Блок питания своими руками
Простой и надежный блок питания своими руками при нынешнем уровне развития элементной базы радиоэлектронных компонентов можно сделать очень быстро и легко. При этом не потребуются знания электроники и электротехники на высоком уровне. Вскоре вы в этом убедитесь.
Изготовление своего первого источника питания довольно интересное и запоминающееся событие. Поэтому важным критерием здесь является простота схемы, чтобы после сборки она сразу заработала без каких-либо дополнительных настроек и подстроек.
Следует заметить, что практически каждое электронное, электрическое устройство или прибор нуждаются в питании. Отличие состоит лишь в основных параметрах – величина напряжения и тока, произведение которых дают мощность.
Изготовить блок питания своими руками – это очень хороший первый опыт для начинающих электронщиков, поскольку позволяет прочувствовать (не на себе) различные величины токов, протекающих в устройствах.
Мы будем собирать трансформаторный блок питания, который никогда не утратит своей актуальности, поскольку и поныне используется в аудиотехнике высокого класса, благодаря минимальному уровню создаваемых помех, что очень важно для получения качественного звука.
Блок питания своими руками ⋆
Устройство и принцип работы блока питания
В целом структура блока питания состоит из трансформатора, выпрямителя, фильтра и стабилизатора.
Помимо основных узлов еще используется ряд вспомогательных, например, индикаторные светодиоды, которые сигнализируют о наличие подведенного напряжения. А если в БП предусмотрена его регулировка, то естественно там будет вольтметр, а возможно еще и амперметр.
Трансформатор
Конструкция трансформатора довольно проста. Он состоит из сердечника, выполняющего функцию магнитопровода, который изготовляется из тонких, хорошо проводящих магнитный поток, пластин, разделенных диэлектриком, в качестве которого служит нетокопроводящий лак.
На стержень сердечника намотаны минимум две обмотки. Одна первичная (еще ее называют сетевая) – на нее подается 220 В, а вторая – вторичная – с нее снимается пониженное напряжение.
Радиолюбители в своей практике чаще всего применяют два вида трансформаторов, которые главным образом отличатся типом сердечника – броневой и тороидальный. Последний удобнее в применении тем, что на него достаточно просто можно домотать нужное количество витков, тем самым получить необходимое вторичное напряжение, которое прямопропорционально зависит от количества витков.
Основными для нас являются два параметра трансформатора – напряжение и ток вторичной обмотки. Величину тока примем равной 1 А, поскольку на такое же значение мы возьмем стабилитроны. О чем немного далее.
Диодный мост
Продолжаем собирать блок питания своими руками. И следующим порядковым элементом в схеме установлен диодный мост, он же полупроводниковый или диодный выпрямитель. Предназначен он для преобразования переменного напряжения вторичной обмотки трансформатора в постоянное, а точнее говоря, в выпрямленное пульсирующее. Отсюда и происходит название «выпрямитель».
Существуют различные схемы выпрямления, однако наибольшее применение получила мостовая схема. Принцип работы ее заключается в следующем. В первый полупериод переменного напряжения ток протекает по пути через диод VD1, резистор R1 и светодиод VD5. Далее ток возвращается к обмотке через открытый VD2.
К диодам VD3 и VD4 в этот момент приложено обратное напряжение, поэтому они заперты и ток через них не протекает (на самом деле протекает только в момент коммутации, но этим можно пренебречь).
В следующий полупериод, когда ток во вторичной обмотке изменит свое направление, произойдет все наоборот: VD1 и VD2 закроются, а VD3 и VD4 откроются. При этом направление протекания тока через резистор R1 и светодиод VD5 останется прежним.
Одновитковые трансформаторы тока без первичной обмотки
Одновитковые ТТ без первичной обмотки не имеют своей собственной первичной обмотки. Они бывают трех разновидностей:
Про встроенные трансформаторы тока я уже Вам рассказывал в статье про разновидности и классификацию трансформаторов тока на примере ТВТ с коэффициентом трансформации 600/5. Здесь только добавлю то, что роль первичной обмотки встроенного трансформатора тока выполняет стержень проходного изолятора (ввода).
Ниже Вы можете посмотреть схему встроенного трансформатора тока:
Встроенный трансформатор, по сути, состоит только из магнитопровода («железа»), на который намотана вторичная обмотка. В качестве изоляционного промежутка между первичной и вторичной обмоткой используется изоляция самого проходного изолятора.
Следующим, мы рассмотрим шинные трансформаторы тока, которые являются самыми распространенным. Их частенько применяют для организации системы учета электроэнергии в электроустановках классом напряжения до 1000 (В). Об этом на сайте уже имеется несколько подробных статей — читайте раздел про «Учет электроэнергии».
Схема шинного ТТ выглядит следующим образом (аналогична встроенному трансформатору тока):
Разницей между встроенным и шинным трансформаторами тока является только принцип исполнения первичной обмотки. Если у встроенного трансформатора тока роль первичной обмотки служит проходной изолятор (ввод), то у шинного трансформатора для этой цели применяется шина. Шина (шинка), а может быть и несколько шин, пропускается в полость (сквозь) трансформатор тока.
Большинство из Вас видели и сталкивались с шинными трансформаторами тока, например, типа ТШП 0,66 (кВ). Вот так они выглядят в живую:
Ну и последним видом ТТ, которые не имеют своей собственной первичной обмотки, являются разъемные трансформаторы тока. Их схема приведена ниже:
Разъемный трансформатор тока состоит из магнитопровода, который разделен на 2 равные части. Эти части легко и быстро стягиваются с помощью шпилек, что очень удобно при их эксплуатации и электромонтаже.
В качестве первичной обмотки разъемного трансформатора является обычный проводник с током. Ниже на фотографии Вы можете увидеть как выглядит разъемный трансформатор тока типа ТЗРЛ-70.
На подстанциях нашего предприятия разъемные трансформаторы тока применяются для реализации земляной защиты высоковольтных силовых кабельных линий. Поэтому в случае его выхода из строя, он легко заменяется на другой, т.к. он является разъемным. Процедура замены занимает несколько минут и состоит из раскручивания стяжных шпилек трансформатора и отключения проводов со вторичной обмотки.
Трансформатор своими руками: инструкция фото
Одновитковые трансформаторы тока с первичной обмоткой
Одновитковые ТТ с первичной обмоткой имеют свою собственную первичную обмотку. Они бывают двух разновидностей:
Стержневые трансформаторы тока в качестве первичной обмотки имеют прямоугольный стержень (реже круглый), который закреплен в проходном изоляторе. Упрощенная схема стержневого трансформатора тока выглядит так:
Этот вид трансформатора тока нашел широкое применение, в том числе и на подстанциях нашего предприятия. Несколько фотографий ТПОЛ-10 я Вам все таки покажу.
Последний вид, который мы рассмотрим сегодня из одновитковых трансформаторов тока, это U-образные трансформаторы тока. Название говорит само за себя. Схема такого ТТ приведена ниже:
Таких трансформаторов тока я не встречал, да и наверное уже и не встречу, поэтому и фотографий предоставить не смогу.
Изготовление обмоток для повышающего трансформатора
Катушку необходимо надеть на деревянный брусок. Предварительно в нем следует просверлить отверстие для намоточного прутка. Подключение трансформатора тока считается наиболее ответственным шагом. Эту деталь следует вставить в станок и приступить к изготовлению обмотки:
- На катушку следует намотать два слоя лакоткани.
- Конец провода нужно закрепить на щечке и начать вращать ручку станка.
- Витки нужно плотно укладывать.
- После первичной обмотки провод нужно обрезать и закрепить на щечке рядом с первым.
- На выводы нужно закрепить изоляционную трубку.
