Как повысить напряжение импульсного блока питания с 12 до 19 вольт: Как повысить напряжение блока питания с 5 до 12 Вольт

Содержание

Блоки питания и их характеристики. Как выбрать блок питания.. Информация — Диод КМВ

Диод КМВ • Информация • Блоки питания и их характеристики. Как выбрать блок питания.

Блок питания в широком смысле — это электротехническое устройство, преобразующее электроэнергию сети переменного тока в электроэнергию с необходимыми параметрами (ток, напряжение, частота, форма напряжения), для питания других устройств, требующих эти параметры. То есть блок питания — это преобразователь.

Устройство.

В простейшем классическом варианте блок питания — это трансформатор, понижающий или повышающий переменное напряжение за счет электромагнитной индукции. Если требуется преобразование формы напряжения из переменного (AC) в постоянное (DC) — блок питания AC-DC, то используется выпрямитель напряжения. Также, в классическом блоке питания AC-DC присутствует фильтр пульсаций, создаваемых выпрямителем.

Трансформатор классического блока питания.

Классический вариант во многом оправдан благодаря своей простоте, надежности, доступности компонентов и отсутствию создаваемых радиопомех. Но из-за большого веса и габаритов, увеличивающихся пропорционально мощности, металлоемкости, а также низкого КПД при стабильном выходном напряжении, классические трансформаторные блоки питания уходят в прошлое. На смену им приходят импульсные блоки питания, о которых подробно и пойдет речь.

Импульсные блоки питания представляют собой инверторную систему, в которой входящее электричество сначала выпрямляется, после преобразуется в ток высокой частоты и определенной скважности с амплитудой прямоугольных импульсов, а потом происходит преобразование трансформатором и пропускание через фильтр низкой частоты. За счет повышения эффективности работы трансформатора с ростом частоты, снижаются требования к габаритам и металлоемкости по сравнению с классическими блоками питания.

Устройство импульсного блока питания.

Импульсные блоки питания получили широкое распространение благодаря ряду достоинств: значительно меньшие габариты и вес при сравнимой мощности; намного более высокий КПД (до 98%), благодаря устойчивости состояния ключевых элементов — потери возникают только при включении или выключении; меньшая стоимость — это стало возможным из-за повсеместного выпуска необходимых конструктивных элементов и разработке транзисторов повышенной мощности; сравнительная надежность; больший диапазон входных частот и напряжений — импульсный блок питания одинаково стабильно работает в диапазоне от 110 до 250 вольт и при частоте 50-60 Гц, что делает возможным использование техники с импульсными блоками питания повсеместно; безопасность при коротком замыкании.

Справедливости ради стоит сказать, что импульсные блоки питания не лишены минусов — сложность или невозможность ремонта, наличие высокочастотных радиопомех. Благодаря современным технологиям, эти минусы преодолимы, о чем свидетельствует широкое распространение, популярность и востребованность таких блоков на рынке.

Но, благодаря широкому распространению и большому разнообразию импульсных блоков питания в продаже, отличающихся функционально и характеристиками, иногда очень сложно подобрать необходимый. Попробуем разобраться в основных отличиях импульсных блоков, в их характеристиках и особенностях, а также ответим на вопрос: на что нужно обратить внимание, если вы хотите купить блок питания.

Особенности характеристик импульсных блоков питания.

В первую очередь, блоки питания делятся по функциональности преобразования. Одни блоки питания преобразуют электроэнергию таким образом, что на выходе получается стабилизированное напряжение при необходимой мощности — это AC-DC блоки питания. Другие преобразуют электроэнергию так, что на выходе получается стабилизированный ток постоянного значения в заданных диапазонах напряжения — это, так называемые, драйверы.

И те и другие блоки питания имеют определенную максимальную выходную мощность. Но, если в первом случае постоянным остается напряжение при возрастании тока в зависимости от мощности потребителей электроэнергии, то во втором случае постоянной остается сила тока, а в зависимости от мощности потребителей меняется напряжение на выходе. Диапазон изменения в драйверах ограничен, поэтому они распространены менее широко. Используются, в основном, в светотехнике, где заранее известны необходимые параметры тока.

Проще говоря, если вам нужен блок питания с необходимым током, например 700мА, при определенной мощности, то вам нужно выбирать драйвер. Если же вам нужен источник питания заданного напряжения и мощности, то нужен AC-DC блок питания.

При подборе блока питания важно учитывать его основные характеристики. С драйверами проще: все, что нужно о них знать, как правило, известно в рамках спецификации потребителя энергии. Встречаются драйверы в основном в составе готовых электротехнических изделий.

