Меню

Блок питания с постоянно переменным током

Как работает блок питания компьютера

Как работает блок питания компьютера

Аватар пользователя

Содержание

Содержание

Большинство рассказов про блоки питания начинается с подчеркивания их важнейшей и чуть ли не главенствующей роли в составе компьютера. Это не так. БП — просто один из компонентов системы, без которого она не будет работать. Он обеспечивает преобразование переменного напряжения из сети в необходимые для работы ПК стабилизированные напряжения. Все блоки можно разделить на импульсные и линейные. Современные компьютерные блоки выполнены по импульсной схеме.

Линейные блоки питания

Сетевое напряжение поступает на первичную обмотку трансформатора, а со вторичной мы снимаем уже пониженное до нужных пределов переменное напряжение. Далее оно выпрямляется, следом стоит фильтр (в данном случае нарисован обычный электролитический конденсатор) и схема стабилизации. Схема стабилизации необходима, так как напряжение на вторичной обмотке напрямую зависит от входного напряжения, а оно только по ГОСТу может меняться в пределах ±10 %, а в реальности — и больше.

Схема линейного источника питания

Основные достоинства линейных блоков питания — простая конструкция и низкий уровень помех (поэтому аудиофилы часто используют их в усилителях). Недостаток таких БП — габариты и невысокий КПД. Собрать БП мощностью 400 и более Вт по такой схеме возможно, но он будет иметь устрашающие размеры, вес и стоимость (медь нынче дорогая).

Импульсные блоки питания

Далее в тексте сократим название «импульсный источник питания» до ИИП. Такие блоки питания более сложны, но гораздо более компактны. Для примера на фото ниже показана пара трансформаторов.

Слева — отечественный сетевой с номинальной мощностью 17 Вт, справа — выпаянный из компьютерного БП мощностью 450 Вт. Кстати, отечественный еще и весит раз в 5 больше.

В ИИП сетевое напряжение сначала выпрямляется и сглаживается фильтром, а потом опять преобразуется в переменное, но уже гораздо более высокой частоты (несколько десятков килогерц). А затем оно понижается трансформатором.

Схема компьютерного импульсного источника питания

Так выглядит плата вживую:

Фильтр

Фильтр в блоке питания двунаправленный: он поглощает разного рода помехи: как созданные самим БП, так и приходящие из сети. В самых бюджетных БП предприимчивые китайцы вместо дросселей распаивали перемычки (или, как их называют ремонтники, «пофигисторы»), а конденсаторы не ставили вообще. Чем это плохо: помехи будут влиять на другую аппаратуру, подключенную к данной сети, а напряжение на выходе получится с «мусором». Сейчас таких блоков уже немного. Встречается также экономия на размерах: фильтр как бы есть, но работать он будет кое-как.

Фильтр работает эффективнее, когда он находится как можно ближе к источнику помех. Поэтому часть фильтра зачастую располагают прямо на сетевой розетке.

На картинке изображен фильтр в минимальной комплектации. F1 — предохранитель, VDR1 — варистор, N1 — термистор, Х2 — Х-конденсатор, Y1 — Y-конденсаторы, L1 — синфазный дроссель. Резистор R1 служит для разряда конденсатора Х2.

Схема входного вильтра для подавления помех

Еще одна опасная для жизни пользователей экономия — когда вместо специальных Х- и Y-конденсаторов ставят обычные. Впрочем, встречается она редко. Автор видел такое всего один раз и очень давно. Экономия очень незначительна, а риск для пользователей очень велик, так как, например, Y-конденсаторы подключаются одной «ногой» на фазу, а другой — на корпус. В случае пробоя конденсатора можно получить опасное для жизни напряжение на корпусе.

Корректор коэффициента мощности

Не будем вдаваться в подробности, поскольку статьи на эту тему уже были: раз и два. Скажем только, что корректор коэффициента мощности должен быть во всех компьютерных БП, желательно активного типа (A-PFC).

Плюсы корректора:
1) Снижается нагрузка на сеть.
2) Повышенный диапазон входного напряжения (чаще всего, но не всегда).
3) Улучшение работы инвертора.

Минусы:
1) Увеличивается сложность конструкции, соответственно, снижается надежность.
2) Возможны проблемы при работе с UPS.

Преобразователь

Обычно используется мостовая или полумостовая схема. Чаще всего встречается полумост. На картинке ниже он изображен в упрощенном виде.

Как видно по схеме, транзисторы открываются поочередно с небольшой задержкой, чтобы не случилось ситуации, когда оба окажутся открыты. В таком случае получаем на первичной обмотке переменный ток высокой частоты, а на вторичной — уже пониженный до нужной величины.

В топовых блоках применяются резонансные преобразователи (LLC), которые имеют более высокий КПД, но они технически сложнее.

