Strömförsörjning 12 volt 30 amp. Kraftfull strömförsörjningskrets. Beskrivning av driften av en kraftfull strömförsörjning

Förr eller senare kommer alla radioamatörer att behöva en kraftfull strömförsörjning, både för att testa olika elektroniska komponenter och enheter, och för att driva kraftfulla hemmagjorda amatörradioprodukter.

Kretsen använder en konventionell LM7812 mikrokrets, men utströmmen kan nå en gräns på 30A, den förstärks med hjälp av speciella TIP2955 Darlington transistorer, även kallade komposittransistorer. Var och en av dem kan mata ut upp till 5 ampere, och eftersom det finns sex av dem blir resultatet en total utström på cirka 30 A. Vid behov kan du öka eller minska antalet komposittransistorer för att få den utström du behöver .

LM7812-chippet ger cirka 800 mA. En säkring används för att skydda den från höga strömstötar. Transistorer och mikrokretsen måste placeras på stora radiatorer. För en ström på 30 ampere kommer vi att behöva en mycket stor radiator. Resistanser i emitterkretsarna används för att stabilisera och utjämna strömmarna för varje arm av den sammansatta transistorn, eftersom nivån på deras förstärkning kommer att vara olika för varje specifik instans. Motståndsvärdet är 100 Ohm.

Likriktardioder ska vara konstruerade för en ström på minst 60 ampere och helst högre. Nättransformatorn med en sekundärlindningsström på 30 ampere är den svåraste delen av strukturen att nå. Ingångsspänningen på stabilisatorn bör vara flera volt högre än utspänningen på 12 V.

Du kan se nätaggregatets utseende i figuren nedan, ritning tryckt kretskort Tyvärr sparades den inte, men jag rekommenderar att du gör den själv i verktyget.

Att sätta upp schemat. Först är det bättre att inte ansluta lasten, men använd en multimeter för att se till att det finns 12 volt vid utgången av kretsen. Anslut sedan lasten med ett normalt motstånd på 100 ohm och minst 3 W. Multimeterns avläsning bör inte ändras. Om det inte finns någon 12 volt, koppla bort strömmen och kontrollera noggrant alla anslutningar.

Den föreslagna strömförsörjningen innehåller en kraftfull fälteffekttransistor IRLR2905. I öppet tillstånd är kanalresistansen 0,02 Ohm. Effekten som förbrukas av VT1 är mer än 100 W.

Växelspänningen går till likriktaren och utjämningsfiltret och sedan går den redan filtrerade spänningen till avloppet fälteffekttransistor och genom motståndet R1 till grinden, öppning av VT1. En del av utspänningen går genom en delare till ingången på mikrokretsen KR142EN19, vilket stänger den negativa återkopplingskretsen. Spänningen vid stabilisatorns utgång ökar tills spänningen vid styringången DA1 når en tröskelnivå på 2,5 V. I det ögonblick den nås öppnas mikrokretsen, vilket minskar spänningen vid grinden, sålunda går strömförsörjningskretsen in i stabilisering läge. För att smidigt justera utspänningen ersätts motstånd R2 med en potentiometer.

Justering och justering: Ställ in önskad utspänning R2. Vi kontrollerar stabilisatorn för självexcitering med ett oscilloskop. Om detta inträffar, är det parallellt med kondensatorerna C1, C2 och C4 nödvändigt att ansluta keramiska kondensatorer med ett nominellt värde på 0,1 μF.

Nätspänningen följer genom en säkring till krafttransformatorns primärlindning. Från dess sekundära lindning finns det redan en reducerad spänning på 20 volt vid en ström på upp till 25A. Om så önskas kan du göra denna transformator själv med en krafttransformator från en gammal rör-TV.

Jag fortsatte med ämnet strömförsörjning och beställde en annan strömförsörjning, men den här gången mer kraftfull än den föregående.

Recensionen kommer inte att vara särskilt lång, men som alltid kommer jag att inspektera, demontera och testa.

Faktiskt denna recensionär bara ett mellansteg mot att testa mer kraftfulla nätaggregat som redan är på väg till mig. Men jag tänkte att det här alternativet inte heller kan ignoreras, så jag beställde det för granskning.

Bara några ord om förpackningen.

En vanlig vit ruta, bara artikelnumret är identifieringsmärket, det är allt.

Jämfört med strömförsörjningen från förra recensionen visade det sig att den som granskades helt enkelt är lite längre. Detta beror på det faktum att den granskade strömförsörjningen har aktiv kylning, därför har vi, med nästan samma volym av höljet, en och en halv gånger mer effekt.

Måtten på väskan är 214x112x50mm.

Alla kontakter är anslutna till en plint. Syftet med kontakterna är stämplat på nätaggregatets kropp; detta alternativ är lite mer tillförlitligt än ett klistermärke, men mindre märkbart.

Locket stängs med märkbar kraft och sitter stadigt fast när det stängs. Vid öppning är det säkerställt full tillgång till kontakter. Ibland har nätaggregatet en situation där locket inte öppnas helt, så nu kollar jag definitivt denna punkt.

1. Det finns en klistermärke på strömförsörjningens hölje som anger de grundläggande parametrarna, effekt, spänning och ström.

2. Det finns även en 115/230 Volt ingångsspänningsomkopplare, som i våra nätverk är överflödig och inte alltid säker.

3. Strömförsörjningen släpptes för nästan ett år sedan.

4. Nära kopplingsplinten finns en driftindikering och ett trimningsmotstånd för att ändra utspänningen.

Det finns en fläkt på toppen. Som jag skrev i förra recensionen är en effekt på 240-300 Watt max för nätaggregat med passiv kyla. Självklart finns det fläktlösa nätaggregat och mer kraft, men de är mycket mindre vanliga och är mycket dyra, så införandet av aktiv kylning syftar till att spara pengar och göra strömförsörjningen billigare.

Kåpan fästs med sex små skruvar men sitter samtidigt tätt för sig själv, kroppen är i aluminium och fungerar precis som andra nätaggregat som en kylare.

Som en jämförelse kommer jag att ge ett foto bredvid en 240-watts strömförsörjning. Det kan ses att de är i princip likadana, och faktiskt skiljer sig 360 Watt PSU från sin yngre bror endast i närvaro av en fläkt och några små justeringar förknippade med högre uteffekt.

Till exempel har deras krafttransformator samma storlek, men utgångsdrosseln på den som granskas är märkbart större.

Ett gemensamt kännetecken för båda strömförsörjningarna är mycket fri installation, och om detta är motiverat för en strömförsörjning med passiv kylning, kan storleken på höljet säkert minskas med aktiv kylning.

Kontrollera funktionaliteten innan ytterligare demontering.

Inledningsvis är utspänningen något högre än de angivna 12 volt, även om detta i stort sett inte spelar någon roll, jag är mer intresserad av inställningsområdet och det är 10-14,6 volt.

I slutet ställer jag in den på 12 volt och går vidare till ytterligare inspektion.

Konstigt nog sammanfaller kapacitansen hos ingångskondensatorerna med det som anges på deras hölje :)

Kapaciteten för varje kondensator är 470 μF, totalen är cirka 230-235 μF, vilket är märkbart mindre än de rekommenderade 350-400 som en 360-watts strömförsörjning behöver. Helst bör det finnas kondensatorer med en kapacitet på minst 680 µF vardera.

Utgångskondensatorerna har en total kapacitans på 10140 µF, vilket inte heller är särskilt mycket för de deklarerade 30 ampere, men ofta har kondensatorer av märkesvaror en sådan kapacitans.

Transistorer och utgångsdioder pressas mot kroppen genom en värmefördelningsplatta, endast värmeledande gummi fungerar som isolering.

Vanligtvis använder dyrare strömförsörjningar ett lock av tjockare gummi, som helt täcker komponenten, och om det inte behövs särskilt för utgångsdioder, skulle det uppenbarligen inte skada för högspänningstransistorer. Av denna anledning rekommenderar jag faktiskt att jorda strömförsörjningshuset av säkerhetsskäl.

Värmefördelningsplattorna pressas mot aluminiumkroppen, men det finns ingen termisk pasta mellan dem och kroppen.

Efter incidenten med ett av nätaggregaten kontrollerar jag nu alltid kvaliteten på klämman kraftelement. Det är inga problem med detta här, dock brukar det inte vara några problem med dubbla element, oftare är problemet när det bara finns ett kraftfullt element och det pressas med ett L-format fäste.

Fläkten är den vanligaste, med glidlager, men av någon anledning är spänningen 14 Volt.

Storlek 60 mm.

Skivan hålls fast med tre skruvar och fästelement för kraftkomponenter. Det finns en skyddande isoleringsfilm i botten av fodralet.

Filtret är ganska standard för sådana nätaggregat. Ingångsdiodbryggan är märkt KBU808 och är designad för ström upp till 8 ampere och spänning upp till 800 volt.

Det finns ingen radiator, även om det redan är önskvärt med sådan kraft.

1. En termistor med en diameter på 15 mm och en resistans på 5 Ohm är installerad vid ingången.

2. Det finns en brusdämpande kondensator av klass X2 parallellt med nätverket.

3. Störningsdämpande kondensatorer som är direkt anslutna till nätverket installeras i klass Y2

4. En vanlig högspänningskondensator är installerad mellan den gemensamma utgångsledningen och strömförsörjningshuset, men på denna plats är det tillräckligt eftersom den, i frånvaro av jord, är ansluten i serie med Y2-klasskondensatorerna som visas ovan.

PWM-kontroller KA7500, analog till den klassiska TL494. Kretsen är mer än standard; tillverkare tillverkar helt enkelt identiska strömförsörjningar, som bara skiljer sig i klassificeringen av vissa komponenter och egenskaperna hos transformatorn och utgångschoken.

Utgångstransistorerna på växelriktaren är också klassiska billiga strömförsörjningar - MJE13009.

1. Som jag skrev ovan har ingångskondensatorerna en kapacitet på 470 µF och det som är intressant är att om kondensatorerna har ett initialt oklart namn, så anges oftare den verkliga kapacitansen, och om det är en falsk, till exempel Rubicon g, då är det ofta underskattat. Här är en observation. :)

2. Den magnetiska kärnan på utgångstransformatorn har dimensioner på 40x45x13mm, lindningen är impregnerad med lack, om än mycket ytligt.

3. Bredvid transformatorn finns en kontakt för anslutning av en fläkt. Vanligtvis i beskrivningen av sådana strömförsörjningar indikerar de automatisk hastighetskontroll, men det är faktiskt inte här. Även om fläkten ändrar hastighet inom ett litet intervall beroende på effekten, är detta helt enkelt mer av en bieffekt. När den är påslagen fungerar fläkten mycket tyst och når full effekt vid en ström på cirka 2,5 Ampere, vilket är mindre än 10 % av max.

4. Vid utgången finns ett par MBR30100 diodenheter på 30 Ampere 100 Volt vardera.

1. Dimensionerna på utgående choke är märkbart större än 240 Watt-versionen, lindad i tre trådar på två 35/20/11-ringar.

2. Som förväntat efter en preliminär kontroll har utgångskondensatorerna en kapacitet på 3300 μF, eftersom de är nya visade totalen inte 9900, utan 10140 μF, en spänning på 25 volt. Tillverkare känd för alla noname.

3. Strömshuntar för kortslutnings- och överbelastningsskyddskretsar. Vanligtvis installerar de en sådan "ledning" för 10 Ampere ström, här finns det en 30 Ampere strömförsörjning och tre sådana ledningar, men det finns 7 platser, så jag kommer att anta att det finns ett liknande alternativ men med en ström på 60 Ampere och lägre spänning.

4. Här är en liten skillnad: komponenterna som ansvarar för blockering vid en reducerad utspänning flyttades närmare utgången, även om de till och med behöll sina positionspositioner enligt diagrammet. De där. R31 i 36 V strömförsörjningskretsen motsvarar R31 i 12 V strömförsörjningskretsen, även om de finns på olika ställen på kortet.

Vid en snabb blick skulle jag betygsätta kvaliteten på lödning som en solid fyra, allt är rent och snyggt.

Lödningen håller ganska hög kvalitet, på brädan in flaskhalsar skyddsluckor har gjorts.

Men det fanns fortfarande en fluga i salvan. Vissa element är inte lödda. Platsen är särskilt oviktig, faktumet i sig är viktigt.

I det här fallet hittades dålig lödning på en av säkrings- och kondensatorterminalerna på utgångsspänningens underspänningsskyddskrets.

Det tar några minuter att fixa, men som de säger, "skedarna hittades, men sedimentet fanns kvar."

Eftersom jag redan hade ritat ett diagram över en sådan strömförsörjning, gjorde jag i det här fallet helt enkelt justeringar av det redan befintliga diagrammet.

Dessutom markerade jag i färg de element som har förändrats.

1. Röd - element som ändras beroende på förändringar i utspänning och ström

2. Blå - förändringen i betygen för dessa element med en konstant uteffekt är inte tydlig för mig. Och om det är delvis tydligt med ingångskondensatorerna, de indikerades som 680 uF, men visade faktiskt 470, varför ökade de då kapacitansen för C10 med en och en halv gånger?

Det finns ett fel i kretsen, C10 har en kapacitans på 3,3 µF och inte 330 nF.

Vi har avslutat inspektionen, låt oss gå vidare till testerna, för detta använde jag det vanliga " provbänk", om än kompletterat med en wattmätare.

1. Elektronisk belastning 2. Multimeter 3. Oscilloskop 4. Värmekamera 5. Termometer 6. Wattmätare, ingen recension.

7. Penna och papper.

Vid tomgång sker praktiskt taget ingen pulsering.

Ett litet förtydligande till testet. På den elektroniska lastdisplayen kommer du att se aktuella värden märkbart lägre än vad jag kommer att skriva. Faktum är att belastningen kan ladda höga strömmar i hårdvara, men är begränsad i mjukvara till 16 Ampere. I detta avseende var jag tvungen att göra en "finta med öronen", d.v.s. kalibrera belastningen för dubbel ström, som ett resultat är 5 ampere på displayen lika med 10 ampere i verkligheten.

Vid belastningsströmmar på 7,5 och 15 Amp, betedde strömförsörjningen sig identiskt, det totala rippelområdet var i båda fallen cirka 50 mV.

Vid belastningsströmmar på 22,5 och 30 Amp ökade pulsationerna märkbart, men låg på samma nivå. Rippelnivån ökade vid en ström på cirka 20 ampere.

Som ett resultat var full gång 80 mV.

Jag noterar mycket bra stabilisering av utspänningen; när belastningsströmmen ändrades från noll till 100% ändrades spänningen med endast 50 mV. Dessutom, när belastningen ökar, ökar spänningen snarare än minskar, vilket kan vara användbart. Under uppvärmningsprocessen ändrades inte spänningen, vilket också är ett plus.

Jag sammanfattade testresultaten i en tabell som visar temperaturen på de enskilda komponenterna.

Varje steg av testet varade i 20 minuter, fulllasttestet genomfördes två gånger för termisk uppvärmning.

Locket med fläkten sattes på plats, men skruvades inte; för att mäta temperaturen tog jag bort det utan att koppla bort strömförsörjningen och belastningen.

Som ett tillägg gjorde jag flera termogram.

1. Uppvärmning av ledningarna till den elektroniska lasten vid maximal ström, termisk strålning från interna komponenter är också synlig genom sprickorna i huset.

2. Diodenheter har störst uppvärmning, jag tror att om tillverkaren hade lagt till en radiator som man gör i 240 Watt-versionen så hade uppvärmningen minskat avsevärt.

3. Dessutom var värmeavlägsnande från hela denna struktur ett stort problem, eftersom den totala förbrukade effekten av hela strukturen var mer än 400 watt.

Förresten, om värmeavledning. När jag förberedde provet var jag mer rädd att det skulle bli svårt för belastningen att arbeta med sådan kraft. I allmänhet har jag redan genomfört tester på denna effekt, men 360-400 Watt är den maximala effekten som min elektroniska belastning kan försvinna under lång tid. Under en kort tid klarar den 500 watt utan problem.

Men problemet kom upp någon annanstans. På kraftelementens radiatorer har jag termobrytare designade för 90 grader. De hade en kontakt lödd, men den andra kunde inte lödas, så jag använde plintlister.

Vid en ström på 15 ampere genom varje omkopplare började dessa kontakter värmas upp ganska kraftigt och driften skedde tidigare, denna struktur måste också tvångskylas. Och dessutom var vi tvungna att delvis "avlasta" belastningen genom att ansluta flera kraftfulla motstånd till strömförsörjningen.

Men i allmänhet är switchar designade för maximalt 10 Amp, så jag förväntade mig inte att de skulle fungera normalt med en ström som är 1,5 gånger deras maximala. Nu funderar jag på hur jag ska göra om dem, tydligen måste jag göra det elektroniskt skydd styrs av dessa termobrytare.

Och dessutom, nu har jag en annan uppgift. På begäran av några läsare beställde jag 480 och 600 Watt nätaggregat för granskning. Nu funderar jag på hur det är bättre att ladda dem, eftersom min belastning definitivt inte kommer att kunna motstå sådan kraft (för att inte tala om strömmar upp till 60 Amp).

Precis som förra gången mätte jag strömförsörjningens effektivitet, jag planerar att genomföra detta test i framtida recensioner. Testet ägde rum vid effekt 0/33/66 och 100 %

Input - Output - Effektivitet.

147,1 - 120,3 - 81,7%

289 - 241 - 83,4%

437,1 - 362 - 82,8%

Vad kan vi säga till slut?

Strömförsörjningen klarade alla tester och visade ganska bra resultat. Värmemässigt finns det till och med en märkbar marginal, men jag skulle inte rekommendera att ladda den över 100%. Jag var nöjd med den mycket höga stabiliteten hos utspänningen och avsaknaden av temperaturberoende.

De saker jag inte riktigt gillade inkluderar de namnlösa in- och utgångskondensatorerna, lödningsfel i vissa komponenter och medelmåttig isolering mellan högspänningstransistorerna och kylflänsen.

Annars är strömförsörjningen en mycket vanlig sådan, den fungerar, håller spänningen och blir inte för varm.

24.06.2015

Vi presenterar en kraftfull stabiliserad 12 V strömförsörjning. Den är byggd på ett LM7812 stabilisatorchip och TIP2955 transistorer, som ger en ström på upp till 30 A. Varje transistor kan ge en ström på upp till 5 A, respektive 6 transistorer kommer att ge en ström på upp till 30 A. Du kan ändra antalet transistorer och få önskat strömvärde. Mikrokretsen producerar en ström på cirka 800 mA.

En 1 A säkring är installerad vid dess utgång för att skydda mot stora transienta strömmar. Det är nödvändigt att säkerställa god värmeavledning från transistorer och mikrokretsen. När strömmen genom belastningen är stor ökar också effekten som försvinner av varje transistor, så att överskottsvärme kan göra att transistorn går sönder.

I det här fallet kommer en mycket stor kylare eller fläkt att krävas för kylning. 100 ohm motstånd används för stabilitet och för att förhindra mättnad som... förstärkningsfaktorerna har viss spridning för samma typ av transistorer. Bryggdioderna är konstruerade för minst 100 A.

Anteckningar

Det dyraste inslaget i hela designen är kanske ingångstransformatorn, istället går det att använda två seriekopplade bilbatterier. Spänningen vid stabilisatorns ingång måste vara några volt högre än den erforderliga uteffekten (12V) för att den ska kunna bibehålla en stabil uteffekt. Om en transformator används måste dioderna klara en ganska stor toppström framåt, vanligtvis 100A eller mer.

Inte mer än 1 A kommer att passera genom LM 7812, resten tillhandahålls av transistorer. Eftersom kretsen är konstruerad för en belastning på upp till 30 A är sex transistorer parallellkopplade. Effekten som avges av var och en av dem är 1/6 av den totala belastningen, men det är fortfarande nödvändigt att säkerställa tillräcklig värmeavledning. Maximal belastningsström kommer att resultera i maximal förlust och kommer att kräva en stor kylfläns.

För att effektivt ta bort värme från radiatorn kan det vara en bra idé att använda en fläkt eller vattenkyld radiator. Om strömförsörjningen är laddad till sin maximala belastning och krafttransistorerna misslyckas, kommer all ström att passera genom chippet, vilket kommer att leda till ett katastrofalt resultat. För att förhindra att mikrokretsen går sönder finns det en säkring på 1 A. Lasten på 400 MOhm är endast för testning och ingår inte i den slutliga kretsen.

Beräkningar

Detta diagram är en utmärkt demonstration av Kirchhoffs lagar. Summan av strömmar som kommer in i en nod måste vara lika med summan av strömmar som lämnar denna nod, och summan av spänningsfallen på alla grenar av en sluten krets måste vara lika med noll. I vår krets är ingångsspänningen 24 volt, varav 4V faller över R7 och 20 V vid ingången till LM 7812, dvs 24 -4 -20 = 0. Vid utgången är den totala belastningsströmmen 30A, regulatorn matar 0,866A och 4,855A vardera 6 transistorer: 30 = 6 * 4,855 + 0,866.

Basströmmen är ca 138 mA per transistor, för att få en kollektorström på ca 4,86A måste DC-förstärkningen för varje transistor vara minst 35.

TIP2955 uppfyller dessa krav. Spänningsfallet över R7 = 100 Ohm vid maximal belastning blir 4V. Effekten som förbrukas på den beräknas med formeln P= (4 * 4) / 100, dvs 0,16 W. Det är önskvärt att detta motstånd är 0,5 W.

Mikrokretsens inström kommer genom ett motstånd i emitterkretsen och B-E övergång transistorer. Låt oss återigen tillämpa Kirchhoffs lagar. Regulatorns ingångsström består av 871 mA ström som flyter genom baskretsen och 40,3 mA genom R = 100 Ohm.
871,18 = 40,3 + 830. 88. Ingångsströmmen till stabilisatorn måste alltid vara större än utströmmen. Vi kan se att den bara förbrukar ca 5 mA och bör knappt bli varm.

Testning och buggar

Under det första testet finns det inget behov av att ansluta lasten. Först mäter vi utspänningen med en voltmeter; den ska vara 12 volt, eller ett värde som inte är mycket annorlunda. Sedan ansluter vi ett motstånd på ca 100 Ohm, 3 W som last.Voltmetersavläsningarna ska inte ändras. Om du inte ser 12 V, bör du efter att ha stängt av strömmen kontrollera installationens korrekthet och kvaliteten på lödningen.

En av läsarna fick 35 V på utgången istället för de stabiliserade 12 V. Detta orsakades av en kortslutning i effekttransistorn. Om det är en kortslutning i någon av transistorerna måste du lossa alla 6 för att kontrollera kollektor-emitterövergångarna med en multimeter.

Elektriska system kräver ofta komplex analys vid design, eftersom du behöver arbeta med många olika mängder, watt, volt, ampere, etc. I det här fallet är det exakt nödvändigt att beräkna deras förhållande vid en viss belastning på mekanismen. Vissa system har en fast spänning, t.ex. hemnätverk, men kraft och ström betyder olika begrepp, även om de är utbytbara storheter.

Online-kalkylator för att beräkna watt till ampere

För att få resultatet, se till att ange spänning och strömförbrukning.

I sådana fall är det mycket viktigt att ha en assistent för att exakt omvandla watt till ampere vid ett konstant spänningsvärde.

En online-kalkylator hjälper oss att konvertera ampere till watt. Innan du använder ett onlineprogram för att beräkna värden måste du ha en uppfattning om innebörden av de nödvändiga uppgifterna.

1. Effekt är den hastighet med vilken energi förbrukas. Till exempel använder en 100 W glödlampa energi - 100 joule per sekund.
2. Ampere – kraftmätvärde elektrisk ström, definieras i coulombs och visar antalet elektroner som passerat genom ett visst tvärsnitt av en ledare under en angiven tid.
3. Spänningen hos en elektrisk ström mäts i volt.

För att omvandla watt till ampere används kalkylatorn väldigt enkelt, användaren måste ange spänningsindikatorn (V) i de angivna kolumnerna, sedan enhetens strömförbrukning (W) och klicka på beräkna knappen. Efter några sekunder kommer programmet att visa det exakta resultatet av strömmen i ampere. Formel för hur många watt i ampere

Observera: om värdeindikatorn har ett bråktal, vilket betyder att det måste skrivas in i systemet med en punkt, inte ett kommatecken. Således låter kraftkalkylatorn dig omvandla watt till ampere på en tidsfråga, du behöver inte skriva ut komplexa formler och tänka på deras beräkning.

sömnad. Allt är enkelt och tillgängligt!

Tabell för beräkning av ampere och belastningar i watt