трансформатора 220 вольт, а на его выходе (вторичной обмотки) получили пониженное напряжение (столько, сколько нам было нужно). А теперь уже пониженное напряжение нуждается в преобразовании его в постоянный ток. Эту часть схемы постоянного тока (которая его делает) называется диодным мостом.

Как работает диодный мост, процесс выпрямления переменного тока в постоянныйИменно диодный мост, стоящий в нашей электрической схеме после трансформатора, делает из переменного напряжения постоянное. Диодный мост состоит из 4 диодов, либо же из сборки в одном корпусе. Если переменное напряжение периодически меняла свою полярность на противоположную, то именно диодный мост делает так, что эта полярность уже не меняется. После моста с диодами электрический ток имеет вид пульсирующих плавно нарастающих и затухающих импульсов. Это уже постоянный ток, но всё же он импульсный, а нам нужен ровный, без скачков. И для этого в схеме постоянного тока стоит третий функциональный элемент, который называется конденсатором. Именно он гасит эти самые электрические скачки напряжения. После конденсатора, на выходе электрической схемы простейшего блока питания уже имеется постоянный ток, в нём всё равно присутствуют небольшие скачки, но они уже не критичны для устройств, которые будут питаться от него.

Для большинства электрических устройств, питающихся от постоянного тока, подобный блок питания является классикой. Если же прибору нужен, всё же, более стабильный постоянный ток, то для этой цели в нашу схему добавляются различные стабилизаторы, задача которых донести постоянный ток до нужного качества (минимальные скачки и пульсации). Что касается конкретных элементов в этой схеме постоянного тока. Естественно, различные устройства имеют различную мощность. Прежде чем делать схему блока питания постоянного тока сначала нужно четко знать, какую номинальную и максимальную силу тока он может обеспечить. Если мы знаем мощность нашей нагрузки (потребляемый ток нашего устройства, что будет подключаться к блоку питания постоянного тока), то добавив запас в 25-50% мы смело можем делать свой БП.

Читайте так же:
Музыка и компьютер презентация

Зная нужную мощность мы сначала подбираем силовой трансформатор, у которого вторичная обмотка имеет достаточный диаметр (для обеспечения нужного тока). Далее выбираем диодный мост, полупроводники которого также рассчитаны на силу тока большую, чем будет проходить через них (номинальный ток), и если ток достаточно велик, то необходимо подумать об охлаждении диодов. Ну и последний функциональный элемент схемы постоянного тока, это ёмкость. Тут обычно ставиться электролитический конденсатор с напряжением чуть большим, чем напряжение питания. Для большинства обычных блоков питания емкость конденсатора колеблется от 10-ов до 1000-сяч микрофарад.

Функционал блока питания постоянного тока

Блок питания для аккумуляторных изделий.

Другой термин используемый при определении блока питания — источник питания постоянного тока. Что из себя представляет данный механизм? Это своеобразное устройство, которое позволяет получить приемлемое стабильное постоянное напряжение. Ну или же просто постоянный ток. Когда, допустим, блок питания 24в постоянного тока выполняет работу и находится в режиме функции стабилизирования напряжения, он изначально способен поддерживать требуемый заданный показатель силы тока даже в случае и некоего изменения напряжения.

Особенности и классификация по мощности

Самым наиболее распространённым принципом классификации блоков питания является классификация по мощности. То есть то количество приборов, функционирующих от электричества, которое блок способен поддерживать.

Если устройство превышает допустимый предел потребляемого тока, то блок снижает потребление в сети, таким образом, предотвращая выход приборов из строя и поломку аппаратуры. Если вам необходимо обеспечить током электрическое оборудование, системы контроля, системы наблюдения (видеонаблюдения), а также всевозможных прочих устройств, которым нужно электричество и постоянное напряжение, то подобные блоки подойдут как нельзя лучше потому, что часто спроектированы для стационарного применения.

Главными выделяющимися моментами и интересующими нас качествам в подобных блоках являются:

  1. долгий срок службы, если не случается экстремальных ситуаций и воздействий
  2. высокий коэффициент полезного действия
  3. естественная конвекция воздуха
  4. подстройка выходного напряжения обладает потенциометром
  5. крепление возможно как на DIN-рейку, так и на стену
  6. большая надёжность устройства
  7. защита, которая срабатывает в случае перегрузки, перенапряжения
  8. качество исполнения — высокое

Типы блоков питания

Вообще, источники питания можно разделить на несколько типов:

  1. вторичный источник электропитания;
  2. трансформаторный или, как ещё такой называют, сетевой источник питания;
  3. импульсный источник питания.

Вторичный блок

Как работает вторичный источник электропитания.

Вкратце их различия можно описать так. Вторичный источник питания — своеобразное устройство, предназначаемое для обеспечения питания электроприбора энергией, при учёте напряжения и тока, путём преобразования электрической энергии других источников. Согласно правилам ГОСТа при определении в документах и бумагах слово «вторичный» благоразумно опускается.

Источник электропитания способен быть интегрированным в некую общую схему. Это либо в простых устройствах случается, либо в вариантах, когда падение напряжения на каких-то подводящих проводах, даже и незначительное, недопустимо — материнская плата какого-либо компьютера, например.

Читайте так же:
Можно ли собрать свой ноутбук

Встроенные преобразователи напряжения, которые она имеет, для питания процессора отвечают за это. Источник может также быть выполнен и расположен вообще в отдельном помещении. Распространённый пример для данного случая — расположение в отдельном помещении цеха питания. Источник может быть выполненным в виде некоего варианта модуля стойки электропитания, наиболее обычного блока, распространённого в ассоциациях и представлениях многих.

Часто и в наиболее распространённых аспектах вторичные блоки преобразуют энергию из сети переменного тока обычной промышленной частоты. Если мы рассмотри разные страны, в Российской Федерации она составляет 220 в и 50 Гц, а в Америке — 120 в и 60 Гц.

Трансформаторный блок

Трансформаторные блоки питания высокой мощности часто применяют в промышленности.

Трансформаторный блок питания является самым классическим. Ещё его называют сетевым. Обычно он состоит из автотрансформатора или, как вариант, понижающего трансформатора. Первичная обмотка при этом рассчитана на сетевое напряжение, после чего идёт выпрямитель.

Это устройство преобразует переменное напряжение в пульсирующее однонаправленное, говоря стандартным языком — постоянное. Выпрямитель же в данной кострукции состоит из одного диода в большинстве случаев. Или четырёх диодов, которые образуют из себя диодный мост. Бывает, что и используются более редкие, другие схемы, например, если мы взаимодействуем с выпрямителем с удвоением напряжения.

Когда выпрямитель уже на нужном месте, дальше идёт фильтр, сглаживающий колебания, именуемые проще пульсациями. Как стандартный вариант это устройство представляет из себя просто несколько большой по используемой ёмкости обычный конденсатор. В схеме, помимо вышеупомянутого, могут стоять защиты от КЗ, фильтры высокочастотных помех, а также всплесков (варисторы), стабилизаторы тока и напряжения.

Трансформаторные источники имеют свои достоинства. И относительно их можно сказать следующее. У них хорошо доступна элементная база. Они просты в своей уникальной конструкции . Их надёжность — один из их высших и важных приоритетов. Трансформаторные источники питания, тем не менее, имеют и свои минусы и о них можно рассказать следующее. Они слабостойки к броскам напряжения и пропаданию нейтрали, которая в итоговом случае ведёт к образованию фазного напряжения. У них большие габариты и вес, они металлоёмки. Для обеспечения стабильности им нужен стабилизатор, вносящий свои дополнительные потери.

Импульсный блок

Как работает импульсный блок питания и где он применяется.

Импульсные блоки питания — по сути являются инвенторной системой. Переменное входное напряжение первоначально выпрямляется в импульсных блоках.

Напряжение, что получено изначально, преобразуется в прямоугольные импульсы, частота у них повышена, а скважность же определённая, которые подаются на трансформатор или же на выходной фильтр нижних частот.

