Создайте свой собственный регулируемый smps 5v, 1a, используя неисправный компьютерный блок питания atx

S ведьма М ода P Ауэр S upply (SMPS) является неотъемлемой частью любого электронного дизайна. Он используется для преобразования сетевого переменного тока высокого напряжения в постоянный ток низкого напряжения и делает это, сначала преобразуя переменный ток сети в постоянный ток высокого напряжения, а затем переключая постоянный ток высокого напряжения для создания желаемого напряжения. Ранее мы уже сделали несколько схем SMPS, таких как эта схема SMPS 5V 2A и схема SMPS 12V 1A TNY268. Мы даже создали наш собственный трансформатор SMPS, который можно было бы использовать в наших проектах SMPS вместе с ИС драйвера.

Вы можете этого не заметить, но для большинства бытовых товаров, таких как зарядное устройство для мобильного телефона, зарядное устройство для ноутбука, маршрутизаторы Wi-Fi, для работы требуется импульсный источник питания, и большинство из них рассчитаны на 5 В. Имея это в виду, в этой статье мы покажем вам, как можно построить схему SMPS 5 В, 1 А, утилизируя детали из старого одноразового блока питания ATX для ПК.

Предупреждение: Работа с сетью переменного тока требует предварительных навыков и контроля. Не открывайте старый SMPS и не пытайтесь построить новый без опыта. Будьте осторожны с заряженными конденсаторами и проводами под напряжением. Вы были предупреждены, действуйте осторожно и всегда обращайтесь за помощью к специалистам.

Рекомендации по проектированию источника питания 5 В, 1 А

Прежде чем мы продолжим, давайте проясним некоторые основные особенности конструкции и защиты.

Зачем строить схему SMPS из компьютерного блока питания?

Для меня это дешево, опять же дешево - очень дорогое слово, буквально бесплатно. Вы спросите, как же так? Просто поговорите со своими местными сервисными центрами для ПК, они дадут вам его бесплатно, по крайней мере, так было со мной. Кроме того, спросите своих друзей, есть ли у них какие-нибудь сломанные.

Изготовление / приобретение трансформатора для схемы является наиболее важной частью любого проекта SMPS, но этот метод полностью избегает этого шага, спасая трансформатор, а также дает очень хороший опыт обучения, если вы такой электронный наркоман, как я. Мой блок питания ATX после утилизации необходимых деталей показан ниже.

С этой конструкцией вы можете добавить потенциометр и немного изменить выходное напряжение. это может пригодиться в некоторых случаях, и самое интересное в схеме состоит в том, что она сделана из очень общих деталей, поэтому, если что-то взорвется, найти и заменить их - очень простая задача.

Схемы SMPS работают по-разному в разных условиях, если вы строите эту схему, зная, что фактическая характеристика ввода-вывода может помочь вам отладить схему, если вы обнаружите какие-либо проблемы с ней.

Входное напряжение:

Поскольку входное напряжение стандартного блока питания ПК составляет 220 В, наша резервная схема также работает на этом напряжении. Но с моей текущей настройкой таблицы я также попытаюсь управлять схемой с входным напряжением 85 В.

Выходное напряжение:

Выходное напряжение схемы составляет 5 В при номинальном токе 1 А, что означает, что эта схема может выдерживать мощность 5 Вт. Эта схема работает в режиме постоянного напряжения, поэтому выходное напряжение должно оставаться практически неизменным независимо от тока нагрузки.

Выходная пульсация:

Трансформатор в этой схеме изготовлен профессиональным производителем, поэтому мы можем ожидать низкой пульсации. Поскольку он построен на точечной доске, мы можем ожидать немного большей ряби, чем обычно.

Особенности защиты:

В общем, существует множество схем защиты SMPS, но наша схема сделана из старого блока питания ПК, поэтому мы можем добавлять или убирать функции защиты в соответствии с требованиями нашего окончательного приложения. Вы также можете проверить следующие схемы защиты, которые мы создали ранее.

• Схема защиты от перенапряжения
• Схема защиты от обратной полярности
• Схема защиты от короткого замыкания
• Защита от пускового тока

Я собираюсь использовать эту схему для питания своих проектов Интернета вещей. Поэтому я решил использовать минимальную функцию защиты, которая представляет собой плавкий резистор на входе и схему защиты от перенапряжения на выходе.

Итак, чтобы подвести итог, сетевое напряжение переменного тока для нашего блока питания будет 220 В переменного тока, выходное напряжение будет 5 В постоянного тока с 1 А максимального выходного тока. Мы постараемся сделать выходное пульсирующее напряжение как можно более низким, и у нас есть входной плавкий резистор со схемой защиты от перенапряжения на выходе.

Компоненты, необходимые для цепи SMPS 5V 1A

Sl.No	Запчасти	Тип	Количество	Часть в схеме
1	4.7R	Резистор	1	R1
2	39R	Резистор	1	R10
3	56R, 1Вт	Резистор	1	R9
4	100р	Резистор	2	R7, R6
5	220R	Резистор	1	R5
6	100 тыс.	Резистор	1	R2
7	560 К, 1 Вт	Резистор	2	R3, R4
8	1N4007	Диод	4	Д2, Д3, Д4, Д5
9	UF4007	Диод	1	D6
10	1N5819	Диод	1	D1
11	1N4148	Диод	1	D7
12	103,50 В	Конденсатор		C4
13	102, 1кВ	Конденсатор	2	C3
14	10 мкФ, 400 В	Конденсатор	1	C1
15	100 мкФ, 16 В	Конденсатор	1	C6
16	470 мкФ	Конденсатор	2	C7, C8
17	222пФ, 50В	Конденсатор	1	C5
18	3,3 мкГн, 2,66 А	Катушка индуктивности	1	L2
19	2SC945	Транзистор	1	Т1
20	C5353	Транзистор	1	Q1
21 год	PC817	Оптопара	1	ОК1
22	TL431CLP	Опорное напряжение	1	VR1
23	10 тыс.	Обрезать горшок	1	R11
24	Винтовой зажим	5мм	2	S1, S2
25	1N5908	Диод	1	D9
26	Трансформатор	От ПК БП	1	TR1

Принципиальная схема ИИП 5В 1А

На изображении ниже показана схема источника питания SMPS 5 В 1 А, который мы построим в этом руководстве.

Я построил схему на макетной плате, и после завершения она выглядела так.

Давайте разберемся в схеме, разбив ее на множество функциональных блоков, и давайте разберемся с каждым блоком.

Плавкий резистор:

Во-первых, у нас есть R1, который служит двум целям. Во-первых, он действует как плавкий резистор. Во-вторых, он действует как токоограничивающий резистор.

Мостовой выпрямитель и фильтр:

Затем у нас есть диоды 1N4007, D2, D3, D4, D5, четыре из которых образуют мостовой выпрямитель, а также конденсатор фильтра 10 мкФ для преобразования переменного тока в постоянный.

Обратите внимание, что я удалил фильтр PI, потому что я не собираюсь использовать этот источник питания, кроме зарядки аккумулятора, если вы собираетесь использовать этот другой способ, фильтр EMI необходим, вы всегда можете вытащить его из того же источник питания. Если вы не уверены, что такое фильтр PI и как он работает, вы можете ознакомиться со связанной статьей. Вы также можете проверить другие конструкции для снижения электромагнитных помех в цепи SMPS, которые мы обсуждали ранее.

Пусковые резисторы:

R3 и R4 образуют пусковые резисторы, при подаче питания пусковые резисторы отвечают за питание базы первичного переключающего транзистора, я подробнее расскажу о резисторе позже в этой статье .

Зажим ограничения напряжения коллектора:

Чтобы ограничить напряжение коллектора первичного переключающего транзистора Q1, C3, R2 и D6 образуют схему фиксации, и это очень хороший пример использования демпфирующей сети для уменьшения пикового напряжения при выключении и гашения звона. В большинстве случаев можно использовать очень простой метод проектирования для определения подходящих значений для компонентов демпфера (Rs и Cs). В тех случаях, когда требуется более оптимальный дизайн, используется несколько более сложная процедура.

Первичный и вспомогательный переключающий транзистор:

Транзистор Q1, C5353 - это главный переключающий транзистор, а T1 - вспомогательный переключающий транзистор в схеме. C4 и R5 образуют первичный генератор, который генерирует основной сигнал переключения.

Цепь обратной связи и управления:

PC817 оптрон OK1 вместе с источником опорного напряжения VR1 и диод 4148 формирует связь и цепь управления других резистор представляет в этой части действует только в качестве делителя напряжения, токоограничивающий резистор и конденсатор фильтра. Помимо этого, я добавил потенциометр R11 для регулировки напряжения в соответствии с требованиями.

Трансформатор, выходной выпрямитель и фильтр:

Трансформатор T1 изготовлен из ферромагнитного материала, который не только преобразует переменный ток высокого напряжения в переменный ток низкого напряжения, но также обеспечивает гальваническую развязку. В трансформаторе 4 обмотки. Т1. Выводы 1, 2 и 3 - вторичная обмотка, выводы № 4, 5 - вспомогательная обмотка, выводы № 6 и 7 - первичная обмотка.

Диод D1 и D9 - это выпрямительные диоды для схемы. Конденсатор C8 отвечает за фильтрацию 12 В, а конденсаторы C6 и C7 вместе с L2 образуют PI-фильтр для выходной секции.

Схема защиты от перенапряжения:

Дополнительная схема защиты от перенапряжения может быть добавлена ​​для защиты вашего прикладного устройства от повреждения, это очень простая схема, состоящая из предохранителя и стабилитрона, как вы можете видеть выше. Если возникает состояние перенапряжения, стабилитрон взрывается, таким образом взорвать им предохранитель Fast Blow.

Схема работы ИИП 5В-1А

Теперь, когда все понятно, давайте разберемся, как работает схема. Когда питание подается на схему, переменный ток в сети выпрямляется и фильтруется выпрямительными диодами и конденсатором. После этого два пусковых резистора R3, R4 ограничивают ток до базы транзистора, поэтому первичный транзистор слегка включается, теперь небольшой ток течет через первичную обмотку трансформатора, который является выводом 6 и 7 транзистора..

Этот небольшой ток питает вспомогательную обмотку, эта вспомогательная обмотка начинает заряжать конденсатор C4 емкостью 103 пФ через резистор R5 220 Ом. Напряжение на вспомогательной стороне снова подключается к коллектору оптопары с выпрямительным диодом 1N4148, это напряжение выходит из эмиттера оптопары и делится делителем напряжения. Теперь конденсатор C5 222PF начинает заряжаться.Когда этот конденсатор заряжается до определенного уровня, включается вспомогательный транзистор T1, а первичный транзистор выключается, а конденсатор C5 разряжается.

И цикл снова начинает повторяться, таким образом генерируется сигнал переключения. После того, как переключение начала процесса, то напряжение становится индуцированными на вторичной обмотке трансформатора из вторичного контура обратной связи производится с помощью VR1 опорного напряжения TL431, путем регулировки опорного напряжения, можно установить включение и выключение времени вспомогательного транзистора, таким образом, мы можем контролировать выходное напряжение.

Построение схемы SMPS

Для этой демонстрации схема построена на пунктирной плате с помощью схемы; Обратите внимание, что я тестирую схему на своем стенде для демонстрации, поэтому я не включил многие функции защиты, такие как защита от перенапряжения и защита от короткого замыкания. Если вы используете это для питания чего-то еще, рекомендуется включить эти схемы защиты и фильтрации.

Вышеупомянутая испытательная установка использовалась для проверки схемы, выходное напряжение источника питания было отрегулировано до 5,1 В с помощью потенциометра, и это источник питания 1 А, поэтому он может потреблять ток 1 А в пиковом состоянии.

Как вы можете видеть на изображении выше, для тестирования с нагрузкой я использовал несколько резисторов в качестве нагрузки, которая потребляла около 1,157 А от нашей схемы SMPS при 5 В. Полное видео тестирования можно найти внизу этой статьи.

Улучшения схемы ИИП 5В-1А

Есть немало вещей, которые можно улучшить в этой схеме, например, фильтр EMI может быть добавлен на входе для улучшения отклика EMI этой схемы. Затем можно добавить защиту от перегрузки по току и короткого замыкания на выходе, чтобы улучшить общие характеристики схемы. Кроме того, можно добавить защиту от перенапряжения и перенапряжения на входе для защиты от перенапряжения на входе. И, наконец, если схема построена на печатной плате, отклик на электромагнитные помехи может быть значительно улучшен.

Надеюсь, вы поняли руководство и научились создавать схемы SMPS. Если у вас есть какие-либо вопросы, оставьте их в разделе комментариев ниже или воспользуйтесь нашим форумом, чтобы задать дополнительные вопросы.