Меню

Стабилизированный или нестабилизированный блок питания

Памятка продавца — блоки питания

Памятка продавца - блоки питания

Блоки питания

1. Нестабилизированные блоки питания – выходное напряжение зависит от тока нагрузки.

Плюсы:

Минусы:

2. Стабилизированные блоки питания – выходное напряжение не зависит от тока нагрузки.

Плюсы:

Минусы:

* КПД существенно меньше, чем у импульсных блоков питания, трансформаторные БП греются, имеют большой размер и вес.

3. Импульсные блоки питания — выходное напряжение не зависит от тока нагрузки.

Плюсы:

Минусы:

** Ценовое преимущество импульсных блоков очевидно для достаточно мощных изделий, также благодаря высокому КПД и малым габаритам, у них лучше соотношение цена/качество

Импульсные блоки питания — легкие и компактные Пример: стабилизированный блок питания Robiton SN1000S (ток 1000мА) весит 570гр, импульсный блок IN1200S (ток1200мА)– 220 гр. Он в 2 раза легче!

Импульсного блока питания на 5000мА вполне достаточно чтобы закрыть все ваши потребности, он подойдет как для мощных устройств, так и для устройств, требующих ток в 300мА.

Тенденции: будущее за импульсными блоками питания. По мере удешевления компонентов импульсных блоков питания, они все больше и больше теснят и маломощные трансформаторные. Пример: зарядные устройства мобильных телефонов сейчас преимущественно импульсные, хотя еще несколько лет назад на таких небольших мощностях использовались трансформаторные блоки питания.

Источник



Блок питания для различных устройств. Как правильно подобрать, на какие параметры смотреть при покупке. Подробная инструкция

Здравствуйте уважаемые читатели! Этот пост начну с небольшой истории. Она показывает почему важно правильно подбирать источник питания для своих устройств.
А далее расскажу как это сделать, что учитывать, на что смотреть.

История о блоке питания и газовой колонке

Однажды, пока я ремонтировал клиенту пульт, он рассказал о том, что захотел на свою газовую колонку, ту которая питается от двух батареек LR20, приспособить блок питания, чтобы не покупать довольно дорогие алкалиновые батарейки. Он нашел универсальный блок питания, в котором есть возможность выставить напряжение 3 Вольта и способный выдать ток на нагрузке до 1 Ампера.

Этого тока было бы с лихвой для поставленной задачи, но тем не менее газовая колонка от блока питания не хотела работать, в то время как от батареек прекрасно работала. Так в чём же дело? А дело было в том, что для газовой колонки был необходим стабилизированный блок питания.

Немного позже я объясню в чём разница между блоком питания стабилизированным и не стабилизированным и почему одни устройства прекрасно работают от не стабилизированного источника, а другие нет.

Случай с этим мужчиной послужил поводом написать небольшую статью о том, как правильно выбрать для своих устройств блок питания или как его ещё называют, адаптер питания.

Устройствами, для которых нужен адаптер, могут быть не только смартфоны, телефоны или планшеты.

Речь скорее о таких устройствах как роутеры, зарядные устройства от радиотелефонов, цифровые, спутниковые приставки и телевизоры питающиеся от внешнего блока питания, различные игрушки, светодиодные светильники, тонометры и многое другое. В общем всё то что питается от сети через специальный адаптер.

Что нужно знать что бы правильно выбрать

Итак, предположим ситуацию- Вам необходимо приобрести новый адаптер питания взамен вышедшего из строя. К сожалению такое бывает.

Или вы решили дополнить своё устройство адаптером дополнительно, так как устали покупать батарейки, а оно способно работать не только от батареек, но ещё и имеет вход для подключения внешнего блока питания. Нередко, устройства ими не комплектуются производителем.
Такое часто бывает например с тонометрами, да и не только.

В итоге стоит задача, подобрать адаптер и что бы всё это работало!

Прежде чем бежать за покупкой, обратите внимание на старый адаптер. Это в случае, если он был, но вышел из строя.
Вам нужно будет выяснить некоторые параметры.

  • выходное напряжение — измеряется в вольтах ( V )
  • выходной ток — измеряется в амперах ( А ) или миллиамперах (mA)
  • полярность на разъёме
  • тип и размер разъёма (штекера)

Часто эти надписи могут быть довольно мелкими поэтому возможно придётся воспользоваться лупой.

В качестве примера рассмотрим довольно мощный блок питания от ноутбука, но на этом фото хорошо видны все параметры на которые нужно обратить внимание. Они подписаны на фото.

Давайте представим себе, что этот адаптер вышел из строя и нам нужно приобрести новый, на замену. Здесь важно понимать что мы не будем искать блок питания именно такой же модели, это совсем не обязательно.
Нам важны параметры! На них и будем смотреть.

Прежде всего интересуют параметры которые имеются именно на выходе источника питания, те что под надписью «Output» — выход.

Будем возвращаться к этому фото выше, как к примеру обозначений, по мере описания нужных параметров.

Выходное напряжение

В примере выше, выходное напряжение 19 вольт. Это значит, что устройство, в данном случае ноутбук, питается напряжением 19 Вольт. Не больше не меньше, это важно! Здесь всё просто!
Подбирая адаптер питания помни! Он должен точно подходить по напряжению к вашему устройству!

Выходной ток

В нашем примере это 6, 32 Ампера.

Этот параметр, написанный на источниках питания говорит о том, какой ток способен выдать тот или иной адаптер.

А поскольку это штатный блок от ноутбука, то он косвенно, так же сообщает нам, какой ток может потреблять данное устройство.

Краткий вывод! Когда подбираем новый адаптер питания важно, чтобы ток который он выдаёт, был не меньше того значения, которое было в старом адаптере.

Иначе устройство начнёт «Голодать» от нехватки, или вообще не станет работать, а адаптер не способный выдавать нужный ток, будет работать в режиме перегрузки и быстро выйдет из строя.
Поэтому, адаптер должен выдавать достаточный для устройства ток, но можно и несколько больший, это вполне допустимо.
Скажем, если в нашем примере, найти адаптер с параметрами 19 Вольт и выдаваемым током 8 Ампер, то это будет норм!

Читайте также:  Блок питания pw 2420ru

Устройство возьмёт столько тока, сколько ему нужно, главное что бы адаптер был способен его дать.

А можно ли взять новый адаптер — Мощный, с сильно завышенным током по отношению к потребителю?

Скажем так — Можно ли к устройству, которому для работы достаточен ток 1 Ампер, подключить блок питания способный выдать 10 Ампер? (Разумеется с соблюдением полярности и нужного напряжения)

Ответ: Можно! Устройство возьмёт нужный ему 1 Ампер

Но здесь и перебор с током запредельный делать не желательно, потому как, случись в вашем устройстве поломка, а оно не будет иметь предохранителя, то гореть оно будет «синим пламенем»
Так как мощному блоку питания будет по барабану, что там у вас происходит, он будет делать своё дело!

Полярность

Как узнать полярность — распиновку разъёма блока питания и устройства?

Чтобы это понять, обращаем внимание на символ обозначения полярности.
В нашем примере он указывает, что на разъёме питания «Плюс» внутри, а «Минус» снаружи разъёма. Это наиболее популярный вариант распиновки разъёмов, но случается, что производители делают и по другому.

Думаю из ниже приведённой графической схемы понятно как определить полярность, такие символы рисуют как на блоках питания, так и на устройствах, рядом с гнездом для подключения штекера питания.

Точка изображает внутренний контакт разъёма, а полумесяц внешний.

Тип и размер разъёма

Итак прочитав нужные надписи на своём адаптере вы определились с напряжением, током и полярностью.

Последнее, что нужно учесть это тип и размер самого разъёма питания. Их существует довольно много. Вот лишь несколько вариантов для общего представления.

Поэтому самым простым решением будет, взять свой требующий замены адаптер в магазин и сравнивать его разъём с разъёмом претендента на приобретение.

А как быть если старого адаптера нет?

Тогда обращаем внимание на корпус самого устройства для которого хотим приобрести адаптер питания. Рядом с гнездом для подключения адаптера уважающий себя и покупателей производитель также обозначит необходимые параметры в виде уже знакомой вам символики, указывающей нужные напряжение , ток, и полярность. Иногда эти параметры указываются в инструкции или написаны на специальной бирке наклеенной на корпус устройства.