В случае когда импульсные блоки питания обладают гальванической развязкой прямо от питающей сети, то прямоугольные импульсы подаются на трансформатор, а если импульсные блоки питания не обладают гальванической развязкой, то на фильтр.

В импульсных блоках питаниях вполне могут применяться малогабаритные трансформаторы. Эффективность работы, как можно определить, с ростом частоты повышается и, соответственно, уменьшается требование к габаритам сердечника, его сечению, которое нужно для передачи достаточной необходимой эквивалентной мощности. Это всё объясняет. В наибольшем количестве случаев такой сердечник выполняется из ферромагнитных материалов и тем довольно-таки отличается от сердечников низкочастотных трансформаторов. Они выполняются из электротехнической стали.

Источник тока постоянного и переменного - удобное оборудование.

Стабилизация напряжения в них поддерживается при посредстве обратной отрицательной связи. Отрицательная связь позволяет поддерживать искомое выходное напряжение, при этом и вне зависимости от колебаний входного, а также величины нагрузки, на относительно достаточно постоянном уровне. Если импульсный источник с гальванической развязкой, то наиболее популярным способом является использование одной из выходных обмоток или может использоваться оптрон. Так организуется обратная связь.

Читайте так же:
Блок питания cougar gx 1050w gx1050

В зависимости от величины сигнала, которая зависит от выходного напряжения, скважность импульсов изменяется на выходе ШИМ-контроллера. При этом резистивный делитель напряжения используется, как правило, если развязка не требуется. Данный блок питания поддерживает нужное стабильное напряжение именно таким образом.

Импульсные источники не создают радиопомехи за счёт гармонических составляющих, в отличие от трансформаторных.

Блоки питания и контроллеры для светодиодных изделий

Блоки питания постоянного тока со стабилизированным напряжением 12 В предназначены для обеспечения питания светодиодного светотехнического оборудования от сети переменного тока 220 В.
Блоки питания для светодиодов отличаются по мощности (10, 20, 30, 40, 60, 80, 100 и 150 Вт), материалу корпуса и степени пыле- и влагозащищенности.

Общие правила подключения:

  • Важно правильно рассчитать количество подключаемых к источнику питания светодиодных изделий. Их суммарная потребляемая мощность не должна превышать номинальную (выходную) мощность блока питания. Желательно также оставить небольшой запас по мощности.
  • Если блок питания расположен на значительном удалении от светодиодных изделий, то необходим расчет сечения токопроводящей жилы для проводов, идущих от блока питания к светодиодным изделиям. Неверный выбор сечения провода может привести к снижению яркости свечения удаленных светодиодных изделий.
  • Блоки питания в процессе работы могут нагреваться. При монтаже блоков питания обеспечивайте нормальные условия вентиляции корпуса. Не устанавливайте блоки в ограниченные пространства и труднодоступные места.

Блоки питания QuaLED в алюминиевом корпусе влагозащищенные для LED (КНР)

Прочный алюминиевый корпус, продуманная система конвекционного охлаждения.
Высокая степень защиты от внешних воздействий. Блоки питания имеют высокую степень герметичности корпуса, могут быть использованы как внутри помещений, так и на улице (IP 66).
Блоки питания имеют сертификат европейского образца СЕ. Компания имеет сертификат качества ISO 9001:2000. Получены сертификаты о соответствии требованиям, представленным в директивах электромагнитной совместимости ЕМС и низких напряжений LVD.

Технические характеристики

Зависимость выходной мощности (%)
от рабочей температуры

100% — от 0 до +40°С,
80% — при -25°С,
60% — при 60°С

от 5% до 100%
относительной влажности

Выходная
мощность
(max), Вт

Входная
мощность, Вт

Потребляемый
ток, (max) А

Габаритные размеры
(Д x Ш x В), мм

Подключение

Удобная монтажная схема. Изделие имеет входные и выходные монтажные схемы или терминалы. Терминал с маркировкой «Input» (вход) является входным терминалом блоков питания и должен соединяться с соответствующим питающим проводом. Терминал с маркировкой «Output» (выход) является выходным терминалом и должен соединяться со светодиодными изделиями. Выход «+» соединяется с положительным терминалом светодиодного изделия, а «-» — с отрицательным терминалом.

Блоки питания постоянного напряжения MEAN WELL, 12V, 100W, IP67.

Блоки питания постоянного напряжения MEAN WELL, 12V, 100W, IP67 предназначены для обеспечения общего или раздельного питания светодиодного светотехнического оборудования постоянным током требуемого напряжения 12Вольт от сети переменного тока 220В. Отличительной особенностью их является высокая выходная мощность, широкий диапазон рабочих температур.

Читайте так же:
Материнская плата asus p5p43td pro

Источник LPV-100 полностью залит компаундом (степень защиты IP67) и помещён в пластиковый корпус, что позволяет защитить электронные компоненты от пыли и влаги.

Заполнение корпуса теплопроводящим компаундом также увеличивает стойкость к ударам и вибрациям. Источники питания серии LPV-100 имеют КПД до 88% и могут работать в диапазоне температур от -25 до +70°С с естественным охлаждением.

Источники выдерживают перенапряжение до 300В в течение 5 с, имеют два провода для подключения напряжения питания (заземления не требуется). Во всех источниках питания данной серии имеется защита выхода от коротких замыканий, перегрузки и перенапряжения.

Все изделия тщательно тестируются перед поставкой, чтобы гарантировать качество и максимальное удовлетворение требований заказчика. Продукция Mean Well соответствует международным стандартам по электромагнитной совместимости и электробезопасности, что подтверждено сертификатами UL, cUL, CSA, TUV, CE.

Технические характеристики

Напряжение на входе90-264В
Напряжение на выходе12В
Сила тока на выходе8.5А
Максимальная мощность100Вт
Габаритные размеры190х52х37 мм
Вес630 г
Степень защиты от твёрдых частиц и влаги67IP
Температура эксплуатации-25+70 градусов
Срок гарантии2 года

Блоки питания постоянного напряжения MEAN WELL, 12V, 60W, IP67.

Блоки питания постоянного напряжения MEAN WELL, 12V, 60W, IP67 предназначены для обеспечения общего или раздельного питания светодиодного светотехнического оборудования постоянным током требуемого напряжения 12Вольт от сети переменного тока 220В. Отличительной особенностью их является высокая выходная мощность, широкий диапазон рабочих температур.

Серия блоков питания Mean Well LPV-20/35/60 имеет высокий класс защиты корпуса IР67 (полная защита от пыли, допускается частичное или полное погружение в воду на глубину от 15 см до 1 м). Модули LPV обеспечивают на выходе стабилизированное выходное напряжение (CV mode, или Constant Voltage mode — режим постоянного напряжения).

Источники питания LPV имеют встроенные цепи, позволяющие без последствий выдерживать скачки входного переменного напряжения до 300 В в течение 5 с. Продукт автоматически осуществит защиту в случае короткого замыкания или перегрузки.

Все изделия тщательно тестируются перед поставкой, чтобы гарантировать качество и максимальное удовлетворение требований заказчика. Продукция Mean Well соответствует международным стандартам по электромагнитной совместимости и электробезопасности, что подтверждено сертификатами UL, cUL, CSA, TUV, CE.

Технические характеристики

Напряжение на входе90-264В
Напряжение на выходе12В
Сила тока на выходе5 А
Максимальная мощность60Вт
Габаритные размеры162х42х32 мм
Вес400 г
Степень защиты от тверд ых частиц и влаги67IP
Температура эксплуатации-30+70 градусов
Срок гарантии2 года

Сетевые источники питания

Сетевые источники питания для мощных светодиодов обеспечивают стабилизацию по току, что является важным требованием для нормальной работы мощных светодиодов. Сетевые источники питания для мощных светодиодов обеспечивают стабилизацию по току, что является важным требованием для нормальной работы мощных светодиодов.

