Дата последнего обновления файла 20.11.2015

Сетевые блоки питания

Портативная аппаратура питается обычно от гальванических элементов или аккумуляторов. Для питания стационарной аппаратуры применяются сетевые блоки питания. Они позволяют сформировать все необходимые для питания микросхем и транзисторов напряжения из напряжения переменного тока 220 В. Это напряжение присутствует практически везде, а там, где его нет, легко получить при помощи бензогенератора. Напряжение 220 В подводится ко всем блокам в 25-дюймовых или 19-дюймовых стойках аппаратуры.

Переменное напряжение удобно тем, что его легко изменять при помощи трансформатора. Переменное напряжение также легко преобразовать в постоянное при помощи диодного моста и сетевого фильтра, в качестве которого в простейшем случае используются электролитические конденсаторы. Схема подобного сетевого блока питания приведена на рисунке 1.

Схема сетевого адаптера питания
Рисунок 1. Схема простейшего сетевого блока питания

Переменное напряжение понижается при помощи трансформатора T1. Диоды D1...D4, на которых собран двухтактный выпрямительный мост, преобразуют его в пульсирующее напряжение. Следует обратить внимание, что амплитуда больше действующего значения переменного тока в 1,4 раза, поэтому на конденсаторе C1 в режиме холостого хода вольтметр покажет напряжение больше напряжения на вторичной обмотке трансформатора.

Долгое время в блоках питания применяли трансформаторы, расчитанные на частоту 50 Гц. Однако эти транформаторы имеют достаточно большие габариты. Поэтому в конце 20-го века были разработаны блоки питания с частотой преобразования в десятки и сотни килогерц. Трансформаторы, работающие на такой частоте, выполняются на ферритовых сердечниках и занимают достаточно малый объем. В настоящее время подобные блоки питания обычно называются AC-DC адаптерами и предлагаются на рынке в виде готовых блоков или модулей. Сейчас выгоднее купить готовый AC-DC преобразователь, чем разрабатывать его самостоятельно. Внешний вид некоторых AC-DC адаптеров приведен на рисунке 2.

Внешний вид сетевого адаптера
Рисунок 2. Внешний вид сетевых блоков питания

Достаточно часто сетевой блок питания выполняется не в виде конструктивно законченного устройства (адаптера), а в виде модуля, который можно просто впаять в разработанную нами печатную плату. Это позволяет значительно уменьшить стоимость разработки своего устройства, повысить надежность и уменьшить габариты. В качестве примера можно назвать AC/DC преобразователь PM-05-12 фирмы MEAN WELL. Его внешний вид приведен на рисунке 3.

Внешний вид сетевого модуля
Рисунок 3. Внешний вид модуля сетевого блока питания

Для подключения напряжения 220 В удобно использовать клеммные колодки, например, Eurostyle™ Terminal Blocks фирмы Molex. На рисунке 4 приведен пример конструктивного выполнения печатной платы с AC-DC модулями.

Внешний вид платы с AC-DC модулями
Рисунок 4. Пример печатной платы с впаяным модулем сетевого адаптера

Описанный подход к разработке блоков питания позволяет значительно сократить время проектирования и стоимость аппаратуры. Блоки питания в этом случае рассматриваются как покупные изделия (когда-то и конденсаторы приходилось изготавливать самим). Разработка в данном случае сводится к подбору блока с приемлемой ценой, габаритами и требуемому нами выходному напряжению и току. Схема блока питания будет выглядеть следующим образом:

Схема сетевого блока питания с AC-DC модулем
Рисунок 5. Пример схемы сетевого блока питания с AC-DC адаптером

При этом следует учесть, что в состав AC/DC адаптера обычно входит и сетевой фильтр помех и выходной фильтр и стабилизатор выходного напряжения.

Литература:

  1. Микушин А.В., Сажнев А.М., Сединин В.И. Цифровые устройства и микропроцессоры. СПб, БХВ-Петербург, 2010.

Вместе со статьей "Сетевые блоки питания" читают:

Гальванические элементы
http://digteh.ru/Sxemoteh/pitanie/galvan/

Аккумуляторы
http://digteh.ru/Sxemoteh/pitanie/accumul/


Автор Микушин А. В. All rights reserved. 2001 ... 2017

Предыдущие версии сайта:
http://neic.nsk.su/~mavr
http://digital.sibsutis.ru/

Поиск по сайту сервисом Яндекс

Поиск по сайту сервисом ГУГЛ

пЕИРХМЦ@Mail.ru


Rambler's Top100