Меню

Кто может разработать блок питания



Малый бизнес по производству блоков питания и датчиков сигнализации

Потерпев поражение в создании домашней сигнализации , и оставшись без партнера по бизнесу, я решил не останавливаться и пытаться организовать малый бизнес в одиночку. Так как в предыдущей попытке организации бизнеса за мной было закреплена разработка блока питания и датчиков сигнализации, я начал пытаться разрабатывать и изготавливать свои изделия в данной тематике.

Малый бизнес по разработке и продаже блоков питания

Продажа специализированного блока питания

Изначально разработанный мной блок питания был изготовлен для конкретной цели, а именно для питания домашней GSM-сигнализации напряжением 4,2 В и с возможностью работы устройства от 12 В аккумулятора и его подзарядки (функция источника бесперебойного питания). Таким образом, цепочка преобразований напряжений была 220 В -> 14.2 В -> 4.3 В. Это специфическое применение сильно завысило его себестоимость. Я не пытался делать аналогичные изделия, а просто выставил его на продажу как есть, но из-за его цены и ненужных возможностей, продать мне его не удается уже 4-5 лет.

Разработанный блок питания для домашней сигнализации

Изначально разработанный блок питания для домашней сигнализации

Плата, изготовленная при помощи лазерно-утюжной технологии (ЛУТ)

Плата, изготовленная при помощи лазерно-утюжной технологии (ЛУТ)

Данный источник питания тщательно рассчитывался мной на протяжении нескольких лет. Планировался для производства устройств домашней GSM-сигнализации, использующих питание 4,2 В (Li-Ion аккумуляторы, как в телефонах). При этом используется 12 В аккумулятор в качестве резервного источника питания при пропаже сетевого напряжения (при его присутствии — происходит заряд и поддержание заряженного состояния аккумулятора). Схема показана на последнем фото.

Параметры ИБП:
Мощность: 8 Вт
Входное напряжение — 220 В
Выходное напряжение — 4,3 В

Габариты платы — 140 мм* 55 мм.
В плате имеется два крепежных отверстия.

В случае заинтересованности — могу изготовить еще подобные источники питания и выложить тут в виде лота (обговаривается отдельно).

На вопросы отвечу.

Продажа стандартных блоков питания

Я начал пытаться делать стандартные блоки питания, делающие 12 В постоянного напряжения из сетевого напряжения. Но они получились с большой себестоимостью из-за трудозатрат и большой закупочной стоимостью радиодеталей. Это не позволяло мне конкурировать с китайскими изделиями подобных MEAN WELL, цена которых была ниже моей себестоимости. Китай за счет дешевой рабочей силы, дешевых комплектующих и при высоких объемах производства может выпускать крайне недорогие изделия.

Разработанный мною блок питания при попытке создать малый бизнес

Разработанный мною блок питания при попытке создать малый бизнес

Импульсный источник питания 12 В. Выходное напряжение 13,65 В виду возможности подключения резервного аккумулятора (при присутствии напряжения — происходит заряд и поддержание заряженного состояния аккумулятора). Учтите это при выборе источника питания. Пример возможно используемого аккумулятора показан на фото 3 (в стоимость не входит).

Параметры источника питания:
Мощность: 10 Вт
Напряжение сети переменного тока 170-260В.
Выходное напряжение — 13,65 В (0,75 А)

Габариты платы показаны на 2 фото.

На источник предоставляю гарантию 14 дней. В течение этого срока источник питания может быть заменен, бесплатно отремонтирован или возвращен с выплатой его стоимости.
Гарантия не распространяется в случае, если имеются механические повреждения, выгорания печатных дорожек, следы пребывания в агрессивных средах или выхода устройства из строя по вине покупателя.

В случае возникновения вопросов — буду рад ответить.

С проблемой конкурирования с изделиями из Китая я фактически столкнулся раньше при попытке создания бизнеса по изготовлению роботов . Сейчас я попался на этом повторно. Обойти в этом китайские изделия малый бизнес может, лишь изготавливая единичные изделия под конкретные запросы, которые Китаю тяжело решить из-за его отдаленности от клиента. Я пытался делать блоки питания под заказ, но спрос в этом сегменте уже удовлетворен. В результате оставил эту затею.