Адаптеры переменного напряжения

ООО Сандер Электроникс предлагает Вашему вниманию БЛОКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА собственного производства. Наши блоки питания изготовлены на основе трансф орматоров серий ТП, ТПС собственного производства и фирменного корпуса San der под евророзетку, а также с любыми параметрами и комплектующими на заказ, в различных розеточных, напольных и настенных корпусах мощностью до 200 Вт.

Читайте так же:
Жесткий диск занят а файлов нет

Возможно изготовление источников (блоков) питания переменного тока (напряжения) со следующими модификациями:

Источник питания переменного тока (он же источник питания переменного напряжения), обозначается Б П, имеет на выходе напряжение, амплитуда которого не является постоянной, но подчиняется гармоническому или другому, как правило, периодическому закону.

Из всех форм периодических токов наибольшее распространение получили синусоидальные токи. Синусоидальные токи позволяют наиболее экономично осуществлять производство, передачу, распределение и использование электрической энергии. В линейных электрических цепях синусоидальные токи всегда сохраняют свою фазу.

Использование переменного напряжения вместо постоянного было предложено Николой Тесла, как более эффективное.

Наиболее распространены сетевые БП : входное напряжение – двуполярное, синусоидальной формы, амплитудой 220 В, частотой 50 Гц, выходное напряжение также двуполярное, синусоидальной формы, частотой 50 Гц, как и на входе, но другой амплитуды — 9, 12, 18, 24, 110 Вольт или других значений.

Сетевые БП имеют определенные преимущества перед нестабилизированными БПН и стабилизированными БПС :

Изображение синусоидальных ЭДС, напряжений и токов на плоскости декартовых координат

Синусоидальные токи и напряжения можно изобразить графически, записать при помощи уравнений с тригонометрическими функциями и представить в виде вращающихся векторов на декартовой или комплексной плоскости.

Графическое изображение синусоидальных напряжений

Запишем синусоидальные напряжения с помощью тригонометрических функций:

Значения в скобках синуса называют фазами синусоид, а значения фазы в начальный момент времени — начальной фазой.

Величина ω называется угловой частотой:, [рад/с]

Простой источник переменного тока или напряжения состоит из корпуса, трансформатора и проводов . Возможно добавление 1 или 2 предохранителей.

Трансформатор – наиболее надежный прибор в электротехнике, радиотехнике и электронике. Срок его службы может измеряться десятилетиями. О чем свидетельствуют опыты по закапыванию работающих под напряжением трансформаторов в землю в середине прошлого века, которые работают до сих пор.

Трансформатор состоит из магнитопровода и двух или более обмоток, одна из которых является первичной или сетевой, а остальные – вторичными обмотками. Электрическая энергия преобразуется в электромагнитное поле и через магнитопровод передается между обмотками. КПД трансформатора достаточно высок. Еще одним преимуществом является гальваническая развязка между обмотками.

Магнитопровод выполняется из электротехнической стали марок 2212 и др., или феррита. Существует несколько форм магнитопровода. Наиболее распространненным, экономически эффективным и массовым в производстве является Ш-образный магнитопровод из штампованных Ш и I образных пластин. Обмотки выполняются из медного, иногда алюминиевого эмальпровода.

Бывают и электронные (импульсные) трансформаторы на микросхемах и транзисторах. Их преимуществами являются меньшие габариты и вес, а недостатками – ненадежность, неустранимые до конца импульсные помехи, плохая несинусоидальная форма выходного сигнала со множеством гармоник, что влияет на качество работы питаемых или находящихся поблизости устройств, мерцание света, помехи звука и изображения.

Стоимость обычных трансформаторов ниже стоимости электронных при мощности до 20 Ватт, равна им при мощности 20-30 Ватт, и выше при увеличении мощности. Это также зависит и от качества изготовления последних.

Ознакомиться с необходимыми блоками питания переменного напряжения Вы можете ознакомиться по нижеследующим ссылкам:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector