Двухполярный трансформатор на 12 вольт своими руками
Преобразователь однополярного напряжения в двухполярное
Надеюсь, никто не будет оспаривать частую необходимость двухполярного питания? А также частую невозможность получить его стандартными средствами, типа трансформатора с выводом от середины обмотки? Делитель из резисторов? Да, можно, только вот в этом случае никто не гарантирует вам симметричности напряжений в плечах, а соответственно и симметричности выходного сигнала, если речь идет об усилителе с двухполярным питанием. Так что смотрим на схему и вникаем.
Максимальное входное напряжение для этой схемы составляет 30 вольт. Таким образом, на выходе, мы получаем +/-15 вольт.
Ток нагрузки - 1А.
Принцип действия преобразователя похож на работу компенсационного стабилизатора напряжения. Микросхема DA1 сравнивает образцовое напряжение, подаваемое на неинвертирующий вход с резистивного делителя R1-R3 с напряжением, поступающим на инвертирующий вход с выхода устройства. В соответствии с этим корректируется выходной сигнал, регулирующий отпирание/запирание выходных транзисторов. Максимальное напряжение ограничено только напряжением питания операционного усилителя. А выходной ток - установленными выходными транзисторами. Такая вот полезная штука.
Двухполярный регулируемый блок питания
Популярными радиолюбительскими конструкциями являются различные блоки питания - линейные, импульсные, мощные, высоковольтные, двухполярные, и т.д. По большому счёту, это вынужденная мера, ведь сами по себе блоки питания не представляют собой практической ценности, они нужны лишь для осуществления питания других самодельных схем и приборов. Различные потребители (схемы) требуют различных параметров блока питания - где-то необходима высокая мощность, где-то наоборот мощность не критична, но важно полное отсутствие помех и пульсаций. Для питания некоторых усилителей вообще требуется двухполярное питание - то есть имеющее два плеча. Одно плечо от средней точки (земли) имеет положительный потенциал, другое отрицательный. О сборке такого блока питания и пойдёт речь ниже.
Построен блок питания на двух микросхемах - одна из них популярная LM317, линейный регулятор напряжения, а вторая LM337, её аналог, работающий с отрицательным напряжением. Если совместить две эти микросхемы в одной конструкции, удастся одновременно стабилизировать и регулировать напряжение в двух плечах, положительном и отрицательном. Распиновка микросхема показана ниже.
Резисторы R5 и R6 на схеме являются регулировочными, с их помощью меняется выходное напряжение блока питания соответственно для положительного и отрицательного плеча. Их можно оставить на плате в виде подстроечных резисторов, либо вывести на проводах на сдвоенный потенциометр, в этом случае можно будет синхронно регулировать напряжение в обоих плечах, актуальный вариант, если часто требуется смена напряжения. Светодиоды HL1 и HL2 сигнализируют о включении блок питания в сеть.
Важной частью блока питания является трансформатор, напряжение с которого будет выпрямляться диодным мостом и только после этого поступать на саму регулирующую часть схемы. Трансформатор показан на схеме как TV1. Так как блок питания двухполярный, соответственно и трансформатор должен иметь либо две одинаковые обмотки, либо одну обмотку с отводом от середины, либо же можно использовать два одинаковых трансформатора, использовав с каждого из них по одной вторичной обмотке. Точка соединения двух обмоток (либо отвод от середины) будет землёй схемы. Напряжение трансформатора для надёжной работы схемы не должно превышать 25В с каждой обмотки, таким образом 50В общего размаха напряжения. Возможные варианты использования трансформатора показаны на картинке ниже.
Мощность трансформатора должна составлять 50-100Вт, можно использовать как торроидальный, так и обычный железный трансформатор. Переменное напряжение с трансформатора выпрямляется диодным мостом VDS1, мост может быть как в виде готовой сборки, так и спаян из 4-х отдельных диодов, в идеальном случае каждый из них должен быть рассчитан на ток не менее 2-х ампер. Конденсаторы С1 - С5 служат для фильтрации высокочастотных помех. Конденсаторы С6 и С7 фильтруют выпрямленное напряжение, убирая пульсации, поэтому на их ёмкости не стоит экономить, иначе пульсации могут проникнуть на выход блока питания.
Постоянное напряжение поступает на регулирующую часть схемы, отдельно на отрицательное плечо (микросхема LM337) и на положительное (LM317). С выхода снимается готовое стабилизированное напряжение с возможностью удобной регулировки. Обратите внимание, что данный блок питания не обязательно использовать всегда в двухполярном режиме - если это не требуется, напряжение можно снимать между землёй и положительным выходом, в этом случае схему можно рассматривать как самый стандартный регулируемый БП.
Ниже показан вариант собранной конструкции. Микросхемы располагаются по краям платы, каждая на своём радиаторе. С торцов платы расположены клеммные колодки для подключения трансформатора и снятия выходного напряжения. Все конденсаторы в данной схеме должны быть рассчитаны на напряжение не менее 50В, а С1 - С5 желательно взять не менее 100В. Удачной сборки!
Схема двухполярного блока питания на 12 Вольт
Схема:
На рисунке представлена схема стабилизированного двухполярного блока питания рассчитанного на напряжение +12 вольт и -12 Вольт относительно нуля. Нулевая точка берется со среднего вывода вторичной обмотки силового трансформатора.
Благодаря уникальным характеристикам стабилизаторов, выполненных на AN7812 и AN7912 коэффициент пульсаций на выходе источника близок к нулю. Дополнительным фильтром служит цепочка конденсаторов, установленных по питанию источника.
Для работы блока питания требуется силовой трансформатор с двумя вторичными обмотками и выходным напряжением 18 Вольт на каждой. Обмотки соединяются последовательно, а место объединения образует среднюю нулевую точку.
Стабилизаторы напряжения AN7812 и AN7912
Мощный двуполярный блок питания на трансформаторе из микроволновки
В микроволновой печи, для питания магнетрона находится мощный трансформатор-МОТ.На основе такого трансформатора можно сделать любительскую контактную сварку,просто сварку электродом на нескольких МОТ-ов или мощный блок питания.Надо сразу предупредить,что сетевая обмотка потребляет большой ток от сети и магнитопровод будет нагреваться,требуется теплоотвод и обдув.
Для начала надо разобрать трансформатор,чтобы убрать повышающую обмотку и обмотку накала.Для этого спиливают выступающие части повышающей обмотки,а спиливать ее легко,так как это алюминиевый провод.
как разобрать трансформатор из микроволновки сверлением обмотки как разобрать трансформатор из микроволновки сверлением обмоткиДалее шуруповертом или дрелью просверливают в алюминии отверстие и вытаскивают остатки провода.
магнитные шунты в трансформаторе от микроволновки магнитные шунты в трансформаторе от микроволновкиПотом надо выбить магнитные шунты и остается одна сетевая обмотка.
Надо узнать,какое переменное напряжение выдает один виток на трансформаторе.Это напряжение будет около 840-870мВ действующего напряжения или где-то 1.2В амплитудного (это напряжение будет на конденсаторе фильтра).
блок питания на основе трансформатора из микроволновки блок питания на основе трансформатора из микроволновкиПонижающую обмотку выполнил многожильным медным проводом из сетевого шнура.Вначале намотал 12 витков первичной обмотки и напряжение она выдает 11 В.Далее в том-же направлении и поверх первичной намотал вторичную,где-то 12 витков и отматывая или наматывая витки подобрал 11 В действующего напряжения.Две обмотки должны иметь одинаковое напряжение.
как сделать блок питания на трансформаторе из микроволновки как сделать блок питания на трансформаторе из микроволновкиДвуполярный блок питания собрал по этой схеме.Диодный мост GBPC3510 на ток до 30 А и напряжение 1000В. Конденсаторы фильтра надо выбирать с расчетом 1 Ампер потребления нагрузкой на 1000мкФ,а лучше 2000мкФ на 1 Ампер.
Простые схемы блоков питания. Для начинающих. Часть 1 - трансформаторный.
Всем здравствуйте! Сегодня, по нескольким, просьбам решил написать краткую статью в которой мы слегка "пробежимся" по некоторым схемам блоков питания. И немного сравним плюсы и минусы тех и других.
В схемах первых блоков питания использовались понижающие (повышающие) трансформаторы. В зависимости от того что требовалось. Повысить или понизить напряжение. Схемы были достаточно просты, надёжны и имели не большое количество деталей. По большому счету можно обойтись всего тремя деталями. Трансформатор, диодный мост и фильтрующий электролитический конденсатор.
Вот схема простого не стабилизированного блока питания. Минус - не стабилизированное напряжение. Для некритичных схем.
Схема взята из интернета Схема взята из интернетаНе стабилизированный он считается по тому, что если входное напряжение будет занижено, то и выходное напряжение станет ниже заявленного. Выходное напряжение зависит от данных трансформатора.
Так-же были простейшие схемы со стабилизацией.
Стабилизация данного блока осуществляется подбором стабилитрона VD2. В зависимости от напряжения стабилизации стабилитрона можно "настроить" выходное напряжение блока питания.Минусом этой схемы является слабый выходной ток такого блока.
Так-же были схемы со стабилизацией и защитой от короткого замыкания на транзисторах. Такие схемы можно использовать для изготовления лабораторных блоков питания. Минусом таких блоков является относительно бОльшее количество деталей, но есть и свои плюсы в защите и более высоком выходном токе.
И по проще ,с регулировкой, стабилизацией, но без защиты.
Ещё есть схемы со стабилизацией на микросхемах типа КРЕН или их современных собратьях типа LM78xx KIA78xx и прочих.
Есть стабилизаторы типа LM79xx- всё то-же самое но другой полярности .
Схема без регулировки выходного напряжения. Плюс - стабилизированное выходное напряжение до 35 вольт (зависит от включения крен) и хороший выходной ток до1,5 ампера, есть внутренняя защита. Минусом является то, что нужен хороший радиатор для охлаждения стабилизатора и мощный трансформатор.
Также на этих стабилизаторах (крен) можно собрать и регулируемую схему.Плюсы- плавная регулировка напряжения, хороший ток. Минусы - хороший радиатор и наличие трансформатора с большИм выходным напряжением и током.
Есть схемы блоков питания с более высоким выходным током. Так-же регулируемые. На стабилизаторах типа LM317- аналог крен. Выходной ток повышается за счёт добавления выходного транзистора.
Так-же есть схемы с двухполярным питанием. Эти схемы имеют так-же бОльший выходной ток. Так-как на "выходе" блока установлены силовые транзисторы.
А сейчас подведём краткий итог использования трансформаторных блоков питания.
Минусами является то, что в большинстве случаев требуется хороший трансформатор.С достаточно высоким КПД. А это в обычных трансформаторах требует большИх размеров. В таких блоках желательно примерять тороидальные трансформаторы. Нужно хорошее охлаждение для элементов. И конечно относительно не большой выходной ток. Хотя для начинающего радиолюбителя в начале практики вполне себе достаточно. Для схем на стабилизаторах типа КРЕН(LM78xx) выходное напряжение трансформатора должно быть выше стабилизируемого примерно на 15-20% выше! Пример если блок питания на 12 вольт, то трансформатор должен быть примерно 15 вольт.
Плюсами этих блоков является всё-же относительно не большое количество деталей, лёгкость в сборке схемы, практически не требуют никакой отладки и как правило работают с первого раза. Схемы сами по себе достаточно надёжны! Что опять-же важно и не только для начинающих, но и для профессионалов!
Ну вот вкратце и всё чем хотел на данный момент поделится.
В следующих публикациях рассмотрим другие схемы блоков питания, в том числе будут и импульсные.
Надеюсь для начинающих радиолюбителей статья будет полезна.
Всем спасибо за внимание!
Если статья поможет вам в решении некоторых проблем, буду очень рад.
Остались вопросы или пожелания? Не стесняйтесь, пишите в комментариях, с удовольствием пообщаемся.
Ставьте лайки и подписывайтесь на канал и вы всегда будете в курсе новых публикаций.
Приходите почаще будет много интересного, а также читайте и другие статьи нашей странички и смотрите видео.
Двухполярный блок питания с регулируемым выходом
Двухполярное питание широко используется в электронных схемах УНЧ , схемах на операционных усилителях, схемах измерительных приборов. Естественно радиолюбителю необходимо иметь под рукой такой источник для отладки создаваемых проектов. Сегодня поговорим как раз о такой схеме двухполярного источника питания. Мощность его не велика и для настройки УМЗЧ его использовать не получится, разве что маломощных, но и схема отличается простотой и выполнена на дешёвых компонентах.
