12 В постоянного тока против 24 В переменного тока в системах видеонаблюдения

Как сделать блок питания постоянного тока на 24 вольта

Если электрическая цепь не работает при помощи батарейки, значит она требует источника питания постоянного тока, для поддержания оптимального напряжения и уровня тока. Модуль питания постоянного тока подает электроэнергию переменного тока от розетки, превращая ее в энергию постоянного тока и стабилизирует выходную мощность, перед передачей ее в остальные части схемы. Эта часть технологии является критически неотъемлемой частью проектирования схем и электроники, не важно будет ли работать с ней профессионал и любитель, вы должны понимать, как работает блок питания. Это руководство проведет вас через создание 24 вольтового источника постоянного тока. Источники питания для светодиодов можно посмотреть на сайте поставщика.

Соображения безопасности

Перед созданием 24-вольтового источника питания постоянного тока, необходимо узнать о некоторых аспектах безопасности, которые приходят с этим проектом. Если что-то пойдет не так, подключенный источник питания может серьезно ранить вас, при непосредственном подключении к сети переменного тока в доме. Вы можете предпринять шаги, чтобы свести к минимуму вероятность получения травм. Следует рассмотреть построение этого проекта на антистатическом коврике или вы можете носить антистатические перчатки. Хотя используемые компоненты относительно надежны, лучше избежать статических взаимодействий между вашими руками и источником питания. Что еще более важно, убедитесь, что питание всегда выключено, пока вы строите или вносите изменения в схему. Дважды проверьте все, прежде чем включить питание.

Подключение трансформатора

Главной частью в любом источнике питания постоянного тока является трансформатор напряжения. Этот компонент принимает весь уровень мощности переменного тока и масштабирует его до работоспособного диапазона в определенном соотношении. Для того, чтобы добраться до 24 вольт, вам нужно знать напряжение, подаваемое от электрической розетки. В США, а также ​​некоторых других странах, это 110 В переменного тока. Для остальной части мира, стены напряжение проходит около 220 В переменного тока. Это означает к примеру, что Американские строители должны приобрести трансформаторы с соотношением 4,5: 1, которое масштабируют напряжение вплоть до

24,4 В. И наоборот, в России и других странах мира, рабочие должны использовать трансформатор с отношением 9: 1.

Для подключения трансформатора, присоедините провода заземления от источника питания к двум входным клеммам трансформатора, взяв немного припоя. Два выхода трансформатора являются «землей» и масштабируют выходное напряжение.

Реализация мостового выпрямителя

Напряжение переменного тока постоянно колеблется между положительным и отрицательным потенциалом в синусоидальной форме. Для того, чтобы преобразовать это постоянное напряжение постоянного тока положительных 24 вольт, вам нужно взять абсолютное значение напряжения от выходного трансформатора с использованием мостового выпрямителя.

Есть два способа реализации мостового выпрямителя в источник питания постоянного тока. Первый заключается в использовании изготовленного мостового выпрямителя. Этот электрический компонент имеет четыре булавки. Нужно соединить два входных вывода к выходам трансформатора друг с другом через 1-кОм резистор. Сторона резистора, прикрепленной к отрицательному выходу мостового выпрямителя должна также пойти на землю, в то время как соединение между положительным выходом мостового выпрямителя и резистора на выходе должны служить окончанием соединения.

В качестве альтернативы можно использовать четыре диода, чтобы сделать свой собственный мостовой выпрямитель. Для этого необходимо подключить все четыре диода последовательно таким образом, чтобы они образовали кольцо. Убедитесь, что два соседних диода поляризованы в одном направлении, в то время как два других находятся в противоположном направлении. Трансформаторные выходы подключаются к развязке в середине каждой из двух пар диодов, которые смотрят в одном направлении. Положительные и отрицательные выходные сигналы моста выпрямителя можно сделать из двух других узлов в диодном кольце. Эти результаты должны быть подключены к 1-кОм нагрузочному резистору, заземлению и выходной цепи, как описано в предыдущем пункте.

Добавление фильтра нижних частот

Для того, чтобы стабилизировать питание, реализовать пассивный RC фильтр низких частот, нужно реализовать 100-мкФ конденсатора параллельно с резистором нагрузки, где этот конденсатор должен пойти на заземление. Вы можете использовать осциллограф для проверки, RC фильтра, чтобы убедится в правильности его работы.

Устройство простого трансформатора

Основным элементом трансформатора является реле. Непосредственно катушки устанавливаются с различными обмотками. Магнитопроводы имеются с сердечниками. По параметру проводимости тока они довольно сильно различаются. Также важно упомянуть, что в некоторых модификациях предусмотрены специальные расширители. В данном случае многое зависит от параметра рабочей частоты.

Изоляторы в трансформаторах предназначены для защиты сердечника от перегрузок. Для выпрямления постоянного тока в устройствах устанавливаются трансиверы. Выпускаются они ортогонального и подстроечного типа.

Области применения LED лент

Применение ленты для подсветки зеркала
Основная функция LED-устройств – организация искусственного освещения в конкретном помещении или за пределами строения. В данном случае светодиодная лента подменяет обычные лампочки, располагаясь по периметру потолка или в заранее размеченной зоне. Подобный подход к декорированию свободных пространств позволяет улучшить качество световой картины и равномерно осветить обслуживаемые объекты. Благодаря этому удается повысить комфортность пребывания людей в местах отдыха или в рабочей зоне.

Обычно для этих целей применяются ленты с элементами повышенной яркости, отличающиеся теплым белым свечением. Использование маломощных осветительных устройств, даже если они равномерно распределены по всему периметру, потребует установки дополнительного светильника.

Использование в декоративных целях

Светодиодная лента под натяжным потолком
Современные осветительные LED приборы пользуются большой популярностью в практике декорирования и широко применяются в следующих областях:

• подсветка полок, строительных ниш и лестниц;
• архитектурное зонирование рабочих пространств;
• подсвечивание элементов ландшафтных зон, с имеющимися на них клумбами и деревьями;
• декорирование фасадов зданий, а также отдельных архитектурных деталей.

Помимо этого к их помощи прибегают при необходимости акцентирования внимания на элементах окружающей обстановки: мебели, зеркалах, картинах и других предметах. Для удовлетворения постоянного спроса производителями разработано множество разновидностей светодиодных лент, в которых предусмотрены различные визуальные эффекты.

Понижающие модификации

Понижающий трансформатор с 220 на 24 вольта часто встречается с мощностью от 100 Вт. Используются устройства данного типа, как правило, для электроприводов. Магнитопроводы с реле у многих моделей имеются с ленточными сердечниками. Также важно отметить, что обмотки в устройствах на 3 кВт устанавливаются концентрические. Однако на рынке представлены модификации с трехслойными аналогами. Всего выводов у понижающих устройств имеется два.

Некоторые модификации выпускаются с клеммами. Весит понижающий трансформатор 220 на 24 вольта не более 5 кг. По параметру проводимости тока модели довольно сильно различаются. В данном случае необходимо учитывать тип трансивера. Отечественные трансформаторы в основном продаются с ортогональными аналогами. Однако зарубежные компании отдают предпочтение подстроченным трансиверам. Показатель перегрузки тока у моделей в среднем составляет 5,5 А. Некоторые устройства выпускаются с переключателями для регулировки фазы.

Тороидальные модели

Трансформатор тороидальный 220 на 24 вольта отличается тем, что в нем предусмотрен компаратор. За счет указанного элемента осуществляется изменение тактовой частоты от сети. Также важно упомянуть о том, что многие устройства оснащены стабилитронами. Магнитопроводы в аппаратах устанавливаются обычные.

Непосредственно обмотки для трансформаторов используются концентрического типа. Применяются данные устройства чаще всего для двигателей небольшой мощности. Также они подходят для многих типов компрессоров. Регуляторы в устройствах, как правило, отсутствуют. Изоляторы применяются композитного типа. В среднем параметр проводимости тока у моделей не превышает 50 мкСм. В свою очередь перегрузку аппараты с мощность 80 Вт способны выдерживать в 3 А.

Яркость светодиодной ленты 24В

Светодиодные ленты предлагаются широкого диапазона яркости, которая напрямую зависит от установленных светодиодов и плотности их размещения на LED ленте. Выше мы уже рассматривали устанавливаемые на светодиодные ленты светодиоды, когда разбирались с мощностью LED лент и там же была указана в таблице яркость каждого типа светодиода.

Возьмем, к примеру, одну из популярных светодиодных лент со светодиодами SMD 5050. Мощность одного такого светодиода до 0.3 Вт, испускаемый световой поток 25 лм. В мощной светодиодной ленте плотность таких светодиодов составляет 120 штук на 1 метр, а это более 25 Вт со световым потоком порядка 3000 лм. Даже одного метра такой ленты должно хватить, чтобы осветить большую комнату в трехкомнатной квартире.

Масляные модели

Масляный трансформатор 220 на 12–24 вольта оснащается специальным теплообменником. Непосредственно для охлаждающей жидкости используются каналы. Сердечники во многих модификациях предусмотрены ленточного типа. Обмотки чаще всего применяются трехслойные. Отдельного внимания заслуживают реле. Устанавливаются они с различной проводимостью. В среднем для масляных конфигураций указанный параметр колеблется в районе 60 мкСм.

Катушки в устройствах устанавливаются с магнитопроводами. Непосредственно выводов для подключения оборудования имеется два. Некоторые конфигурации производятся с клеммами. Для электроприводов масляные устройства подходят идеально. Трансиверы во всех моделях устанавливаются лишь ортогонального типа.

Как сделать устройство своими руками?

Сделать трансформатор 220 на 24 вольта своими руками довольно сложно. В первую очередь для понижающей модификации потребуется большая катушка с хорошей проводимостью тока. Для того чтобы обеспечивать стабильную рабочую частоту, обмотка должна быть предусмотрена концентрического типа. Непосредственно для подключения оборудования применяются выводы, которые представляют собой просто проводники.

В данном случае расширители устанавливаются обычные. Использовать их можно от любого поломанного трансформатора. Если рассматривать модификации с переключателями, то для них придется делать отдельно стойку. Для того чтобы сбои не происходили часто, применяются изоляторы. В наше время наиболее надежными принято считать композитные аналоги.

Модель на 80 Вт

Трансформатор 220 на 24 вольта постоянного тока на 80 Вт больше всего подходит для обычных компрессоров. На производстве модели данного типа встречаются довольно редко. Расход электроэнергии у них незначительный, однако мощности для нормального электропривода однозначно не хватит. Магнитопроводы в устройствах применяются, как правило, с низковольтной обмоткой.

Сердечники при этом встречаются штампованного типа. Если рассматривать конфигурации с высокой проводимостью тока, то у них предусмотрены специальные компараторы. Однако чаще всего устанавливаются обычные отводы. Также существуют модели со стабилизаторами. В данном случае параметр перегрузки тока в среднем составляет 3,5 А. Переключатели у моделей на 80 Вт никогда не используются.

Цвет светодиодных лент 24В

Если рассматривать только монохромные одноцветные светодиодные ленты, то их цвет будет определяться установленными светодиодами. В основном устанавливаются светодиоды стандартных цветов: синий, красный, желтый, зеленый.

Гораздо реже встречаются светодиодные ленты других цветов: малиновый, бирюзовый, фиолетовый, ультрафиолетовые и инфракрасные. LED ленты инфракрасного и фиолетового спектра относятся к специальным и в быту обычно не используются.

Инфракрасные, к примеру, могут применяться при подсветке объектов для камер ночного видения, а ультрафиолетовые применяются в теплицах для подсветки растений или в ночных клубах для яркого свечения в темноте люминесцентных красок.

Светодиодные ленты с белыми светодиодами сейчас наверно одни из самых популярных. Их дополнительно делят по оттенкам белого на три разных вида: теплый белый, нейтральный и холодный.

Эти три вида оттенков белого соответствуют определенным диапазонам тепловой температуры по шкале кельвина: — теплый белый до 3500 К; — нейтральный белый от 3500 К до 5200 К; — холодный белый выше 5200 К.

Устройство на 100 Вт

Трансформатор 220 на 24 вольта (100Вт) может применяться для электроприводов. Многие модификации оснащаются надежными системами защиты. Чаще всего производителями указывается маркировка ИП20. Все это говорит о том, что система заземления у модели применяется с композитными изоляторами. Если говорить про магнитопроводы, то они используются с вторичной обмоткой.

Довольно часто сердечники встречаются листового типа. Однако штампованных аналогов на рынке имеется много. По качеству листовым сердечникам они не сильно уступают. Проводимость тока у конфигураций на 100 Вт в среднем равняется 70 мкСм. Если говорить про перегрузки, то многое в данной ситуации зависит от производителя. Устройства с трансиверами встречаются редко. Однако трансформаторы на 100 Вт со стабилизаторами пользуются большим спросом.

Достоинства электронных преобразователей

К числу основных достоинств устройств, построенных на основе ЭТ, относят следующие особенности работы схемы:

• выходной трансформатор блока питания не запустится без подсоединения к нему нагрузки – перейдет в активный режим, если только к нему подключен светильник с лампочкой;
• помимо щадящего режима работы элементов электронной схемы это свойство ЭТ позволяет экономить на расходуемой электроэнергии;
• в изделии легко реализуется система защиты от опасных перегрузок и коротких замыканий.

В качестве образца, используемого для самодельного изготовления блока питания на таком трансформаторе, нередко берутся более сложные полумостовые схемы. Обычно они построены на базе драйверов типа IR2153 или подобных ему электронных компонентов. В качестве дополнительной опции в них предусмотрен индикаторный светодиод, сигнализирующий о наличии высокочастотных колебаний.

Трансформатор на 120 Вт

Трансформатор 220 на 24 вольта на 120 Вт подходит для электродвигателей разной мощности. Сердечники во многих конфигурациях устанавливаются листового типа. Магнитопроводы, в свою очередь, имеются с высоковольтной обмоткой. Выводы в устройствах стандартно имеются в количестве двух. Некоторые модели производятся с клеммами для подключения к оборудованию. Системы охлаждения на сегодняшний день существуют различные. Однако чаще всего речь идет об обычном понижении температуры за счет циркуляции воздуха.

Катушки в трансформаторах часто устанавливаются на опорные кольца. В некоторых случаях у моделей есть расширители. Переключатели также используются в трансформаторах. Трансиверы применяются как ортогонального, так и подстроечного типа. В данном случае многое зависит от показателя рабочей частоты сети. Если она не превышает 40 Гц, то можно смело использовать ортогональные трансиверы. В противном случае для нормальной эксплуатации устройства подходят лишь подстроечные компоненты. Стабилизаторы применяются довольно редко.

Что такое светодиодная лента 24В

Со светодиодными лентами сейчас все уже знакомы и при упоминании данного названия сразу становится понятно, о чем идет речь. Если давать определение светодиодной ленте на 24В, то это особая тонкая печатная плата шириной от 8 до 20 мм с контактными площадками с одной стороны, к которым припаиваются SMD светодиоды и токоограничивающие резисторы.

Светодиоды на такой плате размещаются на равном удалении друг от друга. Для подключения всех светодиодов на длинной светодиодной ленте на 24В имеются два контакта, к которым с соблюдением полярности и подключается напряжение 24В.

Однодиапазонные устройства

Однодиапазонный трансформатор 220 на 24 вольта способен эксплуатироваться в сети с частотой ниже 45 Гц. В данном случае во всех моделях устанавливаются компараторы. За счет них показатель проводимости тока можно легко стабилизировать. Трансиверы встречаются в основном ортогональные. Непосредственно изоляторы уславливаются у моделей композитные. Магнитопроводы для преобразования тока применяются на высоковольтной обмотке. Катушки в данном случае обязательно имеются с опорными кольцами. Теплообменники у однодиапазонных трансформаторов отсутствуют.

Многодиапазонные модификации

Многодиапазонный трансформатор 220 на 24 вольта способен довольно просто использоваться от сети с частностью свыше 45 Гц. Скачки в системе происходят у моделей редко. За счет этого электрооборудование работает более качественно, и расход электроэнергии не сильно большой. Компараторы в таких модификациях имеются двухполюсного типа.

Проводимость тока у моделей превышает 80 мкСм. В свою очередь параметр перегрузки составляет обычно 5,5 А. Изоляторы в данном случае устанавливаются на отводах. Для избегания различных электромагнитных сбоев применяются переключатели. Теплообменники в конструкциях используются различной емкости. Для укрепления их применяются опоры и рейки. Система охлаждения у многих моделей предусмотрена жидкостного типа. Магнитопроводы используются с высоковольтной обмоткой.

Трансформаторы с диэлектриками

Модели с диэлектриками используются для компрессоров. На производстве устройства данного типа являются довольно востребованными. Они способны работать от однофазной цепи.

Также важно учитывать, что частотность моделей в среднем равняется 35 Гц. Таким образом, большие перегрузки тока происходят редко. Изоляторы в представленных моделях не применяются. Непосредственно диэлектрики устанавливаются возле магнитопровода.

Рассмотрим работу стабилизатора на 24 вольта на примере источника питания увлажнителя воздуха для инкубатора. Его питание как раз и составляет эту величину. Схема повышающего стабилизатора изображена на рисунке. Главным ее элементом является микроконтроллер UС 3843. Эта схема была дана в документах на эту модель микросхемы.

Особенности работы схемы

Интервал напряжений на входе находится в пределах 9,5-15 В. Мы заказали увлажнитель на расходуемый ток 0,5 А, поэтому номинальный ток потребления преобразователя выбирался в два раза выше, то есть, на 1 А.

Напряжение на выходе равняется 24 В. Вид снаружи этого устройства в сборе, изображен на фотографии, а на рисунке показана печатная плата.

Вместо мощного диода Шоттки использован диод сборки S 10С 40С. Можно использовать другие диоды серии Шоттки с током в прямом направлении не меньше 5 А, и напряжением в обратном направлении около 40 В. Вместо транзистора для переключений подходит любой полевой транзистор с видом канала «n», который рассчитан на 50 В напряжения сток – исток.

Оптимальным выбором будут транзисторы с минимальным сопротивлением канала в открытом виде. Подбирать необходимый полевой транзистор можно в любом интернет-магазине. В рассматриваемой схеме применен транзистор NDP 603 AL. Дроссель оснащен сердечником Ч22 с наружным диаметром чашек 22 мм. Сборка сердечника осуществляется с зазором 0,22 мм. Катушка дросселя имеет 18 витков обмоточного эмалированного провода с размером диаметра 1 мм.

Дроссель фиксируется к плате с помощью изоляционной шайбы. Вместо такого сердечника с чашками из феррита можно использовать желто-белое кольцо. Эти кольца используются в блоках питания компьютеров. При этом наружный диаметр кольца равняется 20,2 мм, а внутренний диаметр равен 12,6 мм. Его высота равна 6,35 мм. Число витков катушки – 33 штуки из этого же провода.

Допускается использовать кольцо с большим размером диаметра, снизив количество витков до 25. Диоды и транзисторы фиксируются сразу к корпусу прибора, в обязательном порядке через диэлектрические проставки. При такой мощности выхода преобразователя диод и транзистор с помощью импульсного режима могут функционировать и без радиатора охлаждения.

Но в аварийных случаях оптимальным решением будет в качестве отвода тепла использовать маленькие металлические пластины. Если правильно выполнить установку, и все детали будут исправными, то такой стабилизатор на 24 вольта начнет сразу работать.

Обратноходовой импульсный источник питания

Это одна из разновидностей импульсных источников питания, имеющих гальваническую развязку как первичных, так и вторичных цепей. Сразу был изобретён именно этот вид преобразователей, который был запатентован ещё в далёком 1851 году, а его усовершенствованный вариант применялся в системах зажигания и в строчной развертке телевизоров и мониторов, для подачи высоковольтной энергии на вторичный анод кинескопа.

Основная часть этого блока питания тоже трансформатор или может быть дроссель. В его работе есть два этапа:

1. Накопление электрической энергии от сети или от другого источника;
2. Вывод накопленной энергии на вторичные цепи полумоста.

Во время размыкания и замыкания первичной цепи во вторичной появляется ток. Роль размыкающего ключа выполнял чаще всего транзистор. Узнать параметры которого нужно обязательно использовать справочник. управление же этим транзистором чаще всего полевым выполняется за счёт ШИМ-контроллера.

Управление ШИМ-контроллером

Преобразование сетевого напряжения, которое уже прошло этап выпрямления, в импульсы прямоугольной формы выполняется с какой-то периодичностью. Период выключения и включения этого транзистора выполняется с помощью микросхем. ШИМ-контроллеры этих ключей являются основным активным управляющим элементом схемы. В данном случае как прямоходовой, так и обратноходовой источник питания имеет трансформатор, после которого происходит повторное выпрямление.

Для того чтобы с увеличением нагрузки не падало выходное напряжение в ИИП была разработана обратная связь которая была заведена непосредственно в ШИМ-контроллеры

Такое подключение даёт возможность полной стабилизации управляемым выходным напряжения путём изменения скважности импульсов. Контроллеры, работающие на ШИМ модуляции, дают большой диапазон изменения выходного напряжения

Микросхемы для импульсных источников питания могут быть отечественного или зарубежного производства. Например, NCP 1252 – ШИМ-контроллеры, которые имеют управление по току, и предназначены для создания обоих видов импульсных преобразователей. Задающие генераторы импульсных сигналов этой марки показали себя как надёжные устройства. Контроллеры NCP 1252 обладают всеми качественными характеристиками для создания экономически выгодных и надежных блоков питания. Импульсные источники питания на базе этой микросхемы применяются во многих марках компьютеров, телевизоров, усилителей, стереосистем и т. д. Заглянув в справочник можно найти всю нужную и подробную информацию обо всех её рабочих параметрах.

Стабилизатор постоянного напряжения на 24 В

В широкой сфере радиоэлектронных приборов микросхема КР 142 ЕН 9Б в качестве стабилизатора с тремя выводами с постоянным напряжением 24 В может использоваться для подключения логических схем, а также измерительных приборов, аудиоустройств с качественным воспроизведением.

Наружные элементы могут применяться для ускорения процессов перехода. Конденсатор на входе нужен только в тех случаях, когда регулятор расположен на удалении не больше пяти сантиметров от конденсатора, выполняющего роль фильтра источника питания.

Основные технические параметры:

• Внутренний ограничитель тока замыкания.
• Защита транзистора на выходе.
• Внутренняя термическая защита.
• Нет необходимости в наружных элементах.
• Допускаемый ток выхода 1 ампер.

1. Вход.
2. Заземление.
3. Выход.

Стабилизатор автомобильный на 24 В

Рассмотрим, одну простую электронную самоделку. Это будет стабилизатор 24 вольта. Но это не обычный стабилизатор, а надежный и мощный линейный прибор. Мы давно им пользуемся. Через эту схему в автомобиле подключен к питанию радар-детектор. Он оснащен внутренней стабилизацией. Однако иногда она подводит, и однажды детектор вышел из строя.

Мы не стали отдавать его в ремонт, а просто вытащили из него сгоревший стабилизатор и подключили от отдельного стабилизатора, сделанного своими руками. Уже около двух лет он работает исправно. Но сейчас снова понадобилась подобная схема. Только не для автомобиля, а для бытовых целей.

Необходимо подключить к питанию усилитель низкой частоты. Его питание напряжением составляет 24 вольта. Стабилизатор выполнен на базе микросхемы L 7824. Эта микросхема может обеспечить пропускание тока величиной 1,5 А. Однако при значительном токе она сильно нагревается, и снижает свою стабильность. Чтобы решить эту проблему и увеличить ток, с помощью которого будет стабилизация, разработана простейшая схема.

В этой схеме усиление будет происходить с помощью работы транзистора, подключенного по параллельной схеме. Схема простая и не нуждается в дорогостоящих дефицитных деталях. Она может быть выполнена навесным способом монтажа для проверки работы.

Радиатор охлаждения для такой схемы обязателен, так как вид схемы линейный, и на полупроводнике рассеивается значительная мощность. Линейность схемы является положительным моментом для усилителя, так как нет посторонних помех от шим-модулятора. Монтажная плата была вытравлена в растворе лимонной кислоты и перекиси водорода.

Защита

Как я говорил в начале статьи, БП должен защищать компоненты ПК от повреждения при нештатных ситуациях. Поэтому при выборе блока нужно смотреть на наличие схем защиты.

• Защита от чрезмерно высокого/низкого напряжения (OVP/UVP): OVP защищает железо от проблем с самим блоком, а UVP — блок от высокого внешнего напряжения.
• Защита от перегрузки отдельных линий (OCP): предотвращает подачу всей мощности по какой-то одной линии питания. Сделано для того, чтобы какой-то компонент не мог выйти из строя из-за избыточного питания.
• Защита от перегрузки (OPP): грубо говоря, OCP по линии 12 В и является OPP для всего блока питания.
• Защита от перегрева (OTP).
• Защита от короткого замыкания (SCP).