Главная Крыша Импульсный стабилизатор напряжения 12 вольт схема. Список элементов схемы регулируемого блока питания на LM317

Импульсный стабилизатор напряжения 12 вольт схема. Список элементов схемы регулируемого блока питания на LM317

Стабилизаторы напряжения являются важнейшей частью всех электронных схем, они дают непрерывное, устойчивое питание компонентам системы, обеспечивая стабильность её параметров и защиту при неисправностях в схеме или в первичном источнике напряжения. 12 вольт постоянного напряжения – наиболее востребованное, применяется для питания множества устройств, используемых отдельно или встроенных в различные конструкции.

Классический стабилизатор

Большинство систем питания построено по схеме линейного стабилизатора напряжения на 12 вольт, которая может иметь несколько вариантов исполнения:

Параллельный – регулировка с помощью включённого параллельно управляющего элемента;
Последовательный – включение элемента регулировки последовательно с нагрузкой.

Простейшим стабилизатором напряжения является стабилитрон, также называемый диодом Зенера – это диод, работающий постоянно в режиме пробоя. Напряжение, при котором наступает пробой, – это напряжение стабилизации, основной параметр стабилитрона. При параллельном включении нагрузки получается элементарный стабилизатор напряжения, примерно равного напряжению стабилизации.

Балластное сопротивление R определяет ток стабилитрона, указанный в спецификации. Такое решение отличается низким коэффициентом стабилизации, зависимостью от температуры и применяется при малых токах нагрузки для питания отдельных компонентов основной схемы. Возможно значительно увеличить выходной ток, если последовательно с нагрузкой установить мощный транзистор.

В этой схеме транзистор подключён последовательно с нагрузкой как эмиттерный повторитель, весь ток течёт через его переход. Уровнем на базе управляет стабилитрон: при возрастании тока на выходе на базу подаётся большее напряжение, проводимость транзистора увеличивается, и выходное напряжение восстанавливается. Мощность такого стабилизатора определяется типом транзистора и может достигать десятков ватт.

Важно отметить! В таком виде стабилизатор не защищён от перегрузки и короткого замыкания, при котором мгновенно выходит из строя. Для практического применения схема значительно усложняется: вводятся элементы ограничения тока и различные защитные функции.

Интегральный стабилизатор

Стабилизатор напряжения 12 вольт легко может быть реализован, если применить специализированный интегральный линейный стабилизатор из серии 78ХХ с фиксированным выходным напряжением. Для выходного напряжения 12 вольт выпускаются микросхемы 7812, у разных производителей они носят наименование LM7812, L7812, K7812 и т.д.

Отечественный аналог – КР142ЕН8Б. Производятся в корпусах TO – 220, TO – 3, D2PAK с тремя выводами. Эти микросхемы можно найти в блоках питания любой аппаратуры, они практически вытеснили стабилизаторы на дискретных элементах.

Основные характеристики стабилизатора в широко распространённом корпусе TO – 220:

Выходное стабилизированное напряжение – от 11,5 до 12,5 В;
Входное напряжение – до 30 В;
Выходной ток – до 1А;
Встроенная защита от перегрузки и короткого замыкания.

Входное напряжение должно превышать выходное (12 вольт) минимум на 3 вольта во всём диапазоне выходного тока. На выходной ток до 100 мА выпускается вариант микросхемы –78L12. Типовая схема включения позволяет своими руками собрать надёжный стабилизатор напряжения 12 вольт с характеристиками, подходящими для многих задач.

Схема имеет параметры стабилизации, аналогичные применённой микросхеме.

В некоторых случаях целесообразно использование микросхем серии 1083/84/85. Это интегральные стабилизаторы с выходным током 3, 5, и 7, 5 ампер. Устройства относятся к типу Low Dropout (с низким падением напряжения) – для них разница между входным и выходным напряжением может быть 1 вольт. Схема включения полностью соответствует микросхемам типа 7812.

Видео

От 0 до 12 вольт и током нагрузки до 1-го ампера представлен на рисунке 1.

Переменное напряжение 12 вольт выпрямляется диодным мостиком VD1…VD4, сглаживается фильтром С1 С2, подается на параметрический стабилизатор на стабилитроне VD1. Напряжение 12 вольт, выделенное на стабилитроне, приложено к резистору R2. С движка переменного резистора R2 напряжение подается на аналоговый ключ VT1 VT2, включенного по схеме составного транзистора. Степень открытия ключа зависит от положения движка переменного резистора R2, т.е. в нижнем по схеме положении регулятора, напряжение на базе равно нулю и транзисторы VT1 VT2 закрыты, напряжение в нагрузку не поступает. В верхнем по схеме положении регулятора R2, напряжение не базе максимально. Транзисторы открыты полностью, а напряжение с выпрямителя приложено к нагрузке, за исключением падения на переходе коллектор – эмиттер транзистора VT1.

В схеме регулируемого стабилизатора на рисунке 1 заложена схема по току на транзисторе VT3. ток на резисторе R4 превысит значение 1,2 ампера, за счет падения на нем открывается транзистор VT3, шунтируя тем самым переходом коллектор – эмиттер резистор R2, напряжение на R2 уменьшается, вызывая закрытие VT1 VT2.

Порог срабатывания по току подбирается сопротивлением R4, и при его сопротивлении 0,5 ома примерно равен 1,1…1,25 ампера.

Регулируемый стабилизатор от 0 до 12 вольт 3 ампера

Исключив из на рисунке 1 узел по току и заменив транзисторы VT1 VT2 на более мощные, можно построить регулируемый стабилизатор от 0 до 12 вольт с током в нагрузке до 3-х ампер. Схема такого стабилизатора представлена на рисунке 2.

В одном из своих я показал как сделать неплохой блок питания самому и жаловался, почему в продаже редко попадаются хорошие блоки питания. Этот блок питания мне понравился уже просто по картинке, но так как картинка бывает обманчива, я решил его рассмотреть поближе и испытать.
В обзоре будет описание, фотки, испытания и анализ небольшой ошибки при проектировке.
Продолжение читайте под катом.

Это то, как все изменилось. Регулятор напряжения имеет возможность сглаживания пульсации 3 В до менее 1 мв. В то же время он способен доставлять 1 ампер. Еще пять блоков питания с некоторыми полезными заметками от Билла Боудена. Переменный источник питания от 7в до 24 В с регулируемым током от 50 мА до 2 ампер с использованием дискретных компонентов - идеально подходит как запасное устройство. Если вы добавите два диода, напряжение снизится до 0В.

Однако этого должно быть достаточно, чтобы охватить эту тему. Это самый дешевый и простой в использовании. Некоторые из них довольно большие и громоздкие и позволяют использовать только одну точку питания, когда имеется двойная точка питания. Последняя версия представляет собой пакет обновления режима коммутатора. Пакет работает полностью прохладно, так как он эффективен более чем на 85%. Так происходит пакет плагинов. Существует также версия с 5 ампер. Это превосходит трансформатор «руки вниз».

Мои читатели наверняка помнят обзор «12 Вольт 5 Ампер блок питания или как это могло быть сделано.» Этот блок питания мне напомнил тот, что делал я в конце обзора:)

Но тесты и проверки это конечно хорошо, но начну я как всегда с того как это ехало и как приехало.
Приехал блок питания не один, про второй товар я расскажу в другой раз, думаю он будет не менее интересным. Ехал быстро, по треку добрался за 8 дней.
А вот к упаковке была претензия, но так как упаковку любят далеко не все, то я несколько фоток спрячу под спойлером.

Это в идеальных условиях

Следующим этапом в конструкции источника питания будет режим переключения. Как правило, всегда рекомендуется увеличить мощность электропитания и не превышать 70% максимальной мощности производителя.

Электрическая схема имеет мало комментариев

Электролитические конденсаторы и выпрямитель не включены в диаграмму и будут установлены отдельно. Для электролитических конденсаторов мы выбрали два конденсатора емкостью 700 мкФ параллельно, которые составляют в сумме 400 мкФ.

Мы разместили их рядом с печатной платой и в вертикальном положении

Что касается выпрямителя, его можно зафиксировать либо на охлаждающем ребрах, либо на основании металлической коробки. Отрицательный полюс выпрямителя также должен быть подключен к шасси коробки, чтобы избежать напевания. Интегрированный регулятор и силовой транзистор не являются таковыми в схеме, но их соединения. Поэтому при проектировании пластины их отверстия, по-видимому, помещают их под печатную плату . Отдельная глава заслуживает сопротивления датчика.

Упаковка

Пришел заказ в обычном сером пакете, обмотанный поролоновой лентой.

Вот к такой упаковке у меня и были претензии. Упаковщик просто сложил два моих пакетика, обмотал лентой и склеил скотчем, но края остались открытыми.
В итоге пакетики и рулон ленты ехали отдельно. Очень повезло, что ехали недолго и сами по себе были упакованы в отдельные пакеты, иначе могли прорвать упаковку своими радиаторами и вылезти наружу.

Вы можете увидеть характеристики сопротивления

Если вы не собираетесь использовать наши, вы не можете подключить это сопротивление. Задача этого сопротивления заключается в создании разности потенциалов между его концами в зависимости от тока, подаваемого источником питания. Абсолютно необходимо зафиксировать тело сопротивления охлаждающему плавнику, иначе он будет разрушен теплом. Значение сопротивления составляет 10 Ом и 30 Вт мощности, с допуском 1%, жемчужиной.

Представьте, что блок питания подает 1 ампер

Конечно, некоторые недостатки должны были иметь, а именно, что напряжения, задаваемые источником питания, должны быть измерены до прохождения сопротивления, поэтому погрешность измерения вольт будет составлять 1 вольт на ампер. И это максимальная погрешность измерения фактического измерения напряжения 1-вольтового источника питания, когда мы принимаем 10 ампер.

Давайте посмотрим на электрическую схему

То, что больше всего привлекает внимание электрической схемы , - ее нижняя часть. Мы разработали систему «предустановок» или выбор трех напряжений с помощью кнопки. Для этого мы адаптировали наш. Подключенные к реле 2 переменные резисторы и разъем, который перейдет к потенциометру управления, расположенному на передней панели, чтобы изменить напряжение.

Плата была упакована в привычный многим антистатический пакет, с не менее знакомой наклейкой.

Краткие характеристики:
Входное напряжение 85-265 Вольт
Выходное напряжение - 12 Вольт
Ток нагрузки - 6 Ампер номинальный, 8 Ампер максимальный.
Выходная мощность - 100 Ватт (максимальная)

Конструкция печатной платы

Мы создали «пресет» с 12 и 5 вольтами, которые являются напряженностью, которую мы используем больше всего. Таким образом, при нажатии один раз у нас есть 12 вольт, другая пульсация 5 вольт, другая пульсация, и мы меняем напряжение с помощью потенциометра. Мы сделали массовый план, так что наибольшая возможная часть меди покрыта отрицательным полюсом. В источниках питания это удобно, чтобы не напевать. Наш учебник. По всей видимости, вокруг схемы есть только две линии, красные на «верхнем» лице и синие на «нижней» поверхности. Когда вы нажмете на значок, массовая плоскость будет создана с обеих сторон. Источник питания, который мы описали, интегрирован и адаптирован для. Эта схема позволяет нам контролировать температуру источника питания и активировать вентилятор, когда зонд превышает запрограммированные нами градусы. Для измерения температуры мы можем поместить зонд или внутри коробки, измеряя температуру окружающей среды или, еще лучше, в контакте с охлаждающим ребрами. Кроме того, и как мы разместили выпрямитель под охлаждающим ребрами, он также проветрит его. И, конечно же, перемещение воздуха изнутри наружу будет также охлаждать остальные компоненты.

Сборка не будет полной без «элегантного» зажигания и остановки

Наконец, мы установили два предохранителя для защиты компонентов от возможных коротких замыканий или перенапряжений. Один из 10 ампер для выходного тока и другой из 8 ампер для ввода переменного тока в источник питания.

Некоторые фотографии готовой сборки

Задняя часть переменного источника питания 10 ампер уже завершена. Передняя часть блока питания уже завершена, с рабочим дисплеем. Деталь многофункционального дисплея. Фотогальваническая система Устройство батареи Применение с использованием энергии.

Что мы понимаем под оптимизацией

Солнечная батарея, как и батарея, по своей природе не «умна».

Размеры платы не очень большие, 107х57х30мм.

Есть чертежик с более точными размерами, думаю он будет полезен.

Сама плата выглядит очень аккуратно, полностью соответствует фотографии в магазине, что меня приятно удивило.

Большинство солнечных панелей предназначены для теоретического создания тока с номинальным напряжением 12 вольт. Фактически, большинство этих панелей могут создавать ток, напряжение которого колеблется между 16 вольтами и 36 вольтами. Проблема заключается в том, что аккумулятор обычно работает с номинальным напряжением 12 вольт. Точнее между 10, 5 В и 12, 7 В в зависимости от его состояния заряда. Для полной зарядки аккумулятора при зарядке требуется 13, 2 вольта при 14, 2 вольта.

Эти значения существенно отличаются от номинальных значений , создаваемых большинством фотоэлектрических солнечных панелей. Пример: рассмотрим, что у нас есть панель 120 Вт. Панель производит 120 Вт под определенным напряжением и током. Почему 120 Вт не равны 120 Вт?

На плате присутствуют довольно большие радиаторы, а сама плата выполнена в открытом исполнении, т.е. предназначена для установки в какое нибудь устройство и своего корпуса не имеет.
Брал я ее не просто так, а по делу:) Есть идея переделки одного из моих устройств, но так как я был не уверен в качестве данного блока питания, то решил сначала заказать и попробовать только его, так что будет продолжение. Ну по крайней мере я надеюсь на это.

Вопрос: Что произойдет, если вы подключите эту же панель 120 Вт к вашей батарее? Ответ: Вы не получите 120 Ватт! Ваша панель обеспечивает интенсивность 7, 1 ампер. Ваша батарея заряжается на 12 вольт. Отсутствующие 35 ватт не уходили в природе. Они просто не были подготовлены панелью. Действительно, панель и батарея не подходили «умным», чтобы нормально работать вместе.

Это еще хуже с низкой батареей и, следовательно, обеспечивает около 10, 5 вольт. Затем вы можете потерять более 35% ожидаемой мощности. Панель 120 Вт способна производить 120 Вт в очень специфических солнечных и температурных условиях. Если температура панели высокая, у вас не будет 17 вольт. Вы получите меньше 15 вольт в жарких зонах. Если вы начнете с панели, содержащей менее 15 вольт, у вас возникнет проблема, потому что напряжения недостаточно для зарядки аккумулятора.

На плате присутствует входной фильтр, ограничитель пускового тока и безвинтовой клеммник по входу 220 Вольт.
На силовом трансформаторе есть наклейка DC12V-8.
Выходная обмотка трансформатора намотана в 5 проводов

Пайка очень аккуратная, выводы обкушены довольно коротко, ничего не торчит, флюс смыт полностью. Отсутствующих компонетов нет.
Плата двухслойная с двухсторонним монтажом.
Но есть мелкое замечание, на каждом из радиаторов припаян только один крепежный вывод.
На мой взгляд это не очень хорошо. Что помешало припаять оба - непонятно.
Причем на фото магазина все абсолютно точно так же.
Отмечу то, что выходное напряжение измеряется в точке, максимально близкой к выходному разъему, за это плюс, влияет на точность удержания выходного напряжения.

Прежде всего, мы должны избегать путаницы вокруг термина «отслеживание» или «исследование». Термин «отслеживание панели» используется для описания мобильных механических систем, на которых могут монтироваться солнечные панели. Эти мобильные опоры предназначены для «следования» курсу солнца, чтобы оптимизировать угол наклона панели против солнечных лучей в течение дня. Эти системы работают по тому же принципу, что и подсолнечники, и позволяют добиться повышения энергоэффективности порядка 15% зимой и до 35% летом.

Поиск максимальной точки питания полностью выполняется в электронном виде, без какого-либо устройства или механической системы. Затем он вычисляет максимальный уровень мощности, который. Панель может доставлять аккумулятор, который батарея может принимать. . Из этого значения мощности он определяет наиболее подходящее напряжение, чтобы иметь максимальные ампер в батарее.

Основные компоненты платы поближе.
Установлен ШИМ контроллер CR6842S, который является полным аналогом более известного контроллера
Почти все установленные резисторы точные, не хуже 1%, об этом говорит четырехзначная маркировка.

Силовой транзистор 600 Вольт 20 Ампер, 0.19 Ома производства Infineon.
Еще одно мелкое замечание, слишком сильно закрутили крепежный винт и он вжал изолирующую втулку. Транзистор остался изолированным от радиатора, да и сам радиатор изолирован от других компонентов, но впечатление несколько подпортило.
Транзистор изолирован от радиатора пластинкой из слюды.

Имейте в виду, что аккумуляторные усилители являются наиболее важными. Фактические выгоды могут сильно различаться в зависимости от погоды, температуры, состояния заряда батареи и других факторов. Представим себе, что уровень заряда батареи низкий, скажем, около 11, 5 вольт.

Теперь вы получаете 120 ватт по прибытии. В идеале, чтобы добиться 100-процентной эффективности при преобразовании, вы должны иметь 10 А при напряжении 11, 5 вольт. Но вы должны включить аккумуляторное устройство с более высоким напряжением, чтобы заставить заряд усилителя зарядиться в аккумуляторном устройстве.

Немного отвлекусь, на фото виден мелкий электролитический конденсатор, судя по пайке его или впаивали потом или меняли, на работоспособность это никак не повлияло (ну или почти никак).
Дело в том, что при резком изменении нагрузки от нуля до 4 Ампер или более, БП может отключиться на 0.5 секунды. Я бы советовал заменить этот электролит на что нибудь типа 47мкФх50 В.
Если такие режимы не планируются, то можно оставить и так.

График максимальной точки питания. Зеленая кривая имеет пик, соответствующий максимальной точке мощности. Красная кривая имеет «классический» хребет. В условиях очень холодной погоды панель 120 Вт способна производить более 130 Вт, потому что чем ниже температура, тем выше выходная мощность. С другой стороны, при очень жарких температурных условиях, чем выше температура, тем ниже мощность, создаваемая панелью.

Ищете максимальную точку питания?

Короче говоря, когда можно восстановить больше мощности. Этот блок потребляет мощность постоянного тока в солнечных батареях, преобразует его в высокочастотный источник переменного тока и преобразует его обратно в постоянный ток , напряжение и интенсивность которого полностью соответствуют аккумулятору.

Выходная диодная сборка 100 Вольт 2х20 Ампер производства ST.
Радиатор на самом деле ровный, это он на фото так вышел:)

Так же видно пару выходных конденсаторов 1000мкФ х 35 Вольт, дроссель выходного фильтра и светодиод индикации включения блока питания.
Здесь разъем уже установили обычный, винтовой.
Хотя как по мне, для встраиваемой платы разъемы вообще вещь лишняя.

Преимущество высокочастотных схем заключается в том, что они могут быть спроектированы с очень эффективными трансформаторами небольшого размера. Эти регуляторы повышают эффективность панелей, но их эффективность очень изменчива. Бывает, что они теряют свою силу, что приводит к очень плохим результатам. Иногда это может произойти, если облако проходит над солнечными батареями. Затем линейная схема ищет следующую точку питания, оседает на ней, но не может вернуться к предыдущей точке, когда облако исчезает и солнце возвращается.

«Интеллектуальные» силовые поисковые системы

К счастью, это происходит не слишком часто. Эти системы действительно не требуют «интеллекта», за исключением фазы преобразования во время управления выходом. Интенсивность солнечного излучения, внешняя температура - напряжение аккумуляторного устройства. Они могут прерывать питание в течение нескольких микросекунд, чтобы проанализировать устройство питания и аккумуляторное устройство, чтобы внести необходимые корректировки.

Выходные конденсаторы установлены с хорошим запасом по напряжению, это очень хорошо.
Попутно я проверил емкость и ESR этих конденсаторов, вышло так же неплохо.
Прибор показал суммарную емкость и ESR, если пересчитать на каждый в отдельности, то будет примерно 1050мкФ и 30мОм.
Конденсаторы врядли фирменные, но характеристики вполне нормальные, порадовало рабочее напряжение в 35 Вольт, Я в своих БП обычно и то применяю конденсаторы на 25 Вольт.

Ну и «что бы два раза не бегать», проверил входной электролит.
Написано 82мкФ 400 Вольт 105 градусов.
Емкость почти в норме, ESR в норме.
Производитель конденсатора Taicon.

Ну и конечно начертил схему этого блока питания. Нумерация большинства компонентов соответствует печатной плате.

Для тестирования блока питания приготовил вот такую кучку всякого разного:)
Ничего необычного:
Нагрузочные резисторы 3 штуки 10 Ом и одна наборка дающая в сумме 3 Ома (5 шт по 15 Ом включенных параллельно) + вентилятор.
Мультиметр
Бесконтактный термометр
Осциллограф
Всякие соединители и провода.

Тестирование блока питания

Процесс тестирования включал в себя последовательное увеличение нагрузки, при этом после каждого повышения нагрузки я ждал около 15 минут, потом измерял температуру основных компонентов и переходил на следующий шаг увеличения нагрузки.
Делитель осциллографа все это время был в положении 1:1.

1. Режим холостого хода. Напряжение 12.29 Вольта.
2. Подключен один резистор 10 Ом, Напряжение немного просело до 12.28 Вольта.

1. Подключено 2 резистора 10 Ом, напряжение 12.28 Вольта.
2. Подключено 3 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

1. Подключена наборка сопротивлением 3 Ома + вентилятор, напряжение 12.27 Вольта
2. Наборка 3 Ома + резистор 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

Небольшое замечание, при подключении нагрузки более 4 ампер БП может отключиться на 0.5 секунды и потом включится опять. Это происходит только при переходе из режима холостого хода, хотя бы небольшая нагрузка убирает этот эффект полностью.

1. Наборка 3 Ома + 2 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.
2. Режим максимальной нагрузки, наборка 3 Ома + 3 резистора 10 Ом, напряжение 12.27 Вольта.

Как я писал выше, в процессе тестирования я измерял температуры разных компонентов.
Измерялись температуры:
Силового транзистора
Трансформатора
Выходного диода
Первого по схеме выходного конденсатора.

Для более точных показаний измерялась температура непосредственно транзистора и диодной сборки, а не их радиаторов.
При мощности нагрузки 80 Ватт температуру измерил два раза, второе измерение было после дополнительного 10 минутного прогрева.

Резюме:
Плюсы
Качественная сборка
Довольно качественные компоненты с запасом.
Соответствие заявленным параметрам.
Отличная точность стабилизации выходного напряжения
Не вижу необходимости в доработке.
Низкая цена.

Минусы
Замечание к упаковке (минус магазину)
Не пропаяно по одному крепежному контакту на радиаторе.

Мое мнение.
Если честно, то мне этот БП понравился уже внешне на фотке магазина, и была уже некоторая уверенность в том, что я получу в итоге, но одно дело видеть, а другое - попробовать.
БП оставил положительные эмоции, отлично подойдет как встраиваемый в какое то из самодельных устройств.
Конечно не обошлось и без минусов, но они очень малы, в сравнении с плюсами.

Блок питания для обзора был предоставлен магазином banggood.

Надеюсь, что мой обзор будет полезен.
Конечно можно сказать, что я расхваливаю товар, но могу сказать, что блоками питания я занимаюсь около 15 лет, собрал за это время более 1000 штук, сколько отремонтировал и переделал, счет потерял. Потому нормальную вещь не похвалить не могу. Видел вещи и получше, особенно БП пром серии, но там и ценник другой.
Так же можно рассмотреть такого БП, но на меньшую мощность.

Небольшое замечание китайским инженерам

Блок питания показал очень хорошие результаты, но есть небольшое замечание к конструкции, вернее к печатной плате.
Трассировка некоторых цепей выполнена неправильно, и если бы была как надо, то уровень пульсаций можно было бы еще уменьшить.
Покажу на примере.
1. Как сделано в блоке питания, этот участок можно увидеть на плате, я его немного упростил для наглядности.
2. Как это можно сделать лучше без перемещения компонентов на плате
3. как сделать еще лучше, но уже с перемещением компонентов.
Дело в том, что в силовых цепях нежелательно иметь участки, где ток может течь в двух направлениях, так как это увеличивает уровень помех.
Ток должен течь только в одном направлении.
В исходном варианте по одним и тем же дорожкам сначала течет ток заряда конденсатора, потом через них же течет ток разряда.

Планирую купить +349 Добавить в избранное Обзор понравился +174 +380

Блок питания 12 Вольт позволит осуществить питание практически любой бытовой техники , включая даже ноутбук. Обратите внимание на то, что на вход ноутбука подается напряжение до 19 Вольт. Но он прекрасно будет работать, если провести запитку от 12. Правда, максимальный ток составляет 10 Ампер. Только до такого значения потребление доходит очень редко, среднее держится на уровне 2-4 Ампер. Единственное, что следует учесть - при замене стандартного на самодельный использовать встроенную батарею не получится. Но все равно блок питания на 12 вольт идеально подходит даже для такого устройства.

Параметры блока питания

Самые главные параметры любого блока питания - это выходное напряжение и ток. Зависят их значения от одного - от используемого провода во вторичной обмотке трансформатора. О том, как провести выбор его, будет рассказано немного ниже. Для себя вы должны заранее решить, для каких целей планируется использовать блок питания 12 Вольт. Если необходимо запитывать маломощную аппаратуру - навигаторы, светодиоды, и прочее, то вполне достаточно на выходе 2-3 Ампер. И то этого будет много.

Но если вы планируете с его помощью осуществлять более серьезные действия - например, заряжать автомобиля, то потребуется на выходе 6-8 Ампер. Ток зарядки должен быть в десять раз меньше емкости АКБ - это требование обязательно учитывается. Если же возникает необходимость в подключении приборов, напряжение питания которых существенно отличается от 12 Вольт, то разумнее установить регулировку.

Как выбрать трансформатор

Первый элемент - это преобразователь напряжения. Трансформатор способствует преобразованию переменного напряжения 220 Вольт в такое же по амплитуде, только со значением, намного меньше. По крайней мере, вам нужно меньшее значение. Для мощных блоков питания за основу можно взять трансформатор типа ТС-270. У него высокая мощность, даже имеются 4 обмотки, которые выдают по 6,3 Вольт каждая. Они использовались для питания накала радиоламп. Без особого труда из него можно сделать блок питания 12 Вольт 12 Ампер, который сможет даже АКБ автомобиля заряжать.

Но если вас полностью не устраивают его обмотки, то можно вторичные все убрать, оставить только сетевую. И провести намотку провода. Проблема в том, как посчитать необходимое количество витков. Для этого можно воспользоваться простой схемой вычисления - посчитайте, сколько витков содержит вторичная обмотка , которая выдает 6,3 Вольт. Теперь просто разделите 6,3 на число витков. И вы получите величину напряжения, которое можно снять с одного витка провода. Осталось только высчитать, сколько нужно намотать витков, чтобы на выходе получить 12,5-13 Вольт. Будет даже лучше, если на выходе окажется на 1-2 Вольт напряжение выше требуемого.

Изготовление выпрямителя

Что такое выпрямитель и для чего он нужен? Это устройство на полупроводниковых диодах, которое является преобразователем. С его помощью превращается в постоянный. Для анализа работы выпрямительного каскада нагляднее использовать осциллограф. Если на перед диодами вы увидите синусоиду, то после них окажется практически ровная линия. Но мелкие куски от синусоиды все равно останутся. От них избавитесь после.

К выбору диодов стоит отнестись с максимальной серьезностью. Если блок питания на 12 Вольт будет использоваться в качестве зарядчика аккумулятора, то потребуется использовать элементы, у которых величина обратного тока до 10 Ампер. Если же намерены осуществлять питание слаботочных потребителей, то вполне достаточно окажется мостовой сборки. Вот тут стоит остановиться. Предпочтение стоит отдавать схеме выпрямителя, собранного по типу мост - из четырех диодов. Если применить на одном полупроводнике (однополупериодная схема), то КПД блока питания уменьшается практически вдвое.

Блок фильтров

Теперь, когда на выходе имеется постоянное напряжение , то необходимо, чтобы питания на 12 Вольт была немного усовершенствована. Для этой цели нужно использовать фильтры. Для питания бытовой техники достаточно применить LC-цепочку. О ней стоит рассказать более подробно. К плюсовому выходу выпрямительного каскада подключается индуктивность - дроссель. Ток должен проходить через него, это первая ступень фильтрации. Далее идет вторая - электролитический конденсатор с большой емкостью (несколько тысяч микрофарад).

После дросселя к плюсу подключается электролитический конденсатор. Второй его вывод соединяется с общим проводом (минусом). Суть работы электролитического конденсатора в том, что он позволяет избавиться от всей переменной составляющей тока. Помните, на выходе выпрямителя оставались небольшие кусочки синусоиды? Вот, именно от нее нужно избавиться, иначе блок питания 12 Вольт 12 Ампер будет создавать помеху для устройства, подключаемого к нему. Например, магнитола или радиоприемник будет издавать сильный гул.

Стабилизация напряжения на выходе

Для осуществления стабилизации выходного напряжения можно воспользоваться одним всего полупроводниковым элементом. Это может быть как стабилитрон с напряжением рабочим 12 Вольт, так и более современные и совершенные сборки типа LM317, LM7812. Последние рассчитаны на стабилизацию напряжения на уровне 12 Вольт. Следовательно, даже при условии, что на выходе выпрямительного каскада 15 Вольт, после стабилизации останется всего 12. Все остальное уходит в тепло. А это значит, что крайне важно устанавливать стабилизатор на радиатор.

Регулировка напряжения 0-12 Вольт

Для большей универсальности прибора стоит воспользоваться несложной схемой, которую можно соорудить за несколько минут. Такое можно воплотить при помощи ранее упомянутой сборки LM317. Только отличие от схемы включения в режиме стабилизации будет небольшое. В разрыв провода, который идет на минус, включается 5 кОм. Между выходом сборки и переменным резистором включено сопротивление около 220 Ом. А между входом и выходом стабилизатора защита от обратного напряжения - полупроводниковый диод . Таким образом, блок питания 12 Вольт, своими руками собранный, превращается в многофункциональное устройство. Теперь остается только произвести сборку его и градуировку шкалы. А можно и вовсе на выходе поставить электронный вольтметр, по которому и смотреть текущее значение напряжения.

24.06.2015

Представляем мощный стабилизированный блок питания на 12 В. Он построен на микросхеме стабилизатора LM7812 и транзисторах TIP2955, что обеспечивает ток до 30 А. Каждый транзистор может давать ток до 5 А, соответственно 6 транзисторов обеспечат ток до 30 А. Можно изменением количества транзисторов и получить желаемое значение тока. Микросхема выдает ток около 800 мА.

На его выходе установлен предохранитель в 1 А для защиты от больших переходных токов. Нужно обеспечить хороший теплоотвод от транзисторов и микросхемы. Когда ток через нагрузку большой, мощность рассеиваемая каждым транзистором также увеличивается, так что избыточное тепло может привести к пробою транзистора.

В этом случае для охлаждения потребуется очень большой радиатор или вентилятор. Резисторы 100 Ом используются для стабильности и предотвращения насыщения, т.к. коэффициенты усиления имеют некоторый разброс у одного и того же типа транзисторов. Диоды моста рассчитаны не менее, чем на 100 А.

Примечания

Наиболее затратным элементом всей конструкции, пожалуй, является входной трансформатор, Вместо него возможно использование двух последовательно соединенных батарей автомобиля. Напряжение на входе стабилизатора должно быть на несколько вольт выше требуемого на выходе (12В), чтобы он мог поддерживать стабильный выход. Если используется трансформатор, то диоды должны выдерживать достаточно большой пиковый прямой ток, обычно, 100А или более.

Через LM 7812 будет проходить не более 1 А, остальная часть обеспечивается транзисторами.Так как схема рассчитана на нагрузку до 30А, то шесть транзисторов соединены параллельно. Рассеиваемая каждым из них мощность – это 1/6 часть общей нагрузки, но все же необходимо обеспечить достаточный теплоотвод. Максимальный ток нагрузки приведет к максимальному рассеиванию, при этом потребуется крупногабаритный радиатор.

Для эффективного отвода тепла от радиатора, может быть хорошей идеей применение вентилятора или радиатора с водяным охлаждением. Если блок питания нагружен на максимальную нагрузку, а силовые транзисторы вышли из строя, то весь ток пройдет через микросхему, что приведет к катастрофическому результату. Для предотвращения пробоя микросхемы на ее выходе стоит предохранитель в 1 А. Нагрузка 400 МОм только для тестирования и не входит в окончательную схему.

Вычисления

Данная схема отличная демонстрация законов Кирхгофа. Входящая в узел сумма токов, должна быть равна сумме токов выходящих из этого узла, а сумма падений напряжений на всех ветвях, любого замкнутого контура цепи должна быть равна нулю. В нашей схеме, входное напряжение 24 вольт, из них 4В падения на R7 и 20 В на входе LM 7812, т.е 24 -4 -20 = 0. На выходе суммарный ток нагрузки 30А, регулятор поставляет 0.866А и 4.855А каждый из 6 транзисторов: 30 = 6 * 4.855 + 0.866.

Ток базы составляет около 138 мА на транзистор, чтобы получить ток коллектора около 4.86А коэффициент усиления по постоянному току для каждого транзистора должен быть не менее 35.

TIP2955 удовлетворяет этим требованиям. Падение напряжения на R7 = 100 Ом при максимальной нагрузке будет 4В. Рассеиваемая на нем мощность, вычисляется по формуле P= (4 * 4) / 100, т.е 0.16 Вт. Желательно, чтобы этот резистор был мощностью 0.5 Вт.

Входной ток микросхемы поступает через резистор в цепи эмиттера и переход Б-Э транзисторов. Еще раз применим законы Кирхгофа. Входной ток регулятора состоит из тока 871 мА, протекающего по цепи базы, и 40.3мА через R = 100 Ом.
871,18 = 40,3 + 830. 88. Входной ток стабилизатора всегда должен быть больше выходного. Мы видим, что он потребляет только около 5 мА и практически не должен греться.

Тестирование и ошибки

Во время первого испытании, не надо подключать нагрузку. Вначале измеряем вольтметром напряжение на выходе, оно должно быть 12 вольт, или не сильно отличающаяся величина. Затем подключаем сопротивление около100 Ом, 3 Вт в качестве нагрузки.Показания вольтметра не должны измениться. Если вы не видите 12 В, то, предварительно выключив питание, следует проверить корректность монтажа и качество пайки.

Один из читателей, получил на выходе 35 В, вместо стабилизированных 12 В. Это было вызвано коротким замыканием силового транзистора. Если есть КЗ любого из транзисторов, придется отпаять все 6 для проверки мультиметром переходов коллектор-эмиттер.

Упаковка

Пришел заказ в обычном сером пакете, обмотанный поролоновой лентой.