Выпрямление и стабилизация выходных напряжений

На выходе БП имеется четыре напряжения:
1) 12 В — отвечает за питание процессора, видеокарты, HDD, вентиляторов.
2) 5 В — питание логики материнской платы, накопителей, USB.
3) 3,3 В — питание оперативной памяти.
4) -12 В — считается атавизмом и не используется в современных компьютерах.

По способу выпрямления и стабилизации блоки можно поделить на четыре группы:

1) Выпрямление с помощью диодов Шоттки (полупроводниковый прибор, у которого при прямом включении падение напряжения будет в три-четыре раза меньше, чем у обычных кремниевых), групповая стабилизация.

Схема установки диодной сборки в ИИП

Внешне их можно определить по двум крупным дросселям. На одном — три обмотки (12 В, 5 В и тонкий провод -12 В).

Дроссель групповой стабилизации

Второй имеет меньший размер. Это отдельная стабилизация канала 3,3 В. Сейчас такие БП часто встречаются в основном в бюджетном сегменте. Например:

Вот, например, фото такого блока. Очень бюджетно:

2) Выпрямление с помощью диодов Шоттки, раздельная стабилизация на магнитных усилителях. Внешне их можно отличить по наличию в выходных цепях трех крупных дросселей. Данная схема в современных БП не используется: ее вытеснили более производительные решения. Пик такой схемотехники — начало 2000-х годов.

3) Выпрямление канала 12 В с помощью диодов Шоттки. Напряжения 5 В и 3,3 В получают из 12 В с помощью преобразователей DC-DC. Развитие электроники позволило производить недорогие и эффективные преобразователи такого рода. БП будет ненамного эффективнее обычных с групповой стабилизацией (так как нагрузка на низковольтные каналы небольшая), но стабильность напряжений выше.

4) Канал 12 В — синхронный выпрямитель на MOSFET (полевой транзистор с изолированным затвором), остальные напряжения получают при помощи преобразователей DC-DC.

Часто транзисторы расположены на обратной стороне платы, а радиаторы выведены вверх. В данном случае видим четыре PSMN8R3-40YS

Это наиболее эффективная и точная, но и более сложная схемотехника. В соответствии с ней делают все топовые блоки питания. Отклонения выходных напряжений у таких блоков укладываются в один-два процента при допустимых 5 %.

Дежурный источник питания

Представляет из себя маломощный ИИП с напряжением на выходе 5 В. Он работает все время, пока БП подключен к сети. Обеспечивает питание микросхем внутри блока и питание логики на материнской плате, а также подает питание на порты USB при выключенном компьютере.

Дежурка на TNY177. Ниже трансформатора виден выпрямитель на диоде (D22).

Супервизор

Микросхема обеспечивает функционирование основных защит в блоке (превышения выходных напряжений, превышение выходного тока и прочее), управляет включением и выключением блока по сигналам с материнской платы.

Супервизор Sitronix ST9S313A. Видны зеленый (PC_ON) и серый (Power Good) провода.

Теперь вы представляете, как обстоит дело со схемотехникой в наши дни. А что нас ждет в будущем? В мае 2020 года компания Интел выпустила новый ATX12VO (12 V Only) Desktop Power Supply Disign Guide в котором описывает совершенно новые БП: у блока осталось только одно напряжение — 12 В. Нужные напряжения будет преобразовывать материнская плата. Дежурный источник питания с напряжения 5 В перейдет на 12 В. При этом размеры блоков АТХ остаются такими же. Это сделано для того, чтобы сохранить совместимость со старыми корпусами. Правда, пока производители не торопятся переходить на этот формфактор.

Источник

Импульсные блоки питания. Виды и работа. Особенности и применение

Практически в каждом электронном приборе есть блок питания – важный элемент монтажной схемы. Блоки применяются в устройствах, требующих пониженного питания. Базовой задачей блока питания считается уменьшение сетевого напряжения. Первые импульсные блоки питания сконструированы после изобретения катушки, которая работала с переменным током.

Применение трансформаторов дало толчок развития блоков питания. После выпрямителя тока осуществляется выравнивание напряжения. В блоках с преобразователем частоты этот процесс проходит по-другому.

В импульсном блоке основу составляет инверторная система. После выпрямления напряжения образуются прямоугольные импульсы с высокой частотой, подаются на фильтр выхода низкой частоты. Импульсные блоки питания преобразовывают напряжение, отдают мощность на нагрузку.

Рассеивание энергии от импульсного блока не происходит. От линейного источника идет рассеивание на полупроводниках (транзисторах). Его компактность и малый вес также дает превосходство над трансформаторными блоками при одинаковой мощности, поэтому часто линейные блоки заменяют импульсными.

Читайте также:  Почему переменный ток используют чаще чем постоянный

Принцип действия

Работа ИБП простой конструкции следующая. Если входной ток является переменным, как в большинстве бытовых приборах, то сначала происходит преобразование напряжения в постоянное. Некоторые конструкции блоков имеют переключатели, удваивающие напряжение. Это делается для того, чтобы подключаться к сети с разным номиналом напряжения, например, 115 и 230 вольт.

Выпрямитель выравнивает переменное напряжение и на выходе отдает постоянный ток, который поступает в фильтр конденсаторов. Ток от выпрямителя выходит в виде малых импульсов высокой частоты. Сигналы обладают высокой энергией, за счет которой снижается коэффициент мощности трансформатора импульсов. Благодаря этому габариты импульсного блока небольшие.

Impulsnye bloki pitaniia ustroistvo

Чтобы скорректировать уменьшение мощности в новых блоках питания применяют схему, в которой ток на входе получается в виде синуса. По такой схеме смонтированы блоки в компьютерах, видеокамерах и других устройствах. Импульсный блок работает от постоянного напряжения, проходящего через блок, не изменяясь. Такой блок называют обратноходовым. Если он служит для 115 В, для работы на постоянном напряжении необходимо уже 163 вольта, это рассчитывается как (115 × √2).

Для выпрямителя такая схема вредна, так как половина диодов не используется в работе, это вызывает перегрев рабочей части выпрямителя. Долговечность в этом случае снижается.

После выпрямления напряжения сети в действие вступает инвертор, который преобразовывает ток. Пройдя через коммутатор, имеющий большую энергию выхода, из постоянного получается переменный ток. С обмоткой трансформатора в несколько десятков витков и частотой сотни герц блок питания работает в качестве усилителя низкой частоты, она получается больше 20 кГц, она не доступна слуху человека. Коммутатор изготовлен на транзисторах с многоступенчатым сигналом. Такие транзисторы имеют низкое сопротивление, высокую возможность прохода токов.

Схема работы ИБП

Impulsnye bloki pitaniia skhema 1

В сетевых блоках вход и выход изолируют между собой, в импульсных блоках ток применяется для первичной обмотки высокой частоты. На вторичной обмотке трансформатор создает нужное напряжение.

Для напряжения выхода более 10 В применяют кремниевые диоды. На низких напряжениях ставят диоды Шоттки, которые имеют достоинства:
  • Быстрое восстановление, что дает возможность иметь малые потери.
  • Малое падение напряжения. Для снижения напряжения выхода применяют транзистор, в нем выпрямляется основная часть напряжения.

Далее напряжение сглаживается фильтром, в него входят конденсатор, дроссель. Для частот коммутации выше требуются составляющие с малой индуктивностью и емкостью.

Схема импульсного блока минимального размера

Impulsnye bloki pitaniia skhema 2

В простой схеме ИБП вместо трансформатора применен дроссель. Это преобразователи для понижения или повышения напряжения, относятся к самому простому классу, применяется один переключатель и дроссель.

Некоторые виды ИБП
  • Простой ИБП на IR2153, распространен в России.
  • Импульсные блоки питания на TL494.
  • Импульсные блоки питания на UC3842.
  • Гибридного типа, из энергосберегающей лампы.
  • Для усилителя с повышенными данными.
  • Из электронного балласта.
  • Регулируемый ИБП, механическое устройство.
  • Для УМЗЧ, узкоспециализированный блок питания.
  • Мощный ИБП, имеет высокие характеристики.
  • На 200 В – на напряжение не более 220 вольт.
  • Сетевой ИБП на 150 ватт, только для сети.
  • Для 12 В – нормально работает при 12 вольтах.
  • Для 24 В – работает только на 24 вольта.
  • Мостовой – применена мостовая схема.
  • Для усилителя на лампах – характеристики для ламп.
  • Для светодиодов – высокая чувствительность.
  • Двухполярный ИБП, отличается качеством.
  • Обратноходовый, имеет повышенные напряжение и мощность.
Особенности

Простой ИБП может состоять из трансформаторов малых размеров, так как при повышении частоты эффективность трансформатора выше, требования к размерам сердечника меньше. Такой сердечник изготовлен из ферромагнитных сплавов, а для низкой частоты используется сталь.

Напряжение в блоке питания стабилизируется путем обратной связи отрицательной величины. Осуществляется поддержка напряжения выхода на одном уровне, не зависит от нагрузки и входных колебаний. Обратная связь создается разными методами. Если в блоке есть гальваническая развязка от сети, то применяется связь одной обмотки трансформатора на выходе или с помощью оптрона. Если развязка не нужна, то используют простой резистивный делитель. За счет этого напряжение выхода стабилизируется.

Особенности лабораторных блоков

Принцип действия осуществлен на активном преобразовании напряжения. Для удаления помех ставят фильтры в конце и начале цепи. Насыщение транзисторов положительно отражается на диодах, имеется регулировка напряжения. Встроенная защита блокирует короткие замыкания. Кабели питания применены немодульной серии, мощность достигает 500 ватт.

В корпусе установлен вентилятор охлаждения, скорость вентилятора регулируется. Наибольшая нагрузка блока составляет 23 ампера, сопротивление 3 Ом, наибольшая частота 5 герц.

Применение импульсных блоков

Сфера их использования постоянно растет как в быту, так и в промышленном производстве.

Импульсные блоки питания применяются в источниках бесперебойного питания, усилителях, приемниках, телевизорах, зарядных устройствах, для низковольтных линий освещения, компьютерной, медицинской технике и других различных приборах, и устройствах широкого назначения.

Достоинства и недостатки
ИБП имеет следующие преимущества и достоинства:
  • Небольшой вес.
  • Увеличенный КПД.
  • Небольшая стоимость.
  • Интервал напряжения питания шире.
  • Встроенные защитные блокировки.

Уменьшенная масса и размеры связано с применением элементов с радиаторами охлаждения линейного режима, импульсного регулирования вместо тяжелых трансформаторов. Емкость конденсаторов уменьшена за счет увеличения частоты. Схема выпрямления стала проще, самая простая схема – однополупериодная.

У трансформаторов низкой частоты теряется много энергии, рассеивается тепло во время преобразований. В ИБП максимальные потери возникают при переходных процессах коммутации. В другое время транзисторы устойчивы, они закрыты или открыты. Созданы условия для сохранения энергии, КПД достигает 98%.

Стоимость ИБП снижена из-за унификации элементов широкого ассортимента на роботизированных предприятиях. Силовые элементы из управляемых ключей состоят из полупроводников меньшей мощности.

Технологии импульсов дают возможность применять сеть питания с разной частотой, что расширяет применение блоков питания в различных сетях энергии. Модули на полупроводниках с небольшими габаритами с цифровой технологией имеют защиты от короткого замыкания и других аварий.

Недостатки

Импульсные блоки питания функционируют с помощью преобразования импульсов высокой частоты, создают помехи, уходящие в окружающую среду. Возникает необходимость подавления и борьбы с помехами разными методами. Иногда подавление помех не дает эффекта, и применение импульсных блоков становится невозможным для некоторых типов устройств.

Источник

Блок питания

Что такое блок питания

Блок питания – это какой-либо узел радиоэлектронного устройства, который обеспечивает необходимым питанием какое-либо устройство. Все вы знаете, что для работы радиоэлектронных устройств нужно питание, которые они получают извне. То есть все радиоэлектронные устройства так или иначе потребляют электрический ток. Каждому радиоэлектронному устройству требуется конкретное напряжение и мощность, поэтому, блоки питания “заточены” именно под конкретное устройство. Именно поэтому встречается огромное множество различных блоков питания и для каждого устройства оно свое.

Характеристики блока питания

Итак, каждый отдельный блок питания обладает своими характеристиками и параметрами. Ниже перечислим их основные параметры.

Тип выходного напряжения

В основном радиоэлектронные устройства питаются переменным и постоянным током. Поэтому, блоки питания могут выдавать переменное или постоянное напряжение. В большинстве случаев используется именно постоянное напряжение.

К блокам питания с постоянным выходным напряжением можно отнести компьютерные блоки питания

Блок питания

а также различные зарядные устройства для ваших гаджетов.

блок питания постоянного тока

К блокам питания с переменным напряжением можно отнести трансформаторы

однофазный трансформатор

А также инверторы. Инверторы – это устройства, которые из постоянного напряжения делают переменное напряжение.

Выходное напряжение

Блок питания выдает какое-либо определенное напряжение, которое требуется для какого-либо конкретного устройства. Поэтому, самый главный параметр – это напряжение в Вольтах, которое выдает блок питания.

Например, для зарядки наших смартфонов требуется блок питания с постоянным напряжение в 5 Вольт, а для того, чтобы горела автомобильная лампочка, нам потребуется блок питания с напряжением в 12 Вольт.

Выходная мощность

Каждый блок питания наряду с выходным напряжением также должен уметь выдавать в нагрузку и требуемую силу тока. Хочу напомнить, что мощность постоянного тока рассчитывается по формуле P=IU, где P – это мощность, I – сила тока, U – напряжение. Следовательно, мощный блок питания должен уметь выдавать и большую силу тока, если от этого потребует нагрузка. Рассчитать максимальную силу тока, которую способен выдавать такой блок в нагрузку, вы можете по формуле I=P/U. Но чаще всего силу тока пишут также на самой этикетке блока питания.

Читайте также:  Свет выключен а ток есть

Те, кто занимается компьютерами, знают, что на самом компьютерном блоке питания на этикетке написана мощность, которую может выдать блок питания. Поэтому, геймеры берут очень мощный блок питания, так как железо мощного компьютера потребляет очень много электрической энергии.

Трансформаторный блок питания

Трансформаторный блок питания уже почти не используется в современной электронике, так как состоит из громоздкого трансформатора, что делает такой блок питания тяжелым и крупногабаритным. Схема трансформаторного блока питания до боли простая.

трансформаторный блок питания

На такой схеме в давние времена собирались почти все блоки питания во всем мире. Такая схема отличалась своей надежностью и неприхотливостью. Здесь мы видим трансформатор, диодный мост и конденсатор. Как работает эта схема, я писал еще в этой статье.

На базе этой схемы можно собрать себе самый простой блок питания с регулировкой от 1,2 Вольта и до 37 Вольт и с выходной силой тока до 1,5 Ампер. Его я описывал еще в этой статье.

блок питания схема

схема самого простого блока питания

У меня он до сих пор лежит на рабочем столе и служит верой и правдой

трансформаторный блок питания

Также этот же самый принцип я применил при сборке самого простого зарядного устройства для автомобиля. Подробнее можете ознакомиться по этой ссылке.

схема зарядного устройства для автомобиля

самая простая схема зарядного устройства для авто

Импульсный блок питания

Импульсный блок питания строится намного сложнее, но зато обладает также своими плюсами. Это меньшие массо-габаритные свойства, по сравнению с трансформаторным блоком питания. Но здесь также есть и свои минусы. Это большее количество радиоэлементов, по сравнению с трансформаторным блоком питания, а также могут быть шумы на выходе. Поэтому, качественные акустические системы и усилители питаются на трансформаторном блоке питания. Да, там есть некоторые пульсации, но их намного проще отфильтровать, чем высокочастотные шумы импульсного блока питания.

Хотя в импульсном блоке питания и имеются трансформаторы, но они здесь рассчитаны на высокую частоту, что делает их небольшими и недорогими.

импульсный блок питания

Лабораторный блок питания

Лабораторный блок питания – это такое устройство, которые может выдавать значение напряжение в каком-либо диапазоне, который установит пользователь.

Мой лабораторник выглядит вот так.

лабораторный блок питания

Итак подробнее, обратите внимание на обозначение в правом верхнем углу. Там написано PS-1502DD. Как же расшифровать данную запись?

Описание лабораторного блока питания

PS – Power supply – что с английского означает “блок питания”.

1502 – характеристики данного блока. Первые две цифры показывают максимальное напряжение которое может выдать этот блок, в нашем случае 15 вольт, а последние две цифры, это максимальная сила тока, которую может выдать в нагрузку этот блок, то есть 2 ампера. Под нагрузкой понимается либо лампочка, либо резистор, либо любое другое устройство, потребляющее электрическую энергию.

DD – цифровая индикация как для тока, так и для напряжения (ну те, два окошечка на блоке, на котором он показывает значения напряжения и тока).

Включение блока производится кнопкой “POWER”. Справа окошко индикации напряжения. Там я выставил 8,5 вольт, а слева окошко индикации силы тока.

лабораторный блок питания

Крутилки слева направо:

  • токовая крутилка, задает пиковый ток. Если нагрузка будет “жрать” ток больше чем задано с помощью крутилки, то блок питания уйдет “в защиту”, то есть он просто-напросто перестанет выдавать вам напряжение и ток, пока вы его не перезагрузите.
  • выбор напряжения, либо она задает напряжение сразу, либо напряжение можно менять от 0-15 Вольт.
  • “нежное” изменение напряжения (работает только тогда, когда мы выбрали диапазон предыдущей крутилки от 0-15 Вольт)
  • “грубое” изменения напряжения (работает только тогда, когда мы выбрали диапазон предыдущей крутилки от 0-15 Вольт)

Как применять в работе

Продемонстрируем работу блока питания на вентиляторе от компьютера. Вентилятор – это разновидность нагрузки, наряду с лампочками и резисторами. Как мы видим, на нем написано DC 12V 0,18А. Это значит, что для питания вентилятора нам требуется 12 Вольт. Пишут, что ток потребления этого вентилятора 0,18А или говоря русским языком, 180 миллиампер. Так ли это? А давайте проверим!

вентилятор от компьютера

Выставляем 12 Вольт и цепляемся к вентилятору. Красный – плюс, черный – минус.

нагрузка на лабораторный блок питания

И он у нас начинает вращаться. Смотрим на показания. Ну да! Все сходится! Вентилятор у нас потребляет ровнехонько 180 миллиампер!

Блок питания

Хотелось бы отметить, что некоторые электронщики сами делают блоки питания для собственных нужд. Например, вот схемка простого блока питания, собранного лично мной.

Где купить лабораторный блок питания

Также вы всегда можете приобрести сразу готовый на Алиэкпрессе 30 Вольт 5 Ампер, что вполне хватит начинающему и среднему электронщику. Очень приятные отзывы вот у такого.

купить лабораторный блок питания

Также я находил очень неплохой по этой ссылке:

Выдает также 30 Вольт 5 Ампер.

В наших магазинах я встречал такие блоки с ценником только более 5000 руб.

Источник



Как выбрать регулируемый преобразователь напряжения

Подробное руководство преобразователей напряжения от Суперайс

В среде радиолюбителей и профессионалов очень популярны лабораторные блоки питания, а именно регулируемые источники напряжения и тока. Кроме привычных регулировок они содержат дополнительные функции, например, триггерную защиту от перегрузки, память режимов, возможность удаленного управления с ПК или смартфона. В любом случае они все равно остаются регулируемыми блоками питания.

Конечно, если у вас достаточно денег, то можно просто купить что-то из продукции Rigol, ITECH, Siglent, но часто это дорого, а иногда излишне, особенно если речь идет о «домашнем» использовании или небольшом бюджете начинающего радиолюбителя.

Время чтения: 16 минут
Автор статьи — Андрей Кириченко

Топология блоков питания

Чтобы не ошибиться при выборе блоков питания, рассмотрим их топологию.

Линейные — в качестве регулирующего узла применен линейный стабилизатор.

Преимущества — быстрая реакция на изменение нагрузки, малая емкость по выходу, отсутствуют пульсации по выходу.

Недостатки — большое тепловыделение, небольшая выходная мощность. Так как в них обычно применяется трансформатор 50 Гц, то добавляется вес и цена.

Импульсные — регулируемый импульсный блок питания или инвертор с ШИМ регулировкой.

Преимущества — хорошее соотношение мощность/объем/цена, высокий КПД. Данные блоки питания активно развиваются, встречаются сложные, программируемые источники.

Недостатки — повышенный уровень ВЧ пульсаций, большая емкость выходного конденсатора, возможен бросок тока при подключении нагрузок.

Гибридные — блок, где основная регулировка производится импульсной схемой, но на выходе стоит линейный стабилизатор. Схема настроена так, что на выходе импульсного модуля питания немного (1-3 Вольта) выше, чем на выходе линейного.

Преимущества — КПД уступает импульсным устройствам, уровень пульсаций, скорость реакции почти такие же, как у линейных.

Недостатки — выше сложность устройства, цена, что сдерживает распространение таких блоков питания.

Импульсные блоки питания

Линейные и гибридные блоки на время отставим в сторонку, рассказ пойдет о импульсных. Ассортимент их очень широк и позволяет сделать все самостоятельно или купить готовое устройство, которое надо только установить в корпус.

Примеры импульсных преобразователей

На некоторых платах инверторов вы увидите один, два или три регулятора, обычно если он один, то это регулировка напряжения, если два, то добавлена регулировка тока.

Первый преобразователь популярен среди начинающих радиолюбителей, стоит недорого, подстроечные резисторы выводятся на проводах. Если добавить ампервольтметр и блок питания, то получится простой регулируемый источник для тестирования различных поделок, причем ток нагрузки достигает предела до 8-10 Ампер.

Применяя плату на базе LTC3780, можно получить то же самое, но выбор блоков питания будет шире, так как модуль универсальный.

Иногда производители сразу выпускают преобразователи с внешним переменным резистором, а бывают модели со встроенным индикатором тока и напряжения, остается только блок питания и корпус.

Импульсные преобразователи напряжения

Импульсные преобразователи напряжения

Пара ZK-SJVA-4X и D3806 более интересна, но если у первой добавили индикатор, а регулировка производится все равно подстроечными резисторами, то вторая показанная справа, более любопытна.

Читайте также:  Реле времени переменного тока 220в

У D3806 полностью цифровое управление, съемная плата с индикатором и кнопкам, что выводит её на переднюю панель вашего будущего блока питания без сложностей. Конвертор является повышающе-понижающим. Единственный существенный недостаток — нельзя одновременно видеть значение тока и напряжения.

Импульсные преобразователи ZK-SJVA-4X и D3806

Импульсные преобразователи ZK-SJVA-4X и D3806

Принципы регулировки модулей питания

Самое время пояснить про отличия в принципах регулировки:

Аналоговая — при помощи переменных резисторов, для установки тока надо сначала закоротить клеммы, выставить необходимый максимальный ток, только потом подключить нагрузку.

Цифровая — при помощи кнопок или энкодера, можно установить напряжение и максимальный ток при неактивном выходе блока питания, что гораздо удобнее.

Преобразователи с расширенным функционалом

Модули питания с расширенными функциями стали очень популярны. Делают их с универсальным входом. Например, использовать блок питания 19 Вольт от ноутбука и получить на выходе как 5, так 35 Вольт. Но к сожалению конверторы с топологией SEPIC имеют повышенный уровень пульсаций и рекомендуется применять меры по их подавлению, но для не критичных нагрузок нормально.

Пример известной модели — XYS3580, выходное напряжение до 36 Вольт, ток до 5 Ампер, мощность 80 Ватт.

Регулируемый SEPIC преобразователь напряжения XYS3580

Популярна в этом сегменте продукция молодой фирмы Fnirsi, выпускающей компактные DC-DC конвертеры.

Регулируемый источник питания FNIRSI DC-580

DC-580 — характеристики подобны XYS3580, только минимальное напряжение 1,8 Вольт, а не 0,6. Такие модели обычно имеют стандартные размеры, потому устройство легко переделать на более мощную без замены передней панели устройства.

При этом есть DC-DC модули питания без корпуса.

Но объединяет их не сходство характеристик, универсальное питание или стандартный корпус, а то, что здесь помимо простой регулировки тока и напряжения расширен функционал. Например, измерять выходную мощность, отданную емкость, поворачивать изображение на экране, настраивать порог срабатывания защиты.

Цифровые преобразователи напряжения

Цифровые преобразователи напряжения

Среди популярных есть менее известные блоки, несправедливо забытые, хотя по-своему удобные, надежные в работе:

DPX6012S от YIYIELECTRONIC, 60 Вольт 12 Ампер, но кроме неё есть вариант 60 Вольт 5 Ампер и 32 Вольт 3 Ампер, индекс S означает управление с ПК.

ZXY-6005S производства MingHe, с напряжением 60 Вольт и током 5 Ампер. Как у DC-DC инверторов DPX существует три модели, все на 60 Вольт, но ток 5, 10 и 20 Ампер. Также, как у DPX индекс S это поддержка управления с компьютера.

Регулируемые преобразователи DPX6012S и ZXY-6005S

Регулируемые преобразователи DPX6012S и ZXY-6005S

Регулируемые преобразователи фирмы RDtech серии DPS и DPH

Самым известным производителем регулируемых источником питания называют фирму RDtech, которая выпускает большое количество источников питания. Мало того, разработчики стараются прислушиваться к пользователям и предлагают обновления прошивок своих устройств.

Первые модели, где производитель скорее «тренировался», приводить смысла нет, а вот о последующих стоит рассказать подробно, они того стоят.

Стабилизаторы серии DPS и DPH. Сюда входят три основные модели, несколько их модификаций:

DPS3005, DPS5005, DPS8005 — компактные, скорее даже сверхкомпактные, понижающие стабилизаторы, выходной ток до 5 Ампер, напряжение 30, 50, 80 Вольт. Цена отличается мало, то DPS8005 популярней.

Понижающие стабилизаторы DPS3005, DPS5005 и DPS8005

Понижающие стабилизаторы DPS3005, DPS5005 и DPS8005

DPS3012, DPS3015, DPS5020 — понижающие конвертеры с выходным током 12, 15, 20 Ампер и напряжением 30, 50 Вольт. Первая модель считается устаревшей, вторая стоит почти как третья, потому лучше взять старший вариант — DPS5020.

Понижающие конвертеры DPS3012, DPS5015 и DPS5020

Понижающие конвертеры DPS3012, DPS5015 и DPS5020

DPH3205, DPH5005 — повышающе-понижающие стабилизаторы с выходным током 5 Ампер и напряжением 32, 50 Вольт. Эти модули не сильно мощные, но позволяют проще подобрать подходящий блок питания. Для получения полной мощности надо использовать блок питания на 19-20 Вольт в первом случае и 30-32 во втором.

Повышающе-понижающие стабилизаторы DPH3205 и DPH5005

Повышающе-понижающие стабилизаторы DPH3205 и DPH5005

Программа управляет стабилизатором, строит графики, задает несложные алгоритмы работы, например, автоматическое ступенчатое повышение напряжения или тока.

Программное обеспечение стабилизатора напряжения DPH5005

Программное обеспечение стабилизатора напряжения DPH5005

Регулируемые преобразователи фирмы RDtech серии RD60xx

Прорывом стал выпуск понижающих преобразователей серии RD60xx, в которую входят три модели — RD6006, RD6012, RD6018, все они имеют выходное напряжение до 60 Вольт и ток 6, 12, 18 Ампер. Ожидается выпуск RD6024 с током до 24 Ампер линейки Pro RD6006P, отличающаяся точностью измерения, установки параметров.

Все приборы подключаются к компьютеру через USB, с индексом W комплектуются модулем WiFi, а при желании докупается адаптер для подключения через промышленный интерфейс RS485.

Производитель опять не стал плодить разнообразие корпусов и выпустил все модели не только в одном дизайне, размере, а с одним принципом управления.

Понижающие преобразователи RD6006, RD6012 и RD6018

Понижающие преобразователи RD6006, RD6012 и RD6018

Корпус здесь заметно больше чем у предыдущей серии, но значительно больше стал дисплей, а также прямой выбор величины тока и напряжения.

Все модели этой серии дополнены необычной функцией, заряда аккумуляторов, причем с защитой от подключения в неправильной полярности. В отличие от обычных лабораторных блоков питания, при подключении аккумулятора к отдельной клемме включается режим заряда с полным отключением при падении тока до 10 миллиампер у модели RD6006 или до 100 миллиампер у моделей RD6012 и RD6018.

Но RDTech пошел еще дальше и теперь инвертор можно купить с корпусом.

Всего есть четыре типа корпуса, два для линейки DPS/DPH, имеющие небольшие отличия, два для линейки RD60xx, разного размера. Корпус собирает лабораторный программируемый блок питания буквально «из кубиков».

Разновидности корпусов для линейки преобразователей DPS/DPH и RD60xx

Разновидности корпусов для линейки преобразователей DPS/DPH и RD60xx

Регулируемые преобразователи фирмы Juntek

Отдельного упоминания заслуживает фирма Juntek, которая выпускает серию стабилизаторов напряжения с разными параметрами. Концепция знакомая, но имеет существенные отличия.

Распространенные модели имеют верхний лимит по напряжению в 60 Вольт, за исключением DPS8005, у которого 80 Вольт и серия ZXY60xx, которая хоть и имеет 60 в названии модели, но реально выдает 62 Вольт. Была еще модель ZXY12010 на 120 Вольт 10 Ампер, но её никто не видел и вряд ли теперь увидит, а жаль, хорошие преобразователи.

Линейка DPM примечательна моделями на 24, 50 Ампер, а серия DPH выходным напряжением до 96 Вольт.

Выглядят DC-DC конверторы аскетично, несколько кнопок, пара семисегментных дисплеев и четыре светодиода. Дизайн у всех одинаков, небольшое различие в месте установки вентилятора.

Стабилизаторы напряжения серии DPM и DPH

Стабилизаторы напряжения серии DPM и DPH

Но так как мы живем в эпоху компьютеров, то в данном случае производитель решил «не отбиваться от коллектива», все преобразователи подключаются к ПК. При этом без индекса они имеют только порт TTL, с индексом 485 — RS485, а если указано RF, то здесь добавлена внешняя панель с большим дисплеем, кнопками, энкодером, беспроводным подключением.

Подключение DC-DC конвертеров к ПК

Подключение DC-DC конвертеров к ПК

Казалось бы, что на этом выбор ограничивается, но это не так. Если начать перечислять все что есть на рынке регулируемых преобразователей, то пока дойдешь до конца списка, успеют выпустить пару новых моделей.

Например, компактный, но устаревший преобразователь на базе XL4005E1 с парой индикаторов, регулировкой тока и напряжения.

Старенькая, но любопытная DP30V5A-L от RDtech, характеристики ничем не выделяются, но хитрость со съемными индикаторами выглядит необычно.

А как не сказать про отдельную серию разных регулируемых SEPIC модулей с питанием от USB и поддержкой QC, как например, ZK-DP2F. Преобразователь умеет регулировать напряжение, ограничивать ток — «лабораторник в кармане».

Конечно еще две интересные модели от фирмы Juntek, это мощный повышающий DC-DC стабилизатор B900W с током до 15 Ампер и малогабаритный понижающий B3603, как показанный ранее D3806 они все имеют съемную плату с индикатором и кнопками.

Регулируемые преобразователи напряжения

Регулируемые преобразователи напряжения

Особенности при выборе модуля питания DC-DC

Что важно знать и помнить при выборе регулируемого преобразователя?

Внутри это самый обычный инвертор, со всеми их тонкостями и нюансами, они также бывают понижающие, повышающие, универсальные, но первые встречаются гораздо чаще.

Надо помнить, что понижающим необходим запас по входному напряжению около 4-5 Вольт, повышающие и универсальные могут отдать полную мощность только при входном напряжении не ниже определенного предела.

На этом все, дальше выбираем подходящую модель и помним, что «кормить» ваши устройства лучше хорошей «пищей».

Источник