Андрей Смирнов
Время чтения: ~19 мин.
Просмотров: 7

Как работает простой и мощный импульсный блок питания

12В 0.4А»>2-PCS-5W-AC-DC-12V-450mA-Power-Supply-Buck-Converter-Step-Down-Module.jpg

  • Цена: $2.23 за пару +доставка

Сразу хочу предупредить, что по блокам питания у нас Кирич, и я даже пытаться не буду приблизиться к его уровню обзоров 😉 Я просто кратко опишу и покажу что это за БП, выводы делайте сами. С моей точки зрения — выходной сигнал грязноват, но для нетребовательных потребителей пойдёт. Я его брал когда столкнулся с необходимостью какое-то термореле по-быстрому запустить от 220, и пришлось чего-то там городить на ходу. Решил взять «чтобы было» для таких случаев. Размеры блоков — 21х30х12 (высота) миллиметров. Для масштаба положил 2032.621bf7.jpg В одном блоке был кривовато запаян трансформатор, оно работало, но неаккуратненько, поэтому перепаял. Так что сборка на уровне чуть лучше чем «а что вы хотели за эти деньги». 😉 Фоточки крупнее:

ШИМ-контроллер THX208 мостик MB6S диоды RS1M и SR2100, оптрон EL357, ну и TL431 Конденсаторы: по входу chongx 4.7uF 400V, по питанию ШИМ chongxin 22uF 50V, на выходе huanog 470uF 16V. Я б сказал что 16В для 12В импульсника маловато, лучше бы на 25, но это моё мнение. Схему не разрисовывал, но так «на глаз» — близко к типовой, что-то типа этого: Ну, понятное дело что резисторы делителя другие, их видно на фото. При работе горит красный светодиод4283fe.jpg На ХХ напряжение почти ровно 12В Ну и видны помехи по выходу. собственно, амплитуда их примерно одинакова — 0.4-0.5В, с повышением нагрузки растёт частота. На фото измерение при нагрузке 350мА. Небольшое тестирование Как видим до 0.4А напряжение держится очень хорошо, потом начинает падать, и при 500мА проседает до 8.5В. Реакцию на КЗ не проверял и не собираюсь, но думаю что сдюжит. Таким образом, я считаю, что данные БП рассчитаны на максимальный ток порядка 400мА, так что на «прогон» поставил на 350мА. К сожалению, в гараже нынче прохладно, так что перегреваться БП не будет в любом случае, поэтому я дал ему поработать всего минут 40, ибо совсем уж чистого эксперимента всё равно не выйдет. На фото соответственно до и после. Как видим — ничего не изменилось. Нагрев менее 60 градусов, причем сильнее всего греется трансформатор, да и то «рука терпит». К сожалению тепловизор имеет слишком малое разрешение чтобы разглядеть детали. Но органолептически — остальные детали вообще холодные. Выводы: весьма компактный БП средней паршивости. Подойдёт для нетребовательных к помехам по питанию устройств с потреблением до 400мА. Для чего-то более требовательного нужно наверно дроссель по выходу поставить, возможно керамикой какой зашунтировать выходной электролит.

  • Цена: 3.89+2.72+3.05+4.17

Блоки питания бывают не только на большую мощность, а и совсем маленькие, но от этого не менее полезные. Сегодня у меня на «операционном столе» четыре представителя этого класса блоков питания, но испытания у них будут такие же как всегда. Иногда возникает ситуация, когда необходим совсем маломощный блок питания. Например питания совсем маломощного устройства, датчика, ардуино подобного устройства или тому подобного. Можно конечно поставить большой блок питания, но тогда устройство заметно вырастает в габаритах, потому применяют малогабаритные и соответственно маломощные блоки питания. Впрочем тесты будут стандартные, как и сам стиль обзора. Но начну я сегодня не с упаковки, а с того, как эти БП (как минимум пара из них) путешествовали ко мне.Немного об их путешествииТак получилось, что я изначально отобрал для обзора несколько наиболее интересных на мой взгляд блоков питания, сразу пришли не все, но первая пара была отправлена DHLем за компанию с другим товаром. Я был несколько удивлен маршрутом их «странствования», хотя пришли они как было заявлено. Вообще я думал что DHL это фирма с более развитой логистикой, а в итоге они даже мою фамилию написали неправильно, хотя во всех документах она была указана корректно. Совсем немного об упаковке, чтобы не отвлекать от остального, спрячу под спойлер.УпаковкаВсе платы были упакованы в герметичные антистатические пакетики, три одноразовых, а один с защелкой. Что странно, дата отправки стоит почти на всех одна и та же, но пришли они с разницей в полтора месяца О_о Блоки питания действительно очень маленькие. Размеры я приведу по ходу обзора для каждой платы индивидуально, а пока общее фото в сравнении с известным спичечным коробком 🙂 Для начала самый маломощный представитель. Ссылка на товар в магазине, цена $3.89. Сразу сделаю общий комментарий. В магазине предоставлена не вся информация, указанная ниже найдена на других сайтах, но вполне реальна. Заявлены следующие характеристики: Входное напряжение — 110 ~ 370V DC, 85 ~ 264V AC Выходное напряжение — 12V Выходной ток — 83mA Мощность нагрузки — 1W КПД — 80% Точность поддержания выходного напряжения ±10% Уровень пульсаций — не более 100мВ Защита от КЗ и перегрузки выхода с автовосстановлением. Размеры платы — 26 х 24 х 12мм без выводов, с выводами 26 х 33 х 12мм расстояние между выводами 220В — 5мм, 12В — 2.5мм, но между входом и выходом расстояние не кратно 2.5мм и составляет 14.3мм На плате отсутствует предохранитель и входной и выходной фильтры, конструкция предельно простая. Входной конденсатор 2.2 мкФ (реально 1.9), выходной — 220мкФ (реально 183). Емкость достаточна для нормальной работы. ШИМ контроллер OB2535, максимальная мощность 5 Ватт. Практически все резисторы установлены точные, качество пайки нормальное, замечаний внешне не возникло, параллельно выходному конденсатору установлен керамический. Схема данного блока питания. Как я выше писал, это самый простой блок питания из четырех, он не имеет большинства узлов, свойственных большим БП, сделано это в угоду уменьшения размеров. В данном блоке питания нет привычной цепи обратной связи с оптроном, на таких маленьких мощностях это вполне оправдано. Но на самом деле измерение выходного напряжения есть, хоть и косвенное. Измерение происходит на обмотке питания микросхемы. Микросхема может работать в двух режимах — стабилизатора напряжения и стабилизатора тока. Под вторым номером идет немного более мощный блок питания.Ссылка на товар в магазине, цена $2.72. Если первый был на одно из самых распространенных напряжений, то этот имеет на выходе гораздо более редкое напряжение в 24 Вольта. Хотя судя по маркировке, есть версия и на 12 Вольт. Заявленные характеристики: Входное напряжение — 110 ~ 370V DC, 85 ~ 264V AC Выходное напряжение — 24V (существует версия 12 В 400мА и 3.3В 500мА) Выходной ток — 200mA Мощность нагрузки — 4,8W КПД — 85% Уровень пульсаций — не более 100мВ Размеры платы — 41 х 15 х 17мм Что интересно, трансформатор на этой плате стоит меньше по габаритам чем на предыдущей, но мощность заявлена заметно больше. ШИМ контроллер со встроенным высоковольтным транзистором, наименование — THX208, заявленная в даташите мощность 4 Ватта при входном диапазоне 85 ~ 264V. Негусто, так как заявленная мощность БП — 4.8 Ватта. Входной фильтр и предохранитель отсутствуют, вместо предохранителя стоит перемычка размера 0805. Выходной фильтр также не наблюдается. Входной конденсатор 4.7мкФ (реально 4.2), выходной 220мкФ (реально 242). Входной совсем впритык, выходной соответствует выходному току. Все резисторы применены точные, по крайней мере имеют соответствующую маркировку. Это радует, так как применение обычных резисторов обычно чревато уходом выходного напряжения по мере прогрева платы. В данном варианте уже присутствует обратная связь с применением оптрона и нормальная цепь измерения выходного напряжения с применением стабилитрона TL431. Третий товарищ смог меня удивить уже на этапе внешнего осмотра, но об этом чуть позже.Ссылка на товар в магазине, цена $3.05. Этот БП имеет довольно распространенное напряжение в 5 Вольт. в принципе я 5 Вольт БП и выбирал для обзора именно потому, что они могут быть довольно востребованными, так как сейчас это напряжение используется во многих местах. Заявленные характеристики. Входное напряжение — AC 85V — 265V Выходное напряжение — 5V Выходной ток — 1000mA Мощность нагрузки — 5W КПД — 85% Точность поддержания выходного напряжения ±0.1V Уровень пульсаций — не более 150мВ Размеры платы — 52 х 24 х 18мм У этого блока питания отсутствует предохранитель (вместо него перемычка 0 Ом), но уже есть входной и выходной фильтр и резистор ограничивающий пусковой ток. В блоке питания применен ШИМ контроллер AP8012, который имеет встроенный высоковольтный транзистор. мощность данного ШИМ контроллера составляет 5 Ватт (для данного размера микросхемы и диапазона входного напряжения). Также впритык, но тесты покажут кто есть кто. На этой плате уже присутствует помехоподавляющий конденсатор, причем Y1 класса, как и положено. БП пришел с небольшим повреждением, на дросселе отломился кусочек пластмассы, так как он был в пакете, то скорее всего «постаралась» почта. Но удивило меня другое. Я обозревал кучу разных блоков питания, но варистор по входу вижу в них впервые (может во второй раз, не уверен), да еще в таком мелком БП. В мощных и более дорогих БП нет, а здесь поставили, предохранитель бы ему еще 🙁 Входной конденсатор емкостью 4.7мкФ (реально 4.2), выходные 2шт 1000мкФ 10В (реально 2х 1095). Присутствует выходной помехоподавляющий дроссель. Печатная плата. Как и в прошлых блоках питания, здесь производитель также применил точные резисторы, радует 🙂 Пайка в целом нормальная, плата чистая. В схеме нет ничего нового, классика как она есть, фильтр, ШИМ контролер, TL431 на выходе. Ну и четвертый БП. Ссылка на товар в магазине, цена $4.17. Этот блок питания немного выбивается из общей картины, так как имеет мощность и габариты заметно больше чем у предыдущих, но меня неоднократно спрашивали про БП с такими характеристиками, поэтому я решил добавить к обзору и его. Для начала характеристики: Входное напряжение — AC 85V — 265V Выходное напряжение — 5V Выходной ток — 2000mA (кратковременный 2500мА) Мощность нагрузки — 10W (макс 11 Ватт) КПД — 85% Точность поддержания выходного напряжения ±0,1V Размеры платы — 60 х 31 х 20мм Первая плата из обозреваемых, на которой присутствует полноценный предохранитель. Также установлен входной и выходной помехоподавляющие дроссели и термистор для ограничения пускового тока. На этой плате установлен уже более мощный диод, также присутствует помехоподавляющий конденсатор Y1 класса (маркировка на фото не попала). Входной конденсатор емкостью 15мкФ (реально 15.2) и выходные суммарной емкостью 2000мкФ (реально 2110). Емкость соответствует требуемой. В этом БП уже применили маломощный ШИМ контроллер с внешним полевым транзистором, это обусловлено отчасти тем, что мощность Бп все таки больше чем у предыдущих. Как и в предыдущих БП, резисторы применены точные, но почему то в районе выходного разъема присутствуют следы пайки, хотя в целом плата чистая и аккуратная. Что интересно, в выходной цепи есть место под дополнительный резистор, включенный параллельно нижнему резистору делителя обратной связи. Устанавливая резистор на это место можно поднять выходное напряжение. ШИМ контроллер я не опознал, но скорее всего это 63D12, ближайший аналог FAN6862 Схема очень похожа на один из блоков питания, который я обозревал ранее, почти 1 в 1, отличие только в номиналах некоторых элементов. Так, внешне осмотрели, теперь пора бы перейти и к тестам. В этот раз я буду использовать простенькую электронную нагрузку, так как не вижу смысла в применении мощной, тем более что она довольно сильно шумит, а тесты предполагали быть долгими. Тестировать БП я буду в том же порядке, что и описывал выше, но методика тестирования будет немного отличаться от то, что я использовал в предыдущих обзорах. Так как БП маленькие, то методика была такая: Проверка в режиме ХХ (а точнее при токе в 20мА), после этого 15 минут тест с нагрузкой в 50%, измерение температур, тест с нагрузкой 100%, измерение температур. Дальше повышение нагрузки пока не наступит одно из ограничений (перегрузка, перегрев или выход БП из строя). Все результаты потом будут сведены в одну таблицу.ТестыИтак первый БП, 12 Вольт 1 Ватт. 1. Ток нагрузки 20мА (для БП такой мощности тяжело назвать это режимом холостого хода). 2. Ток нагрузки 50мА, напряжение чуть поднялось, но в целом все нормально 1. Ток нагрузки 100мА, пульсации выросли до 80мВ, но в остальном изменений нет. 2. Ток нагрузки 150мА, пульсации 90мВ (заявлено макс 100), напряжение неизменно. 1. Ток нагрузки 200мА, пульсации 100мВ, напряжение 12.1. 2. Ток нагрузки 250мА, пульсации 100мВ, напряжение 12.1 Если честно, то этот БП меня не просто удивил. при такой простоте схемотехники и таких выходных параметрах он меня поразил. БП сдался только при токе более 250мА, это в 3 раза больше заявленного тока, при этом БП был холодным и пульсации не превышали заявленные. При превышении тока в 250мА напряжение на выходе падает резко, срабатывает защита от перегрузки, при уменьшении тока напряжение восстанавливается. Второй БП, 24 Вольт 200мА, 4.8 Ватта 1. Ток нагрузки 20мА. напряжение немного занижено и составило 23.6 Вольта 2. Ток нагрузки 100мА, пульсации 70мВ. напряжение неизменно 1. Ток нагрузки 200мА, это 100% мощности, пульсации 80-90мВ, но вполне в пределах допустимого, особенно с учетом того, что фильтра по выходу БП нет. 2. Ток нагрузки 260мА. это предельный ток для этого БП. Выше я написал что предельный ток 260мА. Если повышать ток нагрузки, то этот БП не уходит в защиту с отключением выхода, а просто начинает снижать выходное напряжение. 260мА это порог когда напряжение на выходе неизменно. Третий БП. 5 Вольт, 1 Ампер, 5 Ватт. Этот БП имеет на выходе помехоподавляющий дроссель, что должно положительно сказаться на уровне пульсаций. 1. Ток нагрузки 20мА, напряжение 4.98 Вольта, пульсации минимальны. 2. Ток нагрузки 500мА, напряжение немного снизилось. Часть напряжения упала на проводах (в этот раз я измерял уже после проводов), в таблице напряжение будет скорректировано с учетом этой погрешности измерения. 1. Ток нагрузки 1 Ампер, 100% мощности, все параметры в норме. 2. Ток нагрузки 1.5 Ампера. Выходное напряжение опустилось чуть ниже заявленного значения, но БП работает с полуторакратной перегрузкой, так что все нормально. Пульсации немного выросли, но в данном случае начала сказываться низкая емкость входного электролита. Это видно по осциллограмме, пульсации не ВЧ, а НЧ. Если немного увеличить емкость входного конденсатора, то даже при таком токе будет нормально. Четвертый БП, 5 Вольт, 2 Ампера, 10 Ватт. 1. Ток нагрузки 20мА (вот для этого БП это точно режим холостого хода). 2. Ток нагрузки 1 Ампер, напряжение предсказуемо «просело», В этом БП почему то поставили слишком маленький выходной дроссель, поэтому пульсации по выходу имеют вполне заметный уровень, в отличии от предыдущего «подопытного», но пока не превышают 100мВ. 1. Ток нагрузки 2 Ампера, 100% мощности. Интересно, но уровень пульсаций уменьшился. 2. Ток нагрузки 2.5 Ампера, выходное напряжение и уровень пульсаций в пределах нормы. Но к этому БП есть небольшой замечание, в работе он издает небольшой «писк» в диапазоне токов от 100мА до 250мА. Тесты закончены. Теперь табличка с результатами тестирования, но для начала список причин прекращения теста соответственно номеру БП 1. БП ушел в защиту при токе 250мА с отключением выхода. 2. БП снизил выходное напряжение ниже предела допуска 3. Тест прекращен из-за высокой температуры ШИМ контроллера. 4. Тест прекращен из-за высокой температуры выходного диода. Теперь можно делать какие то выводы.Первый БП. Конструкция совсем простая, отсутствует предохранитель и фильтры, но БП который имеет трехкратную перегрузочную и такую высокую стабильность выходного напряжения уже достоин уважения. Предохранитель можно добавить, хотя с тем что БП явно разрабатывался для работы в составе какого нибудь устройства, то чаще он уже присутствует на основной плате.Второй БП, БП вписался в заявленные параметры, но не имеет запаса по мощности, при нагрузке в 1.3 раза больше заявленной БП уходит в защиту, хотя запас по нагреву есть и большой. Также плохо что нет предохранителя 🙁Третий БП. В штатном режиме работает отлично, уровень пульсаций самый низкий из протестированных БП, но не рекомендую использовать при токе более 1 Ампера (собственно больше никто и не обещал). из минусов — отсутствие предохранителя и хуже стабилизация выходного напряжения. Четвертый БП. Неплохая стабильность выходного напряжения, пульсации есть, но в пределах допустимого. Есть выходной и выходной фильтр, но выходной дроссель слабоват для БП такой мощности. Если в плане нагрева дроссель работает нормально, то из-за небольшой индуктивности Бп имеет заметный уровень пульсаций на выходе.Общее по всем БП. Все БП прошли тесты, одни лучше, другие хуже, но заявленным характеристикам соответствуют. Удивили характеристики самого первого БП, при заявленной мощности в 1 Ватт выдать без проблем 3 Ватта. Этот БП точно в Китае делали? Также удивило наличие правильных помехоподавляющих конденсаторов в 5 Вольт БП и наличие варистора в БП 5 Вольт 1 Ампер, их и на более мощные Бп то не ставят, а здесь… На этом вроде все, как всегда жду вопросов, уточнений и дополнений в комментариях, надеюсь что обзор были полезен. Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

В большинстве современных электронных устройств практически не используются аналоговые (трансформаторные) блоки питания, им на смену пришли импульсные преобразователи напряжения. Чтобы понять, почему так произошло, необходимо рассмотреть конструктивные особенности, а также сильные и слабы стороны этих устройств. Мы также расскажем о назначении основных компонентов импульсных источников, приведем простой  пример реализации, который может быть собран своими руками.

Содержание

Конструктивные особенности и принцип работы

Из нескольких способов преобразования напряжения для питания электронных компонентов, можно выделить два, получивших наибольшее распространение:

  1. Аналоговый, основным элементом которого является понижающий трансформатор, помимо основной функции еще и обеспечивающий гальваническую развязку.
  2. Импульсный принцип.

Рассмотрим, чем отличаются эти два варианта.

БП на основе силового трансформатора

Рассмотрим упрощенную структурную схему данного устройства. Как видно из рисунка, на входе установлен понижающий трансформатор, с его помощью производится преобразование амплитуды питающего напряжения, например из 220 В получаем 15 В. Следующий блок – выпрямитель, его задача преобразовать синусоидальный ток в импульсный (гармоника показана над условным изображением). Для этой цели используются выпрямительные полупроводниковые элементы (диоды), подключенные по мостовой схеме. Их принцип работы можно найти на нашем сайте.

uproshhennaya-strukturnaya-shema-analogovogo-bp.jpg
Упрощенная структурная схема аналогового БП

Следующий блок играет выполняет две функции: сглаживает напряжение (для этой цели используется конденсатор соответствующей емкости) и стабилизирует его. Последнее необходимо, чтобы напряжение «не проваливалось» при увеличении нагрузки.

Приведенная структурная схема сильно упрощена, как правило, в источнике данного типа имеется входной фильтр и защитные цепи, но для объяснения работы устройства это не принципиально.

Все недостатки приведенного варианта прямо или косвенно связаны с основным элементом конструкции – трансформатором. Во-первых, его вес и габариты, ограничивают миниатюризацию. Чтобы не быть голословным приведем в качестве примера понижающий трансформатор 220/12 В номинальной мощностью 250 Вт. Вес такого агрегата – около 4-х килограмм, габариты 125х124х89 мм. Можете представить, сколько бы весила зарядка для ноутбука на его основе.

ponizhayushhij-transformator-oso-025.jpg
Понижающий трансформатор ОСО-0,25 220/12

Во-вторых, цена таких устройств порой многократно превосходит суммарную стоимость остальных компонентов.

Импульсные устройства

Как видно из структурной схемы, приведенной на рисунке 3, принцип работы данных устройств существенно отличается от аналоговых преобразователей, в первую очередь, отсутствием входного понижающего трансформатора.

strukturnaya-shema-impulsnogo-bloka-pitaniya.jpg
Рисунок 3. Структурная схема импульсного блока питания

Рассмотрим алгоритм работы такого источника:

  • Питание поступает на сетевой фильтр, его задача минимизировать сетевые помехи, как входящие, так и исходящие, возникающие вследствие работы.
  • Далее вступает в работу блок преобразования синусоидального напряжения в импульсное постоянное и сглаживающий фильтр.
  • На следующем этапе к процессу подключается инвертор, его задача связана с формированием прямоугольных высокочастотных сигналов. Обратная связь с инвертором осуществляется через блок управления.
  • Следующий блок – ИТ, он необходим для автоматического генераторного режима, подачи напряжения на цепи, защиты, управления контроллером, а также нагрузку. Помимо этого в задачу ИТ входит обеспечение гальванической развязки между цепями высокого и низкого напряжения.

В отличие от понижающего трансформатора, сердечник этого устройства изготавливается из ферримагнитных материалов, это способствует надежной передачи ВЧ сигналов, которые могут быть в диапазоне 20-100 кГц. Характерная особенность ИТ заключается в том, что при его подключении критично включение начала и конца обмоток. Небольшие размеры этого устройства позволяют изготавливать приборы миниатюрных размеров, в качестве примера можно привести электронную обвязку (балласт) светодиодной или энергосберегающей лампы.

primer-miniatyurnyh-impulsnyh-bp.jpg
Пример миниатюрных импульсных БП
  • Далее вступает в работу выходной выпрямитель, поскольку он работает с высокочастотным напряжением, для процесса необходимы быстродействующие полупроводниковые элементы, поэтому для этой цели применяют диоды Шоттки.
  • На завершавшей фазе производится сглаживание на выгодном фильтре, после чего напряжение подается на нагрузку.

Теперь, как и обещали, рассмотрим принцип работы основного элемента данного устройства – инвертора.

Как работает инвертор?

ВЧ модуляцию, можно сделать тремя способами:

  • частотно-импульсным;
  • фазо-импульсным;
  • широтно-импульсным.

На практике применяется последний вариант. Это связано как с простотой исполнения, так и тем, что у ШИМ неизменна коммуникационная частота, в отличие от двух остальных способов модуляции. Структурная схема, описывающая работу контролера, показана ниже.

strukturnaya-shema-shim-kontrolera.jpg
Структурная схема ШИМ-контролера и осциллограммы основных сигналов

Алгоритм работы устройства следующий:

Генератор задающей частоты формирует серию прямоугольных сигналов, частота которых соответствует опорной. На основе этого сигнала формируется UП пилообразной формы, поступающее на вход компаратора КШИМ. Ко второму входу этого устройства подводится сигнал UУС, поступающий с регулирующего усилителя. Сформированный этим усилителем сигнал соответствует пропорциональной разности UП (опорное напряжение) и UРС (регулирующий сигнал от цепи обратной связи). То есть, управляющий сигнал UУС, по сути, напряжением рассогласования с уровнем, зависящим как от тока на грузке, так и напряжению на ней (UOUT).

Данный способ реализации позволяет организовать замкнутую цепь, которая позволяет управлять напряжением на выходе, то есть, по сути, мы говорим о линейно-дискретном функциональном узле. На его выходе формируются импульсы, с длительностью, зависящей от разницы между опорным и управляющим сигналом. На его основе создается напряжение, для управления ключевым транзистором инвертора.

Процесс стабилизации напряжения на выходе производится путем отслеживания его уровня, при его изменении пропорционально меняется напряжение регулирующего сигнала UРС, что приводит к увеличению или уменьшению длительности между импульсами.

В результате происходит изменение мощности вторичных цепей, благодаря чему обеспечивается стабилизация напряжения на выходе.

Если сравнивать аналоговые и импульсные устройства одинаковой мощности, то у последних будут следующие преимущества:

  • Небольшие размеры и вес, за счет отсутствия низкочастотного понижающего трансформатора и управляющих элементов, требующих отвода тепла при помощи больших радиаторов. Благодаря применению технологии преобразования высокочастотных сигналов можно уменьшить емкость конденсаторов, используемых в фильтрах, что позволяет устанавливать элементы меньших габаритов.
  • Более высокий КПД, поскольку основные потери вызывают только переходные процессы, в то время как в аналоговых схемам много энергии постоянно теряется при электромагнитном преобразовании. Результат говорит сам за себя, увеличение КПД до 95-98%.
  • Меньшая стоимость за счет применения мене мощных полупроводниковых элементов.
  • Более широкий диапазон входного напряжения. Такой тип оборудования не требователен к частоте и амплитуде, следовательно, допускается подключение к различным по стандарту сетям.
  • Наличие надежной защиты от КЗ, превышения нагрузки и других нештатных ситуаций.

К недостаткам импульсной технологии следует отнести:

Наличие ВЧ помех, это является следствием работы высокочастотного преобразователя. Такой фактор требует установки фильтра, подавляющего помехи. К сожалению, его работа не всегда эффективна, что накладывает некоторые ограничения на применение устройств данного типа в высокоточной аппаратуре.

Особые требования к нагрузке, она не должна быть пониженной или повышенной. Как только уровень тока превысит верхний или нижний порог, характеристики напряжения на выходе начнут существенно отличаться от штатных. Как правило, производители (в последнее время даже китайские) предусматривают такие ситуации и устанавливают в свои изделия соответствующую защиту.

Сфера применения

Практически вся современная электроника запитывается от блоков данного типа, в качестве примера можно привести:

  • различные виды зарядных устройств;
    zaryadki-i-vneshnie-bp.jpg
    Зарядки и внешние БП
  • внешние блоки питания;
  • электронный балласт для осветительных приборов;
  • БП мониторов, телевизоров и другого электронного оборудования.
impulsnyj-modul-pitaniya-monitora.jpg
Импульсный модуль питания монитора

Собираем импульсный БП своими руками

Рассмотрим схему простого источника питания, где применяется вышеописанный принцип работы.

principialnaya-shema-impulsnogo-bp.jpg
Принципиальная схема импульсного БП

Обозначения:

  • Резисторы: R1 – 100 Ом, R2 – от 150 кОм до 300 кОм (подбирается), R3 – 1 кОм.
  • Емкости: С1 и С2 – 0,01 мкФ х 630 В, С3 -22 мкФ х 450 В, С4 – 0,22 мкФ х 400 В, С5 – 6800 -15000 пФ (подбирается),012 мкФ, С6 — 10 мкФ х 50 В, С7 – 220 мкФ х 25 В, С8 – 22 мкФ х 25 В.
  • Диоды: VD1-4 – КД258В, VD5 и VD7 – КД510А, VD6 – КС156А, VD8-11 – КД258А.
  • Транзистор VT1 – KT872A.
  • Стабилизатор напряжения D1 — микросхема КР142 с индексом ЕН5 – ЕН8 (в зависимости от необходимого напряжения на выходе).
  • Трансформатор Т1 – используется ферритовый сердечник ш-образной формы размерами 5х5. Первичная обмотка наматывается 600 витков проводом Ø 0,1 мм, вторичная (выводы 3-4) содержит 44 витка Ø 0,25 мм, и последняя – 5 витков Ø 0,1 мм.
  • Предохранитель FU1 – 0.25А.

Настройка сводится к подбору номиналов R2 и С5, обеспечивающих возбуждение генератора при входном напряжении 185-240 В.

Используемые источники:

  • https://mysku.me/blog/aliexpress/69742.html
  • https://mysku.ru/blog/china-stores/36705.html
  • https://www.asutpp.ru/impulsnyj-blok-pitaniya.html

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации