Ранее были рассмотрены схемы блоков питания электронных устройств. Среди приведенных устройств наиболее целесообразным и наименее затратным является применение трансформаторного блока питания. Поиск и подбор трансформатора для такого блока питания не вызовет затруднений, т.к. для этих целей подходят любые трансформаторы от старых телевизоров, магнитофонов или другой техники. Готовые же трансформаторы можно приобрести на радио рынках.

Устройство и назначение трансформатора

В простейшем случае трансформатор представляет собой Ш-образный сердечник из листов электротехнической стали. На сердечнике расположен каркас с двумя или несколькими обмотками. Концы обмоток выводят на корпус трансформатора для дальнейшего подключения.



Рисунок 1

Назначение трансформатора в блоке питания заключается в преобразовании входного напряжения высокого уровня (чаще всего сетевое напряжение 220В) в низкое выходное напряжение. Кроме того трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку питающей сети и нагрузки, подключенной к блоку питания.

Упрощенный расчет трансформатора

Основным выражением для любого трансформатора является:

U1/U2 = n1/n2


где U1, U2 – напряжение первичной и вторичной обмоток; n1, n2 - количество витков первичной и вторичной обмоток трансформатора.

Мощность трансформатора (P) определяется расчетной мощностью первичной обмотки или суммой мощностей вторичных обмоток. Расчет площади сердечника трансформатора выполняется по формуле:



Расчетное значение площади сердечника трансформатора округляется до ближайшего большего стандартного значения. После выбора сечения сердечника рассчитывается число витков в первичной обмотке трансформатора:

n1=50*U1/S


Коэффициент перед первичным напряжением является эмпирической величиной и может изменяться. Для определения диаметра медного провода первичной обмотки используем формулу:



Стоит отметить, что приведенный расчет справедлив для трансформаторов, работающих на частоте 50Гц. После расчета всех параметров трансформатора производится его намотка или покупается готовый трансформатор. Далее рассмотрим схемы трансформаторных блоков питания.

1. Нестабилизированные блоки питания

Схема нестабилизированного блока питания представлена на рисунке 2.



Рисунок 2

Сетевое напряжение 220В подается на первичную обмотку трансформатора Тр1. Напряжение со вторичной обмотки поступает на диодный мост (1N4001), на выходе которого получаем пульсирующее напряжение (рисунок 3, кривая 1). Параллельно с нагрузкой включается конденсатор емкостью 1000…2000 мкФ, сглаживающий форму выходного напряжения (рисунок 3, кривая 2).



Рисунок 3

2. Двухполярный источник питания

Для двухполярного блока питания необходимо чтобы вторичная обмотка трансформатора имела среднюю точку. Схема такого блока питания приведена на рисунке 4.



Рисунок 4.

В приведенной схеме вторичные обмотки трансформатора соединяются последовательно (конец обмотки II соединяется с началом обмотки III). В остальном же схема подобна ранее рассмотренному варианту нестабилизированного блока питания.

3. Стабилизированные блоки питания

Для получения выходного напряжения, которое находилось бы в заданных приделах, применяются различные схемы стабилизации. Простейшим вариантом такой реализации является параметрический стабилизатор (рисунок 5). Схема состоит из резистора, стабилитрона и сглаживающего конденсатора.



Рисунок 5

Параметрический стабилизатор обеспечивает ток нагрузки в несколько миллиампер, при коэффициенте стабилизации не более 50. Для получения более высокого коэффициента стабилизации (до 70) параметрический стабилизатор дополняют эмиттерным повторителем (рисунок 6).



Рисунок 6

Параметрические стабилизаторы напряжения имеют достаточно низкий КПД и малый коэффициент стабилизации. Для устранения этих недостатков применяют интегральные стабилизаторы напряжения с отрицательной обратной связью. Кроме этого интегральный стабилизатор включает в себя схемы защиты микросхем от токов короткого замыкания и токов перегрузки. Схема включения интегрального стабилизатора приведена на рисунке 7.



Рисунок 7

На базе интегрального стабилизатора напряжения можно создать блок питания с регулируемым выходным напряжением (рисунок 8).



Рисунок 8

Регулирование величины выходного напряжения осуществляется от 5В (напряжения стабилизации микросхемы). Еще один вариант реализации регулируемого блока питания на интегральном стабилизаторе представлен на рисунке 9.



Рисунок 9

Для создания двухполярного источника питания проще всего реализовать в одном корпусе два стабилизатора напряжения, запитав их от разных обмоток трансформатора.




Всего комментариев: 0



Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]


Новости сайта ukrelektrik.com


Последние статьи ukrelektrik.com


Последние ответы на форуме ukrelektrik.com