Если ничего из этого нет, то действуем следующим образом:

  • Узнаём нужное напряжение — для этого нужно посчитать сколько батареек вставляется в устройство и рассчитать их суммарное напряжение. Напряжение одной батарейки обычно 1,5 вольта за исключением некоторых видов. Уточняйте на используемых батарейках.
  • Узнаём нужный ток —его конечно можно измерить, но особой необходимости в этом нету. В устройствах питаемых от батареек будет достаточно адаптера способного выдать ток 1000 mA (1 А) и даже меньше.
  • Полярность — желательно убедится методом прозвонки, но как уже писалось, чаще примерно в 90% используется такая распайка — «плюс» внутри «минус» снаружи.
  • Разъём подбирается «примеркой».

Почему нужен стабилизированный блок питания

Ну вот, теперь пришло время вернуться к истории с которой я и начал.

Итак почему же газовая колонка не желала работать от внешнего блока питания, хотя и напряжение и ток были достаточными?

Всё дело в том, что тот мужчина использовал не стабилизированный блок питания, а блок управления газовой колонки был построен на микроконтроллере и не смог с эти мирится, отказывался работать.

Есть некоторые виды приборов которые требуют хорошего, стабилизированного напряжения.

К таким приборам относятся кстати и тонометры и часто в аптеках, где их продают, продают и отдельно адаптеры к ним, полностью соответствующие требованиям. Но всё равно обращайте внимание на напряжение, в разных моделях тонометров оно может отличатся.

Почему некоторые приборы требуют стабилизированного напряжения?

Чтобы не вдаваться в электротехнические подробности, объясню просто, стабилизированные источники питания на выходе имеют более качественное напряжение.

Да, да напряжение тоже может быть качественным и не очень качественным.

Источник

Все о блоках питания. Часть 1

Не секрет, что от правильного выбора блока питания (далее БП), его конструкции и качества сборки зависит работа устройства, на которое он нагружен. Здесь я постараюсь рассказать об основных моментах выбора, расчета, конструирования и применения блоков питания.

1. Выбор блока питания

Первым делом следует четко уяснить, что именно будет подключено к БП. Главным образом нас интересует ток нагрузки. Это будет основным пунктом ТЗ. По этому параметру будет подобрана схема и элементная база. Приведу примеры нагрузок и их средние потребляемые токи

1. Световые эффекты на светодиодах (20-1000мА)

2. Световые эффекты на миниатюрных лампах накаливания (200мА-2А)

3. Световые эффекты на мощных лампах (до 1000А)

4. Миниатюрные полупроводниковые радиоприемники (100-500мА)

5. Портативная аудиотехника (100мА-1А)

6. Автомобильные магнитолы (до 20А)

7. Автомобильные УМЗЧ (по линии 12В до 200А)

8. Стационарные полупроводниковые УМЗЧ (при выходной мощности не выше 1кВт до 40А)

9. Ламповые УМЗЧ (10мА-1А – анод, 200мА-8А – накал)

10. Ламповые КВ трансиверы [выходной каскад в классе С характеризуется наибольшим КПД] (при мощности передатчика до 1кВт, до 5А – анод, до 10А – накал)

11. Полупроводниковые КВ трансиверы, Си-Би (при мощности передатчика до 100Вт, 1 – 5А)

12. Ламповые УКВ радиостанции (при мощности передатчика до 50Вт, до 1А – анод, до 3А — накал)

13. Полупроводниковые УКВ радиостанции (до 5А)

14. Полупроводниковые телевизоры (до 5А)

15. Вычислительная техника, оргтехника, сетевые устройства [концентраторы LAN, точки доступа, модемы, роутеры] (500мА — 30А)

16. Зарядные устройства для АКБ (до 10А)

17. Управляющие блоки бытовой техники (до 1А)

