Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный блок питания с регулировкой выходного напряжения


Регулируемый блок питания своими руками

Мастер, описание устройства которого в первой части, задавшись целью сделать блок питания с регулировкой, не стал усложнять себе дело и просто использовал платы, которые лежали без дела. Второй вариант предполагает использование еще более распространенного материала – к обычному блоку была добавлена регулировка, пожалуй, это очень многообещающее по простоте решение при том, что нужные характеристики не будут потеряны и реализовать задумку можно своими руками даже не самому опытному радиолюбителю. В бонус еще два варианта совсем простых схем со всеми подробными объяснениями для начинающих. Итак, на ваш выбор 4 способа.

Блок питания с регулировкой из старой платы компьютера

Stalevik

Расскажем, как сделать регулируемый блок питания из ненужной платы компьютера. Мастер взял плату компьютера и выпилил блок, питающий оперативку.
Так он выглядит.

Определимся, какие детали нужно взять, какие нет, чтобы отрезать то, что нужно, чтобы на плате были все компоненты блока питания. Обычно импульсный блок для подачи тока на компьютер состоит из микросхемы, шим контроллера, ключевых транзисторов, выходного дросселя и выходного конденсатора, входного конденсатора. На плате еще и зачем-то присутствует входной дроссель. Его тоже оставил. Ключевые транзисторы – может быть два, три. Есть посадочное место по 3 транзистор, но в схеме не используется.

Сама микросхема шим контроллера может выглядеть так. Вот она под лупой.

Может выглядеть как квадратик с маленькими выводами со всех сторон. Это типичный шим контроллер на плате ноутбука.


Так выглядит блок питания импульсный на видеокарте.

Точно также выглядит блок питания для процессора. Видим шим контроллер и несколько каналов питания процессора. 3 транзистора в данном случае. Дроссель и конденсатор. Это один канал.
Три транзистора, дроссель, конденсатор – второй канал. 3 канал. И еще два канала для других целей.
Вы знаете как выглядит шим-контроллер, смотрите под лупой его маркировку, ищите в интернете datasheet, скачиваете pdf файл и смотрите схему, чтобы ничего не напутать.
На схеме видим шим-контроллер, но по краям обозначены, пронумерованы выводы.

Обозначаются транзисторы. Это дроссель. Это конденсатор выходной и конденсатор входной. Входное напряжение в диапазоне от 1,5 до 19 вольт, но напряжение питание шим-контроллера должно быть от 5 вольт до 12 вольт. То есть может получиться, что потребуется отдельный источник питания для питания шим-контроллера. Вся обвязка, резисторы и конденсаторы, не пугайтесь. Это не нужно знать. Всё есть на плате, вы не собираете шим-контроллер, а используете готовый. Нужно знать только 2 резистора – они задают выходное напряжение.

Резисторный делитель. Вся его суть в том, чтобы сигнал с выхода уменьшить примерно до 1 вольта и подать на вход шим-контроллера фидбэк – обратная связь. Если вкратце, то изменяя номинал резисторов, можем регулировать выходное напряжение. В показанном случае вместо резистора фидбэк мастер поставил подстроечный резистор на 10 килоом. Этого оказалось достаточным, чтобы регулировать выходное напряжение от 1 вольта до примерно 12 вольт. К сожалению, не на всех шим-контроллерах это возможно. Например, на шим контроллерах процессоров и видеокарт, чтобы была возможность настраивать напряжение, возможность разгона, выходное напряжение сдается программно по несколькоканальной шине. Менять выходное напряжение такого шим контроллера можно разве только перемычками.

Итак, зная как выглядит шим-контроллер, элементы, которые нужны, уже можем выпиливать блок питания. Но делать это нужно аккуратно, так как вокруг шим-контроллера есть дорожки, которые могут понадобиться. Например, можно видеть – дорожка идёт от базы транзистора к шим контроллеру. Её сложно было сохранить, пришлось аккуратно выпиливать плату.

Используя тестер в режиме прозвонки и ориентируясь на схему, припаял провода. Также пользуясь тестером, нашел 6 вывод шим-контроллера и от него прозвонил резисторы обратной связи. Резистор находился рфб, его выпаял и вместо него от выхода припаял подстроечный резистор на 10 килоом, чтобы регулировать выходное напряжение, также путем про звонки выяснил, что питание шим-контроллера напрямую связано со входной линией питания. Это значит, что не получиться подавать на вход больше 12 вольт, чтобы не сжечь шим-контроллер.

Посмотрим, как блок питания выглядит в работе

Припаял штекер для входного напряжения, индикатор напряжения и выходные провода. Подключаем внешнее питание 12 вольт. Загорается индикатор. Уже был настроен на напряжение 9,2 вольта. Попробуем регулировать блок питания отверткой.


Пришло время заценить, на что способен блок питания. Взял деревянный брусок и самодельный проволочный резистор из нихромовой проволоки. Его сопротивление низкое и вместе с щупами тестера составляет 1,7 Ом. Включаем мультиметр в режим амперметра, подключаем его последовательно к резистору. Смотрите, что происходит – резистор накаляется до красна, напряжение на выходе практически не меняется, а ток составляет около 4 ампер.


Раньше мастер уже делал похожие блоки питания. Один вырезан своими руками из платы ноутбука.

Это так называемое дежурное напряжение. Два источника на 3,3 вольта и 5 вольт. Сделал ему на 3d принтере корпус. Также можете посмотреть статью, где делал похожий регулируемый блок питания, тоже вырезал из платы ноутбука (https://electro-repair.livejournal.com/3645.html). Это тоже шим контроллер питания оперативной памяти.

Как сделать регулирующий БП из обычного, от принтера

Пойдет речь о блоке питания принтера canon, струйный. Они много у кого остаются без дела. Это по сути отдельное устройство, в принтере держится на защелке.
Его характеристики: 24 вольта, 0,7 ампера.

Понадобился блок питания для самодельной дрели. Он как раз подходит по мощности. Но есть один нюанс – если его так подключить, на выходе получим всего лишь 7 вольт. Тройной выход, разъёмчик и получим всего лишь 7 вольт. Как получить 24 вольта?
Как получить 24 вольта, не разбирая блок?
Ну самый простой – замкнуть плюс со средним выходом и получим 24 вольта.
Попробуем сделать. Подключаем блок питания в сеть 220. Берем прибор и пытаемся измерить. Подсоединим и видим на выходе 7 вольт.
У него центральный разъем не задействован. Если возьмем и подсоединим к двум одновременно, напряжение видим 24 вольта. Это самый простой способ сделать так, чтобы данный блок питания не разбирая, выдавал 24 вольта.

Необходим самодельный регулятор, чтобы в некоторых пределах можно было регулировать напряжение. От 10 вольт до максимума. Это сделать легко. Что для этого нужно? Для начала вскрыть сам блок питания. Он обычно проклеен. Как вскрыть его, чтобы не повредить корпус. Не надо ничего колупать, поддевать. Берем деревяшку помассивнее либо есть киянка резиновая. Кладем на твердую поверхность и по шву лупим. Клей отходит. Потом по всем сторонам простучали хорошенько. Чудесным образом клей отходит и все раскрывается. Внутри видим блок питания.


Достанем плату. Такие бп легко переделать на нужное напряжение и можно сделать также регулируемый. С обратной стороны, если перевернем, есть регулируемый стабилитрон tl431. С другой стороны увидим средний контакт идет на базу транзистора q51.

Если подаем напряжение, то данный транзистор открывается и на резистивном делителе появляется 2,5 вольта, которые нужно для работы стабилитрона. И на выходе появляется 24 вольта. Это самый простой вариант. Как его завести можно еще – это выбросить транзистор q51 и поставить перемычку вместо резистора r 57 и всё. Когда будем включать, всегда на выходе непрерывно 24 вольта.

Как сделать регулировку?

Можно изменить напряжение, сделать с него 12 вольт. Но в частности мастеру, это не нужно. Нужно сделать регулируемый. Как сделать? Данный транзистор выбрасываем и вместо резистор 57 на 38 килоома поставим регулируемый. Есть старый советский на 3,3 килоома. Можно поставить от 4,7 до 10, что есть. От данного резистора зависить только минимальное напряжение, до которого он сможет опускать его. 3,3 -сильно низко и не нужно. Двигатели планируется поставить на 24 вольта. И как раз от 10 вольт до 24 – нормально. Кому нужно другое напряжение, можно большого сопротивления подстроечный резистор.
Приступим, будем выпаивать. Берём паяльник, фен. Выпаял транзистор и резистор.

Подпаял переменный резистор и попробуем включить. Подал 220 вольт, видим 7 вольт на нашем приборе и начинаем вращать переменный резистор. Напряжение поднялось до 24 вольт и плавно-плавно вращаем, оно падает – 17-15-14 то есть снижается до 7 вольт. В частности установлено на 3,3 ком. И наша переделка оказалась вполне успешной. То есть для целей от 7 до 24 вольт вполне приемлемая регулировка напряжения.


Такой вариант получился. Поставил переменный резистор. Ручку и получился регулируемый блок питания – вполне удобный.

Видео канала “Технарь”.

Такие блоки питания найти в Китае просто. Наткнулся на интересный магазин, который продает б/у блоки питания от разных принтеров, ноутбуков и нетбуков. Они разбирают и продают сами платы, полностью исправные на разные напряжения и токи. Самый большой плюс – это то, что они разбирают фирменную аппаратуру и все блоки питания качественные, с хорошими деталями, во всех есть фильтры.
Фотографии – разные блоки питания, стоят копейки, практически халява.

Простой блок с регулировкой

Простой вариант самодельного устройства для питания приборов с регулировкой. Схема популярная, она распространена в Интернете и показала свою эффективность. Но есть и ограничения, которые показаны на ролике вместе со всеми инструкциями по изготовлению регулированного блока питания.


Самодельный регулированный блок на одном транзисторе

Какой можно сделать самому самый простой регулированный блок питания? Это получится сделать на микросхеме lm317. Она уже сама с собой представляет почти блок питания. На ней можно изготовить как регулируемый по напряжению блок питания, так и потоку. В этом видео уроке показано устройство с регулировкой напряжения. Мастер нашёл несложную схему. Входное напряжение максимальное 40 вольт. Выходное от 1,2 до 37 вольта. Максимальный выходной ток 1,5 ампер.

Скачать схему с платой.

Без теплоотвода, без радиатора максимальная мощность может быть всего 1 ватт. А с радиатором 10 ватт. Список радиодеталей.

Приступаем к сборке

Подключим на выход устройства электронную нагрузку. Посмотрим, насколько хорошо держит ток. Выставляем на минимум. 7,7 вольта, 30 миллиампер.

Всё регулируется. Выставим 3 вольта и добавим ток. На блоке питания выставим ограничения только побольше. Переводим тумблер в верхнее положение. Сейчас 0,5 ампера. Микросхема начал разогреваться. Без теплоотвода делать нечего. Нашёл какую-то пластину, ненадолго, но хватит. Попробуем еще раз. Есть просадка. Но блок работает. Регулировка напряжения идёт. Можем вставить этой схеме зачёт.

Видео Radioblogful. Видеоблог паяльщика.

Регулируемый источник напряжения от 5 до 12 вольт

Продолжая наше руководство по преобразованию блока питания ATX в настольный источник питания, одним очень хорошим дополнением к этому является стабилизатор положительного напряжения LM317T.

LM317T – это регулируемый 3-контактный положительный стабилизатор напряжения, способный подавать различные выходы постоянного напряжения, отличные от источника постоянного напряжения +5 или +12 В, или в качестве переменного выходного напряжения от нескольких вольт до некоторого максимального значения, все с токи около 1,5 ампер.

С помощью небольшого количества дополнительных схем, добавленных к выходу блока питания, мы можем получить настольный источник питания, способный работать в диапазоне фиксированных или переменных напряжений, как положительных, так и отрицательных по своей природе. На самом деле это гораздо проще, чем вы думаете, поскольку трансформатор, выпрямление и сглаживание уже были выполнены БП заранее, и все, что нам нужно сделать, это подключить нашу дополнительную цепь к выходу желтого провода +12 Вольт. Но, во-первых, давайте рассмотрим фиксированное выходное напряжение.

Фиксированный источник питания 9В

В стандартном корпусе TO-220 имеется большое разнообразие трехполюсных регуляторов напряжения, при этом наиболее популярным фиксированным стабилизатором напряжения являются положительные регуляторы серии 78xx, которые варьируются от очень распространенного фиксированного стабилизатора напряжения 7805 +5 В до 7824, + 24V фиксированный регулятор напряжения. Существует также серия фиксированных отрицательных регуляторов напряжения серии 79хх, которые создают дополнительное отрицательное напряжение от -5 до -24 вольт, но в этом уроке мы будем использовать только положительные типы 78хх .

Фиксированный 3-контактный регулятор полезен в приложениях, где не требуется регулируемый выход, что делает выходной источник питания простым, но очень гибким, поскольку выходное напряжение зависит только от выбранного регулятора. Их называют 3-контактными регуляторами напряжения, потому что они имеют только три клеммы для подключения, и это соответственно Вход , Общий и Выход .

Входным напряжением для регулятора будет желтый провод + 12 В от блока питания (или отдельного источника питания трансформатора), который подключается между входной и общей клеммами. Стабилизированный +9 вольт берется через выход и общий, как показано.

Схема регулятора напряжения

Итак, предположим, что мы хотим получить выходное напряжение +9 В от нашего настольного блока питания, тогда все, что нам нужно сделать, это подключить регулятор напряжения + 9 В к желтому проводу + 12 В. Поскольку блок питания уже выполнил выпрямление и сглаживание до выхода + 12 В, требуются только дополнительные компоненты: конденсатор на входе и другой на выходе.

Эти дополнительные конденсаторы способствуют стабильности регулятора и могут находиться в диапазоне от 100 до 330 нФ. Дополнительный выходной конденсатор емкостью 100 мкФ помогает сгладить характерные пульсации, обеспечивая хороший переходный процесс. Этот конденсатор большой величины, размещенный на выходе цепи источника питания, обычно называют «сглаживающим конденсатором».

Эти регуляторы серии 78xx выдают максимальный выходной ток около 1,5 А при фиксированных стабилизированных напряжениях 5, 6, 8, 9, 12, 15, 18 и 24 В соответственно. Но что, если мы хотим, чтобы выходное напряжение составляло + 9 В, но имел только регулятор 7805, + 5 В ?. Выход + 5 В 7805 относится к клемме «земля, Gnd» или «0 В».

Если бы мы увеличили это напряжение на контакте 2 с 4 В до 4 В, выход также увеличился бы еще на 4 В при условии достаточного входного напряжения. Затем, поместив небольшой 4-вольтный (ближайшее предпочтительное значение 4,3 В) диод Зенера между контактом 2 регулятора и массой, мы можем заставить 7805 5 В стабилизатор генерировать выходное напряжение +9 В, как показано на рисунке.

Увеличение выходного напряжения

Итак, как это работает. Стабилитрон 4,3 В требует обратного тока смещения около 5 мА для поддержания выхода с регулятором, потребляющим около 0,5 мА. Этот полный ток 5,5 мА подается через резистор «R1» с выходного контакта 3.

Таким образом, значение резистора, необходимого для регулятора 7805, будет R = 5 В / 5,5 мА = 910 Ом . Диод обратной связи D1, подключенный через входные и выходные клеммы, предназначен для защиты и предотвращает обратное смещение регулятора, когда входное напряжение питания выключено, а выходное питание остается включенным или активным в течение короткого периода времени из-за большой индуктивности. нагрузка, такая как соленоид или двигатель.

Затем мы можем использовать 3-контактные регуляторы напряжения и подходящий стабилитрон для получения различных фиксированных выходных напряжений от нашего предыдущего источника питания в диапазоне от + 5В до + 12В. Но мы можем улучшить эту конструкцию, заменив стабилизатор постоянного напряжения на регулятор переменного напряжения, такой как LM317T .

Источник переменного напряжения

LM317T – это полностью регулируемый 3-контактный положительный стабилизатор напряжения, способный подавать на 1,5 А выходное напряжение в диапазоне от 1,25 В до чуть более 30 Вольт. Используя соотношение двух сопротивлений, одно из которых является фиксированным значением, а другое – переменным (или оба фиксированным), мы можем установить выходное напряжение на желаемом уровне с соответствующим входным напряжением в диапазоне от 3 до 40 вольт.

Регулятор переменного напряжения LM317T также имеет встроенные функции ограничения тока и термического отключения, что делает его устойчивым к коротким замыканиям и идеально подходит для любого низковольтного или домашнего настольного источника питания.

Выходное напряжение LM317T определяется соотношением двух резисторов обратной связи R1 и R2, которые образуют сеть делителей потенциала на выходной клемме, как показано ниже.

LM317T Регулятор переменного напряжения

Напряжение на резисторе R1 обратной связи является постоянным опорным напряжением 1,25 В, V ref, создаваемым между клеммой «выход» и «регулировка». Ток регулировочной клеммы является постоянным током 100 мкА. Так как опорное напряжение через резистор R1 является постоянным, постоянным током я буду течь через другой резистор R2 , в результате чего выходного напряжения:

Затем любой ток, протекающий через резистор R1, также протекает через резистор R2 (игнорируя очень маленький ток на регулировочной клемме), причем сумма падений напряжения на R1 и R2 равна выходному напряжению Vout . Очевидно, что входное напряжение Vin должно быть как минимум на 2,5 В больше, чем требуемое выходное напряжение для питания регулятора.

Кроме того, LM317T имеет очень хорошее регулирование нагрузки, при условии, что минимальный ток нагрузки превышает 10 мА. Таким образом , чтобы поддерживать постоянное опорное напряжение 1.25V, минимальное значение резистора обратной связи R1 должно быть 1.25V / 10mA = 120 Ом , и это значение может варьироваться от 120 Ом до 1000 Ом с типичными значениями R 1 является приблизительно 220Ω, чтобы 240Ω лет для хорошей стабильности.

Если мы знаем значение требуемого выходного напряжения, Vout и резистор обратной связи R1 , скажем, 240 Ом, то мы можем рассчитать значение резистора R2 из вышеприведенного уравнения. Например, наше исходное выходное напряжение 9 В даст резистивное значение для R2 :

R1. ((Vout / 1,25) -1) = 240. ((9 / 1,25) -1) = 1 488 Ом

или 1500 Ом (1 кОм) до ближайшего предпочтительного значения.

Конечно, на практике резисторы R1 и R2 обычно заменяют потенциометром, чтобы генерировать источник переменного напряжения, или несколькими переключенными предварительно установленными сопротивлениями, если требуется несколько фиксированных выходных напряжений.

Но для того, чтобы уменьшить математические вычисления, необходимые для расчета значения резистора R2, каждый раз, когда нам нужно определенное напряжение, мы можем использовать стандартные таблицы сопротивлений, как показано ниже, которые дают нам выходное напряжение регуляторов для различных соотношений резисторов R1 и R2 с использованием значений сопротивления E24 ,

Соотношение сопротивлений R1 к R2

Значение R2 Значение резистора R1
150 180 220 240 270 330 370 390 470
100 2,08 1,94 1,82 1,77 1,71 1,63 1,59 1,57 1,52
120 2,25 2,08 1,93 1,88 1,81 1,70 1,66 1,63 1,57
150 2,50 2,29 2,10 2,03 1,94 1,82 1,76 1,73 1,65
180 2,75 2,50 2,27 2,19 2,08 1,93 1,86 1,83 1,73
220 3,08 2,78 2,50 2,40 2,27 2,08 1,99 1,96 1,84
240 3,25 2,92 2,61 2,50 2,36 2,16 2,06 2,02 1,89
270 3,50 3,13 2,78 2,66 2,50 2,27 2,16 2,12 1,97
330 4,00 3,54 3,13 2,97 2,78 2,50 2,36 2,31 2,13
370 4,33 3,82 3,35 3,18 2,96 2,65 2,50 2,44 2,23
390 4,50 3,96 3,47 3,28 3,06 2,73 2,57 2,50 2,29
470 5,17 4,51 3,92 3,70 3,43 3,03 2,84 2,76 2,50
560 5,92 5,14 4,43 4,17 3,84 3,37 3,14 3,04 2,74
680 6,92 5,97 5,11 4,79 4,40 3,83 3,55 3,43 3,06
820 8,08 6,94 5,91 5,52 5,05 4,36 4,02 3,88 3,43
1000 9,58 8,19 6,93 6,46 5,88 5,04 4,63 4,46 3,91
1200 11,25 9,58 8,07 7,50 6,81 5,80 5,30 5,10 4,44
1500 13,75 11,67 9,77 9,06 8,19 6,93 6,32 6,06 5,24

Изменяя резистор R2 для потенциометра на 2 кОм, мы можем контролировать диапазон выходного напряжения нашего настольного источника питания от примерно 1,25 вольт до максимального выходного напряжения 10,75 (12-1,25) вольт. Тогда наша окончательная измененная схема переменного электропитания показана ниже.

Цепь питания переменного напряжения

Мы можем немного улучшить нашу базовую схему регулятора напряжения, подключив амперметр и вольтметр к выходным клеммам. Эти приборы будут визуально отображать ток и напряжение на выходе регулятора переменного напряжения. При желании в конструкцию также может быть включен быстродействующий предохранитель для обеспечения дополнительной защиты от короткого замыкания, как показано на рисунке.

Недостатки LM317T

Одним из основных недостатков использования LM317T в качестве части цепи питания переменного напряжения для регулирования напряжения является то, что до 2,5 вольт падает или теряется в виде тепла через регулятор. Так, например, если требуемое выходное напряжение должно быть +9 вольт, то входное напряжение должно быть целых 12 вольт или более, если выходное напряжение должно оставаться стабильным в условиях максимальной нагрузки. Это падение напряжения на регуляторе называется «выпадением». Также из-за этого падения напряжения требуется некоторая форма радиатора, чтобы поддерживать регулятор в холодном состоянии.

К счастью, доступны регуляторы переменного напряжения с низким падением напряжения, такие как регулятор низкого напряжения с низким падением напряжения National Semiconductor «LM2941T», который имеет низкое напряжение отключения всего 0,9 В при максимальной нагрузке. Это низкое падение напряжения обходится дорого, так как это устройство способно выдавать только 1,0 ампер с выходом переменного напряжения от 5 до 20 вольт. Однако мы можем использовать это устройство для получения выходного напряжения около 11,1 В, чуть ниже входного напряжения.

Таким образом, чтобы подвести итог, наш настольный источник питания, который мы сделали из старого блока питания ПК в предыдущем учебном пособии, может быть преобразован для обеспечения источника переменного напряжения с помощью LM317T для регулирования напряжения. Подключив вход этого устройства через желтый выходной провод + 12 В блока питания, мы можем иметь фиксированное напряжение + 5 В, + 12 В и переменное выходное напряжение в диапазоне от 2 до 10 вольт при максимальном выходном токе 1,5 А.

Источник питания постоянного тока 30 кВ (самодельный / самодельный) с обратным ходом и умножителем / тройником

Это мой высоковольтный блок питания своими руками. Это выдает до 30 кВ постоянного тока и рассчитывает на питание от источник, подающий 0 - 24 В постоянного тока. Вход через банановые разъемы. Я обычно кормлю его своим самодельный блок питания 24В но, как показано ниже, я также использовал сетевой адаптер и питание ноутбука. поставка. Также ниже видео показаны пошаговые инструкции по изготовлению этого высоковольтного источника питания вместе с некоторыми демонстрациями.

Как вы увидите ниже, трансформатор обратного хода и умножитель для этого блока питания может быть трудно найти. Альтернативой является пойти с обратный ход со встроенными диодами, как я сделал здесь. Напряжение будет скорее всего будет ниже.

Одна из модификаций, которую я сделал, - это сделать вывод FOCUS HV от умножителя (в этом случай также называется тройником, так как он втрое увеличивает напряжение). С 30кВ выходной провод я мог получить до 4 кВ, но я захотелось пониже. Поэтому, сделав выходной провод FOCUS HV доступным в качестве альтернативы, Я смог получить диапазон от 1,2 кВ до 4,6 кВ.

Он использует обратный трансформатор для повышения входного напряжения примерно до 10 кВ переменного тока, а затем подает его на умножитель, который увеличивает его. примерно до 30 кВ постоянного тока.Я посмотрел на результат на моем телескопе, и он довольно плоский.

Конденсаторы.
Диоды.

Речь идет о материале, выделенном красным на схеме выше. это это то, что я сам не пробовал, но видел и слышал о от других. Я сам мало что знаю об этом, поэтому могу быть только расплывчатым.Повторяя то, что мне сказали, по крайней мере, часть его цели. уменьшает нагрев транзисторов и защищает эти биполярные переходные транзисторы от отрицательного напряжения на их коллекторах поскольку они уязвимы для этого.

Детали, выделенные красным на схеме выше, - это то, что есть на моем коммерческом сделал блок питания ХВГ10. Фото справа есть из этих частей на блоке питания.

Из личного письма мне также сказали, что рекомендуемый конденсатор размер от 200 до 400 нФ неполяризованный, но 100 нФ тоже работает.Диод для установки обратного смещения и рекомендуемый размер UF4007 или BYE500.

Из комментария Alex1M6 на YouTube к мое видео о ремонте блок питания, который мне посоветовали «добавить диод быстрого восстановления на каждом транзистор в направлениях, указанных на схеме выше. Для дальнейшего защита помещает небольшие пленочные конденсаторы около 10-47 нФ через каждый диод тоже, и это переведет транзисторы в квазикласса E переключения и может даже уменьшить нагрев транзисторов чуть-чуть.Конденсаторы большей емкости уменьшат выходную мощность. напряжение немного, но также снизит нагрузку на транзистор, поэтому поэкспериментируйте, прежде чем окончательно определить значение ".

Обратный трансформатор

Мой обратный трансформатор был куплен в Интернете. который, похоже, исчез из Интернета. Это очень старый, который не имеет встроенного диода. Большинство обратноходовых трансформаторов в наши дни имеют встроенные диоды, и трудно найти тот, у которого их нет. Я нигде не мог найти его в Интернете, кроме информации о номере детали в техническом описании, которое прилагалось к нему, написано SD-FLY400, замена для Motorola 24D67878A01.

Я действительно купил два из но сгорел первый, когда я тестировал без множителя подключил еще. Мне посчастливилось достать схемы обратного хода с обратным ходом а на схемах дает сопротивление в различных частях обратная связь вторичная. С помощью омметра вы можете легко проверить, обратного хода это хорошо. После того, как я испортил свой первый обратный рейс, один из отрезки вторичной измеренной бесконечности (провод явно оборвался).Так что эти схемы помогают!

Для первичной и обратной катушек обратного хода я удалил провод который пришел с ним, и поставил на мои собственные провода, как показано на схеме выше и как показано на следующем фото. После намотки проводов на место и заклеив их черной изолентой, я затем покрыл результат несколько слоев черной жидкой изоленты для прочности, склейка Все это.

Обратный ход перед добавлением катушек.
Новые катушки по схеме.

Множитель

Умножитель заказывался в местной электронике. store и является NTE 521 от NTE Electronics, Inc. Он имеет два входа (горячий и GND) и два выхода (фокус и выход 30 кВ). NTE поставляет толстую книгу всех своих полупроводников детали (доступны в любом магазине, специализирующемся на деталях NTE) и Схема умножителя была в книге.

Можно использовать многие из множителей NTE. Многие из них отличаются на выходе FOCUS, но это не влияет на выход высокого напряжения.

У некоторых есть резистор 680 Ом на выходе высокого напряжения. а некоторые нет. Это не будет иметь большого значения для этого блока питания поскольку, если вы ожидаете возможность возникновения искр большой мощности (большие искровой разрядник создает большую мощность перед искрой) тогда это рекомендуется поставить около 250 кОм резисторов не менее 2 Вт на выходе все равно.

Некоторые из них - 5-ступенчатые множители, а некоторые - 6-ступенчатые. Это означает, что 6-ступенчатые могут начинаться с более низким входным напряжением. чтобы получить такое же высоковольтное выходное напряжение, как у 5-ступенчатого. Но имейте в виду все они имеют одинаковую максимальную длительную мощность без нагрузки, 30 кВ при 2 мА, за исключением NTE 559, который составляет 28 кВ при 2 мА. Настоящий рейтинг непрерывного выхода зависит от того, что вы даете ему на входе, и максимальная непрерывная мощность - это значение, которое вы не должны превышать.

В следующей таблице есть все, о которых я знаю и которых нет. дополнительные входы POT, CTL или другие.

NTE арт. резистор 680 ом? Кол-во ступеней
500A N 6
521 N 6
522 Y 6
531 Y 6
532 Y 6
NTE арт. резистор 680 ом? Кол-во ступеней
533 Y 5
534 N 5
537 Y 5
539 N 5

Фотографии конструкции и испытаний

Вид сверху / спереди.Странный прозрачный пластиковый удлинитель на вершине, потому что мой обратный ход и множитель были выше, чем я первоначально ожидается. Высоковольтный выход 30 кВ - это красный провод в верхнем левом углу изображения.
Транзисторы и радиаторы, вид спереди. Вход осуществляется через банановые разъемы справа.
Вид сверху изнутри.Множитель бежевый прямоугольник сзади и черная вещь чуть ниже это обратный ход.
Вид сбоку. Круглая черная штука - это вторичный обратный ход. Множитель находится слева от него.
Вид сзади лучше показывает транзисторы.

Щелкните здесь, чтобы получить полную информацию о где у меня радиаторы и как я установил транзисторы на радиаторы.

ВАЖНЫЙ: Рекомендуется, если у вас могут возникнуть искры большой мощности, вы должны поставить сопротивление около 250 кОм с мощностью не менее 2 Вт. номинал на выходе для защиты блока питания от сильного тока искры. Искра большой мощности обычно возникает из широкого искрового промежутка. Я повредил транзистор Q1 таким образом, забыв поставить это сопротивление. Я обычно кладу его на обратную сторону земли, так как это может включать неизолированные соединения.Мое видео ниже рассказывает о том, как я нашел и заменил этот поврежденный транзистор. Если вам интересно, что я делал, когда повредил этот транзистор посмотрите это мое видео на YouTube, Добавлена ​​модель Star Trek Enterprise с Ion Propulsion. Ущерб на самом деле произошло после того, как видео было снято, и я еще немного поигрался.

2 x 220 кОм, резисторы 2 Вт = 240 кОм, 2 Вт защиты.
Я прикрепил маленький круглый латунный шарик к концу выходной провод ВН.Здесь сидит конец выходного провода приклеена к рулону малярной ленты, чтобы она не касалась пола. Красный трубка - это высоковольтный зонд Fluke 80k-40 40kV который я могу ввести в свой мультиметр для измерения напряжения.
Мой мультиметр справа. Слева от это мой источник питания 24 В постоянного тока. Выход источника питания 24 В подается в источник питания 30 кВ, который налево.Сверху блока питания 24 В находится Variac. В этой картине Я измеряю производительность всей установки.
Когда я увеличиваю напряжение с помощью Variac, первый Чтение, которое я получаю от источника питания 30 кВ, это то, около 12 кВ. В измеритель находится на шкале 30 В и показывает 1,2 В (12000 вольт / 1000 (из-за датчик высокого напряжения) / 10 (из-за шкалы 30 В) = 1.2 вольта). Если Затем я постепенно уменьшаю напряжение, и я действительно могу получить меньшее напряжение. Я думаю, что в какой-то момент я упал до 4 кВ. Затем он просто падает до 0.
Вот она на максимуме я был готов ее повернуть вверх, 28кВ, из боязни что-то повредить.
Показана схема использования 1.Провод FOCUS 2-4,6кВ. Обратите внимание, что к обоим проводам прикреплены латунные шарики, так как оба должны разряжаться после использования.

ВНИМАНИЕ! Этот источник питания может производить опасные или опасные для жизни напряжения и токи. Всегда разряжайте питание заземляйте после выключения и перед тем, как подойти к нему. При создании короны, ионного ветра, искрения и / или дуги он производит озон, вредный для вашего здоровья, поэтому используйте его в хорошо вентилируемая зона.

Питание от 0 до 24 В

Как показано на приведенной выше принципиальной схеме, для этого требуется напряжение от 0 до 24 В. источник питания для его питания. Я обычно использую свой самодельный блок питания 24В но, как показано на фотографиях ниже, я также использовал небольшой сетевой адаптер. а также блок питания для ноутбука. Настенный адаптер имеет переключатель для выбор напряжения от 1,5 В до 12 В. Блок питания ноутбука выдает только 20 В и сохраняет его таким, даже если я подключу его к мой Variac и попробуй так контролировать напряжение.

Настенный адаптер в качестве 1-й ступени.
Блок питания ноутбука 1 ступень.

Вот мое видео, в котором показано, как сделать этот блок питания. Я также демонстрирую это, летая на подъемник / ионкрафт оба используют мой самодельный блок питания 24В как на первом этапе и используя вместо него блок питания ноутбука, который больше люди тоже имеют доступ.

Экспериментируя с ионный двигатель добавлен в модель Star Trek Enterprise Я впервые сломал этот блок питания. Я мог бы избежать этого если бы я последовал собственному совету и поставил около 250 кОм резисторы (2 Вт) последовательно с выходом, но я этого не сделал и закончился тем, что повредил один из транзисторов.

В следующем видео показаны мои шаги по поиску и устранению проблемы.

.

Линейно регулируемый источник питания в сравнении с импульсным | ОРЕЛ

Для повседневных электронных устройств, особенно с интегральными схемами, требуется надежный источник постоянного напряжения, который может обеспечивать питание в любое время без каких-либо сбоев. В этом блоге мы рассмотрим две топологии источников питания, которые следует рассмотреть для вашего следующего проекта: источники питания с линейным стабилизатором и импульсные источники питания. Выбор источника питания зависит от ваших требований к эффективности, занимаемому пространству, регулировке мощности, времени отклика при переходных процессах и стоимости.

Источник питания с линейной регулировкой

Линейные регуляторы были предпочтительными источниками питания до 1970-х годов для преобразования переменного тока (AC) в установившийся постоянный ток (DC) для электронных устройств. Хотя сегодня этот тип источника питания не используется так широко, он по-прежнему является лучшим выбором для приложений, требующих минимального шума и пульсаций.

Они могут быть громоздкими, но источники питания с линейным регулированием бесшумны. (Источник изображения)

Как они работают

Основным компонентом, обеспечивающим работу линейного регулятора, является стальной или чугунный трансформатор.Этот трансформатор выполняет две функции:

  • Он действует как барьер для разделения входа высокого напряжения переменного тока от входа низкого напряжения постоянного тока, который также отфильтровывает любой шум, попадающий в выходное напряжение.
  • Он снижает входное напряжение переменного тока с 115 В / 230 В до приблизительно 30 В, которое затем может быть преобразовано в постоянное напряжение постоянного тока.

Напряжение переменного тока сначала понижается трансформатором, а затем выпрямляется несколькими диодами. Затем он сглаживается до низкого постоянного напряжения парой больших электролитических конденсаторов.Это низкое постоянное напряжение затем регулируется как стабильное выходное напряжение с помощью транзистора или интегральной схемы.

Вот блок питания с линейным регулятором. (Источник изображения)

Регулятор напряжения в линейном источнике питания действует как переменный резистор. Это позволяет изменять значение выходного сопротивления в соответствии с требованиями к выходной мощности. Поскольку регулятор напряжения постоянно сопротивляется току для поддержания напряжения, он также действует как устройство рассеивания мощности.Это означает, что полезная мощность постоянно теряется в виде тепла, чтобы поддерживать постоянный уровень напряжения.

Трансформатор - это уже большой компонент, который нужно разместить на печатной плате (PCB). Из-за постоянной мощности и тепловыделения для источника питания линейного регулятора потребуется радиатор. Сами по себе эти два компонента делают устройство очень тяжелым и громоздким по сравнению с небольшим форм-фактором импульсного источника питания.

Предпочтительные приложения

Линейные регуляторы

известны своим низким КПД и большими размерами, но они обеспечивают бесшумное выходное напряжение.Это делает их идеальными для любого устройства, требующего высокой частоты и низкого уровня шума, например:

  • Цепи управления
  • Малошумящие усилители
  • Сигнальные процессоры
  • Автоматизированное и лабораторное испытательное оборудование
  • Датчики и схемы сбора данных

Преимущества и недостатки

Источники питания с линейной стабилизацией могут быть громоздкими и неэффективными, но их низкий уровень шума идеально подходит для приложений, чувствительных к шуму. Некоторые преимущества и недостатки этой топологии, которые следует учитывать, включают:

Преимущества

  • Простое приложение .Линейные регуляторы могут быть реализованы как единый блок и добавлены в схему всего двумя дополнительными фильтрующими конденсаторами. Это позволяет инженерам любого уровня подготовки легко планировать и проектировать их с нуля.
  • Низкая стоимость . Если вашему устройству требуется выходная мощность менее 10 Вт, то стоимость компонентов и производства намного ниже по сравнению с импульсными источниками питания.
  • Низкий уровень шума / пульсаций . Линейные регуляторы имеют очень низкие пульсации выходного напряжения и широкую полосу пропускания.Это делает их идеальными для любых чувствительных к шуму приложений, включая устройства связи и радио.

Недостатки

  • Ограниченная гибкость . Линейные регуляторы можно использовать только для понижения напряжения. Для источника питания переменного и постоянного тока трансформатор с выпрямлением и фильтрацией необходимо будет разместить перед линейным источником питания, что увеличит общие затраты и усилия.
  • Ограниченные тиражи . Источники питания с линейной стабилизацией обеспечивают только одно выходное напряжение.Если вам нужно больше, вам нужно будет добавить отдельный линейный регулятор напряжения для каждого требуемого выхода.
  • Низкая эффективность . Среднее устройство с линейным регулированием достигает КПД от 30% до 60% за счет рассеивания тепла. Это также требует добавления радиатора, который увеличивает размер и вес устройства.

В наши дни энергоэффективных устройств низкий КПД линейно регулируемого источника питания может стать убийцей. Нормальный источник питания с линейной регулировкой будет работать с КПД около 60% при выходном напряжении 24 В.Когда вы рассматриваете входную мощность 100 Вт, вы получаете 40 Вт потери мощности.

Прежде чем рассматривать возможность использования источника питания с линейной регулировкой, мы настоятельно рекомендуем учитывать потери мощности, которые вы получите от входа к выходу. Вы можете быстро оценить эффективность линейного регулятора по следующей формуле:

Импульсный источник питания (SMPS)

Импульсные источники питания были представлены в 1970-х годах и быстро стали самым популярным способом подачи постоянного тока на электронные устройства.Что делает их такими замечательными? По сравнению с линейными регуляторами выделяются их высокий КПД и производительность.

В стандартный адаптер переменного тока входит импульсный блок питания. (Источник изображения)

Как они работают

Импульсный источник питания регулирует выходное напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Этот процесс создает высокочастотный шум, но обеспечивает высокую эффективность при небольшом форм-факторе. При подключении к сети переменного тока напряжение 115 В или 230 В переменного тока сначала выпрямляется и сглаживается набором диодов и конденсаторов, которые обеспечивают высокое напряжение постоянного тока.Это высокое постоянное напряжение затем понижается с помощью небольшого ферритового трансформатора и набора транзисторов. В процессе понижения сохраняется высокая частота переключения от 200 кГц до 500 кГц.

Низкое постоянное напряжение, наконец, преобразуется в устойчивый выход постоянного тока с помощью другого набора диодов, конденсаторов и катушек индуктивности. Любое регулирование, необходимое для поддержания постоянного выходного напряжения, осуществляется путем регулировки ширины импульса высокочастотного сигнала. Этот процесс регулирования работает через цепь обратной связи, которая постоянно контролирует выходное напряжение и при необходимости регулирует соотношение включения-выключения сигнала ШИМ.

Вот импульсный источник питания, в котором на тонну больше деталей, чем с линейным регулированием. (Источник изображения)

Предпочтительные приложения

Чаще всего импульсные источники питания используются в приложениях, где важны время автономной работы и температура, например:

  • Электролиз, обработка отходов или применение топливных элементов
  • Двигатели постоянного тока, игровые автоматы, авиация и морское применение
  • Научно-исследовательское, производственное и испытательное оборудование
  • Зарядка литий-ионных батарей, используемых в авиации и транспортных средствах
  • Процессы гальваники, анодирования и гальванопластики

Преимущества и недостатки

Импульсные источники питания

могут иметь более высокий КПД, чем линейные регуляторы, но их шум делает их плохим выбором для приложений радиосвязи и связи.Некоторые преимущества и недостатки этой топологии, которые следует учитывать, включают:

Преимущества

  • Малый форм-фактор . Понижающий трансформатор в ИИП работает на высокой частоте, что, в свою очередь, уменьшает его объем и вес. Это позволяет импульсному источнику питания иметь гораздо меньший форм-фактор, чем линейные регуляторы.
  • Высокая эффективность . Регулирование напряжения в импульсном источнике питания осуществляется без чрезмерного рассеивания тепла.КПД SMPS может достигать 85% -90%.
  • Гибкие приложения . К импульсному источнику питания можно добавить дополнительные обмотки, чтобы обеспечить более одного выходного напряжения. ИИП с трансформаторной изоляцией может также обеспечивать выходное напряжение, не зависящее от входного напряжения.

Недостатки

  • Сложная конструкция . По сравнению с линейными регуляторами планирование и проектирование импульсных источников питания обычно предназначено для специалистов по энергетике.Это не лучший источник питания, если вы планируете разработать свой собственный без внимательного изучения и опыта.
  • Высокочастотный шум . Операция переключения полевого МОП-транзистора в импульсном источнике питания обеспечивает высокочастотный шум в выходном напряжении. Это часто требует использования радиочастотного экранирования и фильтров электромагнитных помех в чувствительных к шуму устройствах.
  • Стоимость выше . Для более низкой выходной мощности 10 Вт или менее дешевле использовать линейно регулируемый источник питания.

Импульсные блоки питания никуда не денутся и станут лучшим выбором для приложений, не чувствительных к шуму. Сюда входят такие устройства, как зарядные устройства для мобильных телефонов, двигатели постоянного тока и многое другое.

Линейный регулятор

и SMPS в сравнении с

Теперь мы рассмотрим последнее сравнение между линейно регулируемыми и импульсными источниками питания при их параллельном сравнении. Некоторые из наиболее важных требований, которые необходимо учитывать, включая размер / вес, диапазон входного напряжения, рейтинг эффективности и уровень шума среди других факторов.Вот как он распадается:

Как спроектировать свой собственный Это выходит за рамки этого блога, чтобы объяснить, как разработать линейно регулируемый или импульсный источник питания. Однако есть несколько руководств, которыми мы хотели бы поделиться. Имейте в виду, что конструкция SMPS требует высокого уровня сложности и не рекомендуется для начинающих проектировщиков электроники. Руководства по проектированию линейно регулируемых источников питания

Руководства по проектированию импульсных источников питания

Power On В наши дни большинство электронных устройств должны преобразовывать сеть переменного тока в постоянное выходное напряжение постоянного тока.Для этой цели необходимо рассмотреть две топологии: источники питания с линейным регулированием и импульсные источники питания. Линейное регулирование идеально подходит для приложений, требующих низкого уровня шума, тогда как импульсные источники питания лучше подходят для портативных устройств, где важны срок службы батареи и эффективность. Решая, какую топологию выбрать, всегда учитывайте требуемый рейтинг эффективности, форм-фактор, выходную регулировку и требования к шуму. Готовы разработать свой первый линейный регулируемый или импульсный источник питания? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Источники питания с линейной регулировкой Импульсные источники питания
Размер Линейный блок питания мощностью 50 Вт обычно 3 x 5 x 5.5 ” Импульсный блок питания мощностью 50 Вт, обычно 3 x 5 x 1 дюйм
Вес Линейный источник питания 50 Вт - 4 фунта Импульсный источник питания 50 Вт - 0,62 фунта
Диапазон входного напряжения 105 - 125 В переменного тока и / или

210–250 В перем. Тока

90 - 132 В переменного тока или 180 - 264 В переменного тока без PFC

90-264 В переменного тока с PFC

КПД Обычно 40% -60% Обычно 70% -85%
EMI Низкий Высокая
Утечка Низкий Высокая
Схема Средняя сложность, можно проектировать с помощью направляющих Высокая сложность, требуется специальность
Нормы нагрузки 0.От 005% до 0,2% от 0,05% до 0,5%
Линейный регламент от 0,005% до 0,05% от 0,05% до 0,2%
Количество деталей Низкий, требуется только регулятор и фильтрация ввода / вывода Высокий, требуется переключатель, демпфер, трансформатор, конденсаторы, сеть обратной связи и т. Д.
.Зарядное устройство суперконденсатора

с регулируемым выходным напряжением и регулируемым пределом зарядного тока

Для приложений, использующих суперконденсаторы большей емкости (от десятков до сотен фарад), необходима схема зарядного устройства с относительно высоким зарядным током, чтобы минимизировать время перезарядки системы. Суперконденсаторы используются в качестве устройств удержания энергии в таких приложениях, как твердотельные диски RAID, где информация, хранящаяся в высокоскоростной энергозависимой памяти, должна передаваться в энергонезависимую флэш-память при отключении питания.Это время передачи может занять несколько минут, требуя сотен фарад для поддержки источника питания до завершения передачи. Требуемое время перезарядки этих банков суперконденсаторов обычно составляет менее одного часа. Для этого требуется высокий зарядный ток. В этой статье описывается схема зарядки суперконденсатора с использованием LT3663, отвечающая этим сложным требованиям.

LT3663 - это понижающий импульсный стабилизатор на 1,2 А, 1,5 МГц с ограничением выходного тока, идеально подходящий для применения в суперконденсаторах.Деталь имеет диапазон входного напряжения от 7,5 В до 36 В, имеет регулируемое выходное напряжение и регулируемый предел выходного тока. Выходное напряжение устанавливается с помощью резистивного делителя цепи в контуре обратной связи, в то время как ограничение выходного тока устанавливается с помощью одного резистора, подключенного от вывода I LIM к земле. LT3663 с его внутренней схемой компенсации и внутренним повышающим диодом требует минимального количества внешних компонентов.

Процедура выбора размера суперконденсатора изложена в выпуске Linear Technology за сентябрь 2008 г., в статье под названием «Замена батарей в приложениях Power Ride-Through с суперконденсаторами и зарядным устройством для конденсаторов 3 мм × 3 мм.Процедура определяет эффективную емкость суперконденсатора (C EFF ) при 0,3 Гц на основе поддерживаемого уровня мощности, минимального рабочего напряжения DC / DC преобразователя, поддерживающего нагрузку, сопротивлений распределенной цепи, включая ESR суперконденсаторы и требуемое время поддержки.

После того, как размер суперконденсатора известен, можно определить зарядный ток, чтобы удовлетворить требованиям времени перезарядки. Время перезарядки (T RECHARGE ) - это время, необходимое для перезарядки суперконденсаторов от минимального рабочего напряжения (V UV ) преобразователя постоянного / постоянного тока до напряжения полной зарядки (V FC ) суперконденсаторов.Напряжение на отдельных суперконденсаторах в начале цикла перезарядки представляет собой минимальное рабочее напряжение, деленное на количество (N) суперконденсаторов, включенных последовательно. С этого момента в этой статье описывается приложение с двумя последовательно включенными суперконденсаторами. Ток перезарядки (I CHARGE ) определяется законом управления зарядом конденсатора:

Это предполагает, что напряжение на суперконденсаторе не разряжается ниже значения V UV / N. Это предположение справедливо, если период времени, когда входная мощность недоступна, таков, что ток утечки суперконденсатора существенно не снизил напряжение на конденсаторе.Напряжение на суперконденсаторе может немного повыситься после отключения преобразователя постоянного / постоянного тока из-за эффекта диэлектрического поглощения. Время начального заряда T CHARGE для полностью разряженной батареи суперконденсаторов составляет:

На рисунке 1 показана блок-схема компонентов этого зарядного устройства суперконденсатора.

Рисунок 1. Блок-схема для зарядки двух суперконденсаторов серии

Для установки зарядного тока резистор R ILIM соединен с выводом I LIM LT3663 на землю.В таблице 1 приведены номинальные токи зарядки для различных значений R ILIM .

Таблица 1. Зарядный ток в зависимости от R ILIM
Зарядный ток (А) R ILIM Значение (кОм)
0,4 140
0,6 75
0,8 48,7
1.0 36,5
1,2 28,7

Напряжение полного заряда устанавливается резистивным делителем цепи в контуре обратной связи. Таблица 2 показывает различные напряжения полной зарядки в зависимости от значения R FB2 (резистор между выводом FB и землей), когда резистор R FB1 (резистор, подключенный между выводом V OUT и выводом FB) составляет 200 кОм. На рисунке 2 показана схема зарядки каждого суперконденсатора.

Таблица 2. Напряжение полной зарядки и R FB2
Напряжение полного заряда (В) R FB2 (кОм)
2,65 86,6
2,5 93,1
2,4 100
2,2 115
2.0 133

Рис. 2. Схема зарядного устройства конденсатора с использованием LT3663

Схема управления на рисунке 3 используется для балансировки напряжений суперконденсаторов во время их зарядки. Это достигается за счет установления приоритета зарядного тока суперконденсатора с более низким напряжением, в частности путем включения схемы зарядки суперконденсатора с более низким напряжением при отключении цепи для другого суперконденсатора.

Рисунок 3.Схема управления зарядным устройством

Если верхняя цепь зарядки активирована, а нижняя цепь зарядки отключена, нижний суперконденсатор заряжается входным обратным током от верхнего зарядного устройства. Этот обратный ток составляет часть зарядного тока, поэтому верхний суперконденсатор заряжается быстрее. Схема управления состоит из 3.3V LDO (U6) и эталон точности 1.25V (U7). U1 и U2 сконфигурированы как разностные усилители с коэффициентом усиления, равным единице, для измерения напряжения на каждом суперконденсаторе, в то время как U3 - это разностный усилитель со сдвигом уровня, используемый для определения разности напряжений между двумя суперконденсаторами.По уровню переключения выхода U3 к опорному напряжению, два компаратора в U4 определить, какие потребности суперконденсаторных зарядок.

Дополнительная пара резисторов сдвига уровня (R14 и R15, R16 и R17) используется для обеспечения заряда обоих суперконденсаторов, когда они находятся в пределах окна 50 мВ. Когда оба суперконденсатора заряжаются, нижний суперконденсатор заряжается быстрее, потому что он заряжается своим зарядным током плюс входным обратным током верхнего зарядного устройства. Этот эффект можно увидеть на рисунке 4.Разрешающий сигнал нижнего зарядного устройства переключается, поскольку нижний суперконденсатор заряжается быстрее, чем верхний суперконденсатор, чтобы поддерживать разницу в 50 мВ между двумя суперконденсаторами. На рис. 5 показан эффект несовпадения значений емкости 2: 1, где верхняя часть - суперконденсатор 50F, а нижняя - 100F. Здесь напряжение на нижнем суперконденсаторе растет медленнее, и сигнал включения зарядного устройства верхнего суперконденсатора переключается, чтобы поддерживать баланс напряжений.

Рисунок 4.Зарядка конденсаторами одинаковой емкости

Рис. 5. Зарядка с несовпадающими конденсаторами

LT3663 позволяет использовать схему зарядки суперконденсатора с малым количеством компонентов с регулируемым напряжением полной зарядки и регулируемым пределом тока, что идеально подходит для суперконденсаторов большей емкости. Схема управления может контролировать и балансировать напряжение на каждом суперконденсаторе, даже если суперконденсаторы сильно различаются по емкости или начальному напряжению.

.

Смотрите также