ТЕМА: Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания.

Домашний мастер часто сталкивается с поломками сложной бытовой техники из-за отказов ее электрической схемы. Не всегда удается сразу выполнить такой ремонт. Часто требуются знания про импульсные блоки питания, принципы работы их составных частей.

Такие работники популярны, всегда востребованы, заслуживают уважения. Однако не все так сложно в этом вопросе, как кажется на первый взгляд.

Я выделил 7 правил, по которым работает любой ИБП, постарался объяснить их простыми словами для новичков. А что получилось — оценивайте сами.

Содержание статьи

Блоки питания — это электротехнические устройства, которые изменяют характеристики промышленной электроэнергии до уровня параметров, необходимых для работы конечных механизмов.

Они подразделяются на трансформаторные и импульсные изделия.

• 
• 

• 
• 

Силовой трансформатор понижает входное напряжение и одновременно обеспечивает гальваническую развязку между электрической энергией первичной и вторичной цепи.

Трансформаторные модули тратят значительную часть мощности на электромагнитные преобразования и нагрев, имеют повышенные габариты, вес.

Импульсные блоки питания: как работает структурная схема и взаимодействуют ее части — краткое пояснение

Правило №1 всех ИБП: чем выше рабочая частота, тем лучше. Преобразование электроэнергии выполняется не на промышленных 50 герц, а на более высоких сигналах в пределах 1÷100кГц.

За счет этого снижаются потери и общий вес всех элементов, но усложняется технология. Принципы работы импульсного блока питания помогает понять его структурная схема.

Показываю ее составные части прямоугольниками, связи стрелками, а форму выходного сигнала из каждого блока — мнемонической фигурой преобразованного напряжения (темно синий цвет сверху).

Сетевой фильтр пропускает через себя промышленную синусоиду. Одновременно он отделяет из нее все посторонние помехи.

Очищенная от помех синусоида поступает на выпрямитель со сглаживающим фильтром. Он превращает полученную гармонику в сигнал напряжения строго постоянной формы действующей величины.

Следующим этапом начинается работа инвертора. Он из постоянного стабилизированного сигнала формирует высокочастотные колебания уже не синусоидальной, а практически строго прямоугольной формы.

Преобразованная в подобный вид электрическая энергия поступает на силовой высокочастотный трансформатор, который, как и обычный аналоговый, видоизменяет ее на пониженное напряжение с увеличенным током.

После силового трансформатора наступает очередь работы выходного выпрямителя.

Заключительным звеном работает сглаживающий выходной фильтр. После него на блок управления бытового прибора поступает стабилизированное напряжение постоянной величины.

Качество работы импульсного блока поддерживается за счет создания в рабочем состоянии обратной связи, реализованной в блоке управления инвертора. Она компенсирует все посадки и броски напряжения, вызываемые колебаниями входной величины или коммутациями нагрузок.

Пример монтажа деталей показан на фотографии платы импульсного блока питания ниже.

Сетевой выпрямитель имеет в своем составе предохранитель на основе плавкой вставки, диодный мост, электромеханический фильтр, набор дросселей, конденсаторы развязки со статикой.

Накопительная емкость сглаживает пульсации.

Оптопара в узле обратной связи обеспечивает оптическую развязку электрических сигналов.

Разберем все эти части подробнее.

Схемы сетевых фильтров импульсных и высокочастотных помех: 4 типа конструкций

Правило №2: у качественных ИБП в конструкции блока должен работать надежный фильтр в/ч сигналов.

Важно понимать, что импульсы высокой частоты играют двоякую роль:

1. в/ч помехи могут приходить из бытовой сети в блок питания;
2. импульсы высокочастотного тока генерируются встроенным преобразователем и выходят из него в домашнюю проводку.

Причины появления помех в бытовой сети:

• апериодические составляющие переходных процессов, возникающие от коммутации мощных нагрузок;
• работы близкорасположенных приборов с сильными электромагнитными полями, например, сварочных аппаратов, мощных тяговых электродвигателей, силовых трансформаторов;
• последствия погашенных импульсов атмосферных разрядов и других факторов, включая наложение высокочастотных гармоник.

Помехи ухудшают работу радиоэлектронной аппаратуры, мобильных устройств и цифровых гаджетов. Их необходимо подавлять и блокировать внутри конструкции импульсного блока питания.

Основу фильтра составляет дроссель, выполненный двумя обмотками на одном сердечнике.

Дроссели могут быть выполнены разными габаритами, намотаны толстой или тонкой проволокой на больших или маленьких сердечниках.

Начинающему мастеру достаточно запомнить простое правило: лучше работает фильтр с дросселем большого магнитопровода, увеличенным числом витков и поперечным сечением проволоки. (Принцип: чем больше — тем и лучше.)

Дроссель обладает индуктивным сопротивлением, которое резко ограничивает высокочастотный сигнал, протекающий по проводу фазы или нуля. В то же время оно не оказывает особого влияния на ток бытовой сети.

Работу дросселя эффективно дополняют емкостные сопротивления.

Конденсаторы подобраны так, что закорачивают ослабленные дросселем в/ч сигналы помех, направляя их на потенциал земли.

Принцип работы фильтра в/ч помех от проникновения на блок питания входных сигналов показан на картинке ниже.

Между потенциалами земли с нулем и фазой устанавливают Y конденсаторы. Их конструктивная особенность — они при пробое не способны создать внутреннее короткое замыкание и подать 220 вольт на корпус прибора.

Между цепями фазы и нуля ставят конденсаторы, способные выдерживать 400 вольт, а лучше — 630. Они обычно имеют форму параллепипеда.

Однако следует хорошо представлять, что ИБП в преобразователе напряжения сами выправляют сигнал и помехи им практически не мешают. Поэтому такая система актуальна для обычных аналоговых блоков со стабилизацией выходного сигнала.

У импульсного блока питания важно предотвратить выход в/ч помех в бытовую сеть. Эту возможность реализует другое решение.

Как видите, принцип тот же. Просто емкостные сопротивления всегда располагаются по пути движения помехи за дросселем.

Третья схема в/ч фильтра считается универсальной. Она объединила элементы первых двух. Y конденсаторы в ней просто работают с двух сторон каждого дросселя.

У самых дорогих и надежных устройств используется сложный фильтр с дополнительно подключенными дросселями и конденсаторами.

Сразу же показываю схему расположения фильтров на всех цепочках блока питания: входе и выходе.

Обратите внимание, что на кабель, выходящий из ИБП и подключаемый к электронному прибору, может быть дополнительно установлен ферритовый фильтр, состоящий из двух разъемных полуцилиндров или выполненный цельной конструкцией.

Примером его использования является импульсный блок питания ноутбука. Это уже четвертый вариант применения фильтра.

Сетевой выпрямитель напряжения: самая популярная конструкция

Правило №3: после выхода с фильтра напряжение подается на схему выпрямителя, состоящего в базовой версии из диодного моста и электролитического конденсатора.

В ходе электрического преобразования форма синусоиды, состоящая из полуволн противоположных знаков, вначале меняется на сигнал положительного направления после диодной сборки, а затем эти пульсации сглаживаются до практически постоянной амплитудной величины 311 вольт.

Такой сетевой выпрямитель напряжения заложен в работу всех блоков питания.

Преобразователь импульсного напряжения: объяснение простыми словами с поясняющими картинками

Правило №4: выпрямленный сигнал подвергается широтно-импульсной модуляции на силовом ключе под управлением ШИМ контроллера.

Силовой ключ выполняется первичной обмоткой высокочастотного трансформатора. Для эффективной трансформации в/ч импульсов до 100 килогерц конструкцию магнитопровода делают из альсифера или ферритов.

На обмотку трансформатора от цепей управления через в/ч транзистор поступают импульсы сигналов в несколько десятков килогерц.

Прямоугольные импульсы тока подаются по времени, чередуются с паузами, обозначаются единицей (1) и нулем (0).

Продолжительность протекания импульса или его ширина в каждый момент низкочастотного синусоидального напряжения соответствует его амплитуде: чем она больше, тем шире ШИМ. И наоборот.

ШИМ контроллер отслеживает величину подключенной нагрузки на выходе импульсного блока питания. По ее значению он вырабатывает импульсы, кратковременно открывающие силовой транзистор.

Если подключенная к ИБП мощность начинает возрастать, то схема управления увеличивает длительность импульсов управления, а когда она снижается, то — уменьшает.

За счет работы этой конструкции производится стабилизация напряжения на выходе блока в строго определенном диапазоне.

Импульсный трансформатор: принцип работы одного импульса в 2 такта

Правило №5: импульсный трансформатор для блока питания передает каждый ШИМ импульс за счет двух преобразований электромагнитной энергии.

Во время преобразования электрической энергии в магнитную и обратно в электрическую с пониженным напряжением обеспечивается гальваническое разделение первичных входных цепей с вторичной выходной схемой.

Каждый ШИМ импульс тока, поступающий при кратковременном открытии силового транзистора, протекает по замкнутой цепи первичной обмотки трансформатора.

Его энергия расходуется:

1. вначале на намагничивание сердечника магнитопровода;
2. затем на его размагничивание с протеканием тока по вторичной обмотке и дополнительной подзарядкой конденсатора.

По этому принципу каждый ШИМ импульс из первичной сети подзаряжает накопительный конденсатор.

Генераторы ИБП могут работать по простой однотактной или более сложной двухтактной технологии построения.

Однотактная схема импульсного блока питания: состав и принцип работы

На стороне 220 расположены: предохранитель, выпрямительный диодный мост, сглаживающий конденсатор, биполярный транзистор, цепочки колебательного контура и коллекторного тока, а также обмотки импульсного трансформатора.

Однотактная схема импульсного блока питания создается для передачи мощности 10÷50 ватт, не более. По ней изготавливают зарядные устройства мобильных телефонов, планшетов и других цифровых гаджетов.

В выходной цепочке трансформатора используется выпрямительный диод Д7. Он может быть включен в прямом направлении, как показано на картинке, или обратно, что важно учитывать.

При прямом включении импульсный трансформатор накапливает индуктивную энергию и передает ее в выходную цепь к подключенной нагрузке с задержкой по времени.

Если диод включен обратно, то трансформация энергии из первичной схемы во вторичную цепь происходит во время закрытого состояния транзистора.

Однотактная схема ИБП отмечается простотой конструкции, но большими амплитудами напряжения, приложенными к виткам первичной обмотки импульсного трансформатора.

Двухтактная схема импульсного блока питания: 3 варианта исполнения

Более высокий КПД и пониженные потери мощности являются неоспоримыми преимуществами этих ИБП по сравнению с однотактными моделями.

Простейший вариант исполнения двухполупериодной методики показан на картинке.

Если в нее дополнительно подключить два диода и один сглаживающий конденсатор, то на этом же трансформаторе получается двухполярная схема.

Она распространена в усилителях мощности, работает по обратноходовому принципу. В ней через каждую емкость протекают меньшие токи, обеспечивающие повышенный ресурс конденсаторов при эксплуатации.

Продлить ресурс работы электролитических конденсаторов в ИБП можно заменой одного большой мощности несколькими составными. Ток будет распределяться по всем, что вызовет меньший нагрев. А отвод тепла с каждого отдельного происходит лучше.

Прямоходовая схема блока питания имеет в своей конструкции дроссель, который выполняет функцию накопления энергии. Для этого два диода направляют поступающие импульсы ШИМ на его вход в одной полярности.

Дроссель этих устройств изготавливается большими габаритами и устанавливается отдельно внутри платы ИБП. Он дополняет работу накопительного конденсатора.

Это наглядно видно по верхней форме сигнала, показанного осциллограммой выпрямления одного и того же блока без дросселя и с ним.

Прямоходовая схема используется в мощных блоках питания, например, внутри компьютера.

В ней выпрямлением тока занимаются диоды Шоттки. Их применяют за счет:

• уменьшенного падения напряжения на прямом включении;
• и повышенного быстродействия во время обработки высокочастотных импульсов.

3 схемы силовых каскадов двухтактных ИБП

По порядку сложности их исполнения генераторы выполняют по:

• полумостовому;
• мостовому;
• или пушпульному принципу построения выходного каскада.

Полумостовая схема импульсного блока питания: обзор

Конденсаторы С1, С2 собраны последовательно емкостным делителем. На него и переходы коллектор-эмиттер транзисторов Т1, Т2 подается напряжение постоянного питания.

К средней точке емкостного делителя и транзисторов подключена первичная обмотка трансформатора Тр2. С ее вторичной обмотки снимается выходное напряжение генератора, которое пропорционально входному сигналу ТР1, трансформируемому на базы Т1 и Т2.

Полумостовая схема ИБП работает для нагрузок от нескольких ватт до киловатт. Ее недостатком является возможность повреждения элементов при перегрузках, что требует использования сложных защит.

Мостовая схема импульсного блока питания: краткое пояснение

Вместо емкостного делителя предыдущей технологии здесь работают транзисторы T3 и T4. Они попарно открываются совместно с Т1 и Т2: (пара Т1-Т4), (пара Т2-Т3).

Напряжение переходов эмиттер-коллектор у закрытых транзисторов не выше величины питающего напряжения, а на обмотке w1 ТР3 оно возрастает до значения U пит. За счет этого увеличивается величина КПД.

Мостовая схема сложна в наладке из-за трудностей с настройкой цепей управления транзисторов Т1÷Т4.

Пушпульная схема: важные особенности

Первичная обмотка выходного ТР2 имеет средний вывод, на который подается плюсовой потенциал источника питания, а его минус — на среднюю точку вторичной обмотки Т1.

Во время прохождения одного полупериода колебания работает один из транзисторов Т1 или Т2 и соответствующая ему часть полуобмотки трансформатора.

Здесь создается самый высокий КПД, малые пульсации и низкие помехи. Амплитудное значение импульсного напряжения на любой половине обмотки w1 ТР2 достигает величины U пит.

К напряжению перехода коллектор-эмиттер каждого транзистора добавляется ЭДС самоиндукции, и оно возрастает до 2U пит. Поэтому Т1 и Т2 надо подбирать на 600÷700 вольт.

Пушпульная схема ключевого каскада пользуется большей популярностью. Она применяется в наиболее мощных преобразователях.

Выходной выпрямитель: самое популярное устройство

Правило №6: сигнал, поступающий с выхода ИБП, выпрямляется и сглаживается.

Простейшая схема выпрямителя, состоящая из диода и накапливающего конденсатора, показана картинкой ниже.

Она может дорабатываться подключением дополнительных конденсаторов, дросселей, элементов фильтров.

Схема стабилизации напряжения: как работает

Правило №7: оптимальные условия для работы нагрузки при изменяющихся условиях эксплуатации обеспечивает принцип стабилизации вторичного напряжения.

Самая примитивная схема стабилизации выходного напряжения создается на дополнительной обмотке импульсного трансформатора.

С нее снимается напряжение и подается для корректировки величины сигнала первичной обмотки.

Лучшая стабилизация создается за счет контроля выходного сигнала с вторичной обмотки и отделения его гальванической связи через оптопару.

В ней используется светодиод, через который проходит ток, пропорциональный значению выходного напряжения. Его свечение воспринимается фототранзистором, который посылает соответствующий электрический сигнал на схему управления генератора ключевого каскада.

Повысить качество стабилизации выходного напряжения позволяет последовательное дополнение к оптопаре стабилитрона, как показано на примере микросхемы TL431 на картинке ниже.

Для закрепления материала в памяти рекомендую посмотреть видеоролик владельца Паяльник TV, который хорошо объясняет информацию про импульсные блоки питания: принципы работы на примере конкретной модели.

Надеюсь, что моя статья поможет вам выполнить ремонт ИБП своими руками за 7 шагов, которые я изложил в другой статье.

Задавайте возникшие вопросы в разделе комментариев, высказывайте свое мнение. Его будет полезно знать другим людям.

Добро пожаловать, Гость

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 18:43#1

На просторах инета частенько возникает подобная тема, но решения не нашёл. Поможете побороть? Имеется несколько стабилизированных импульсных блоков питания SNP-K039-H (24В/1А). Разборный корпус, габаритный трансформатор и мощный транзистор побудили изучить возможность незначительным изменением схемы получить на выходе напряжение, например 12В. Фото устройства вложил. Схему срисовал с платы (возможны неточности). Итак, приступим. К сожалению в сети не удалось найти параметры ШИМ FA5322. Но визуальный анализ схемы позволяет предположить, что по параметрам и принципу работы близка к ШИМ UC3842. Уменьшая сопротивление R11 в цепи делителя стабилитрона 1431T, можно уменьшить выходное напряжение до 19В. Уменьшая сопротивление чуть ниже 33 кОм и напряжение меньше 19В стабилизация пропадает. Выходное напряжение плавает 15…18В. Напряжение питания на 7 выводе ШИМ уменьшается до 10В, и я так понимаю она отключается. Стоит задача, без переделки трансформатора (залит компаундом) обеспечить питание ШИМ 13В при выходном 12В. Какие будут практические советы?

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 19:06#2

off-off пишет:Стоит задача, без переделки трансформатора (залит компаундом) обеспечить питание ШИМ 13В при выходном 12В. Какие будут практические советы?Вы уверены, что проблема именно в питании ШИМ? А даташит на него есть? Сколько он сам потребляет? Если все-таки надо питание поднять, тогда или дополнительный БП, по примеру ATX. Хотя еще не известно, как отреагирует ШИМ на такую подставу. Или умножитель, если будет хватать тока. Если есть хоть какой-то зазор между катушкой и сердечником трансформатора, можно попробовать пропихнуть пару витков последовательно с обмоткой питания.

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 19:29#3

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 19:43#4

off-off пишет:Одно из возможных решений какое встречал в сети, это на колечке К10х8х2 2000НМ мотать автотрансформатор и подключить к обмотке питания ШИМ. Цитата: «Данные трансформатора такие: 27витк + 12 витк, меньшее количество (27) приводило к насыщению сердечника и соответственно его нагреву». Но как его подключать так и не понял.Это наверно не автотрансформатор, а повышающий трансформатор (хотя может быть и автотрансформатор). Если так — подключается параллельно обмотке питания. Но это тоже, что и умножитель.off-off пишет:Также не совсем понятна роль конденсатора С7 между 4 и 5 ногой ШИМ.Может ключевое слово — TIMER.off-off пишет:Также есть мысль исследовать вторичку, на плате закорочены несколько выводов (на схеме отобразил)Думаю, это ошибка, закороченных витков/обмоток не должно быть. Может экранирующие обмотки…

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 20:55#5

Soir пишет:Может ключевое слово — TIMER.Учитывая, что я в рисовалке схем сам указывал назначение выводов, то видел, что писал…не факт что угадал. Но так как других частотно зависимых выводов не обнаружил — назначил его. Просто в одном из форумов по ремонту, в похожем БП с напряжением 12В, его ёмкость указывалась 1мк — ищу аналогии, может и ошиблись.. Ну что-ж, подберу материалы и намотаю колечко. Попробую подключить всё же по схеме автотрансформатора, как на рисунке. Как бы это угадать с напряжением, что бы не подпалить ШИМ? Хотя стабилитрон на 7 ноге не зря же стоит…

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 21:11#6

off-off пишет:Как бы это угадать с напряжением, что бы не подпалить ШИМ? Хотя стабилитрон на 7 ноге не зря же стоит…Нарисован правильно? Если так и есть, то при достижении напряжения питания величины его пробоя, сработает схема ограничения тока — ШИМ сам себя защитит. Наверно… При этом возможно провалит выходное напряжение.

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 22:39#7

der tod der russischen schweinen

не пойму. нахрена лезть в обвязку и пытаться расковырять трафу ( она залита для того чтобы не издавала писк ( видно задающий на околозвуке работает) просто выпаивается пара резисторов которе подключены к управляющему входу 431 и вместо них подпаять подстроечник на суммарный номинал этих сопротивления. И подбирая угол поворота вы получите все тоже но с нужным для вас выходным напряжением.

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 23:44#8

Igr44 пишет:И подбирая угол поворота вы получите все тоже но с нужным для вас выходным напряжением.»Якби все одно, то лазили б у вікно, а так дверей шукають.» 🙂 Я ж вже писав, що так можна регулювати лише 20% напруги. А знизити 24В до 12В потрібен або інший транс, або ШИМ…або й те та друге разом!

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 09 нояб 2015 23:49#9

der tod der russischen schweinen

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 10 нояб 2015 10:11#10

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 10 нояб 2015 10:14#11

Igr44 если на выходе напряжение уменьшить в два раза за счет шим, то и на обмотке самопитания микры напряжение снизится на столько же, логично, не? тут вопрос в том, на какое среднее напряжение расчитывали самопитание, и минимальное напряжение при котором начинает работу ШИМ.off-off, нормального снижения напряжения без как минимум перемотки вторички тут не получится. либо лепить костыли с трансом как Вы предлагали, либо повышающий дц-дц на 34063, для питания шим если ей нехватает

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 10 нояб 2015 11:04#12

der tod der russischen schweinen

Igr44 если на выходе напряжение уменьшить в два раза за счет шим, то и на обмотке самопитания микры напряжение снизится на столько же, логично, не? тут вопрос в том, на какое среднее напряжение расчитывали самопитание, и минимальное напряжение при котором начинает работу ШИМ. какая обмотка самопитания? шим легко без подпитки через диод запускается через последовательный набор резисторов. Сколько он сам потребляет? Так гугель в помощь, или букв много не найдете? По очень большому секрету скажу, что я более чем уверен что вы даже не пытались сыграть делителем в обратной связи.

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 10 нояб 2015 11:57#13

та, которая питает шим в рабочем режиме! а цепь из резисторов предназначена для первого запуска шим. Вы вообще представляете как работает импульсный бп, в данном случае обратноходовый?

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 10 нояб 2015 14:05#14

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 10 нояб 2015 15:17#15

der tod der russischen schweinen

а зачем мне количество постов?

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 11 нояб 2015 00:35#16

Блин, писал писал результаты эксперимента, и куда то делось сообщение :(…пойду спать.

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 11 нояб 2015 20:26#17

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 11 нояб 2015 21:04#18

По схеме автотрансформатора меньшим числом витков подключается к трансформатору, большим к диоду. Важна правильность соединения обмоток. Важен момент согласования сопротивления (не омического) обмоток основного трансформатора и повышающего. Ну и конечно, есть ли такая мощность в этой обмотке основного трансформатора при пониженном напряжении вообще. Как это все рассчитать — не знаю. Да и данных то никаких нет — ни по основному трансформатору, ни по ферритовому колечку… Наверно надо пробовать. В автотрансформаторе попробуйте не уменьшать первичную обмотку, а увеличивать вторичную. Что касается умножителя — задайте поиск. Вот первая попавшаяся схема удвоителя: Но опять же. Требуемая мощность должна быть в обмотке трансформатора, иначе ничего не выйдет ни с автотрансформатором, ни с умножителем, ни с преобразователем на 34063… — P.S. Чтобы обезопасить блок питания на время этих экспериментов, подключайте его в сеть 220V через последовательно включенную лампу накаливания. В данном случае наверно 25-40 Вт, если БП не нагружен.

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 12 нояб 2015 21:06#19

Igr44, прошу при цитировании сообщений использовать тег [ quote ][ /quote ] с указанием автора цитаты. Иначе непонятно кому и на какое сообщение Вы отвечаете. Уважайте читателей Ваших постов.

Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания. 13 март 2018 18:49#20

ich bin Ukrainian

Сьогодні на ремонт потрапив блок автоматики від воріт. Почав шукати причину. Дорожка перегнила. Ну то таке. Цікаве рішення стабілізатора понижуючого: від 7,5 до 76 вольт вхідной — 3,3 до 12 в (макс 1 А) вихідной напруги.MAX5035

Модераторы: wolf2000, Vakula, Айнцвайдрайченко, SoirtoozpickЭлектроника / Блоки питанияДобавлено 7 комментариев Приветствую, Самоделкины!Наверное, проблема о которой поговорим сегодня, знакома многим. Думаю, у каждого возникала необходимость увеличения выходного тока блока питания. Давайте же рассмотрим конкретный пример, у вас имеется 19-ти вольтовый адаптер питания от ноутбука, который обеспечивает выходной ток, ну предположим, в районе 5А, а вам нужен 12-ти вольтовый блок питания с током 8-10А. Вот и автору (YouTube канал «AKA KASYAN») понадобился однажды блок питания с напряжением 5В и с током в 20А, а под рукой имелся 12-ти вольтовый блок питания для светодиодных лент с выходным током в 10А. И вот автор решил его переделать.Да, собрать нужный источник питания с нуля или использовать 5-ти вольтовую шину любого дешевого компьютерного блока питания конечно можно, но многим самодельщикам-электронщикам будет полезно знать, как увеличить выходной ток (или в простонародье ампераж) почти любого импульсного блока питания. Как правило, источники питания для ноутбуков, принтеров, всевозможные адаптеры питания мониторов и так далее, делают по однотактным схемам, чаще всего они обратноходовые и построению ничем не отличается друг от друга. Может быть иная комплектация, иной ШИМ-контроллер, но схематика одна и таже. Однотактный ШИМ-контроллер чаще всего из семейства UC38, высоковольтный полевой транзистор, который качает трансформатор, а на выходе однополупериодный выпрямитель в виде одного или сдвоенного диода Шоттки.После него дроссель, накопительные конденсаторы, ну и система обратной связи по напряжению.Благодаря обратной связи выходное напряжение стабилизировано и строго держится в заданном пределе. Обратную связь обычно строят на базе оптрона и источника опорного напряжения tl431.Изменение сопротивления резисторов делителя в его обвязки, приводит к изменению выходного напряжения.Это было общим ознакомлением, а теперь о том, что нам предстоит сделать. Сразу необходимо отметить, что мощность мы не увеличиваем. Данный блок питания имеет выходную мощность около 120Вт.Мы собираемся снизить выходное напряжение до 5В, но взамен увеличить выходной ток в 2 раза. Напряжение (5В) умножаем на силу тока (20А) и в итоге получим расчетную мощность около 100Вт. Входную (высоковольтную) часть блока питания мы трогать не будем. Все переделки коснутся только выходной части и самого трансформатора.Итак, давайте начнем. Для начала автор решил убрать электролитические конденсаторы, которые стояли на выходе блока, чтобы заменить их на конденсатор с низким внутренним сопротивлением.Но позже после проверки оказалось, что родные конденсаторы тоже неплохие и имеют довольно низкое внутреннее сопротивление. Поэтому в итоге автор впаял их обратно.Далее выпаиваем дроссель, ну и импульсный трансформатор. Диодный выпрямитель довольно неплохой — 20-ти амперный. Самое хорошая то, что на плате имеется посадочное место под второй такой же диод. В итоге второго такого диода автор не нашел, но так как недавно из Китая ему пришли точно такие же диоды только слегка в другом корпусе, он воткнул пару штук в плату, добавил перемычку и усилил дорожки.В итоге получаем выпрямитель на 40А, то есть с двукратным запасом по току. Автор поставил диоды на 200В, но в этом нет никакого смысла просто у него таких много. Вы же можете поставить обычные диодные сборки Шоттки от компьютерного блока питания с обратным напряжением 30-45В и меньше.С выпрямителем закончили, идем дальше. Дроссель намотан вот таким проводом.Выкидываем его и берем вот такой провод.Мотаем около 5-ти витков. Можно использовать родной ферритовый стержень, но у автора поблизости валялся более толстый, на котором и были намотаны витки. Правда стержень оказался слегка длинным, но позже все лишнее отломаем. Трансформатор — самая важная и ответственная часть. Снимаем скотч, греем сердечник паяльником со всех сторон в течение 15-20 минут для ослабления клея и аккуратно вынимаем половинки сердечника. Оставляем все это дело минут на десять для остывания. Далее убираем желтый скотч и разматываем первую обмотку, запоминая направление намотки (ну или просто сделайте пару фоток до разборки, в случае чего они вам помогут). Второй конец провода оставляем на штырьке. Далее разматываем вторую обмотку. Также второй конец не отпаиваем. После этого перед нами вторичная (или силовая) обмотка собственной персоны, именно ее то мы и искали. Эту обмотку полностью удаляем.Она состоит из 4-ех витков, намотана жгутом из 8-ми проводов, диаметр каждого 0,55мм.Новая вторичная обмотка, которую мы намотаем, содержат всего полтора витка, так как нам нужно всего лишь 5В выходного напряжения. Мотать будем тем же способом, провод возьмем с диаметром 0,35мм, но вот количество жил аж 40 штук. Это гораздо больше чем нужно, ну, впрочем, сами можете сравнить с заводской обмоткой. Теперь все обмотки мотаем в том же порядке. Обязательно соблюдайте направление намотки всех обмоток, иначе ничего работать не будет.Жилы вторичной обмотки желательно залудить еще до начала намотки. Для удобства каждый конец обмотки разбиваем на 2 группы, чтобы на плате не сверлить гигантские отверстия для установки. После того как трансформатор установлен, находим микросхему tl431. Как уже ранее было сказано, именно она задает выходное напряжение.В ее обвязке находим делитель. В данном случае 1 из резисторов этого делителя, представляет из себя пару smd резисторов, включенных последовательно.Второй резистор делителя выведен ближе к выходу. В данном случае его сопротивление 20 кОм.Выпаиваем этот резистор и заменяем его подстроечным на 10 кОм.Подключаем блок питания в сеть (обязательно через страховочную сетевую лампу накаливания с мощностью в 40-60Вт). К выходу блока питания подключаем мультиметр и желательно не большую нагрузку. В данном случае это маломощные лампы накаливания на 28В. Затем крайне аккуратно, не дотрагиваясь платы, вращаем подстроечный резистор до получения желаемого напряжения на выходе.Далее все вырубаем, ждём минут 5, дабы высоковольтный конденсатор на блоке полностью разрядился. Затем выпаиваем подстроечный резистор и замеряем его сопротивление. После чего заменяем его на постоянной, либо оставляем его. В этом случае у нас еще и возможность регулировки выхода появится.После всего этого слегка нагрузим плату сначала автомобильной галогенкой, а затем адскими лампами от кинопроектора.Это сделано для того, чтобы понять насколько хорошо работает обратная связь. И как видите, выходное напряжение держится молодцом. После нужно усилить дорожки по вторичной цепи. Также желательно их дополнительно армировать проводом, токи тут будут уже в 2 раза больше чем раньше.Перед тем как все собрать обратно дополнительно пропаиваем плату (хотя пайка тут с завода была довольно хорошей). Намазываем термопасту на силовой транзистор и диоды выпрямителя. Кстати, если диоды такие как у автора, то их обязательно нужно изолировать от корпуса теплопроводящей прокладкой.И вот — плата в корпусе. Теперь пора протестировать блок. Для этого автор сделал нагрузку из нихрома, которая способна выжать из блока питания ток в 20 и более ампер.Токовые клещи будут нам показывать действующее значение тока на выходе, а мультиметр выходное напряжение.Мы только что сняли с блока ток более 20А, причем без просадки выходного напряжения. Во время закадровых замеров было даже 24А, при попытке снять больше срабатывала защита, то есть можно смело сказать, что наша переделка была успешной.На этом все. Благодарю за внимание. До новых встреч!Видео: Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь. Используемые источники:

• https://electrikblog.ru/impulsnye-bloki-pitaniya-printsipy-raboty-dlya-novichkov/
• https://www.sxem.org/forum/bloki-pitaniya/152-umenshit-vykhodnoe-napryazhenie-impulsnogo-bloka-pitaniya
• https://usamodelkina.ru/12073-uvelichivaem-tok-amperazh-bloka-pitanija.html