Читайте также:  Блок питания для prestigio smartbook 116a03

Следует отметить, что во многих устройствах потребляемый ток в процессе работы может значительно колебаться. Это УМЗЧ, трансиверы (особенно в телеграфном режиме), мощные СДУ. Поэтому при выборе БП следует ориентироваться ни на средний потребляемый ток и уж тем более ни на ток в режиме молчания, а на пиковую потребляемую мощность. Для питания аналоговой электроники с потребляемой мощностью до 500Вт, я рекомендую линейные блоки питания. При чем многоканальные (с несколькими выходными напряжениями). Как правило, цепи с большим потребляемым током позволяют обойтись без стабилизации напряжения. Так же следует обратить внимание на развязку напряжений. Это, прежде всего, относится к аудиотехнике и аппаратуре радиосвязи. В ряде случаев может потребоваться даже гальваническая развязка между цепями (например при конструировании ламповых УМЗЧ класса Hi-End гальваническая развязка анодных цепей позволит избежать влияния выходного каскада на усилитель напряжения. В том числе перекроет паразитные ОС по питанию). Как это делается будет рассказано ниже. Для более мощной аналоговой техники, а так же любой цифровой можно рекомендовать импульсные БП, ибо тепловой режим и массогабаритные характеристики линейных БП такой мощности оставляют желать лучшего. Вообще мощные узлы аппаратуры не особенно взыскательны к питанию, за то от качества питания во многом зависит работа помехонеустойчивых слаботочных узлов. Итак, рассмотрим кормушку изнутри.

2. Правила безопасности

Не будем забывать, что БП это самый высоковольтный узел в любом устройстве (за исключением разве что телевизора). При чем опасность представляет не только промышленная электросеть (220В). Напряжение в анодных цепях ламповой аппаратуры может достигать десятков и даже сотен (в рентгеновских установках) киловольт (тысяч вольт). Поэтому все высоковольтные участки (включая общий провод) должны быть изолированы от корпуса. Это хорошо знает тот, кто поставив ногу на системный блок трогал батарею. Электрический ток может быть опасен не только для человека и животных, но и для самого устройства. Имеются ввиду пробои и короткие замыкания. Эти явления не только выводят из строя радиокомпоненты, но и весьма пожароопасны. Мне попадались некоторые изолирующие элементы конструкций, которые в следствии подачи высокого напряжения были пробиты и выгорели до угля при чем выгорели не полностью, а каналом. Уголь проводит ток и создает таким образом короткое замыкание (далее КЗ) на корпус. При чем внешне это не видно. Поэтому между двумя проводами, припаянными к плате, должно быть расстояние из расчета примерно 2мм на вольт. Если речь идет о смертельно опасных напряжениях, то в корпусе должны быть предусмотрены микропереключатели, которые автоматически обесточивают прибор при удалении стенки с опасного участка конструкции. Элементы конструкции, которые в процессе работы сильно нагреваются (радиаторы, мощные полупроводниковые и электровакуумные приборы, резисторы мощностью свыше 2Вт) должны быть вынесены с платы (наилучший вариант) или хотя бы приподняты над ней. Так же не допускается касание корпусов разогревающихся радиоэлементов, за исключением тех случаев, когда второй элемент является датчиком температуры первого. Такие элементы не разрешается заливать эпоксидной смолой и другими компаундами. Более того, должен быть обеспечен приток воздуха к участкам с большой рассеиваемой мощностью, а при необходимости и принудительное охлаждение (вплоть до испарительного). Так. Страху нагнал, теперь о работе.

3. Законы Ома и Кирхгофа были и будут основой разработки любого электронного устройства.

3.1. Закон Ома для участка цепи

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку и обратно пропорциональна сопротивлению участка. На этом принципе основана работа всех ограничительных, гасящих и балластных резисторов.
5-187-1.png

Эта формула хороша тем, что под «U» можно подразумевать как напряжение на нагрузке, так и напряжение на участке цепи, последовательно соединенном с нагрузкой. Например у нас есть лампочка на 12В/20Вт и источник 17В, к которому нам нужно подключить эту лампочку. Нам нужен резистор, который понизит 17В до 12.

Иллюстрация закона Ома
Рис.1

Итак, мы знаем что при последовательном соединении элементов напряжения на них могут отличаться, но ток всегда одинаковый на любом участке цепи. Вычислим ток, потребляемый лампочкой:

5-187-3.png

Значит, через резистор протекает такой же ток. В качестве напряжения берем падение напряжения на гасящем резисторе, ведь это действительно то самое напряжение, которое действует на этом резисторе (5-187-4.png)

5-187-5.png

Из приведенного примера совершенно очевидно, что 5-187-6.png. Причем это относится не только к резисторам, но и, например, к динамикам, если мы вычисляем какое напряжение нужно подвести к динамику с заданной мощностью и сопротивлением, чтобы он развил эту мощность.

3.2. Закон Ома для полной цепи

Прежде, чем мы перейдем к нему, нужно четко уяснить физический смысл внутреннего и выходного сопротивлений. Предположим, у нас есть некоторый источник ЭДС. Так вот, внутреннее (выходное) сопротивление это мнимый резистор, включенный последовательно с ним.

Закон Ома для полной цепи
Рис.2

Естественно, фактически в источниках тока таких резисторов нет, но у генераторов есть сопротивление обмоток, у розеток – сопротивление проводки, у АКБ – сопротивление электролита и электродов и т.д. Это сопротивление при подключении нагрузки ведет себя именно как последовательно включенный резистор.

5-187-8.png
где: ε – ЭДС
I – сила тока
R – сопротивление нагрузки
r – внутреннее сопротивление источника

Из формулы видно, что с возрастанием внутреннего сопротивления уменьшается мощность вследствие просадки во внутреннем сопротивлении. Это видно и из закона Ома для участка цепи.

3.3 Правило Кирхгофа нас будет интересовать только одно: сумма токов, входящих в цепь равна току (сумме токов), выходящему из нее. Т.е. какой бы не была нагрузка и из скольки бы ветвей она не состояла, сила тока в одном из питающих проводов будет равна силе тока во втором проводе. Собственно, этот вывод вполне очевиден, если мы говорим о замкнутой цепи.

Читайте также:  Внешний блок аварийного питания

С законами протекания тока вроде все ясно. Посмотрим как это выглядит в реальном «железе».

4. Начинка

Все БП во многом схожи по схеме и элементной базе. Это вызвано тем, что по большому счету они выполняют одни и те же функции: изменение напряжения (всегда), выпрямление (чаще всего), стабилизация (часто), защита (часто). Теперь рассмотрим способы реализации этих функций.

4.1. Изменение напряжения чаще всего реализуется при помощи различных трансформаторов. Этот вариант наиболее надежен и безопасен. Существуют так же безтрансформаторные БП. В них для понижения напряжения используется емкостное сопротивление конденсатора, включенного последовательно между источником тока и нагрузкой. Выходное напряжение таких БП полностью зависит от тока нагрузки и ее наличия. Даже при кратковременном отключении нагрузки такие БП выходят из строя. Кроме того, они могут только понижать напряжение. Поэтому я не рекомендую такие БП для питания РЭА. Итак, остановимся на трансформаторах. В линейных БП используются трансформаторы на 50Гц (частота промышленной сети). Трансформатор состоит из сердечника, первичной обмотки и нескольких вторичных обмоток. Переменный ток, поступая на первичную обмотку создает в сердечнике магнитный поток. Этот поток, как магнит, наводит ЭДС во вторичных обмотках. Напряжение на вторичных обмотках определяется количеством витков. Отношение количества витков (напряжения) вторичной обмотки к количеству витков (напряжению) первичной обмотки называется коэффициентом трансформации (η). Если η>1 трансформатор называют повышающим, в противном случае – понижающим. Есть трансформаторы у которых η=1. Такие трансформаторы не меняют напряжение и служат только для гальванической развязки цепей (цепи считаются гальванически развязанными, если у них нет непосредственного общего электрического контакта. Хотя токи, протекающие через них, могут действовать друг на друга. Например «Blue Tooth» или лампочка и поднесенная к ней солнечная батарея или ротор и статор электродвигателя или неоновая лампа, поднесенная к антенне передатчика). Поэтому использовать их в БП нет смысла. Импульсные трансформаторы работают по такому же принципу с той лишь разницей, что на них не подается напряжение непосредственно из розетки. Сначала оно преобразуется в импульсы более высокой частоты (обычно 15-20кГц) и уже эти импульсы подаются на первичную обмотку трансформатора. Частота следования этих импульсов называется частотой преобразования импульсного БП. С возрастанием частоты увеличивается индуктивное сопротивление катушки, поэтому обмотки импульсных трансформаторов содержат меньшее количество витков по сравнению с линейными. Это делает их более компактными и легкими. Однако импульсные БП характеризуются бОльшим уровнем помех, худшим тепловым режимом и схемотехнически более сложны, следовательно менее надежны.

4.2. Выпрямление подразумевает преобразование переменного (импульсного) тока в постоянный. Этот процесс заключается в разложении положительных и отрицательных полуволн на соответствующие полюса. Есть достаточно много схем, позволяющих это сделать. Рассмотрим те, которые наиболее часто используются.

4.2.1. Четвертьмост

Схема однополупериодного выпрямителя
Рис.3

Самая простая схема однополупериодного выпрямителя. Работает следующим образом. Положительная полуволна проходит через диод и заряжает С1. Отрицательная полуволна блокируется диодом и цепь оказывается как бы оборванной. В этом случае нагрузка питается за счет разрядки конденсатора. Очевидно, что для работы на 50Гц емкость С1 должна быть сравнительно велика, чтобы обеспечивать низкий уровень пульсаций. Поэтому схема применяется в основном в импульсных БП ввиду более высокой рабочей частоты.

4.2.2 Полумост (удвоитель Латура-Делона-Гренашера)

Схема полумоста
Рис.4

Принцип работы похож на четвертьмост, только здесь они соединены как бы последовательно. Положительная полуволна проходит через VD1 и заряжает С1. На отрицательной полуволне VD1 закрывается и С1 начинает разряжаться, а отрицательная полуволна проходит через VD2. Таким образом между катодом VD1 и анодом VD2 появляется напряжение, в 2 раза превосходящее напряжение вторичной обмотки трансформатора (рис.4а). Этот принцип можно использовать для построения расщепленного БП. Так называются БП, выдающие 2 одинаковых по модулю, но противоположных по знаку напряжения (рис.4б). Однако не следует забывать, что это 2 соединенных последовательно четвертьмоста и емкости конденсаторов должны быть достаточно велики (из расчета, как минимум, 1000мкФ на 1А потребляемого тока).

4.2.3. Полный мост

Самая распространенная схема выпрямителя имеет наилучшие нагрузочные характеристики при минимальном уровне пульсаций и может применяться как в однополярных (рис.5а), так и в расщепленных БП (рис.5б).

Мостовые выпрямители
Рис.5

На рис.5в,г показана работа мостового выпрямителя.

Как уже говорилось, различные схемы выпрямителей характеризуют разные значения коэффициента пульсаций. Точный расчет выпрямителя содержит громоздкие вычисления и на практике редко бывает необходим, поэтому ограничимся ориентировочным расчетом, который можно выполнить по таблице

Схема

Uобр

Источник

Памятка продавца — блоки питания

Памятка продавца - блоки питания

Блоки питания

1. Нестабилизированные блоки питания – выходное напряжение зависит от тока нагрузки.

Плюсы:

Минусы:

2. Стабилизированные блоки питания – выходное напряжение не зависит от тока нагрузки.

Плюсы:

Минусы:

* КПД существенно меньше, чем у импульсных блоков питания, трансформаторные БП греются, имеют большой размер и вес.

3. Импульсные блоки питания — выходное напряжение не зависит от тока нагрузки.

Плюсы:

Минусы:

** Ценовое преимущество импульсных блоков очевидно для достаточно мощных изделий, также благодаря высокому КПД и малым габаритам, у них лучше соотношение цена/качество

Импульсные блоки питания — легкие и компактные Пример: стабилизированный блок питания Robiton SN1000S (ток 1000мА) весит 570гр, импульсный блок IN1200S (ток1200мА)– 220 гр. Он в 2 раза легче!

Импульсного блока питания на 5000мА вполне достаточно чтобы закрыть все ваши потребности, он подойдет как для мощных устройств, так и для устройств, требующих ток в 300мА.

Тенденции: будущее за импульсными блоками питания. По мере удешевления компонентов импульсных блоков питания, они все больше и больше теснят и маломощные трансформаторные. Пример: зарядные устройства мобильных телефонов сейчас преимущественно импульсные, хотя еще несколько лет назад на таких небольших мощностях использовались трансформаторные блоки питания.

Источник