Проектування ланцюгів живлення - найпростіші до найскладніших саморобних проектів ланцюгів
Пост докладно розповідає про те, як спроектувати та побудувати хороший ланцюг живлення робочого стенду, починаючи від базової конструкції і закінчуючи досить складним джерелом живлення з розширеними функціями.
Розробка блоку живлення є необхідною
Будь то електронний нуб або досвідчений інженер, всі вони потребують цього необхідного обладнання, яке називається блоком живлення.
Це пов’язано з тим, що жодна електроніка не може працювати без живлення, точніше кажучи, потужність постійного струму низької напруги, а блок живлення - це пристрій, спеціально призначений для досягнення цієї мети.
Якщо це обладнання настільки важливо, для всіх на місцях обов’язково потрібно вивчити всі дрібниці цього важливого члена електронної родини.
Почнемо і дізнаємося, як розробити схему живлення, спочатку найпростішу, мабуть, для тих, хто знайшов би цю інформацію надзвичайно корисною.
Базова схема живлення в основному вимагатиме трьох основних компонентів для отримання запланованих результатів.
Трансформатор, діод і конденсатор. Трансформатор - це пристрій, який має два набори обмоток, один первинний, а другий - вторинний.
Мережа 220v або 120v подається на первинну обмотку, яка передається на вторинну обмотку для отримання там нижчої індукованої напруги.
Низька ступінчаста напруга, доступна на вторинній частині трансформатора, використовується для передбачуваного застосування в електронних схемах, однак перед тим, як цю вторинну напругу можна використовувати, її потрібно спочатку виправити, тобто напругу потрібно спочатку перетворити на постійний струм.
Наприклад, якщо вторинна напруга трансформатора розрахована на 12 вольт, то отримані 12 вольт від вторинного трансформатора становитимуть 12 вольт змінного струму відповідно до відповідних проводів.
Електронна схема ніколи не може працювати з змінними струмами, і тому ця напруга повинна трансформуватися в постійний струм.
Діод - це один пристрій, який ефективно перетворює змінний в постійний, є три конфігурації, за допомогою яких можна налаштувати основні конструкції джерел живлення.
Використання одного діода:
Найбільш базовою та грубою формою конструкції джерела живлення є та, яка використовує один діод та конденсатор. Оскільки один діод випрямляє лише один напівцикл сигналу змінного струму, для конфігурації цього типу потрібен великий вихідний конденсатор фільтра для компенсації вищезазначеного обмеження.
Конденсатор фільтра гарантує, що після випрямлення, на падінні або зменшенні ділянок результуючої схеми постійного струму, де напруга має тенденцію до падіння, ці секції заповнюються і доповнюються накопиченою енергією всередині конденсатора.
Вищезазначена дія компенсації, яка виконується накопиченою енергією конденсаторів, допомагає підтримувати чистий і пульсаційний вихід постійного струму, що неможливо лише одними діодами.
Для конструкції блоку живлення з одним діодом вторинна обмотка трансформатора просто повинна мати єдину обмотку з двома кінцями.
Однак вищевказану конфігурацію не можна вважати ефективною конструкцією джерела живлення через грубу напівхвильову випрямку та обмежені можливості кондиціонування вихідної потужності.
Використання двох діодів:
Використання пари діодів для виготовлення джерела живлення вимагає трансформатора, що має центральну вторинну обмотку. На схемі показано, як діоди підключені до трансформатора.
Хоча два діоди працюють в тандемі і вирішують обидві половини сигналу змінного струму і виробляють повне випрямлення хвилі, застосовуваний метод є неефективним, оскільки в будь-який момент використовується лише одна половина обмотки трансформатора. Це призводить до поганої насиченості сердечника і непотрібного нагрівання трансформатора, що робить цей тип конфігурації джерела живлення менш ефективним і звичайною конструкцією.
Використання чотирьох діодів:
Що стосується процесу випрямлення, це найкраща і загальновизнана форма конфігурації джерела живлення.
Розумне використання чотирьох діодів робить речі дуже простими, потрібна лише одна вторинна обмотка, насиченість жили ідеально оптимізована, що призводить до ефективного перетворення змінного та постійного струму.
На малюнку показано, як виготовляється повно хвильовий випрямлений блок живлення з використанням чотирьох діодів та конденсатора фільтра відносно низького значення.
Цей тип конфігурації діодів в народі відомий як мостова мережа, можливо, ви хочете знати, як побудувати мостовий випрямляч.
Усі вищезазначені конструкції джерел живлення забезпечують виходи із звичайним регулюванням, і тому їх не можна вважати ідеальними, вони не забезпечують ідеальних виходів постійного струму, а тому не бажані для багатьох складних електронних схем. Більш того, ці конфігурації не включають функції регулювання змінної напруги та струму.
Однак вищезазначені особливості можуть бути просто інтегровані до вищезазначених конструкцій, скоріше з останньою конфігурацією джерела живлення з повною хвилею шляхом введення однієї мікросхеми та кількох інших пасивних компонентів.
Використання мікросхеми LM317 або LM338:
IC LM 317 - це універсальний пристрій, який, як правило, включається в джерела живлення для отримання добре регульованих та змінних виходів напруги/струму. Кілька прикладів схем живлення з використанням цієї мікросхеми