Попытка построения бизнеса в разработке и продаже датчиков сигнализации

Разработка и изготовление датчиков

В Интернете мне попадались схемы простых и примитивных датчиков пожара, потопа и газа, которые были построены на одном принципе и были просты в изготовлении. Я доработал и унифицировал их схему. Низкая стоимость привела к тому, что множество людей заинтересовалось ими, но на деле изделия не были проверенные на практике. Они были без корпуса и имели невзрачный вид.

Я составил красивое объявление с хорошим рекламным текстом, которое вызвало интерес людей и желающих узнать точные характеристики датчиков. Но, к сожалению, я мог сообщить им лишь примерные параметры изделий, т.к. серьезных проверок и калибровок, которые проходят реальные промышленные датчики и получают соответствующие документы, я, конечно же, не имел.

Строение дымового пожарного датчика Артон СПД-3.2

Строение дымового пожарного датчика Артон СПД-3.2

Плата дымового пожарного датчика Артон СПД-3.2

Плата дымового пожарного датчика Артон СПД-3.2

Разработанные мною датчики для домашней сигнализации

Разработанные мною датчики для домашней сигнализации

Цены:
Датчик температуры — 64 грн;
Датчик освещения — 60 грн;
Датчик потопа — 53 грн;

Датчик температуры. Оборудован звуковой сигнализацией. Срабатывает при достижении заданной температуры. Значение срабатывания отстраивается. Расположение измерительного элемента можно выносить за пределы платы.

Универсальный датчик, который можно использовать на свое усмотрение. Оборудован звуковой сигнализацией. Есть фотодиод, который реагирует на уровень освещенности окружающей среды либо рядом расположенного инфракрасного светодиода. Светодиод и фотодиод можно выпаять и расположить отдельно от платы. Можно использовать в разных комбинациях на свое усмотрение.

Универсальный датчик, который можно использовать на свое усмотрение. Оборудован звуковой сигнализацией. К клеммнику можно подключить любой механической выключатель, при замыкании которого будет срабатывать датчик либо отслеживать изменение сопротивления нагрузки (датчик потопа). Датчик отстраивается. Можно использовать в разных комбинациях на свое усмотрение.

На изделие предоставляю гарантию 14 дней. В течение этого срока изделие может быть заменено, бесплатно отремонтировано или возвращено с выплатой его стоимости.
Гарантия не распространяется в случае, если имеются механические повреждения, следы пребывания в агрессивных средах или выхода устройства из строя по вине покупателя.

В случае возникновения вопросов — буду рад ответить.

Ввиду того, что нахожусь в Донецке, отправить курьерской службой для меня затруднительно. Периодически выезжаю в места, где возможна отправка курьерскими службами (согласовывается индивидуально).

Первый заказ

Спустя некоторое время мне позвонил один человек, который был обеспеченным и хотел оборудовать себе дом сигнализацией. Для начала он захотел приобрести 10 датчиков потопа для своего коттеджа. В случае положительного результата, пообещал осуществить другие заказы.

Изготавливал я платы лазерно-утюжным способом (ЛУТ) и травил платы в хлорном железе. При этом на плату наносится рисунок печатной платы с листка бумаги, распечатанном на лазерном принтере. От качества печати принтера и количества нанесенного тонера, зависит, насколько качественной окажется плата.

Читайте также:  Блок питания для psr r300

К сожалению, мой картридж лазерного принтера был уже многократно заправленным и плохо печатал. Я осознавал, что платы получатся некачественными, но я не хотел терять заказ и рискнул. Я предупредил человека, о том, что платы могут получиться среднего качества, на что получил нейтральную ответную реакцию.

В результате платы получились крайне некачественными. Клиент взял предоставленные мною готовые образцы, не глядя. По истечению времени жалоб не было, но я подозреваю, что платы могли не использоваться и клиент просто отказался сотрудничать со мной из-за некачественных плат, но, не конфликтуя из-за недорогой стоимости моей работы. По-другому поступить я не мог, т.к. качественно изготовленные на производстве платы стоили бы дороже. В результате я также оставил производство датчиков, и мой малый бизнес в этой сфере не получился.

Итого

Причинами, по которым не получились данные попытки организовать свой малый бизнес в сфере разработки блоков питания и датчиков сигнализации были:

  • Не был изучен спрос на изделия. Отсутствие уникальности изделия при высокой цене.
  • Большие трудозатраты и высокая закупочная стоимость не позволяли конкурировать с дешевыми китайскими изделиями.
  • Низкое качество изготовления печатных плат в домашних условиях

Источник

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:

Читайте также:  Блок питания для ремонта телевизоров philips

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

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.

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

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

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?

Читайте также:  Блок питания gigabyte gp g750h 750w atx gold

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:

импульсный лабораторный блок питания

Выдает также 30 Вольт 5 Ампер.

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

Источник

Кто может разработать блок питания

    Главная
  • Список секций
  • Физика
  • ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МНОГОЦЕЛЕВОГО РЕГУЛИРУЕМОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МНОГОЦЕЛЕВОГО РЕГУЛИРУЕМОГО БЛОКА ПИТАНИЯ

  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

На сегодняшний день известно большое количество устройств, питающихся от различной величины тока и напряжения. Кроме того, расчет число самодельных электронных устройств. В следствии чего создание многоцелевого блока питания является актуальным.

Цель работы – разработка и реализация функционального лабораторного блока питания (ЛБП) для тестирования, питания, исследования различных устройств. Известны лабораторные блоки питания с возможность изменения выходного тока и выходного напряжения с помощью специального модуля FBcontroller [1], с помощью регулирования через микропроцессер [4] или ПК [5]. Однако, мы предлагаем более простой способ регулирования выходных параметров, способом ограничения тока.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

– изучение истории блоков питания, их классификации и современного устройства;

– произвести расчет лабораторного блока питания под заданную цель;

– подбор модулей для блока питания;

– проведение испытаний изготовленного устройства и проверка заданных характеристик.

Методами исследования данной работы являются: анализ литературы, сравнение разных способов проектирования блоков питания, синтез известных модулей для сборки регулируемого блока питания, моделирование блока питания, расчет выходных параметров устройства, сборка и оптимизация корпуса ЛБП, построение принципиальной электрической схемы изготовленного и предполагаемого устройства.

В результате выполненной работы получен лабораторный блок питания с возможность регулировать ток и напряжение. Спроектирована модель ЛБП с возможность управлять через компьютер, и имеющая встроенный осциллограф и тестер.

Глава 1. Основные сведения о блоках питания1.1 Исторический аспект БП

Одним из первых изобретателей в области источников питания был А. Вольта в начале 19 века. В 1876 году изобретен трансформатор, патент на который получил П.Н. Яблочков. Конец 19 века известен открытиями Н. Теслы – генератор переменного тока, и К.Ф. Брауна – выпрямитель на кристалле (диод). Уже в начале 20 века открыта электронная лампа Д.А. Флемингом. Тем самым данные открытия послужили появлению нового направления в физике – электроники, основным объектом которой является создание устройств преобразование электромагнитной энергии для различных целей.

Для работы электронных приборов и устройств необходимы источники питания, которые подразделяются на первичные и вторичные.

К первичным относятся источники, непосредственно вырабатывающие электрическую энергию: аккумуляторы, батареи, солнечные батареи, генераторы постоянного и переменного тока.

Вторичные источники питания преобразуют энергию первичного источника в энергию питания конкретных электронных устройств, радиоэлектронной аппаратуры, измерительных приборов.

Питание широко используемых электронных устройств и бытовой радиоэлектронной аппаратуры осуществляется в основном вторичными источниками питания, преобразующими энергию переменного тока с номиналами напряжения 5, 9, 12, 15 и 27 В.

1.2 Классификация БП

Одно из устройств, которое всегда требует оптимизации и усовершенствования на базе постоянно развивающихся материалов и технологий – блок питания. На сегодняшний все устройства работают от постоянного тока, преобразуя переменный.

Первый вид БП – трансформаторные. Он преобразует напряжение сети 110-220 В, частотой 50-60 Гц в напряжение постоянного тока. Как правило, состоят из трансформатора, выпрямителя и сглаживающего фильтра, где последний может быть заменен на стабилизатор напряжения.

Рис. 1. Трансформаторный блок питания

Второй вид – импульсные, впервые появились в 1940-х годах. Для блоков питания в 1976 году была разработана интегральная схема и уже на сегодняшний день существуют самые различные по напряжению и току и мощности в целом блоки питания. Данный аспект подводит к тому, что разнообразие устройств и приборов на столько велико, что необходимо иметь сразу большое множество питающих устройств.

Эту проблему решает регулируемый блок питания. Первое упоминание о нем встречается в журнале «Радио» [2]. Предназначен данный лабораторный блок питания (ЛБП) для использования в домашней мастерской. Имеет следующие характеристики, представленные в таблице 1.

Таблица 1. Характеристики ЛБП для радиолюбителя

Источник