В частные дома и квартиры подается однофазное переменное напряжение 220 В. Оно идеально подходит для работы электрических лампочек накаливания, освещающих жилище. Однако для бытовой техники необходимо питание от постоянного тока и с гораздо меньшим напряжением.
Общие понятия о сети
Всем известно, чтобы заработал телевизор или компьютер необходимо его подключить к электрической розетке. Однако не все знают, что блоки и узлы телевизора не могут включаться напрямую от электросети 220В.
И этому есть две причины:
- В розетке переменный ток, а компонентам телевизора необходим постоянный;
- Различные узлы и схемы телевизора для своей работы используют напряжения различной величины. А для этого понадобится несколько линий с различным показателями.
К примеру, для работы радиоприемника необходимо постоянное напряжение 9В. А для компьютера 5В и 12 В.
Для того чтобы получить напряжение необходимой величины существуют блоки питания, которые расположены в корпусе бытовой техники.
Что такое блок питания?
Блоком питания называется электронное устройство, преобразующее переменное напряжение в постоянное. Оно обеспечивает отдельные компоненты, током и напряжением необходимого номинала.
Блок питания – это источник электроэнергии для всех компонентов прибора.
Можно ли обойтись без блока питания? Можно, но не всегда.
Вместо БП можно использовать аккумуляторы или батарейки.
Такой принцип приемлемый в ноутбуках, приемниках или плеерах, где потребляемая мощность не слишком велика.
Для стационарного компьютера или телевизора такое включение нецелесообразно.
Виды блоков питания
В бытовой технике используют два типа:
- Трансформаторные;
- Импульсные.
Каждый из этих блоков идеально подходит для тех или иных электронных приборов, согласно заданным техническим характеристикам.
Выделить лучший или худший тип невозможно. Они имеют свои преимущества и недостатки и успешно решают поставленную перед ними задачу.
Трансформаторный БП состоит из понижающего трансформатора с первичной обмоткой под сетевое напряжение. И вторичной обмоткой из расчета необходимого напряжения и тока.
Преобразование переменного напряжения в постоянное осуществляется с помощью выпрямителя. Затем пульсирующее напряжение сглаживается с помощью конденсаторов большой емкости. В схему трансформаторного блока могут входить фильтры от высокочастотных помех, защита от короткого замыкания, стабилизаторы тока и напряжения.
Трансформаторные блоки питания отличаются простотой конструкции, высокой надежностью, доступностью элементной базы и низким уровнем собственных помех. Собираются по простым схемам.
Однако такие БП имеют большой вес и габариты, низкий коэффициент полезного действия.
Импульсные блоки питания основаны на принципе первоначального выпрямления входящего напряжения, с последующим преобразованием в импульсы повышенной частоты.
В импульсных блоках с гальванической развязкой, питание сети подается на трансформатор (с гораздо меньшими размерами, чем в трансформаторном БП).
Если гальваническая развязка от питающей сети не нужна, то импульсы сразу подаются на низкочастотный выходной фильтр.
Благодаря использованию отрицательной обратной связи, импульсные блоки питания выдают стабильные характеристики независимо от колебаний входящего напряжения и величины нагрузки.
Импульсные БП имеют сравнительно небольшие габариты и вес. Они охватывают широкий диапазон входящего напряжения и частоты, отличаются высоким показателем коэффициента полезного действия.
К недостаткам следует отнести высокочастотный уровень помех, вызванный принципом работы импульсных блоков питания.
Как правило, блоки питания уже встроены в аппаратуру, и нет необходимости в этом что-то менять. Однако в отдельных случаях возникает необходимость иметь обособленный блок питания на определенное напряжение.
Например: радиоприемник рассчитан на работу от батареек и не имеет встроенного регулирующего устройства. Резонно использовать отдельно стоящий БП. Это избавит от хлопот, связанных с частой заменой элементов питания.
В случае когда радиолюбитель занимается изготовлением или ремонтом радиоэлектронных устройств, ему приходится работать с аппаратурой, использующей различные напряжения питания. Тогда полезным будет блок питания с регулируемым выходным напряжением.
Конечно, такое устройство можно приобрести в магазине электроники. Однако творческому человеку куда приятнее изготовить такой прибор своими руками. Тем более что в продаже может не оказаться блока питания с необходимыми мастеру характеристиками.
Блок питания своими руками
В радиожурналах и на просторах интернета можно найти огромное количество всевозможных схем регулируемых блоков питания.
Но в радиолюбительской практике вполне достаточно иметь простой регулируемый БП от 0 до 12В. Такой прибор под силу изготовить своими руками как опытному, так и начинающему радиолюбителю.
Преимущества блока питания
Простота сборки;- Отсутствие дорогостоящих радиоэлементов;
- Диапазон регулировки 0-12В;
- Высокая стабильность работы.
Схема простого, но надежного блока питания с плавной регулировкой состоит из двух частей:
- Основная часть (сам блок питания);
- Транзисторная схема регулятора выходного напряжения.
В основную часть входит:
- Понижающий трансформатор мощностью до 30Вт. Необходим трансформатор с первичной обмоткой, рассчитанной на переменный ток 220В и вторичной обмоткой с выходным напряжением 15В и током 2-3 ампера;
- Выпрямитель, собранный на четырех диодах КД202 (или аналогичных) для преобразования постоянного напряжения из переменного;
- Электролитический конденсатор емкостью не менее 1000 микрофарад. Благодаря своей способности накапливать и отдавать напряжение он выполняет функцию сглаживающего фильтра. Чем выше номинал конденсатора, тем меньше скачки напряжения.
В транзисторную схему входит:
- Параметрический стабилизатор, состоящий из резистора и стабилитрона. На стабилитроне образуется постоянная величина с малым коэффициентом отклонения;
- Переменный резистор, осуществляющий плавное изменение выходного напряжения;
- Эмиттерный повторитель, состоящий из двух транзисторов работающих в режиме усиления тока.
При правильном монтаже, устройство начинает работать сразу, без каких-либо настроек в схеме.
Проверяем в работе
Подключаем вольтметр к выходу БП. Поворачиваем регулятор напряжения на минимум. Показания вольтметра должны равняться нулю. Плавно переводим регулятор в правое положение. Показания вольтметра должны плавно увеличиваться вплоть до максимума +12В.
Параллельно вольтметру включаем нагрузку в пол-ампера. Просадка выходного напряжения должна быть минимальной.
При всей простоте конструкции, БП выдает неплохие характеристики и параметры.
Небольшие доработки своими руками позволят улучшить конструкцию. К примеру, можно установить узел защиты от перегрузок, или установить внутренний вольтметр.