Схема электрическая принципиальная двухполярного блока питания Схема электрическая принципиальная двухполярного блока питанияМикросхемы DA1, DA2 - LM317T и LM337T - это хорошо известные недорогие регулируемые стабилизаторы напряжения, способные выдавать выходной ток до 1,5 А с рассеиваемой мощностью до 20 Вт . LM317T работает с положительным напряжением, а LM337T с отрицательным.
Для регулировки выходного напряжения в схеме использован сдвоенный потенциометр R3 . Но проблема заключается в том, что из-за разброса параметров как самого переменного резистора R3 , так и других участников схемы, двухполярное напряжение на выходе не будет абсолютно симметричным. Чтобы компенсировать это, в схему включены дополнительные подстроечные резисторы R4 и R5 , которые позволяют при настройке схемы компенсировать разброс параметров и добиться на выходе желаемого результата. Кроме того, в предлагаемой схеме, выходные напряжения могут быть отрегулированы от уровней, близких к земле, а не от типичных значений ± 1,25 В .
Питается схема от сети переменного тока напряжением 230 VAC через понижающий трансформатор T1 с двумя обмотками по 24 В , диодный мост VD1 KBL401 и сглаживающие конденсаторы C5-C8 . Ёмкость конденсаторов C5C6 должна быть не менее 2200 мкф . Вообще в схеме не обязательно использовать именно трансформатор с выходным напряжением 2×24 В , он всего лишь определяет верхнюю границу выходного напряжения. Так что выбирать его нужно исходя из собственных нужд. С указанным на схеме трансформатором, на выходе получим порядка ±30 В при номинальном токе нагрузки.
Благодаря включению в схему диодов VD2VD3 и VD4VD5 которые создают опорные напряжения порядка 1,3 В (положительное и отрицательное) на регулирующих электродах DA1 и DA2 , минимальное выходное напряжение обоих каналов близко к нулю.
Блоки питания мощные и не очень для УМЗЧ
Схема относительно просто и представляет собой двухполярный стабилизированный блок питания. Плечи блока питания зеркальны, поэтому схемы абсолютно симметрична.
Технические характеристики блока питания:
Номинальное входное напряжение:
18. 22В
Максимальное входное напряжение:
28В (ограничено напряжение конденсаторов)
Максимальное входное напряжение (теоретически):
70В (ограничено максимальным напряжением выходных транзисторов)
Диапазон выходных напряжений (при
20В на входе): 12. 16В
Номинальный выходной ток (при выходном напряжении 15В): 200мА
Максимальный выходной ток (при выходном напряжении 15В): 300мА
Пульсации напряжения питания (при номинальном выходном токе и напряжении 15В): 1,8мВ
Пульсации напряжения питания (при максимальном выходном токе и напряжении 15В): 3,3мВ
Данный блок питания можно использовать для питания предварительных усилителей. БП обеспечивает довольно низкий уровень пульсаций напряжения питания, при довольно большом (для предварительных усилителей) токе.
В качестве аналогов транзисторов MPSA42/92 можно применить транзисторы KSP42/92 или 2N5551/5401. Не забывайте сверять цоколевку.
Транзисторы BD139/BD140 можно заменить на BD135/136 или на другие транзисторы с аналогичными параметрами, опять же про цоколевку не забываем.
Транзисторы VT1 и VT6 должны быть установлены на теплоотводе, место для которого предусмотрено на печатной плате.
В качестве стабилитронов VD2 и VD3 можно применять любые стабилитроны на напряжение 12В.
Маломощный блок питания с преобразованием однополярного напряжения в двухполярное.
Очень часто бывает что у радиолюбителя есть трансформатор, но только с одной обмоткой, а необходимо получить на выходе двухполярное напряжение. Именно для этих целей можно применить следующую схему:
Схема отличается своей простотой и универсальностью. На вход схемы можно подавать переменное напряжение в широком диапазоне, ограниченном только лишь допустимым напряжением диодов моста, допустимым напряжением конденсаторов питания и напряжением КЭ транзисторов. Выходное напряжение каждого из плеч будет равно половине общего напряжения питания или (Uвх*1,41)/2, например: при входном переменном напряжении 20В, выходное напряжение одного плеча будет равно (20*1,41)/2=14В.
В качестве транзисторов VT1 и VT2 можно применять ЛЮБЫЕ комплементарные транзисторы, следует только не забывать о цоколевке. Хорошими вариантами замены могут быть MPSA42/92, KSP42/92, BC546/556, КТ3102/3107 и так далее. Следует так же учитывать при замене транзисторов на аналоги их максимальное допустимое напряжение КЭ, оно должно быть не менее выходного напряжения плеча.
Мощный двухполярный блок питания с полу-мостовым выпрямлением.
В своей практике для питания УМЗЧ я люблю применять для питания УМЗЧ трансформаторы с 4мя одинаковыми вторичными обмотками, в частности трансформатор ТА196, ТА163 и аналогичные. При использовании таких трансформаторов удобно использовать в качестве выпрямителя не мостовую, а двухполупериодовую полу-мостовую схему. Схема самого блока питания представлена ниже:
Для данной схемы можно применять не только трансформаторы серии ТА, ТАН, ТПП, ТН, но и любые другие трансформаторы с 4мя одинаковыми по напряжению обмотками.
Нумерация выводов соответствует нумерации выводов трансформатора ТА196 и аналогичных.
Мощный блок питания с полу-мостовым выпрямлением, с дополнительными маломощными шинами питания.
На основе трансформатор ТА196 или других трансформаторов с 4мя вторичными обмотками можно организовать следующую схему:
Напряжение +/-40В (или другое, в зависимости от напряжения на обмотках вашего трансформатора) используется для питания усилителя мощности. Шины +/-15В можно использовать для питания предусилителя и входного буфера. Шину +12В можно использовать для вспомогательных нужд, например: для питания вентилятора, защиты или других не требовательных к качеству питания устройств.
В качестве стабилитрона 1N4742 можно применять любой другой на напряжение 12В, вместо 1N4728 - на напряжение 3,3В.
Вместо транзисторов BD139/140 можно использовать любую другую комплементарную пару транзисторов средней мощности на ток 1-2А. Транзисторы VT1, VT2 и VT3 необходимо устанавливать на радиатор.
Нумерация выводов соответствует нумерации выводов трансформатора ТА196 и аналогичных.
Фотографии некоторых из представленных блоков питания.
Ко всем блокам питания прилагаются проверенные 100% рабочие печатные платы.
Переделка компьютерного БП в двухполярный источник питания
В очередной раз встает вопрос о переделке компьютерного блока питания. На этот раз в двухполярный источник питания. Возникла нужда в таком источнике питания для усилителя. Но железный трансформатор мотать не хочется, а сборка с нуля импульсного блока питания занимает слишком много времени. Вот и было решено получить нужное напряжение из компьютерного блока питания. Сам источник питания был необходим для усилителя на микросхеме TDA7294.
TDA7294
И стоит заметить, что многие начинающие радиотехники сталкиваются с такой проблемой – собрали усилитель, но не могут определиться с блоком питания.
На самом деле это сложно назвать переделкой, поскольку компьютерный блок питания без всяких разных переделок может отдавать нужное напряжение для подобных целей. И для этого прежде всего необходимо раздобыть рабочий блок питания абсолютно любой мощности и формата.
Про силовые шины и выходные напряжения должно быть все понятно из следующего рисунка:
По идее, необходимо соединить зеленый провод с любым из черных, чтобы запустить блок питания.
Затем нужно взять пару многожильных проводов и припаять их к тем выводам трансформатора, которые изображены на рисунке ниже:
Ничего сложного! А вся хитрость в том, что в компьютерном блоке питания все выпрямители однополярного типа со средней точкой.
То есть все обмотки, по сути, двухполярные, и если использовать концы этих обмоток и пустить их на отдельный диодный выпрямитель, то можно получить напряжение в 2 раза больше, чем с однополярным выпрямителем, который задействован в компьютерном блоке питания.
Земля блока питания останется самой собой и в этом случае, то есть средней точкой.
Остается подобрать только диодный мост.
В предлагаемом варианте необходимо использовать диоды с обратным напряжением не меньше 100 В. Они обязательно должны быть импульсного типа. Можно также задействовать диоды Шоттки.
Идеальным вариантом являются отечественные КД213. Они довольно мощные и к тому же без проблем работают на таких частотах.
После переделки получается двухполярное напряжение, а если быть точнее, двухполярные 30 В. Это как раз то, что нужно для микросхем типа TDA7294.
И самое важное – будет работать защита. При коротком замыкании блок попросту уйдет в защиту. Чтобы снять ее, необходимо на короткое время разъединить зеленый и черный провода, а затем соединить снова. Если блок будет постоянно использоваться, то стоит поставить выключатель.
В зависимости от блока питания 12-вольтовые шины на трансформаторе могут быть с разных сторон, поэтому, чтобы не путаться, необходимо отследить путь желтого выходного провода и найти диодную сборку на шине 12 В.
Потом нужно припаять провода к крайним выводам этой сборки.
Не будет работать только стабилизация, но, в принципе, для питания усилителя она вовсе не нужна.
Стабилизированный двухполярный источник питания предварительного усилителя
Более или менее качественные предварительные усилители требуют двухполярного напряжения питания. Источник, схема которого представлена в этой статье, обеспечит предварительный усилитель стабилизированным напряжением ±15В. Помимо этого, от положительной шины (+15В) можно питать регулятор тембра. Нередко регулятор тембра и предварительный УНЧ представляют одну схему. В тех и других звуковой сигнал является слаботочным и поэтому он подвержен искажениям и наводкам, источниками которых могут быть разные причины в точности и нестабилизированное напряжение питания.
Так, например, в статье «Профилактика и доработка усилителя Радиотехника У-101» я описывал недостаток схемы питания предварительного УНЧ, который заключался в запитывании схемы через гасящий резистор от нестабилизированного источника. При прослушивании звукового сигнала, с низкочастотной составляющей (ниже 300Гц), на шинах питания образуются просадки напряжения, которые присутствуют и после гасящего резистора. Таким образом, при колебании питающего напряжения предварительного усилителя, происходит изменение (искажение) амплитуды усиливаемого сигнала на его выходе. Чтобы уйти от этого недостатка я убрал гасящие резисторы и установил по шинам питания стабилизаторы напряжения.
Схема стабилизированного двухполярного источника питания
Основой в схеме является понижающий трансформатор. Он должен иметь две вторичные обмотки или одну обмотку со средним выводом, относительно которого на каждом плече должно быть напряжение переменного тока 15В. Можно применить трансформатор с выходным напряжением 18В переменного тока в каждой обмотке. После выпрямления, напряжение на электролитических конденсаторах C1 и C2 станет в 1.41 раз больше, то есть с трансформатором 15+15В выпрямленное напряжение холостого хода станет равным ±21.2В.
Выходной ток трансформатора будет зависеть от тока потребления предварительного усилителя, обычно он не превышает 100-200мА, поэтому трансформатор с выходным током 0.5А отлично подойдет.
В качестве элементов диодного моста VD1-VD4 могут применяться любые выпрямительные диоды с током 1А и напряжением 100В и более. Также можно установить диоды Шоттки, ощутимой разницы в данной схеме не будет.
В качестве стабилизирующих элементов применены линейные стабилизаторы LM7815 и LM7915. Стабилизатор LM7915 стабилизирует отрицательное напряжение относительно GND, а LM7815 положительное напряжение.
Емкость электролитических конденсаторов может отличаться в некотором диапазоне, больше – лучше, меньше – хуже, но все в разумных пределах. Напряжение, на которое рассчитаны электролиты, должно иметь запас 20-30% от напряжения на их выводах. Каждый электролит должен быть зашунтирован неполярным пленочным или керамическим конденсатором (C3, C4, C7, C8), для фильтрации высокочастотных колебаний, когда электролитический конденсатор, обладая большой емкостью, становится уже малоэффективным.
При токе потребления предварительного усилителя не более 200мА, теплоотводы на линейные стабилизаторы LM7815 и LM7915 можно не устанавливать. В противном случае на них можно установить небольшие алюминиевые пластинки.
Читайте также: