ГлавнаяСхемыИсточники питанияБлоки питанияСхема простого блок питания 5 В 1 А237858274.54
Очень часто для питания различных устройств, например, детские электронные игрушки, новогодние гирлянды, возникает необходимость в маломощном блоке питания 5 В, это довольно распространенный тип источника и, если для наладки собранного устройства подойдет лабораторный блок питания, то питать готовую конструкцию конечно же нужно собственным БП 5В.
В данной статье я постараюсь пошагово расписать построение трансформаторного блока питания на 5 вольт специально для начинающих радиолюбителей. Вообще написать статью о БП меня побудили предыдущие публикации:
Простая мигалка на светодиодахПростейшая мигалка на светодиодеПрограммируемый переключатель гирляндСветодиодная гирлянда на микроконтроллереПереключатель ёлочной гирлянды на ШИМ
Во всех перечисленных схемах требуется блок питания 5 В как основной или дополнительный источник. Наш БП 5 В будет трансформаторным, а не импульсным. По моему скромному мнению трансформаторный блок питания собрать и настроить легче, возможно по стоимости и габаритам импульсный предпочтительней, но если у вас завалялся старенький и к тому, же тороидальный «транс» на 7 — 10 В, то как говорится сам бог велел.
Структурная схема блока питания на 5 В:
Каждый блок пронумерован А1-А6. На принципиальной схеме каждый блок будет выделен, так сказать для наглядности. Рассмотрим, что представляет из себя каждый блок.
Сетевой фильтр (А1).
Предназначен для подавления высоковольтных и высокочастотных сетевых помех. С высоковольтными помехами успешно справляется варистор. А высокочастотными помехами займется RC фильтр.
Варистор – это полупроводниковый элемент, характеризующийся сопротивлением. Работает следующим образом: в рабочем режиме сопротивление варистора достаточно велико, напряжение не превышает пороговое значение варистора, и ток через него не течет. Как только напряжение достигает «порога» — сопротивление варистора понижается практически до нескольких десятков Ом и ток начинает протекать через него. Кратковременные высоковольтные импульсы гасятся варистором, а более длительное перенапряжение, как правило, выводит его из строя, иногда даже с громким хлопком.
Блоки питания 6 вольт 1 амперВ нашей схеме блока питания 5 В будем использовать RC фильтр, он уступает по эффективности LC фильтру, но зато дешевле и для нашего маломощного БП вполне подойдет.
Раньше никто не «заморачивался» сетевым фильтром, а теперь, какую бы вы бытовую технику не разобрали, обязательно увидите варистор, RC или LC фильтры тоже встречаются, но реже. Вызвано это массовым использованием импульсных блоков питания, которые передают в сеть такую «кашу» помех, что не всякий потребитель выдержит, поэтому производители электротехники пытаются хоть как-то обезопасить свою продукцию. Одним словом не рекомендую убирать из схемы блока питания сетевой фильтр.
Трансформатор (А2).
В нашем БП 5 В трансформатор играет ключевую роль, именно он понижает (преобразует) сетевое питание 220 В в низковольтное. Трансформатор должен быть силовым, рассчитан на сетевую частоту 50 Гц, с первичной обмоткой на 220 В и одной вторичной обмоткой на 7 — 10 В. Номинальная мощность трансформатора 4 — 8 Вт. Конструкция (тороидальный, броневой) в принципе особой роли не играет, какой найдете.
Еще такой момент, на трансформаторе указывают действующее значение напряжения (Uд), которое можно проверить, измерив вольтметром. А на выходе после фильтра (блок А4), по сути после диодного моста и сглаживающего конденсатора, мы получим амплитудное значение (Uа). Зависимость между амплитудным и действующим напряжениями такая:
Uа = 1,41xUд
Т.е. если в блоке питания вторичная обмотка трансформатора выдает 7 — 10 В, то на фильтре-конденсаторе (А4) мы приблизительно получим 10 — 14 В. Забегая наперед скажу, что для нас это не опасно, т.к. стабилизатор напряжения (А5) работает до 40 В на входе. Теоретически, да и практически, мы можем взять трансформатор с большим напряжением и на выходе стабилизатора получить необходимые 5 В. Куда денется разница? Правильно – в тепло! А нам это не надо, мы строим рациональный блок питания 5 В.
Выпрямитель (А3).
Превращает переменное напряжение на входе в постоянное на выходе. Будем использовать двухполупериодный выпрямитель – диодный мост.
Блок питания (12 Вольт) своими руками. Схема блока питания на 12 ВольтФильтр (А4).
Предназначен для сглаживания напряжения после выпрямителя. Используется обычный электролитический конденсатор достаточно большой емкости. Чем больше емкость конденсатора, тем меньше пульсации. У конденсатора кроме емкости есть еще такой параметр как напряжение, будьте внимательны и берите конденсаторы с запасом. Мы условились, что в блоке питания на 5 В вторичная обмотка трансформатора (А2) будет на 7 — 10 В и с учетом повышения напряжения в 1,41 раз возьмем конденсатор не менее 25 В. В момент, когда конденсатор заряжается, протекающий через диодный мост ток увеличивается т.к. необходимо обеспечить и заряд и нагрузку. Обратное напряжение диода тоже велико – происходит суммирование входного и выходного напряжений. Поэтому диоды для выпрямителя нужно подбирать с запасом по параметрам.
Стабилизатор напряжения (А5).
Это микросхема, служит для стабилизации диапазона напряжений на входе в четко установленное значение на выходе. Логично, что входное напряжение должно быть больше выходного, как правило, не менее чем на 3 В. Максимальный порог обычно ограничен 30 — 40 В. Стабилизатор лучше брать в корпусе TO220 и установить на радиатор, по крайней мере, в нашем блоке питания на 5 В я рекомендую это сделать.
Индикатор (А6).
В повседневной жизни мы уже настолько привыкли, что любая техника нам весело подмигивает светодиодом, когда мы ее включаем, то я решил, что индикатор рабочего режима не помешает в БП 5 В. Он состоит из светодиода и токоограничивающего резистора. Светодиод красного или зеленого цвета свечения на напряжение 1,5 В или 3 В, только посчитайте правильно сопротивление резистора. Сопротивление токоограничивающего резистора рассчитывается по формуле:
R = (Uпит — Uсвет)/Iсвет, где
Uпит – напряжение источника питания;
Uсвет – прямое напряжение светодиода;
Как проверить блок питания компьютера на работоспособностьIсвет – прямой ток светодиода.
Рекомендую воспользоваться отличным калькулятором для расчета токоограничивающего резистора.
Пора переходить от теории к практике. Вашему вниманию предлагается принципиальная схема блока питания 5 В:
Для наглядности на схеме БП выделены блоки согласно структурной схемы. Пройдемся по схеме.
Первым идет предохранитель FU1, не забывайте про него в своих конструкциях, это очень важный элемент. Нередко, жертвуя собой, он спасает всю схему. Предохранитель должен быть рассчитан на ток 0,15 А, можно взять и мощней, но до 0,5 А, это на тот крайний случай когда 0,15 А сгорает. Все зависит от качества трансформатора. Больше 0,5 А не ставьте ни в коем случае!
Выключатель SA1 любой подходящий, лучше конечно если у него будет две группы контактов как показано на схеме. Отлично подойдет на 250 В, 6 А. Ставить с подсветкой в блок питания не советую, у нас в качестве индикатора будет светодиод который стоит на выходе БП и в отличии от неонки в кнопке сигнализирует о работе всех предстоящих компонентов.
Далее по схеме блока питания 5 В идет варистор RU1. Можно любой, я поставил JVR-07N471K. Главное чтобы так называемое классификационное напряжение было 470 В, не меньше – будет греться, и не больше – будет пропускать перенапряжение.
Сопротивление резисторов R1 и R2 5 — 20 Ом, мощность до 2 Вт. Если при сборке блока питания эти резисторы у вас окажутся рядом – оденьте на них термоусадку или кембрик, таким образом, их нужно изолировать друг от друга, потому что собственная изоляция резисторов штука ненадежная. На предлагаемой ниже печатной плате эти резисторы разнесены, тем не менее, лишняя изоляция не повредит.
Конденсатор C1 неэлектролитический пленочный серии К73-17 номинальное напряжение 630 В, емкость 0,1 — 0,47 мкФ.
Про трансформатор Т1 для блока питания 5 В уже говорили, вкратце напомню – первичная обмотка 220 В, вторичная 7 — 10 В, мощность 4 — 8 Вт.
Фильтр блока питания, он же конденсатор электролитический C2 типа К50-35. Электролитические конденсаторы имеют полярность, на корпусе маркируется минус, в схеме указывается плюс, будьте внимательны, если перепутаете ба-бах обеспечен. Тоже произойдет, если напряжение питания превысит номинальное конденсатора. Емкость 2200 — 4700 мкФ, меньше нельзя из-за роста пульсаций, больше — нет смысла. Напряжение 25 В и выше. Не забывайте мы условились, что в собираемом БП вторичная обмотка на 10 В, не больше, учитывая повышение в 1,41 раз, получаем с запасом 25 В. Вообще, при подборе трансформатора умножайте примерно на 1,5 подаваемое на конденсатор напряжение (т.е. с учетом 1,41) – это будет запас на прочность.
5 В блок питания собран на одностороннем фольгированном стеклотекстолите размерами 60х26 мм. Предохранитель FU1, выключатель SA1 и трансформатор Т1 располагаются отдельно. Светодиод HL1 по желанию, его можно вынести на корпус.
Печатная плата блока питания 5 В со стороны элементов выглядит так:
А со стороны выводов элементов выглядит следующим образом:
Предлагаю вам скачать печатную плату блока питания 5 В в формате .lay в конце этой статьи.
В наладке правильно собранный блок питания 5 В не нуждается.
Список файлов
bp_5v.lay
Печатная плата блока питания 5 В
- Загрузок: 1557
- Размер: 23 Kb
Оцените статью11111Рейтинг 4.54 (63 Голоса)Лабораторный регулируемый импульсный блок питанияРегулируемый источник питания 12В
Войдите чтобы комментировать
Рано или поздно перед самодельщиками встает вопрос – от чего питать самоделку, светодиодную ленту и т.д. Можно мастерить блок питания самостоятельно, можно купить новый, готовый. Есть несколько «народных» блоков, хорошо себя зарекомендовавших. Однако есть еще вариант – покупка блоков питания бывших в эксплуатации, но все еще обладающих хорошими характеристиками. На этот раз мне попался блок на 12 Вольт и аж 5 Ампер.
Запас по мощности нужно иметь всегда, даже если устройство потребляет 2,3,4 Ампера. Вполне блок подойдет и для питания популярного паяльника TS100 или появившегося недавно .
Как всегда, для начала характеристики:
Уже заказывал б/у блоки питания, все они оказались рабочими и всегда приезжали в простых пластиковых пакетах. Не стал исключением и этот образец.
О том, что блок б/у говорят обрезки входных и выходных проводов. Однако грязи и пыли нет совсем, а значит прежде блок эксплуатировался в закрытом корпусе. Судя из названия лота, прежде блок обеспечивал питанием монитор.
Массивные компоненты блока зафиксированы «герметиком» и легко пережили дорогу. Немного досталось одному радиатору. Он крепится к плате штырьками, которые впаиваются в плату. Видимо в дороге где-то прижали, радиатор наклонился внутрь блока и повредился участок дорожки под пайкой. Проблема небольшая и легко поправимая.
Габаритные размеры платы практически соответствуют заявленным.
Все платы б/у блоков, что мне попадались, были сделаны из гетинакса и не имели креплений под винты так, как в корпус вставлялись по направляющим и прижимались крышкой.
Блок аккуратно собран, следы флюса есть только в местах ручной пайки проводов. Легко заметить, что высоковольтная (горячая) часть схемы отделена от «холодной» части промежутком шириной приблизительно один сантиметр без каких-либо проводников. Как бонус, остались резиновые уплотнители на нижней стороне платы. Под оптопарой, которую увидим позже, традиционно сделана прорезь в плате. Это не вентиляция, это защита от дуги в случае пробоя оптопары. Маркировку ШИМа рассмотреть не удалось, затерта царапинами.
Входной фильтр имеет не один, а два дросселя, что плюс. Есть варистор и конденсатор Х2 типа. Кроме того, в наличии предохранитель, который в моем случае оказался оторван с одной стороны, но легко был восстановлен. Под термоусадкой на нем нашлась надпись 3,15 ампер 250 Вольт.
Все конденсаторы в схеме блока питания установлены от известного производителя Jamicon. Выходной фильтр набран из трех конденсаторов (1000, 1000 и 470 мкФ. Все на 16 Вольт) и дросселя.
Чтобы рассмотреть входной конденсатор, транзистор, сдвоенные диоды и межобмоточный конденсатор пришлось открутить и выпаять радиаторы. Места контакта корпусов транзистора и сдвоенных диодов оказались промазаны термопастой. Под диодами не по всему пятну, но есть.
Выпрямитель построен на диодной сборке KBP206 на 600 Вольт и 2Ампера, вполне достаточных в данном случае.
Помехоподавляющий конденсатор Х2 типа емкостью 0,47 мкФ.
В качестве высоковольтного полевого транзистора FTA06N60D в изолированном корпусе.
Межобмоточный конденсатор применен, как и положено, Y1 типа, которые в случае нештатной ситуации не замыкаются, а разрушаются.
Сняв радиатор, можно рассмотреть маркировку оптопары и прорезь в плате. Здесь применили широко распространенную PC817.
Сдвоенные диоды Шоттки MBR20100CT с максимальным током через один диод 10 Ампер.
Чтобы рассмотреть маркировку сглаживающего конденсатора выпрямителя, пришлось его вызволять из герметика и выпаивать. Заявленная емкость 82 мкФ при питании от сети 220 Вольт взята даже с приличным запасом, исходя из соотношения 1 мкФ на 1 Вт мощности.
Так, как блок б/у и работал в тесном корпусе, то параметры конденсаторов могли и измениться. Поэтому проверил все электролитические конденсаторы с помощью . В результате ни одного плохого конденсатора не нашел – емкость, ESR и утечка оказались на нормальном уровне.
82 мкФ 400 Вольт
Два конденсатора выходного фильтра по 1000 мкФ 16 Вольт показали практически одинаковые результаты.
А емкость конденсатора на 470 мкФ 16 Вольт оказалась даже выше заявленной.
Рядом с трансформатором и одним из радиаторов установлены еще два конденсатора по 10 мкФ 35 Вольт, которые оказались так же хорошими, несмотря на «теплое» соседство.
На холостом ходу блок ведет себя тихо, напряжение на выходе стабильно держится на уровне 12,18 Вольт.
Тестировал блок токами 1, 3 и 5 Ампер по полчаса.
При токе нагрузки 1 Ампер напряжение на выходе снизилось всего на 0,07 Вольт, а температура нагрева составила всего 38 градусов, что для данного блока скорее «разминочный» режим.
При токе 3 Ампера напряжение на выходе составило ровно 12 Вольт. Радиатор с диодами Шотки нагрелся до 51 градуса, что также абсолютно не критично.
При токе 5 Ампер напряжение немного просело, но виной тому скорее провода, щупы и крокодилы, да и назвать просадку критической нельзя. Ток в 5 Ампер блок держит, нагревшись всего до 67 градусов.
Максимум, при моем способе тестирования и коммутации, мне удалось снять с блока 5, 166 Ампер. Далее блок уходит в защиту со снижение напряжения до нуля, а его работа возобновляется после снятия нагрузки. Аналогичным образом блок ведет себя при коротком замыкании на выходе. И по всему диапазону нагрузок блок ведет себя тихо, без писка и наводок на радио.
И в завершении провел измерение уровня пульсаций.
Общепринятая методика подразумевает пайку дополнительных конденсаторов емкостью 1000 мкф и 0,1 мкф (керамика) непосредственно на выход блока питания и измерение пульсаций на их выводах.
Измерения проводились на холостом ходу и под нагрузкой 1, 3 и 5 Ампер при закрытом входе осциллографа, 10 мВ/деление и 10 µS развертки. Пульсации на выходе даже при 5 Амперах нагрузки не превысили 12 миллиВольт.
Увеличил развертку до 10 миллисекунд и получил результаты, так же сильно не отличающиеся от предыдущих. Максимум 18 миллиВольт!!!
Столь низкие пульсации заставили сомневаться, но многократно проведенные тесты других результатов не дали.
Уже из спортивного интереса отпаял дополнительные конденсаторы и вновь провел измерения при 10 мВ/деление и 10 µS развертки.
И в этом случае при максимальной нагрузке пульсации не превысили 30 миллиВольт.
При 10 мВ/деление и 10 миллисекундах развертки результаты оказались практически такими же, лишь удалось посмотреть характерную для импульсных блоков форму пульсаций на выходе.
Прежде уже имел дело с б/у блоками питания из магазина Banggood. Тогда это были блоки на и . Эксплуатирую их уже два года, и нареканий нет. Они так же отличаются стабильностью параметров и низкими пульсациями.
Однако порой требуется питать устройства с бОльшим током потребления и в этом случае обозреваемый блок более выгоден так, как в два раза мощнее.
Пару слов о ценнообразовании. Блоки доступны лотами по одному, три и пять штук. Если не планируется питать несколько устройств, то можно купить и один. Но если есть необходимость и планы использовать несколько блоков, то выгоднее купить лот из пяти блоков.
Подводя итог, можно говорить о честно заявленных характеристиках лота. Блок уверенно держит 5 Ампер при практически неизменном напряжении на выходе. Есть небольшой запас по мощности, наличие защиты по КЗ и перегрузке по току. Блок работает тихо и без наводок на радио. Ну, и большой плюс за низкие пульсации, низкую температуру нагрева, алюминиевые радиаторы и возможность не тратить время на построение источника питания для своих проектов.
- Цена: $4.99
Небольшой обзор на блок питания SUMPK, с тестированием под нагрузкой.
Доставка
Доставка происходила методом: AliExpress 无忧物流-标准 Заказ оформлен: Nov. 26 2019 Заказ отправлен: 26 ноября 2019 Заказ получен: 10 декабря 2019 Время в пути — 14 дней!
Распаковка
Внутри стандартного китайского желтого пакета — зарядное устройство просто в пакетике. К сожалению пупырки опять нет. 
По стандарту все заклеено пленочкой.
USB порты без маркировки. Дисплея так же не видно за темной пластиковой панелькой. 
Пленочка снимается, и блок питания мгновенно заляпывается.
Характеристики от производителя. Бренд: SUMPK Модель: А001 Максимальная выходная мощность: 15 Ватт Напряжение на входе: 110-240в 0.2А Напряжение на выходе: 5в
Тесты
Первым тестом проверим протоколы зарядки. Порты 2 и 3 имеют только Apple 2.4A. Порт номер 1, так же может в BC1.2. К сожалению, самсунговской 2А зарядки нет. Быстрых протоколов так же нет. 
Нагрузим реальными устройствами. Первым делом пошел iPhone XS. Уровень заряда — 51%. Кабель оригинал. Сразу после подключения, ток установился на 1.5А и рос др 2.3А, после чего упал до 2А и так и оставался на этом уровне. Напряжение никуда не скакало, как и ток. Зарядка прошла в штатном режиме. Нагрев минимален.
Далее подключим Xiaomi MI A2. Уровень заряда — 30%. Кабель короткий Ugreen с DATA линиями но стандарта USB 2.0. В начале ток подскочил до 2А, но медленно падал до 1.8А, где стабилизировался. Напряжение не просело. После полной зарядки нагрев минимален.
Подключением оба телефона что были выше. результат закономерный, на Iphone ушло 1.6А, xiaomi скушал 1.5А, общий ток в 3.1А как и заявлено. Тест длился 30 минут. Нагрев около 40с, никаких выключений нет.
Теперь синтетические тесты. Проходимся по токам. Начиная от работы без нагрузки, и заканчивая током в 3 ампера, напряжение достаточно стабильное, 5.2в, немного завышено для компенсации потерь на проводах. Ближе к 3.2А — потолок, напряжение хоть и немного но начинает проедать.Превышение нагрузки в 3.2 сопровождается сбросом напряжение, обычный СС режим, дальше бп выключается.
3A 30 минут. Тест показательный если вы собираетесь заряжать сразу 2 устройства. 10 минут- на корпусе 46с 20 минута — на корпусе 53с 30 минута — на корпусе 55с Зарядка выдержала тест, температура корпуса около 55c, внутри юсб портов — максимально 49с, цифры не страшные и даже с учетом того что внутри нагрев выше, пользоваться зарядкой в таком режиме можно без опасения, но я бы не стал, чем продлил бы жизнь ее компонентам. 
2А 30 минут. Более щадящий режим, в котором будут заряжаться большинство телефонов, ток у которых снижается спустя пол часа, примерно до 1.5 1.8А. 10 минут — на корпусе 40с 20 минут — на корпусе 42с 30 минут — на корпусе 42с Этот тест легче прошлого, и зарядка без проблем его выдержала. Температура достаточно низкая, а так же стабилизировалась на одной отметке, заряжать повербанки можно без проблем. Зарядка малым током. Заряжаем MiBand4, тестер запитан от внешнего бп. На обозреваемом блоке питания, экран даже не включился, но при этом светится зеленый диод, зарядка без проблем прошла, бп не выключился. 
Работа экрана. В обычное время без нагрузки он просто выключен. При подключении любой нагрузки выше 150-200мА, экран включается, несколько секунд показывает напряжение, и переходит в показание тока. Сразу стоит оговорится что на напряжение в таких блоках смотреть особо не стоит. С учетом падения на соединениях и проводах, потребитель получит чуть меньше чем заявлено. Что точно не меняется от производителя до потребителя, так это ток цепи, он един для всех, и обозреваемое устройство в целом неплохо справилось с задачей его замера. Конечно не идеально, но заметить что то неладное в зарядке того же телефона можно. Привирает немного, в большую сторону.
Заключение
В заключение скажу что зарядка неплохая. Она выдает ровно то что с нее заявлено. Уровень нагрева приемлемый, даже на полной нагрузке. Непонятно зачем такая грядка юсб, если любое устройство потребляет больше половины возможностей данного сзу. Глянцевый корпус так же не лучшая затея, он отлично собирает отпечатки, царапины и пыль. Брать можно, Плюсы • Дешево • Хорошее качество • Соответствие характеристикам • Экран как приятный бонусМинусы • 3 порта, 2 из которых не будут использоваться 90% времени. • Глянцевый корпусКУПОНp.s. Сейчас у продавца есть купон, с которым зарядка будет стоить 3.99$ или 247руб, что очень неплохо за сабж. Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта. Используемые источники:
- http://imolodec.com/powersupplies/skhema-prostogo-blok-pitaniya-5-v-1-a
- https://www.ixbt.com/live/diy-advice/poleznaya-pokupka-dlya-samodelschikov-b-u-no-godnyy-blok-pitaniya-na-12-volt-5-amper.html
- https://mysku.ru/blog/aliexpress/77748.html
Загрузка...
Самодельный регулируемый блок питания от 0 до 14 Вольт.
Схема простого блок питания 5 В 1 А
ТЕМА: Уменьшить выходное напряжение импульсного блока питания.
Переделываем блок питания в картинках