Чуть сложнее с AC-DC блоками питания. Современные блоки питания могут иметь различные характеристики выходного напряжения. Как правило, это: 5 вольт, 12 вольт, 24 вольта. Встречаются блоки питания и с другими выходными характеристиками: 3,3 вольта, 18 вольт, 32 вольта и прочие, но они менее распространены в отличие от первых, которые популярны в наружной и интерьерной рекламе и в декоративном освещении. Блоки питания необходимы, в большинстве случаев, для подключения светодиодных модулей, лент, линеек, для питания другой декоративной светотехники.

В зависимости от количества потребляемой электроэнергии и мощности подключаемых потребителей выбирается мощность блока питания. Тут необходимо учитывать, что при включении и выключении характеристики блока нестабильны, а также то, что в процессе работы в ту или иную сторону могут меняться характеристики входного электричества, поэтому блок подбирается с запасом по мощности, который составляет 1,2 — 1,3 от мощности подключаемых потребителей. Перегрузка блока по мощности может вывести его из строя или приведет к неправильному функционированию.

Другим важным критерием выбора, когда вы собираетесь купить блок питания, является область его использования. Это также актуально для драйверов. Блок может использоваться внутри помещения или на улице. Во втором случае он может быть размещен на стене или на горизонтальной плоскости, в тени или на солнце, может подвергаться, атмосферному воздействию в виде осадков снега и прочего, либо может быть размещен под крышей или козырьком. Все это влияет на то, с какой степенью защиты IP и в каком корпусе выбрать блок питания.

Для внутреннего использования, а также для размещения в закрытых щитках лучшим выбором будут блоки питания с защитой IP20, то есть не влагозащищенные, в защитном кожухе в виде сетки, исключающей прямой контакт с опасными элементами.

При выборе таких блоков питания следует обратить внимание на наличие EMI фильтра — это позволит избежать или свести к минимуму радиочастотные помехи, возникающие при работе блока питания. Иногда производители этим грешат в погоне за конкурентной ценой, поэтому покупая сравнительно недорогой блок питания, стоит уделить внимание этому вопросу.

Также может быть полезным наличие регулировки выходных параметров тока (в случае с драйверами) или напряжения, то есть наличие подстроечного резистора.

Иногда на выбор влияет размер блока питания. В настоящее время можно встретить блоки питания с одинаковыми характеристиками, но с большой разницей в габаритах. Меньшие по габаритам блоки, как правило, имеют в названии определения компакт (compact), слим (slim), экстра-слим (extra-slim). Меньшие габариты достигаются за счет развития технологий — более плотной компоновки и более совершенной элементной базы.

Часто блоки питания с защитой IP20 имеют активное охлаждение в виде вентилятора, работающего постоянно, либо срабатывающего при превышении определенной температуры. Удобством практически всех блоков в корпусах-сетках является достаточное количество винтовых контактов для подключения потребителей.

Для наружного использования нужны влагозащищенные блоки питания. Степень их защиты начинается с IP53. Это так называемые блоки rain proof или блоки с защитой от дождя. Представляют собой компромисс между влагозащищенными блоками и “сетками”, поскольку имеют неизолированные контакты, закрытые лишь крышкой, и должны располагаться только на стене в вертикальном положении. В местах, подверженных осадкам, их размещать не стоит.

Следующие по защищенности блоки питания выполнены в пластиковом или алюминиевом корпусе и могут иметь степень защиты IP66-67. Их можно размещать где угодно, но стоит учитывать, что пластик более подвержен деформации, поэтому в местах с прямым попаданием солнечных лучей блоки в алюминиевом корпусе предпочтительнее. Также блоки в пластиковых корпусах имеют ограничения по мощности: как правило, это максимум 150Вт. Как в варианте с пластиком, так и в варианте с алюминием, блок питания заполнен специальным составом, обеспечивающим герметичность и рассеивающим тепло. Открытых контактов у влагозащищенных блоков нет, вместо этого используются выводы в виде кабеля. Их может быть несколько для обеспечения необходимого суммарного сечения и удобства монтажа. Выводы подключены к одной силовой шине. Поэтому, при необходимости, они могут быть объединены.

Блоки питания в алюминиевых корпусах также, как и “сетки” могут быть выполнены в размерах compact, slim или extra-slim. Хотя, в зависимости от производителя, название может быть другим. Смысл в том, что это блок меньшего размера.

Покупая блок питания также нужно обращать внимание и на другие особенности. Производители блоков могут предлагать различные варианты защиты, от этого может зависеть цена на блок питания, но тот или иной вариант может быть полезным. У всех современных блоков существует защита от короткого замыкания. Полезной может быть защита от перегрузок, например Mean Well предлагает такую защиту, как Hiccup mode — при возникновении перегрузок блок питания, чтобы избежать перегрева переходит в режим редкой пульсации, пока характеристики перегрузок не придут в норму. В некоторых случаях критичен цвет блока питания — он может быть не обязательно белым или металлическим. Встречаются блоки питания черного цвета — это подойдет для тех мест, где светлый цвет блока бросается в глаза.

Особенностей и характеристик немало, но в них не так сложно разобраться, как кажется на первый взгляд. Зная эти особенности и руководствуясь нужными характеристиками, вы сможете без проблем подобрать и купить блок питания, наилучшим образом подходящий для ваших целей и задач.

Мы предлагаем более шестидесяти моделей блоков питания. При покупке блока питания у нас, мы всегда подробно ответим на все интересующие вас вопросы.

Как выбрать регулируемый модуль питания DC-DC: гайд 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



Важное в статье:

  • Топология блоков питания
  • Импульсные блоки питания
    • Примеры импульсных преобразователей
  • Принципы регулировки модулей питания
  • Преобразователи с расширенным функционалом
    • Регулируемые преобразователи фирмы RDtech серии DPS и DPH
    • Регулируемые преобразователи фирмы RDtech серии RD60xx
    • Регулируемые преобразователи фирмы Juntek
  • Особенности при выборе модулей питания DC-DC


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


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.


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

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.


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


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 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


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


DPh4205, 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 DPh4205 и DPH5005


Все модели имеют много общего:

  1. Размер модуля передней панели
  2. Интерфейс управления, выбор настроек
  3. Термозащита, режимы ограничений по току/напряжению/мощности
  4. Подключение через USB или Bluetooth (опционально)
  5. Единая программа для управления с ПК или смартфона


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

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


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

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.


Фирма Juntek представляет ряд моделей:

  1. DPM8605, DPM8608, DPM8616, DPM8624, DPM8650, выходное напряжение 60 Dольт, ток 5, 8, 16, 24, 50 Ампер.
  2. DPH8909 и DPM8920, с напряжением до 96 Вольт и током 9 и 20 Ампер.


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


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


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

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.


Также при выборе следует учитывать следующие параметры:

  1. Диапазон выходного напряжения. У простых минимальное часто не от нуля, а от 0.5-1.5 Вольт, максимальная планка часто 30-35 или 60 Вольт, реже 50 или 80. В большинстве задач хватает 35, но если разница в цене невелика, то лучше 50-60.
  2. Выходной ток. Здесь все зависит от сценария применения, чаще всего хватает 5-6 Ампер, иногда надо 10-12, больший ток нужен гораздо реже.
  3. Максимальная мощность обычно ограничена мощностью блока питания, который питает конвертер. Если он у вас уже есть, то можно исходить при подборе из его характеристик. Для понижающих все просто, ток по выходу у них не больше тока по входу, а по напряжению надо хотя бы 10% запаса. У некоторых моделей задается максимальная мощность. Например, RD6018 — даже при маломощном блоке питания получается на выходе полный ток или полное напряжение, но в любом случае с мощностью не более установленной.
  4. Индикация. Большой дисплей — это хорошо, но для эпизодического использования хватит и обычного семисегментного. Если планируете пользоваться им часто, лучше использовать полноценный дисплей.
  5. Дополнительный функционал. Здесь лучше смотреть по ситуации, кому-то надо иметь триггерную защиту, кому-то возможность заряда аккумуляторов с последующим автоотключением.
  6. Подключение к ПК. Аналогично предыдущему пункту, но важнее эргономика «местного» управления, так как им пользуются значительно чаще.


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

Корректировка выходного напряжения источника питания

В спецификациях на источники питания постоянного тока могут быть спецификации, касающиеся возможности корректировки выходного напряжения. При этом часто возникают вопросы, связанные с тем, почему необходимо регулировать выходное напряжение, как внешняя цепь регулирует напряжение и почему ограничен диапазон регулировки напряжения? В этом блоге мы обсудим некоторые основы проектирования источников питания и свяжем их с операциями подстройки выходного напряжения и техническими характеристиками.

Что такое обрезка и как она используется?

Уменьшение выходного напряжения источника питания просто означает регулировку напряжения на небольшую величину. По соглашению термин подстройка используется для приложений, в которых источник питания имеет заданное номинальное выходное напряжение, и пользователь может изменить выходное напряжение примерно на десять процентов или менее. Чаще всего пользователи могут регулировать выходное напряжение источника питания, добавляя внешние компоненты, регулируя потенциометр, установленный на печатной плате, или применяя аналоговый или цифровой сигнал.

Блоки питания с возможностью подстройки выходного напряжения обычно используются по двум причинам:

  1. Производительность — Приложения, в которых незначительное изменение выходного напряжения может повысить производительность продукта
  2. Нестандартные напряжения — Требуется нестандартное выходное напряжение, и изменение выходного напряжения стандартного источника питания является наиболее эффективным способом получения требуемого выходного напряжения

Одним из примеров повышения производительности путем подстройки является падение напряжения на силовых проводниках в приложении. В этом случае выходное напряжение на клеммах источника питания можно увеличить, чтобы компенсировать падение напряжения на проводниках. Применение подстройки выходного напряжения в этом приложении позволит напряжению на нагрузке оставаться на желаемом уровне даже при падении напряжения в проводниках подачи питания.

Рис. 1. Выходное напряжение источника питания уравновешено таким образом, чтобы
напряжение источника питания = требуемое напряжение нагрузки + общее падение напряжения на импедансе проводника

Некоторые источники питания доступны с выходным напряжением, указанным в диапазоне, а не в номинальном значении, и выходное напряжение может регулироваться в соотношении до 1:100. Эти типы источников питания часто обозначаются как переменные, регулируемые или лабораторные источники питания. Способ управления выходным напряжением в этих источниках питания обычно представляет собой аналоговый или цифровой сигнал, а также ручку или клавиатуру, установленную на панели. Этот класс блоков питания часто используется, когда пользователь хочет иметь один блок питания, который можно использовать во многих различных приложениях, и они не рассматриваются в этом сообщении в блоге.

Методы подстройки

В регулируемом источнике питания масштабированное значение выходного напряжения приводится в соответствие с эталонным напряжением с помощью контура обратной связи. Выходное напряжение источника питания можно изменить, изменив коэффициент масштабирования напряжения обратной связи, подав подстроечный сигнал в узел обратной связи или изменив опорное напряжение. Наиболее распространенными методами подстройки выходного напряжения источников питания являются подача тока (источник напряжения с высоким выходным сопротивлением) в узел обратной связи или изменение значения элемента сопротивления в цепи обратной связи. Ниже приведены способы реализации подстройки выходного напряжения в источниках питания.

Приложенное внешнее сопротивление

Группа разработчиков источника питания предоставляет контакт для внутреннего узла обратной связи. Источник напряжения с высоким выходным импедансом может быть создан пользователем путем размещения сети резисторов с высоким импедансом между выходным напряжением источника питания и землей. Узел этой внешней сети резисторов затем подключается к выводу внутреннего узла обратной связи и, таким образом, подает соответствующий ток для регулировки выходного напряжения источника питания.

Потенциометр

Группа разработчиков источника питания размещает потенциометр на печатной плате в цепи обратной связи. «Потенциометр» предоставляется пользователю для регулировки выходного напряжения источника питания.

Приложенное внешнее напряжение

Группа разработчиков источника питания предоставляет контакт, подключенный к внутренней схеме формирования сигнала, которая управляет внутренним узлом обратной связи. Пользователь подает подстроечное напряжение на внешний контакт, а схема формирования сигнала подает требуемый ток в узел обратной связи для подстройки выходного напряжения.

Цифровой интерфейс

Группа разработчиков источников питания предоставляет пользователю цифровой интерфейс для подстройки выходного напряжения. Внутренний ЦАП и формирователь сигнала преобразуют цифровой код подстройки в соответствующее аналоговое напряжение или ток для подстройки выходного напряжения.

Рис. 2: Блок-схема топологии источника питания

Ограничения подстройки

Существует много возможных причин, по которым диапазон подстройки выходного напряжения может быть ограничен. Некоторые распространенные причины ограничений диапазона подстройки включают ограничения выходной мощности, стабильность контура обратной связи и ограничения рабочего цикла. Корректировка выходного напряжения также может повлиять на ограничение тока на выходе источника питания, в зависимости от топологии конструкции источника питания. Изменения выходного напряжения и выходного тока могут повлиять на требуемые номинальные характеристики входного конденсатора большой емкости, переключателя на первичной стороне, изолирующих магнитных элементов, полупроводников вторичного выпрямления и компонентов выходного фильтра. Стоимость, размер и сложность этих компонентов в конструкции источника питания могут возрасти, если увеличить диапазон подстройки выходного сигнала.

Рисунок 3: Элементы преобразователя, на которые может повлиять изменение выходного напряжения или тока

Как упоминалось ранее, источники питания имеют внутреннюю петлю обратной связи. Изменение выходного напряжения источника питания может повлиять на стабильность цепи питания. Нестабильный контур источника питания может колебаться или замыкаться, а слишком стабильный контур может иметь большое время отклика и, таким образом, обеспечивать плохую стабилизацию выходного напряжения при наличии переходных процессов нагрузки. Почти во всех современных конструкциях источников питания используется коммутационная топология для снижения стоимости и размера, а также повышения производительности. Во многих архитектурах импульсных источников питания изменение выходного напряжения влияет на рабочий цикл импульса переключения. Как минимальные, так и максимальные пределы рабочего цикла сигнала переключения могут быть обнаружены, если выходное напряжение слишком сильно подстроено.

Заключение

Выходное напряжение источника питания можно отрегулировать, чтобы обеспечить преимущества во многих приложениях. В большинстве приложений правильная подстройка выходного напряжения источника питания не является проблемой. Тем не менее, если есть проблемы или вопросы, команда технической поддержки CUI готова помочь нашим клиентам.

Категории:
Основы
, Выбор продукта

Вам также может понравиться

Преобразователи постоянного тока мощностью от 1 Вт до 600 Вт

Рекомендуемые продукты

Сравнение изолированных и неизолированных преобразователей мощности

Блог о мощности

В чем разница между нерегулируемыми и регулируемыми блоками питания?

Блог о мощности



Есть комментарии по этому посту или темам, которые вы хотели бы видеть в будущем?

Отправьте нам письмо по адресу [email protected] com

Схема преобразователя 12 В в 19 В

Вы здесь: Главная / Зарядные устройства / Схема преобразователя 12 В в 19 В Соберите простую схему повышающего преобразователя 12 В в 19 В, которую можно использовать для зарядки 19 В аккумулятора от 12 В автомобильного аккумулятора.

Основным применением этой схемы может быть зарядка аккумулятора ноутбука от автомобильного аккумулятора,

12 В на 19Схему V преобразователя можно увидеть на следующем рисунке.

Принцип работы очень прост.

Автономный нестабильный генератор используется для работы схемы удвоения напряжения.

Последовательный проходной транзистор используется для регулирования выходного напряжения, которое контролируется компаратором. Соединения заземления для входных и выходных линий одинаковы и являются общими с минусом источника питания 12 В.

IC1B становится основной активной частью конфигурации нестабильного мультивибратора. Конденсатор С1 и резистор R4, включенные поперек цепи обратной связи, обеспечивают рабочую частоту примерно 15 кГц.

Диод D1 и резистор R7 гарантируют, что прямоугольный сигнал на выходе работает с коэффициентом заполнения 50:50.

Конденсатор C1 должен быть конденсатором хорошего качества с высокой стабильностью и низким температурным коэффициентом, конденсатор керамического типа должен хорошо справляться со своей задачей.

Dode D1 должен иметь такие температурные характеристики, чтобы выходной прямоугольный сигнал всегда поддерживался правильно, независимо от условий выходной нагрузки и нагрева контура.

Транзисторы T2 и T3 попеременно переключаются прямоугольными импульсами, генерируемыми микросхемой IC1B.

Когда T3 находится во включенном состоянии, конденсатор C3 заряжается до 12 В с помощью D2. Затем, в то время как T3 переходит в период отключения, T2 включается, что позволяет мгновенно подключить отрицательную клемму C3 к источнику питания +12 В.

Однако в этой ситуации заряд, хранящийся внутри C3, не может измениться мгновенно, поэтому, как только отрицательная клемма C3 соединяется с высоким потенциалом 12 В, становится необходимым, чтобы ее положительная клемма также активизировалась.

Ситуация приводит к тому, что положительная клемма C3 «повышается» примерно в два раза по сравнению с напряжением питания.

В реальной эксплуатации из-за потерь, происходящих через диоды и транзисторы, по существу, это означает, что выходной сигнал не может быть точно в два раза больше входного уровня источника питания, а будет немного ниже ожидаемого уровня 2X.

В цепи используются диоды Шоттки, чтобы свести прямое падение напряжения к минимуму. D3 используется для выпрямления напряжения, а C4 предназначен для хранения выпрямленного выхода диода.

Обязательно используйте конденсатор очень высокого качества для C3, так как он будет нести полную ответственность за передачу всего выходного тока на нагрузку.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

[an error occurred while processing the directive]