Montaż zasilacza impulsowego. Zasilacz impulsowy zrób to sam

Lub utwórz uzwojenie, możesz zmontować zasilacz impulsowy własnymi rękami, który wymaga transformatora z zaledwie kilkoma zwojami.

Jednocześnie wymagana będzie niewielka liczba części, a pracę można ukończyć w ciągu 1 godziny. W tym przypadku układ IR2151 służy jako podstawa do zasilania.

Do pracy potrzebne będą następujące materiały i części:

1. termistor PTC dowolny typ.
2. Para kondensatorów, które są wybierane przy obliczaniu 1 mikrofarada. przy 1 W. Tworząc projekt dobieramy kondensatory tak, aby pobierały 220 watów.
3. zespół diod typ pionowy.
4. Kierowcy typu IR2152, IR2153, IR2153D.
5. FET typu IRF740, IRF840. Możesz wybrać inne, jeśli mają dobry wskaźnik oporu.
6. Transformator można pobrać ze starych jednostek systemowych komputera.
7. Diody zainstalowany na wyjściu, zaleca się wziąć z rodziny HER.

Ponadto potrzebne będą następujące narzędzia:

1. lutownica i materiałów eksploatacyjnych.
2. Śrubokręt i szczypce.
3. Pinceta.

Nie zapomnij również o potrzebie dobrego oświetlenia w miejscu pracy.

Instrukcja krok po kroku

Montaż odbywa się zgodnie z przygotowanym schematem połączeń. Mikroukład został wybrany zgodnie z cechami obwodu.

Montaż odbywa się w następujący sposób:

1. Przy wejściu zainstalować termistor PTC i mostki diodowe.
2. Następnie, zainstalowana jest para kondensatorów.
3. Kierowcy niezbędne do regulacji działania bramek tranzystorów polowych. Jeśli sterowniki mają indeks D na końcu oznaczenia, nie jest konieczne instalowanie FR107.
4. FET zainstalowany bez zwarcia kołnierzy. Przy montażu do grzejnika stosuje się specjalne uszczelki i podkładki izolujące.
5. transformatory zainstalowany ze zwartymi przewodami.
6. wyjście diodowe.

Wszystkie elementy są instalowane w wyznaczonych miejscach na płytce i lutowane na odwrotnej stronie.

Badanie

Aby poprawnie zmontować zasilacz, należy dokładnie przemyśleć montaż elementów biegunowych, a także zachować ostrożność podczas pracy z napięciem sieciowym. Po odłączeniu urządzenia od źródła zasilania w obwodzie nie powinno pozostać niebezpieczne napięcie. Przy prawidłowym montażu późniejsza regulacja nie jest przeprowadzana.

Poprawność działania zasilacza można sprawdzić w następujący sposób:

1. Włącz do łańcucha wyjściem jest żarówka, na przykład 12 woltów. Przy pierwszym krótkim starcie lampka powinna się zaświecić. Ponadto należy zwrócić uwagę na to, aby wszystkie elementy nie nagrzewały się. Jeśli coś się nagrzewa, oznacza to, że obwód jest zmontowany nieprawidłowo.
2. Na drugim starcie zmierzyć aktualną wartość za pomocą testera. Dajemy blokowi wystarczająco dużo czasu na pracę, aby upewnić się, że nie ma elementów grzejnych.

Dodatkowo przydałoby się sprawdzić wszystkie elementy testerem na obecność dużego prądu po wyłączeniu zasilania.

1. Jak wcześniej zauważono, działanie zasilacza impulsowego opiera się na sprzężeniu zwrotnym. Rozważany schemat nie wymaga specjalnej organizacji sprzężenia zwrotnego i różnych filtrów mocy.
2. Szczególną uwagę należy zwrócić na wybór tranzystorów polowych. W takim przypadku zalecane są tranzystory IR FET, które są znane ze swojej odporności na rozdzielczość termiczną. Według producenta mogą pracować stabilnie do 150 stopni Celsjusza. Jednak w tym schemacie nie nagrzewają się zbytnio, co można nazwać bardzo ważną cechą.
3. Jeśli nagrzewanie tranzystorów występuje stale, należy zainstalować aktywne chłodzenie. Z reguły jest reprezentowany przez wentylator.

Zalety i wady

Przetwornica impulsów ma następujące zalety:

1. Wysoka ocena współczynnik stabilizacji pozwala na zapewnienie warunków zasilania, które nie uszkodzą wrażliwej elektroniki.
2. Rozważane projekty mieć wysoką wydajność. Nowoczesne wersje mają ten wskaźnik na poziomie 98%. Wynika to z faktu, że straty są ograniczone do minimum, o czym świadczy niskie nagrzewanie się bloku.
3. Duży zakres napięcia wejściowego- jedna z cech, dzięki którym rozprzestrzenił się taki projekt. Jednocześnie wydajność nie zależy od wskaźników prądu wejściowego. To właśnie odporność na wskaźnik napięcia pozwala wydłużyć żywotność elektroniki, gdyż skoki napięcia na wskaźniku są częstym zjawiskiem w domowej sieci zasilającej.
4. Częstotliwość prądu wejściowego wpływa na działanie tylko elementów wejściowych konstrukcji.
5. Małe wymiary i waga, powodują również popularność ze względu na rozprzestrzenianie się przenośnego i przenośnego sprzętu. Rzeczywiście, przy użyciu bloku liniowego waga i wymiary zwiększają się kilkakrotnie.
6. Organizacja zdalnego sterowania.
7. Niższy koszt.

Istnieją również wady:

1. Dostępność zakłócenia impulsowe.
2. Konieczność włączenie do obwodu kompensatorów współczynnika mocy.
3. Złożoność samoregulacja.
4. Mniej niezawodny ze względu na złożoność obwodu.
5. Poważne konsekwencje gdy jeden lub więcej elementów obwodu wychodzi.

Tworząc taki projekt na własną rękę, należy pamiętać, że popełnione błędy mogą doprowadzić do awarii odbiornika elektrycznego. Dlatego konieczne jest zapewnienie obecności ochrony w systemie.

Urządzenie i cechy pracy

Rozważając cechy działania jednostki impulsowej, można zauważyć, co następuje:

1. Najpierw napięcie wejściowe jest prostowane.
2. Napięcie wyprostowane w zależności od przeznaczenia i cech całej konstrukcji jest ona przekierowywana w postaci prostokątnego impulsu o wysokiej częstotliwości i podawana do zainstalowanego transformatora lub filtra pracującego na niskich częstotliwościach.
3. transformatory mają niewielkie rozmiary i wagę podczas korzystania z bloku impulsów ze względu na fakt, że zwiększenie częstotliwości pozwala zwiększyć wydajność ich pracy, a także zmniejszyć grubość rdzenia. Ponadto do wytwarzania rdzenia można zastosować materiał ferromagnetyczny. Przy niskiej częstotliwości można stosować tylko stal elektrotechniczną.
4. Stabilizacja napięcia następuje poprzez negatywne sprzężenie zwrotne. Dzięki zastosowaniu tej metody napięcie dostarczane do odbiornika pozostaje niezmienione, pomimo wahań napięcia wejściowego i wytworzonego obciążenia.

Informacje zwrotne można zorganizować w następujący sposób:

1. Z izolacją galwaniczną, używane jest wyjście uzwojenia transoptora lub transformatora.
2. Jeśli nie musisz tworzyć odsprzęgania, stosuje się dzielnik napięcia rezystora.

W podobny sposób napięcie wyjściowe jest utrzymywane z pożądanymi parametrami.

Standardowe zasilacze impulsowe, które można wykorzystać np. do regulacji napięcia wyjściowego podczas zasilania , składa się z następujących elementów:

1. Część wejściowa, wysokie napięcie. Zwykle jest reprezentowany przez generator impulsów. Szerokość impulsu jest głównym wskaźnikiem wpływającym na prąd wyjściowy: im szerszy wskaźnik, tym większe napięcie i odwrotnie. Transformator impulsowy stoi na sekcji części wejściowej i wyjściowej, przeprowadza wybór impulsu.
2. Po stronie wyjściowej znajduje się termistor PTC.. Wykonany jest z półprzewodnika i ma dodatni współczynnik temperaturowy. Cecha ta sprawia, że ​​gdy temperatura elementu wzrośnie powyżej określonej wartości, wskaźnik rezystancji znacznie wzrośnie. Używany jako mechanizm klucza bezpieczeństwa.
3. Część niskonapięciowa. Impuls jest usuwany z uzwojenia niskiego napięcia, prostowanie odbywa się za pomocą diody, a kondensator działa jak element filtrujący. Zespół diod może prostować prąd do 10A. Należy pamiętać, że kondensatory mogą być zaprojektowane dla różnych obciążeń. Kondensator usuwa pozostałe szczyty impulsów.
4. Kierowcy przeprowadzić tłumienie wynikowej rezystancji w obwodzie mocy. Podczas pracy sterowniki naprzemiennie otwierają bramki zainstalowanych tranzystorów. Praca odbywa się z określoną częstotliwością
5. FET są wybierane z uwzględnieniem wskaźników rezystancji i maksymalnego napięcia w stanie otwartym. Przy minimalnej wartości rezystancja znacznie zwiększa wydajność i zmniejsza nagrzewanie się podczas pracy.
6. Standardowy transformator na downgrade.

Biorąc pod uwagę wybrany schemat, możesz przystąpić do tworzenia zasilacza danego typu.

W większości urządzeń stosuje się zasilacze impulsowe (UPS) ze względu na ich wysoką wydajność elektryczną i stabilność pracy. Ale jednocześnie stosowane są zasilacze analogowe, które są łatwe w produkcji i wysoce niezawodne. Istnieje ogromna liczba opcji tworzenia zasilaczy własnymi rękami, przy użyciu różnych schematycznych rozwiązań.

Rodzaje i zasada działania

Zasilacz (PSU) został wykonany samodzielnie lub zakupiono egzemplarz seryjny, wymagania do niego pozostają niezmienione, a mianowicie: wysoka wydajność, niewielkie rozmiary, Wysoka stabilność sygnału wyjściowego, brak zakłóceń elektrycznych, a także wysoka niezawodność.

Główna klasyfikacja źródeł zasilania odbywa się zgodnie z trybem działania, może być liniowa i inwerterowa. W związku z tym B.P. są podzielone:

• na analogowe (liniowe);
• na cyfrowe (inwerter).

Do ważnych parametrów zasilacza należą:

Zasilacz analogowy

Takie źródła napięcia charakteryzują się niezawodnością działania i łatwością wykonania. Wadą jest rozmiar i waga jak również wysokie ceny.

Kluczowymi elementami liniowego źródła napięcia są:

• filtr sieciowy;
• transformator.

Aby uzyskać stałe napięcie, za transformatorem dodaje się mostek diodowy i kondensator elektrolityczny.

Transformatory są stosowane w różnych konstrukcjach, tylko ich uzwojenie pierwotne musi być zaprojektowane do podłączenia do sieci 220 woltów. Z wyglądu maleją i rosną. Sam transformator jest produktem elektrycznym składającym się z dwóch części. Rdzeń złożony ze stali lub ferrytu oraz uzwojenia wykonane w postaci cewek z materiału przewodzącego. Aby uzyskać niższy poziom sygnału na wyjściu niż na wejściu, zmniejsza się liczbę zwojów uzwojenia wtórnego. Zatem zmieniając ten stosunek, można uzyskać dowolne napięcie.

Zabezpieczenie przeciwprzepięciowe zapobiega przedostawaniu się do sieci zakłóceń powodowanych przez sprzęt pod napięciem i odwrotnie. Zwykle jest to obwód pojemnościowo-indukcyjny.

Zasada działania zasilacza

Obwód zasilacza transformatora działa w następujący sposób. Napięcie sieciowe przechodzi przez filtr, a z niego wchodzi do uzwojenia pierwotnego transformatora. Gdy przepływa przez nią prąd przemienny, powstaje zmienne pole magnetyczne. Pole to przenika rdzeń i wszystkie uzwojenia, w których pojawia się EMF. Jeśli obciążenie jest podłączone do uzwojenia wtórnego, to pod działaniem pola elektromagnetycznego zaczyna przez nie przepływać prąd przemienny.

Aby uzyskać stałe napięcie, sygnał z uzwojenia wtórnego transformatora jest przesyłany do zespołu prostownika. To urządzenie jest zmontowane na czterech diodach połączone w obwód mostkowy i kondensator elektrolityczny. Z elektrolitu usuwane jest stałe napięcie, przeznaczone do zasilania urządzeń.

Przełączanie zasilania

Działanie UPS-a oparte jest na podwójnej konwersji napięcia. Najpierw sygnał wejściowy jest przetwarzany na napięcie stałe, a następnie na impulsy o wysokiej częstotliwości. Zastosowany w obwodzie transformator nie wymaga dużych gabarytów. Kiedy transformator i tranzystor są włączone razem w trybie klucza, powstaje generator blokujący. Zmiana i stabilizacja sygnału wyjściowego następuje poprzez skrócenie czasu trwania stanu otwartego tranzystora, który jest kontrolowany przez wyspecjalizowany mikroukład. Jego praca opiera się na zasadzie modulacji szerokości impulsu (PWM). Zaleta tego typu zasilacza:

• niewielka waga;
• niska cena;
• Sprawność sięga 98%;
• zabezpieczenie przed zwarciem i przeciążeniem.

Wśród niedociągnięć zwraca się uwagę na złożoność obwodów oraz fakt, że taki zasilacz wprowadza zakłócenia o wysokiej częstotliwości w linię energetyczną.

Jak działa UPS

Napięcie sieciowe wchodzi do obwodu przez bezpiecznik, a następnie do pojemnościowego filtra przeciwzakłóceniowego. Następnie na bloku prostownika diod. Wygładzająca pojemność elektrolityczna jest podłączona do wyjścia prostownika. Napięcie na kondensatorze jest redukowane przez łańcuch rezystorów i diodę Zenera, aby zapewnić wartość początkową mikroukładu. Mikroukład kontroluje działanie kluczowego tranzystora przez rezystor ograniczający.

Kiedy prostokątny impuls dociera do tranzystora, otwiera się, a prąd zaczyna płynąć przez uzwojenie transformatora impulsowego. W rezultacie indukuje się pole elektromagnetyczne i pojawia się napięcie na uzwojeniu wtórnym. Jeśli czas trwania impulsu docierającego do kluczowego tranzystora wzrasta, wówczas wartość sygnału wyjściowego wzrasta, a gdy maleje, odpowiednio maleje.

Dla stabilnego sygnału zastosowana informacja zwrotna. Jest montowany na transoptorze i rezystorze. Wraz ze wzrostem wartości sygnału na uzwojeniu wtórnym transformatora wzrasta również prąd przepływający przez transoptor, co prowadzi do zmniejszenia rezystancji fototranzystora transoptora. W rezultacie spadek napięcia na rezystorze wzrasta i maleje na wejściu kontrolera PWM. Wydłuża się czas trwania impulsu wysyłanego przez mikroukład do klucza tranzystora.

Stabilizacja wyjścia

Jeśli konieczne jest uzyskanie ustabilizowanego sygnału na wyjściu, przed obciążeniem podłączany jest zintegrowany stabilizator. Np. stały poziom sygnału KREN5A, 7812 lub z jego regulacją LM 317T itp. Stabilizatory charakteryzują się zakresem działania wejścia, czyli gdy sygnał wejściowy zmienia się w tym zakresie, wejście zawsze będzie miało stałą wartość napięcia .

Oprócz układów scalonych zastosowano również stabilizator parametryczny. Jego konstrukcja różni się tym, że dioda Zenera o wymaganym napięciu stabilizującym jest połączona równolegle z obciążeniem. Rezystancja jest połączona szeregowo z obciążeniem i diodą Zenera. Wraz ze wzrostem prądu w obwodzie napięcie na diodzie Zenera praktycznie się nie zmieni ze względu na jego charakterystykę prądowo-napięciową. I całe nadmiarowe napięcie spadnie na rezystancję. Aby zwiększyć współczynnik stabilizacji w obwodzie, stosuje się dodatkowe włączenie tranzystorów zarówno szeregowo, jak i równolegle z diodą Zenera.

Regulator napięcia wyjściowego

W przypadku konieczności zmiany stabilizowanego sygnału na wyjściu stosuje się regulator poziomu sygnału. Jeden z prostych regulatorów napięcia do zasilania jest montowany na specjalistycznym układzie LM 317.

Mikroukład LM 317 zapewnia regulację sygnału w zakresie od 1,2 do 37 woltów przy maksymalnym natężeniu prądu 1,5 ampera. Sama zmiana napięcia następuje poprzez regulację rezystancji rezystora R1. Mikroukład jest wyposażony w zabezpieczenie przed zwarciem.

Należy zauważyć, że w przypadku zastosowania zasilacza UPS układ kontrolera PWM poprzez zwężenie i rozszerzenie czoła impulsów zmienia moc przekazywaną do transformatora i pełni rolę regulatora napięcia. Zmiana dzieje się poprzez rezystor zmienny podłączony do kołków sterujących mikroukładu.

Kontrola napięcia AC

Zasilacz o stałym poziomie sygnału nie zawsze jest potrzebny, czasem na wyjściu wymagane jest napięcie przemienne. Do płynnej regulacji sygnału zmiennej wyjściowej zastosowano obwód z potężnym sterowaniem tyrystorowym.

Taki schemat jest stosowany zarówno w przypadku obciążeń aktywnych, jak i reaktywnych. Napięcie wejściowe może wynosić od 125 do 220 woltów.

Mostek prostownika zawiera tyrystor, który pełni rolę klucza sterującego. Gdy tylko kondensator C1 zostanie rozładowany przez rezystor R2, tyrystor otwiera się. Wartość sygnału, przy którym otwiera się tyrystor, jest regulowana przez rezystor zmienny R1. Napięcie wyjściowe zmienia się od zera do wartości sygnału wejściowego.

Schematy zasilania

Do samodzielnej produkcji zasilacza potrzebna będzie obecność elementów radiowych, dokładność i schemat obwodu. Wykonanie analogowego, domowego zasilacza zwykle nie jest trudne. Wykonanie regulowanego zasilacza impulsowego własnymi rękami będzie trudne nawet dla wyszkolonego amatora radiowego.

Zasilanie liniowe

Najdroższą częścią takiego źródła napięcia będzie transformator. Aby ułatwić produkcję, lepiej szukać transformatora typu torus. Pozostałe elementy radiowe nie są rzadkie i zawsze można je łatwo zdobyć. W celu wykonania prostego Zasilacz regulowany będzie wymagał:

• transformator obniżający napięcie;
• cztery diody prostownicze lub gotowy mostek diodowy;
• pojemność elektrolityczna 68-220 mikrofaradów na 400 woltów;
• rezystor 200 omów;
• rezystor zmienny 6,8 kOhm;
• zintegrowany stabilizator LM 317.

Transformator jest wybierany z uzwojeniem wtórnym około 25 woltów. W razie potrzeby wymagana liczba zwojów będzie musiała zostać nawinięta lub nawinięta niezależnie. Należy zauważyć, że przy zastosowaniu mostka diodowego napięcie wyjściowe wzrośnie o wartość równą iloczynowi napięcia AC o liczbę 1,41. Całość montowana jest na płytce PCB lub natynkowo. Poziom sygnału kontrolowany jest poprzez zmianę rezystancji rezystora konstrukcyjnego. Taki zasilacz może wytwarzać od 1,2 do 37 woltów przy prądzie 1,5 ampera.

Cyfrowe zasilanie

Samodzielne wykonanie takiego zasilacza wcale nie jest łatwe. Aby samodzielnie wykonać prosty blok impulsowy, musisz najpierw wykonać płytkę drukowaną. W tym celu w domu stosuje się metodę prasowania laserowego (LUT). Po przygotowaniu płytki i zakupieniu elementów radia należy wszystko odpowiednio wylutować.

Działanie obwodu polega na wykorzystaniu mikroukładu TL 494. Wbudowany w niego generator dostarcza z kolei do tranzystorów VT1, VT2 pracujących w trybie klucza impulsy o częstotliwości 30 kHz. Tranzystory są podłączone do transformatora sterującego TR1, który steruje VT3, VT4. Kondensatory C3, C4 to filtr zasilania.

Łańcuch R7, C8 generuje napięcie zasilania mikroukładu w pierwszej chwili włączenia, po rozładowaniu C8 energia jest już dostarczana przez trzecie uzwojenie transformatora TR2. Dioda Zenera VD2 i pojemność C6 są przeznaczone do generowania sygnału, który zapewnia działanie mikroukładu. Napięcie z trzeciego wyjścia transformatora, poprzez diody Schottky'ego i C9, C10, jest podawane na wejście urządzenia radiowego.

Po zebraniu źródła napięcia, przestudiowaniu jego pracy, w przyszłości nie będzie trudno naprawić zasilacze impulsowe do telewizorów własnymi rękami. Tak, a sama naprawa zasilaczy w systemach komputerowych czy ładowarkach będzie łatwa do wykonania we własnym zakresie.

Samodzielnie wykonując urządzenia, należy zachować ostrożność i pamiętać o bezpieczeństwie elektrycznym podczas pracy z siecią prądu przemiennego o napięciu 220 woltów. Z reguły prawidłowo wykonany zasilacz z części serwisowalnych nie wymaga regulacji i od razu zaczyna działać.

Kilkakrotnie ratowały mnie zasilacze, których obwody stały się już klasyczne, pozostając prostymi dla każdego, kto chociaż raz w życiu lutował coś elektronicznego.

Podobne układy były opracowywane przez wielu radioamatorów do różnych celów, jednak każdy konstruktor włożył do układu coś własnego, zmienił obliczenia, poszczególne elementy układu, częstotliwość konwersji, moc, dostosowując się do pewnych potrzeb znanych tylko samemu autorowi.. .

Często musiałem stosować takie obwody zamiast ich nieporęcznych transformatorowych odpowiedników, zmniejszając wagę i objętość moich projektów, które musiały być zasilane z sieci. Jako przykład: wzmacniacz stereo na mikroukładzie, zmontowany w duraluminiowej obudowie ze starego modemu.

Opis działania obwodu, ponieważ jest klasyczny, nie ma większego sensu. Zaznaczę tylko, że odmówiłem użycia tranzystora działającego w trybie przebicia lawinowego jako obwodu wyzwalającego, ponieważ. tranzystory jednozłączowe typu KT117 pracować w węźle uruchamiania znacznie bardziej niezawodnie. Lubię też biegać na dinistorze.

Rysunek przedstawia: a) układ pinów starych tranzystorów KT117 (bez języka), b) układ współczesny KT117, c) układ pinów w obwodzie, d) analog tranzystora jednozłączowego na dwóch zwykłych (dowolne tranzystory o prawidłowej struktura - wykonają struktury p-n-p (VT1) takie jak KT208, KT209, KT213, KT361, KT501, KT502, KT3107; struktury n-p-n (VT2) takie jak KT315, KT340, KT342, KT503, KT3102)

Obwód UPS na tranzystorach bipolarnych

Obwód UPS-a FET

Błąd. Dioda VD1 włącza się odwrotnie!

Wszystkie dane uzwojenia transformatorów pokazano na rysunkach. Maksymalna moc obciążenia, jaką może zasilić zasilacz z transformatorem wykonanym na pierścieniu ferrytowym 3000NM 32×16X8 to około 70W, na K40×25X11 tej samej marki - 150W.

Dioda VD1 w obu obwodach, wyłącza obwód wyzwalania poprzez podanie ujemnego napięcia na emiter tranzystora jednozłączowego po uruchomieniu przetwornicy.

Z cech- wyłączanie zasilaczy poprzez zamknięcie uzwojenia II transformatora przełączającego. W takim przypadku dolny tranzystor zgodnie z obwodem jest zablokowany, a generowanie jest zakłócone. Ale, nawiasem mówiąc, zakłócenie generacji następuje właśnie z powodu „zwarcia” uzwojenia.

Blokada tranzystora w tym przypadku, choć oczywiście następuje z powodu zamknięcia złącza emiterowego przez styk przełącznika, jest wtórna. Tranzystor jednozłączowy w tym przypadku nie będzie w stanie uruchomić przetwornicy, która może znajdować się w tym stanie (oba klucze są zablokowane w prąd stały przez praktycznie zerową rezystancję uzwojeń transformatora) przez dowolnie długi czas.

Właściwie obliczona i starannie zmontowana konstrukcja zasilacza z reguły łatwo uruchamia się pod wymaganym obciążeniem i zachowuje się stabilnie podczas pracy.

Konstantyn (ryswel)

Rosja, Kaliningrad

Od dzieciństwa - sprzęt muzyczny i elektro/radiowy. Zlutowałem wiele schematów najróżniejszych z różnych powodów i po prostu - dla ciekawości - zarówno własnych, jak i cudzych.

Przez 18 lat pracy w North-West Telecom wyprodukował wiele różnych stanowisk do testowania różnych naprawianych urządzeń.
Zaprojektował kilka, różniących się funkcjonalnością i bazą elementów, cyfrowych mierników czasu trwania impulsu.

Ponad 30 propozycji racjonalizacji modernizacji jednostek różnego sprzętu specjalistycznego, m.in. - zasilacz. Od dłuższego czasu coraz bardziej zajmuję się automatyką energetyczną i elektroniką.

Dlaczego tu jestem? Tak, ponieważ wszyscy tutaj są tacy sami jak ja. Jest tu dla mnie wiele ciekawych rzeczy, bo nie jestem mocny w technice audio, ale chciałbym mieć więcej doświadczenia w tym konkretnym kierunku.

Zakres zasilaczy impulsowych w życiu codziennym stale się poszerza. Takie źródła są wykorzystywane do zasilania wszelkiego nowoczesnego sprzętu domowego i komputerowego, do realizacji zasilaczy awaryjnych, ładowarek do akumulatorów o różnym przeznaczeniu, do realizacji niskonapięciowych systemów oświetleniowych i do innych potrzeb.

W niektórych przypadkach zakup gotowego zasilacza jest nie do przyjęcia z ekonomicznego lub technicznego punktu widzenia, a montaż zasilacza impulsowego własnymi rękami jest najlepszym wyjściem z tej sytuacji. Upraszcza tę opcję oraz szeroką dostępność nowoczesnej bazy elementów w niskich cenach.

Najbardziej popularne w życiu codziennym są źródła przełączające zasilane ze standardowej sieci AC i potężnym wyjściem niskonapięciowym. Schemat blokowy takiego źródła pokazano na rysunku.

Prostownik sieciowy CB przetwarza napięcie przemienne sieci zasilającej na stałe i wygładza tętnienia napięcia wyprostowanego na wyjściu. Przetwornica wysokiej częstotliwości VChP przetwarza napięcie wyprostowane na zmienne lub jednobiegunowe, mające postać prostokątnych impulsów o wymaganej amplitudzie.

W przyszłości takie napięcie bezpośrednio lub po wyprostowaniu (HV) będzie podawane na filtr wygładzający, do wyjścia którego podłączone jest obciążenie. VChP jest sterowany przez system sterowania, który odbiera sygnał zwrotny z prostownika obciążenia.

Taka konstrukcja urządzenia może być krytykowana ze względu na obecność kilku ogniw konwertujących, co zmniejsza wydajność źródła. Jednak przy odpowiednim doborze elementów półprzewodnikowych oraz wysokiej jakości obliczeniach i wykonaniu zespołów cewek poziom strat mocy w obwodzie jest niewielki, co umożliwia uzyskanie rzeczywistych wartości sprawności powyżej 90%.

Schematy ideowe zasilaczy impulsowych

Strukturalne rozwiązania blokowe obejmują nie tylko uzasadnienie wyboru opcji realizacji obwodu, ale także praktyczne zalecenia dotyczące wyboru głównych elementów.

Aby skorygować napięcie sieciowe jednofazowe, stosuje się jeden z trzech klasycznych schematów pokazanych na rysunku:

• półfala;
• zero (dwie półfale z punktem środkowym);
• mostek dwufalowy.

Każdy z nich ma zalety i wady, które określają zakres.

Obwód półfalowy charakteryzuje się łatwością wykonania i minimalną liczbą elementów półprzewodnikowych. Głównymi wadami takiego prostownika są znaczne tętnienia napięcia wyjściowego (w prostowanym występuje tylko jedna półfala napięcia sieciowego) oraz niski współczynnik prostowania.

Współczynnik rektyfikacyjny kv określony przez stosunek średniej wartości napięcia na wyjściu prostownika Udk wartość skuteczna napięcia sieciowego fazy Uph.

Dla obwodu półfalowego Kv \u003d 0,45.

Aby wygładzić tętnienia na wyjściu takiego prostownika, wymagane są wydajne filtry.

Obwód zerowy lub pełnofalowy z punktem środkowym, chociaż wymaga podwójnej liczby diod prostowniczych, jednak ta wada jest w dużej mierze kompensowana przez niższy poziom tętnień napięcia wyprostowanego i wzrost współczynnika prostowania do 0,9.

Główną wadą takiego schematu do użytku w warunkach domowych jest konieczność zorganizowania punktu środkowego napięcia sieciowego, co oznacza obecność transformatora sieciowego. Jego gabaryty i waga okazują się nie do pogodzenia z ideą małego, samodzielnie wykonanego źródła pulsacyjnego.

pełnofalowy mostek prostownik ma takie same wskaźniki pod względem poziomu tętnienia i współczynnika prostownika jak obwód zerowy, ale nie wymaga sieci. Rekompensuje to główną wadę - dwukrotnie większą liczbę diod prostowniczych, zarówno pod względem wydajności, jak i kosztów.

Aby wygładzić tętnienie napięcia wyprostowanego, najlepszym rozwiązaniem jest zastosowanie filtra pojemnościowego. Jego zastosowanie pozwala na podniesienie wartości napięcia wyprostowanego do wartości amplitudy sieci (przy Uph=220V Ufm=314V). Wady takiego filtra są uważane za duże wartości prądów pulsacyjnych elementów prostownika, ale ta wada nie jest krytyczna.

Wybór diod prostowniczych odbywa się zgodnie ze średnim prądem przewodzenia Ia i maksymalnym napięciem wstecznym U BM.

Przyjmując wartość współczynnika tętnienia napięcia wyjściowego Kp=10%, otrzymujemy wartość średnią napięcia wyprostowanego Ud=300V. Biorąc pod uwagę moc obciążenia i wydajność konwertera RF (80% jest brane do obliczeń, ale w praktyce okaże się wyższe, pozwoli to uzyskać pewien margines).

Ia to średni prąd diody prostowniczej, Рн to moc obciążenia, η to sprawność przetwornika RF.

Maksymalne napięcie wsteczne elementu prostownika nie przekracza wartości amplitudy napięcia sieciowego (314V), co pozwala na zastosowanie elementów o wartości U BM=400V ze znacznym zapasem. Możesz użyć zarówno dyskretnych diod, jak i gotowych mostków prostowniczych różnych producentów.

Aby zapewnić dane (10%) tętnienie na wyjściu prostownika, pojemność kondensatorów filtrujących przyjmuje się z szybkością 1 μF na 1 W mocy wyjściowej. Stosowane są kondensatory elektrolityczne o maksymalnym napięciu co najmniej 350V. Wydajności filtrów dla różnych wydajności przedstawiono w tabeli.

Przetwornica wysokiej częstotliwości: jej funkcje i obwody

Przetwornica wysokiej częstotliwości to jedno- lub dwusuwowa przetwornica kluczowa (falownik) z transformatorem impulsowym. Warianty obwodów konwerterów RF pokazano na rysunku.

Obwód pojedynczego cyklu. Przy minimalnej liczbie elementów zasilających i łatwości wykonania ma kilka wad.

1. Transformator w obwodzie działa na prywatnej pętli histerezy, co wymaga zwiększenia jego wielkości i całkowitej mocy;
2. Aby zapewnić moc wyjściową, konieczne jest uzyskanie znacznej amplitudy pulsującego prądu przepływającego przez przełącznik półprzewodnikowy.

Schemat znalazł największe zastosowanie w urządzeniach małej mocy, gdzie wpływ tych wad nie jest tak znaczący.

Aby samodzielnie zmienić lub zainstalować nowy licznik, nie są wymagane żadne specjalne umiejętności. Dobór odpowiedniego zapewni prawidłowe rozliczenie pobieranego prądu oraz zwiększy bezpieczeństwo domowej sieci elektrycznej.

W nowoczesnych warunkach oświetleniowych, zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz, coraz częściej stosuje się czujniki ruchu. Daje to nie tylko komfort i wygodę naszym domom, ale także pozwala sporo zaoszczędzić. Możesz znaleźć praktyczne wskazówki dotyczące wyboru miejsca instalacji, schematy połączeń.

Obwód przeciwsobny z punktem środkowym transformatora (przeciwsobny). Swoją drugą nazwę wzięła od angielskiej wersji (push-pull) opisu stanowiska. Obwód jest wolny od wad wersji jednocyklowej, ale ma swoją własną - skomplikowaną konstrukcję transformatora (wymagane jest wykonanie identycznych sekcji uzwojenia pierwotnego) i zwiększone wymagania dotyczące maksymalnego napięcia przełączników. W przeciwnym razie rozwiązanie zasługuje na uwagę i jest szeroko stosowane w zasilaczach impulsowych typu „zrób to sam” i nie tylko.

Półmostek Push-Pull. Pod względem parametrów obwód jest podobny do obwodu z punktem środkowym, ale nie wymaga skomplikowanej konfiguracji uzwojeń transformatora. Nieodłączną wadą obwodu jest konieczność zorganizowania środkowego punktu filtra prostownika, co pociąga za sobą czterokrotny wzrost liczby kondensatorów.

Ze względu na łatwość implementacji obwód jest najczęściej stosowany w zasilaczach przełączających o mocy do 3 kW. Przy dużych mocach koszt kondensatorów filtrujących staje się niedopuszczalnie wysoki w porównaniu z przełącznikami półprzewodnikowymi falownika, a obwód mostkowy okazuje się najbardziej opłacalny.

Mostek Push-Pull. Podobny parametrami do innych układów przeciwsobnych, ale bez konieczności tworzenia sztucznych „punktów środkowych”. Ceną za to jest podwojona ilość wyłączników mocy, co jest korzystne z ekonomicznego i technicznego punktu widzenia przy budowie potężnych źródeł impulsowych.

Wybór kluczy falownika odbywa się zgodnie z amplitudą prądu kolektora (drenu) I KMAX i maksymalnym napięciem kolektor-emiter U KEMAC. Do obliczeń wykorzystuje się moc obciążenia i przekładnię transformatora impulsowego.

Najpierw jednak musisz obliczyć sam transformator. Transformator impulsowy wykonany jest na rdzeniu ferrytowym, permalojowym lub żelaznym transformatorowym skręconym w pierścień. W przypadku mocy do jednostek kW całkiem odpowiednie są rdzenie ferrytowe typu pierścieniowego lub w kształcie litery W. Obliczenia transformatora opierają się na wymaganej mocy i częstotliwości konwersji. Aby wykluczyć pojawienie się szumu akustycznego, pożądane jest przeniesienie częstotliwości konwersji poza zakres audio (uczynić ją wyższą niż 20 kHz).

Jednocześnie należy pamiętać, że przy częstotliwościach bliskich 100 kHz straty w ferrytowych obwodach magnetycznych znacznie wzrastają. Obliczenie samego transformatora nie jest trudne i można je łatwo znaleźć w literaturze. Niektóre wyniki dla różnych źródeł zasilania i rdzeni magnetycznych przedstawiono w poniższej tabeli.

Obliczenia wykonano dla częstotliwości konwersji 50 kHz. Warto zauważyć, że podczas pracy z dużą częstotliwością występuje efekt przemieszczania się prądu do powierzchni przewodnika, co prowadzi do zmniejszenia efektywnej powierzchni uzwojenia. Aby zapobiec tego rodzaju problemom i zmniejszyć straty w przewodach, konieczne jest uzwojenie z kilku rdzeni o mniejszym przekroju. Przy częstotliwości 50 kHz dopuszczalna średnica drutu uzwojenia nie przekracza 0,85 mm.

Znając moc obciążenia i przekładnię można obliczyć prąd w uzwojeniu pierwotnym transformatora oraz maksymalny prąd kolektora wyłącznika mocy. Napięcie na tranzystorze w stanie zamkniętym jest dobierane jako wyższe niż napięcie wyprostowane podawane na wejście przetwornika RF z pewnym marginesem (U KEMAH>=400V). Na podstawie tych danych dobierane są klucze. Obecnie najlepszą opcją jest zastosowanie tranzystorów mocy IGBT lub MOSFET.

W przypadku diod prostowniczych po stronie wtórnej należy przestrzegać jednej zasady - ich maksymalna częstotliwość pracy musi przekraczać częstotliwość konwersji. W przeciwnym razie wydajność prostownika wyjściowego i konwertera jako całości zostanie znacznie zmniejszona.

Wideo na temat produkcji najprostszego zasilacza impulsowego

Wykonanie zasilacza własnymi rękami ma sens nie tylko dla entuzjastycznego radioamatora. Domowy zasilacz (PSU) zapewni wygodę i zaoszczędzi znaczną kwotę również w następujących przypadkach:

• Do zasilania elektronarzędzia niskiego napięcia, aby zaoszczędzić zasoby drogiej baterii (akumulatora);
• Do elektryfikacji pomieszczeń szczególnie niebezpiecznych ze względu na stopień porażenia prądem: piwnice, garaże, wiaty itp. Przy zasilaniu prądem przemiennym jego duża wartość w okablowaniu niskonapięciowym może zakłócać działanie urządzeń gospodarstwa domowego i elektroniki;
• W projektowaniu i kreatywności do precyzyjnego, bezpiecznego i bezodpadowego cięcia tworzyw piankowych, gumy piankowej, tworzyw niskotopliwych z podgrzewanym nichromem;
• W projektowaniu oświetlenia zastosowanie specjalnych zasilaczy pozwoli wydłużyć żywotność taśmy LED oraz uzyskać stabilne efekty świetlne. Zasilanie oświetlaczy podwodnych itp. z domowego zasilacza jest generalnie niedopuszczalne;
• Do ładowania telefonów, smartfonów, tabletów, laptopów z dala od stabilnych źródeł zasilania;
• Do elektroakupunktury;
• I wiele innych celów niezwiązanych bezpośrednio z elektroniką.

Dopuszczalne uproszczenia

Profesjonalne zasilacze przeznaczone są do zasilania wszelkiego rodzaju obciążeń, m.in. reaktywny. Wśród potencjalnych konsumentów - precyzyjny sprzęt. Zadane napięcie zasilacza pro-PSU musi być utrzymywane z najwyższą dokładnością przez nieskończenie długi czas, a jego konstrukcja, zabezpieczenia i automatyka muszą umożliwiać obsługę przez niewykwalifikowany personel np. w trudnych warunkach. biologów do zasilania swoich instrumentów w szklarni lub na wyprawie.

Amatorski zasilacz laboratoryjny jest wolny od tych ograniczeń, dzięki czemu można go znacznie uprościć przy zachowaniu wskaźników jakości wystarczających do własnego użytku. Ponadto, poprzez również proste usprawnienia, można z niego uzyskać zasilacz do zadań specjalnych. Co teraz zrobimy.

Skróty

1. Zwarcie - zwarcie.
2. XX - na biegu jałowym, tj. nagłe odłączenie obciążenia (odbiorcy) lub przerwa w jego obwodzie.
3. KSN - współczynnik stabilizacji napięcia. Jest równy stosunkowi zmiany napięcia wejściowego (w procentach lub razy) do tego samego napięcia wyjściowego przy stałym poborze prądu. Np. napięcie sieciowe spadło „całkowicie” z 245 do 185V. W stosunku do normy przy 220 V będzie to 27%. Jeśli PSV zasilacza wynosi 100, napięcie wyjściowe zmieni się o 0,27%, co przy jego wartości 12 V da dryf 0,033 V. Więcej niż do zaakceptowania w praktyce amatorskiej.
4. PPN jest źródłem niestabilizowanego napięcia pierwotnego. Może to być transformator na żelazku z prostownikiem lub impulsowy falownik napięcia sieciowego (IIN).
5. IIN - działają ze zwiększoną częstotliwością (8-100 kHz), co pozwala na stosowanie lekkich kompaktowych transformatorów na ferrycie z uzwojeniami od kilku do kilkudziesięciu zwojów, ale nie są pozbawione wad, patrz poniżej.
6. RE - element regulacyjny stabilizatora napięcia (SN). Utrzymuje określoną wartość wyjściową.
7. ION jest źródłem napięcia odniesienia. Ustawia swoją wartość odniesienia, zgodnie z którą wraz z sygnałami zwrotnymi systemu operacyjnego urządzenie sterujące jednostki sterującej wpływa na RE.
8. CNN - ciągły stabilizator napięcia; po prostu „analogowy”.
9. ISN - przełączający stabilizator napięcia.
10. UPS - zasilacz impulsowy.

Notatka: zarówno CNN, jak i ISN mogą pracować zarówno z zasilacza o częstotliwości sieciowej z transformatorem na żelazku, jak iz IIN.

O zasilaczach komputerowych

UPS-y są kompaktowe i ekonomiczne. A w spiżarni wielu ma zasilacz ze starego komputera leżącego w pobliżu, przestarzałego, ale całkiem sprawnego. Czy można więc zaadaptować zasilacz impulsowy z komputera do celów amatorskich/pracowniczych? Niestety UPS komputerowy jest dość wysoce wyspecjalizowanym urządzeniem i możliwości jego wykorzystania w życiu codziennym/w pracy są bardzo ograniczone:

Wskazane jest, aby zwykły amator używał zasilacza UPS przerobionego z komputera, być może tylko do zasilania elektronarzędzia; patrz poniżej, aby uzyskać więcej informacji na ten temat. Drugi przypadek dotyczy sytuacji, gdy amator zajmuje się naprawą komputera i / lub tworzeniem układów logicznych. Ale wtedy już wie, jak dostosować do tego zasilacz z komputera:

1. Załaduj główne kanały + 5V i + 12V (przewody czerwony i żółty) spiralami nichromowymi na 10-15% obciążenia znamionowego;
2. Zielony przewód miękkiego startu (z przyciskiem niskiego napięcia na przednim panelu jednostki systemowej) pc na zwarciu do wspólnego, tj. na dowolnym z czarnych przewodów;
3. Włączanie/wyłączanie do produkcji mechanicznej, przełącznik dwustabilny na tylnym panelu zasilacza;
4. Z mechanicznym (żelaznym) I / O „dyżurnym”, tj. niezależne zasilanie USB +5V również zostanie wyłączone.

Dla biznesu!

Ze względu na wady zasilaczy UPS oraz ich podstawową i złożoność obwodów elektrycznych, na końcu rozważymy tylko kilka z nich, ale są one proste i przydatne, i porozmawiamy o metodzie naprawy IIN. Główną część materiału poświęcono SNN i PSN z przemysłowymi przetwornicami częstotliwości. Pozwalają osobie, która właśnie wzięła do ręki lutownicę, zbudować bardzo wysokiej jakości zasilacz. A mając go na farmie, łatwiej będzie opanować technikę „cieńszej”.

IPN

Spójrzmy najpierw na PPI. Impulsowe bardziej szczegółowo zostawimy do rozdziału o naprawie, ale mają one coś wspólnego z „żelaznymi”: transformator zasilający, prostownik i filtr przeciwzakłóceniowy. Razem mogą być realizowane na różne sposoby, zgodnie z przeznaczeniem zasilacza.

Poz. 1 na ryc. 1 - prostownik półfalowy (1P). Spadek napięcia na diodzie jest najmniejszy, ok. 2B. Ale tętnienie wyprostowanego napięcia ma częstotliwość 50 Hz i jest „rozdarte”, tj. z przerwami między impulsami, więc kondensator filtra tętnienia Cf musi być 4-6 razy większy niż w innych obwodach. Wykorzystanie transformatora mocy Tr pod względem mocy wynosi 50%, ponieważ tylko 1 półfala jest wyprostowana. Z tego samego powodu w obwodzie magnetycznym Tr występuje zniekształcenie strumienia magnetycznego, a sieć „widzi” je nie jako obciążenie czynne, ale jako indukcyjność. Dlatego prostowniki 1P stosuje się tylko przy małych mocach i tam gdzie nie da się inaczej np. w IIN na generatorach blokujących i z diodą tłumiącą, patrz poniżej.

Notatka: dlaczego 2V, a nie 0,7V, przy którym otwiera się złącze p-n w krzemie? Powodem jest prąd, który omówiono poniżej.

Poz. 2 - 2-półfala z punktem środkowym (2PS). Straty diodowe są takie same jak poprzednio. sprawa. Tętnienie jest ciągłe o częstotliwości 100 Hz, więc SF jest najmniejsze z możliwych. Użyj Tr - 100% Wada - podwójne zużycie miedzi w uzwojeniu wtórnym. W czasach, gdy prostowniki były wykonywane na lampach kenotronowych, nie miało to znaczenia, ale teraz jest decydujące. Dlatego 2PS jest stosowany w prostownikach niskonapięciowych, głównie przy zwiększonej częstotliwości z diodami Schottky'ego w UPS, ale 2PS nie mają fundamentalnych ograniczeń mocy.

Poz. 3 - 2-półfalowy mostek, 14:00. Straty na diodach - podwojone w stosunku do poz. 1 i 2. Reszta jest taka sama jak w przypadku 2PS, ale na uzwojenie wtórne potrzeba prawie o połowę mniej miedzi. Prawie - bo kilka zwojów trzeba nawinąć, żeby zrekompensować straty na parze "dodatkowych" diod. Najpopularniejszy obwód dla napięcia od 12 V.

Poz. 3 - dwubiegunowy. „Most” jest przedstawiony warunkowo, jak to zwykle bywa na schematach obwodów (przyzwyczaj się!) na ryc. 6. Zużycie miedzi jak w 2PS, straty na diodach jak w 14:00, reszta jak w obu. Jest zbudowany głównie do zasilania urządzeń analogowych wymagających symetrii napięć: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC itp.

Poz. 4 - dwubiegunowy zgodnie ze schematem podwojenia równoległego. Daje, bez dodatkowych środków, zwiększoną symetrię naprężeń, tk. wykluczona jest asymetria uzwojenia wtórnego. Używając Tr 100%, tętnienia 100 Hz, ale rozdarte, więc SF potrzebuje dwukrotnie większej pojemności. Straty na diodach wynoszą około 2,7 V z powodu wzajemnej wymiany prądów przelotowych, patrz poniżej, a przy mocy większej niż 15-20 W gwałtownie rosną. Zbudowane są głównie jako niskomocowe pomocnicze do samodzielnego zasilania wzmacniaczy operacyjnych (op-ampów) oraz innych małej mocy, ale wymagających jakości zasilania węzłów analogowych.

Jak wybrać transformator?

W UPS cały obwód jest najczęściej wyraźnie powiązany z rozmiarem (a dokładniej z objętością i polem przekroju Sc) transformatora / transformatorów, ponieważ zastosowanie precyzyjnych procesów w ferrycie umożliwia uproszczenie obwodu z większą niezawodnością. Tutaj „jakoś po swojemu” sprowadza się do ścisłego przestrzegania zaleceń dewelopera.

Transformator na bazie żelaza jest wybierany z uwzględnieniem charakterystyki CNN lub jest z nimi zgodny przy obliczaniu. Spadek napięcia na RE Ure nie powinien być mniejszy niż 3 V, w przeciwnym razie KSN gwałtownie spadnie. Wraz ze wzrostem Ure, KSN nieco wzrasta, ale rozproszona moc RE rośnie znacznie szybciej. Dlatego Ure weź 4-6 V. Do tego dodajemy 2 (4) V straty na diodach i spadek napięcia na uzwojeniu wtórnym Tr U2; dla zakresu mocy 30-100 W i napięć 12-60 V przyjmujemy 2,5 V. U2 występuje głównie nie na rezystancji omowej uzwojenia (zwykle jest pomijalna w przypadku transformatorów dużej mocy), ale na skutek strat spowodowanych przemagnesowaniem rdzenia i utworzeniem pola błądzącego. Po prostu część energii sieci, „wpompowana” przez uzwojenie pierwotne do obwodu magnetycznego, ucieka w przestrzeń świata, która uwzględnia wartość U2.

Tak więc policzyliśmy na przykład dla prostownika mostkowego 4 + 4 + 2,5 \u003d 10,5 V w nadmiarze. Dodajemy to do wymaganego napięcia wyjściowego zasilacza; niech to będzie 12 V i podzielimy przez 1,414, otrzymamy 22,5 / 1,414 \u003d 15,9 lub 16 V, będzie to najmniejsze dopuszczalne napięcie uzwojenia wtórnego. Jeśli Tr jest fabryczny, bierzemy 18V ze standardowego zakresu.

Teraz w grę wchodzi prąd wtórny, który oczywiście jest równy maksymalnemu prądowi obciążenia. Potrzebujemy 3A; pomnożyć przez 18V, to będzie 54W. Otrzymaliśmy całkowitą moc Tr, Pg, a paszport P znajdziemy dzieląc Pg przez sprawność Tr η, w zależności od Pg:

• do 10 W, η = 0,6.
• 10-20 W, η = 0,7.
• 20-40 W, η = 0,75.
• 40-60 W, η = 0,8.
• 60-80 W, η = 0,85.
• 80-120 W, η = 0,9.
• od 120 W, η = 0,95.

W naszym przypadku będzie to P \u003d 54/0,8 \u003d 67,5 W, ale nie ma takiej typowej wartości, więc musimy wziąć 80 W. Aby uzyskać 12Vx3A = 36W na wyjściu. Lokomotywa parowa i tylko. Czas nauczyć się samodzielnie liczyć i nakręcać „transy”. Ponadto w ZSRR opracowano metody obliczania transformatorów żelaznych, które umożliwiają wyciśnięcie 600 W z rdzenia bez utraty niezawodności, która obliczona według amatorskich podręczników radiowych jest w stanie wytworzyć tylko 250 W. „Iron Trance” wcale nie jest tak głupi, jak się wydaje.

SNN

Napięcie wyprostowane wymaga stabilizacji i najczęściej regulacji. Jeśli obciążenie jest większe niż 30-40 W, konieczne jest również zabezpieczenie przed zwarciem, w przeciwnym razie awaria zasilacza może spowodować awarię sieci. Wszystko to razem tworzy SNN.

proste wsparcie

Dla początkującego lepiej jest nie wchodzić od razu w duże moce, ale stworzyć prosty, bardzo stabilny CNN na 12 V do testowania zgodnie z obwodem na ryc. 2. Może być następnie wykorzystany jako źródło napięcia odniesienia (jego dokładna wartość jest ustawiona na R5), do sprawdzania przyrządów lub jako wysokiej jakości CNN ION. Maksymalny prąd obciążenia tego obwodu wynosi tylko 40 mA, ale KSN na przedpotopowym GT403 i tym samym starożytnym K140UD1 wynosi ponad 1000, a przy wymianie VT1 na krzem średniej mocy i DA1 na dowolnym nowoczesnym wzmacniaczu operacyjnym będzie przekroczyć 2000, a nawet 2500. Prąd obciążenia również wzrośnie do 150 -200 mA, co już jest dobre dla biznesu.

0-30

Kolejnym krokiem jest zasilacz z regulacją napięcia. Poprzednia została wykonana wg tzw. kompensacyjny obwód porównawczy, ale trudno jest to przekonwertować na duży prąd. Zrobimy nowy CNN oparty na wtórniku emiterowym (EF), w którym RE i CU są połączone w zaledwie 1 tranzystorze. KSN zostanie wydany gdzieś w okolicach 80-150, ale to wystarczy dla amatora. Ale CNN na EP pozwala uzyskać prąd wyjściowy do 10 A lub więcej bez żadnych specjalnych sztuczek, ile Tr da i wytrzyma RE.

Schemat prostego zasilacza 0-30V pokazano na poz. 1 Ryc. 3. PPN bo to gotowy transformator typu TPP lub TS na 40-60 W z uzwojeniem wtórnym na 2x24V. Typ prostownika 2PS na diodach 3-5A lub więcej (KD202, KD213, D242 itp.). VT1 jest zainstalowany na grzejniku o powierzchni 50 m2. cm; stary z procesora PC jest bardzo dobrze dopasowany. W takich warunkach ten CNN nie boi się zwarcia, tylko VT1 i Tr rozgrzeją się, więc do ochrony wystarczy bezpiecznik 0,5 A w obwodzie uzwojenia pierwotnego Tr.

Poz. 2 pokazuje, jak wygodne jest to dla amatorskiego CNN na zasilaczu elektrycznym: istnieje obwód zasilania dla 5 A z regulacją od 12 do 36 V. Ten zasilacz może dostarczyć 10 A do obciążenia, jeśli jest Tr przy 400 W 36 V. Jego pierwsza cecha - zintegrowany CNN K142EN8 (najlepiej z indeksem B) pełni nietypową rolę UU: do własnego 12V na wyjściu całe 24V jest dodawane częściowo lub całkowicie napięcie z ION do R1, R2, VD5, VD6. Pojemności C2 i C3 zapobiegają wzbudzeniu RF DA1, pracującego w nietypowym trybie.

Następnym punktem jest urządzenie zabezpieczające (UZ) przed zwarciem na R3, VT2, R4. Jeśli spadek napięcia na R4 przekroczy około 0,7 V, VT2 otworzy się, zamknie obwód podstawowy VT1 do wspólnego przewodu, zamknie się i odłączy obciążenie od napięcia. R3 jest potrzebny, aby dodatkowy prąd nie wyłączał DA1 po wyzwoleniu ultradźwięków. Nie ma potrzeby zwiększania jego wartości nominalnej, ponieważ. po wyzwoleniu ultradźwięków VT1 musi być bezpiecznie zablokowany.

I ostatnia - pozorna nadwyżka pojemności kondensatora filtra wyjściowego C4. W tym przypadku jest to bezpieczne, ponieważ. maksymalny prąd kolektora VT1 wynoszący 25 A zapewnia jego ładowanie po włączeniu. Ale z drugiej strony ten CNN może dostarczyć prąd do 30A do obciążenia w ciągu 50-70 ms, więc ten prosty zasilacz nadaje się do zasilania elektronarzędzi niskiego napięcia: jego prąd rozruchowy nie przekracza tej wartości. Wystarczy zrobić (przynajmniej z pleksiglasu) but kontaktowy z kablem, założyć na piętę rękojeści i pozwolić „akumychowi” odpocząć i uratować zasób przed wyjazdem.

O chłodzeniu

Powiedzmy, że w tym obwodzie napięcie wyjściowe wynosi 12 V przy maksymalnie 5 A. To tylko średnia moc wyrzynarki, ale w przeciwieństwie do wiertarki lub śrubokręta zajmuje to cały czas. Około 45V jest utrzymywane na C1, tj. na RE VT1 pozostaje gdzieś 33V przy prądzie 5A. Rozproszona moc wynosi ponad 150 W, a nawet ponad 160 W, biorąc pod uwagę, że VD1-VD4 również wymaga chłodzenia. Z tego jasno wynika, że ​​​​każdy mocny regulowany zasilacz musi być wyposażony w bardzo wydajny układ chłodzenia.

Grzejnik żebrowy/igłowy z konwekcją naturalną nie rozwiązuje problemu: obliczenia pokazują, że powierzchnia rozrzutu 2000 mkw. patrz także grubość korpusu chłodnicy (płytki, z której wystają żebra lub iglice) od 16 mm. Uzyskanie tak dużej ilości aluminium w kształtowanym produkcie, jak właściwość dla amatora, było i pozostaje marzeniem w kryształowym zamku. Przedmuchana chłodnica procesora również nie jest odpowiednia, jest przeznaczona do mniejszej mocy.

Jedną z opcji dla mistrza domu jest płyta aluminiowa o grubości 6 mm lub większej i wymiarach 150 x 250 mm z otworami o rosnącej średnicy wywierconymi wzdłuż promieni od miejsca instalacji chłodzonego elementu w szachownicę. Posłuży również jako tylna ścianka obudowy zasilacza, jak na rys. 4.

Niezbędnym warunkiem skuteczności takiej chłodnicy jest wprawdzie słaby, ale ciągły przepływ powietrza przez perforację z zewnątrz do wewnątrz. Aby to zrobić, w obudowie jest zainstalowany wentylator wyciągowy małej mocy (najlepiej u góry). Odpowiedni jest na przykład komputer o średnicy 76 mm lub większej. dodać. chłodniejszy dysk twardy lub karta graficzna. Jest podłączony do pinów 2 i 8 DA1, zawsze jest 12V.

Notatka: w rzeczywistości radykalnym sposobem na przezwyciężenie tego problemu jest uzwojenie wtórne Tr z zaczepami na 18, 27 i 36 V. Napięcie pierwotne jest przełączane w zależności od używanego narzędzia.

A jednak UPS

Opisany zasilacz do warsztatu jest dobry i bardzo niezawodny, ale trudno go zabrać ze sobą do wyjścia. Tutaj przyda się zasilacz komputerowy: elektronarzędzie jest niewrażliwe na większość swoich wad. Pewne udoskonalenie sprowadza się najczęściej do zainstalowania wyjściowego (najbliżej obciążenia) kondensatora elektrolitycznego o dużej pojemności w celu opisanym powyżej. Istnieje wiele przepisów na przerobienie zasilaczy komputerowych na elektronarzędzia (głównie śrubokręty, bo nie są zbyt mocne, ale bardzo przydatne) w Runecie, jedna z metod pokazana jest na poniższym filmie, dla narzędzia 12V.

Wideo: zasilacz 12 V z komputera

Z narzędziami 18 V jest to jeszcze łatwiejsze: przy tej samej mocy zużywają mniej prądu. Tutaj przyda się znacznie tańsze urządzenie zapłonowe (statecznik) z lampy ekonomicznej o mocy 40 lub więcej W; można go w całości schować w etui od nieużywanej baterii, a na zewnątrz pozostanie tylko kabel z wtyczką sieciową. Jak zrobić zasilacz do śrubokręta 18 V ze statecznika od spalonej gospodyni, zobacz poniższy film.

Wideo: zasilacz 18 V do śrubokręta

wysokiej klasy

Ale wróćmy do SNN na EP, ich możliwości są dalekie od wyczerpania. na ryc. 5 - bipolarny mocny zasilacz z regulacją 0-30 V, odpowiedni do sprzętu audio Hi-Fi i innych wymagających konsumentów. Ustawienie napięcia wyjściowego odbywa się jednym pokrętłem (R8), a symetria kanałów jest utrzymywana automatycznie przy dowolnej wartości i dowolnym prądzie obciążenia. Pedant-formalista na widok tego schematu może zsiwieć w oczach, ale takie BP działa poprawnie u autora od około 30 lat.

Główną przeszkodą w jego tworzeniu był δr = δu/δi, gdzie δu i δi to odpowiednio małe chwilowe przyrosty napięcia i prądu. W celu opracowania i dostosowania sprzętu wysokiej klasy konieczne jest, aby δr nie przekraczał 0,05-0,07 Ohm. Mówiąc najprościej, δr określa zdolność zasilacza do natychmiastowej reakcji na skoki poboru prądu.

Dla SNN na EP, δr jest równe ION, tj. dioda Zenera podzielona przez współczynnik przenoszenia prądu β RE. Ale w przypadku potężnych tranzystorów β gwałtownie spada przy dużym prądzie kolektora, a δr diody Zenera waha się od kilku do kilkudziesięciu omów. Tutaj, aby zrekompensować spadek napięcia na RE i zmniejszyć dryft temperaturowy napięcia wyjściowego, musiałem przekręcić cały łańcuch na pół za pomocą diod: VD8-VD10. Dlatego napięcie odniesienia z ION jest usuwane przez dodatkowy EP na VT1, jego β jest mnożone przez β RE.

Kolejną cechą tego projektu jest zabezpieczenie przed zwarciem. Ten najprostszy opisany powyżej w żaden sposób nie pasuje do schematu bipolarnego, dlatego problem ochrony jest rozwiązany zgodnie z zasadą „brak odbioru na złom”: nie ma modułu ochronnego jako takiego, ale jest redundancja w parametrach mocne elementy - KT825 i KT827 dla 25A i KD2997A dla 30A. T2 nie jest w stanie dać takiego prądu, ale gdy się rozgrzeje, FU1 i / lub FU2 będą miały czas na wypalenie.

Notatka: nie jest konieczne oznaczanie przepalonego bezpiecznika na miniaturowych żarówkach. Tyle, że wtedy ledów było jeszcze dość mało, a SMok było w zapasie kilka garści.

Pozostaje chronić RE przed dodatkowymi prądami rozładowania filtra tętnienia C3, C4 podczas zwarcia. Aby to zrobić, są one połączone przez rezystory ograniczające o niskiej rezystancji. W takim przypadku w obwodzie mogą wystąpić pulsacje o okresie równym stałej czasowej R(3,4)C(3,4). Zapobiega im C5, C6 o mniejszej pojemności. Ich dodatkowe prądy nie są już niebezpieczne dla RE: ładunek wyczerpie się szybciej niż rozgrzeją się kryształy potężnego KT825/827.

Symetrię wyjściową zapewnia wzmacniacz operacyjny DA1. RE kanału ujemnego VT2 otwiera się prądem płynącym przez R6. Gdy tylko minus wyjścia przekroczy plus w modulo, nieznacznie otworzy VT3 i zamknie VT2, a bezwzględne wartości napięć wyjściowych będą równe. Kontrola operacyjna symetrii wyjściowej odbywa się za pomocą urządzenia wskazującego z zerem na środku podziałki P1 (na wstawce - jej wygląd), aw razie potrzeby regulacji - R11.

Ostatnią atrakcją jest filtr wyjściowy C9-C12, L1, L2. Taka jego konstrukcja jest konieczna, aby wchłonąć ewentualne zakłócenia RF z obciążenia, aby nie zaprzątać sobie głowy: prototyp jest wadliwy lub zasilacz „ugrzęznie”. W przypadku niektórych kondensatorów elektrolitycznych bocznikowanych ceramiką nie ma tutaj całkowitej pewności, przeszkadza duża wewnętrzna indukcyjność „elektrolitów”. A dławiki L1, L2 dzielą „powrót” obciążenia w całym spektrum i - do każdego z nich.

Ten zasilacz, w przeciwieństwie do poprzednich, wymaga pewnych regulacji:

1. Podłącz obciążenie do 1-2 A przy 30 V;
2. R8 jest ustawiony na maksimum, na najwyższą pozycję zgodnie ze schematem;
3. Za pomocą woltomierza odniesienia (teraz wystarczy dowolny multimetr cyfrowy) i R11, napięcia kanałów są równe wartości bezwzględnej. Być może, jeśli wzmacniacz operacyjny nie ma możliwości zbalansowania, będziesz musiał wybrać R10 lub R12;
4. Trymer R14 ustawił P1 dokładnie na zero.

O naprawie zasilacza

Zasilacze zawodzą częściej niż inne urządzenia elektroniczne: przyjmują pierwsze uderzenie przepięć sieciowych, uzyskują wiele rzeczy z obciążenia. Nawet jeśli nie zamierzasz tworzyć własnego zasilacza, UPS, z wyjątkiem komputera, znajduje się w kuchence mikrofalowej, pralce i innych urządzeniach gospodarstwa domowego. Umiejętność zdiagnozowania zasilacza i znajomość podstaw bezpieczeństwa elektrycznego pozwoli, jeśli nie samodzielnie usunąć usterkę, to ze znajomością tematu wynegocjować cenę z serwisantami. Dlatego zobaczmy, jak diagnozuje się i naprawia zasilacz, zwłaszcza z IIN, ponieważ ponad 80% awarii jest przez nie powodowanych.

Nasycenie i przeciąg

Przede wszystkim o niektórych efektach, bez zrozumienia których nie można pracować z UPS. Pierwszym z nich jest nasycenie ferromagnesów. Nie są w stanie przyjąć energii większej niż pewna wartość, zależna od właściwości materiału. Na żelazie amatorzy rzadko spotykają nasycenie, można je namagnesować do kilku T (Tesla, jednostka miary indukcji magnetycznej). Przy obliczaniu transformatorów żelaznych przyjmuje się indukcję 0,7-1,7 T. Ferryty mogą wytrzymać tylko 0,15-0,35 T, ich pętla histerezy jest „prostokątna” i działają na wyższych częstotliwościach, więc prawdopodobieństwo „wskoczenia w nasycenie” jest o rząd wielkości większe.

Jeśli obwód magnetyczny jest nasycony, indukcja w nim już nie rośnie, a pole elektromagnetyczne uzwojeń wtórnych zanika, nawet jeśli pierwotne już się stopiło (pamiętasz szkolną fizykę?). Teraz wyłącz prąd pierwotny. Pole magnetyczne w materiałach magnetycznie miękkich (materiały magnetycznie twarde są magnesami trwałymi) nie może istnieć nieruchomo, jak ładunek elektryczny lub woda w zbiorniku. Zacznie się rozpraszać, indukcja spadnie, a we wszystkich uzwojeniach zostanie zaindukowane pole elektromagnetyczne o przeciwnym stosunku do pierwotnej polaryzacji. Efekt ten jest szeroko stosowany w IIN.

W przeciwieństwie do nasycenia, prąd przelotowy w przyrządach półprzewodnikowych (po prostu - przeciąg) jest zjawiskiem zdecydowanie szkodliwym. Powstaje w wyniku tworzenia/absorpcji ładunków kosmicznych w obszarach p i n; dla tranzystorów bipolarnych - głównie w bazie. Tranzystory polowe i diody Schottky'ego są praktycznie wolne od przeciągów.

Na przykład przy przykładaniu/odsuwaniu napięcia na diodę, dopóki ładunki nie zostaną zebrane/rozdzielone, przewodzi ona prąd w obu kierunkach. Dlatego spadek napięcia na diodach w prostownikach jest większy niż 0,7V: w momencie przełączenia część ładunku kondensatora filtrującego ma czas na spłynięcie przez uzwojenie. W równoległym prostowniku podwajającym ciąg przepływa jednocześnie przez obie diody.

Przeciąg tranzystorów powoduje skok napięcia na kolektorze, który może uszkodzić urządzenie lub, w przypadku podłączenia obciążenia, uszkodzić je dodatkowym prądem przelotowym. Ale nawet bez tego ciąg tranzystora zwiększa dynamiczne straty energii, podobnie jak dioda, i zmniejsza wydajność urządzenia. Potężne tranzystory polowe prawie nie podlegają temu, ponieważ. nie gromadzą ładunku w bazie w przypadku jej braku, a zatem przełączają się bardzo szybko i płynnie. „Prawie”, bo ich układy source-gate są chronione przed napięciem wstecznym przez diody Schottky'ego, które są trochę, ale prześwitują.

Rodzaje NIP

Zasilacze UPS wywodzą się z generatora blokującego, poz. 1 na ryc. 6. Gdy Uin jest włączony, VT1 jest uchylony przez prąd płynący przez Rb, prąd przepływa przez uzwojenie Wk. Nie może natychmiast wzrosnąć do granicy (znowu przypominamy szkolną fizykę), indukowana jest siła elektromotoryczna w podstawie Wb i uzwojeniu obciążenia Wn. Z Wb wymusza odblokowanie VT1 do Sat. Według Wn prąd jeszcze nie płynie, nie przepuszcza VD1.

Kiedy obwód magnetyczny jest nasycony, prądy w Wb i Wn ustają. Następnie, z powodu rozpraszania (resorpcji) energii, indukcja spada, w uzwojeniach indukowana jest siła elektromotoryczna o przeciwnej polaryzacji, a napięcie wsteczne Wb natychmiast blokuje (blokuje) VT1, chroniąc go przed przegrzaniem i przebiciem termicznym. Dlatego taki schemat nazywa się generatorem blokującym lub po prostu blokującym. Rk i Sk odcinają zakłócenia o wysokiej częstotliwości, których blokowanie daje więcej niż wystarczająco. Teraz możesz usunąć trochę użytecznej mocy z Wn, ale tylko przez prostownik 1P. Ta faza trwa do momentu całkowitego naładowania Sb lub wyczerpania zmagazynowanej energii magnetycznej.

Moc ta jest jednak niewielka, do 10W. Jeśli spróbujesz wziąć więcej, VT1 wypali się z najsilniejszego przeciągu przed zablokowaniem. Ponieważ Tr jest nasycony, skuteczność blokowania nie jest dobra: ponad połowa energii zmagazynowanej w obwodzie magnetycznym odlatuje, by ogrzać inne światy. To prawda, że ​​\u200b\u200bz powodu tego samego nasycenia blokowanie w pewnym stopniu stabilizuje czas trwania i amplitudę swoich impulsów, a jego schemat jest bardzo prosty. Dlatego TIN oparty na blokowaniu jest często używany w tanich ładowarkach do telefonów.

Notatka: wartość Sat w dużej mierze, ale nie całkowicie, jak mówią amatorskie podręczniki, określa okres powtarzania pulsu. Wartość jego pojemności należy powiązać z właściwościami i wymiarami obwodu magnetycznego oraz szybkością tranzystora.

Blokowanie kiedyś dawało początek linii skanowania telewizorów z kineskopami (CRT), a ona jest TIN z diodą tłumiącą, poz. 2. Tutaj CU, na podstawie sygnałów z Wb i obwodu sprzężenia zwrotnego DSP, wymusza otwieranie/zamykanie VT1 przed nasyceniem Tr. Gdy VT1 jest zablokowany, prąd wsteczny Wk zamyka się przez tę samą diodę tłumiącą VD1. To jest faza robocza: już bardziej niż w blokowaniu część energii jest usuwana do ładunku. Duży, bo przy pełnym nasyceniu cały nadmiar energii odlatuje, ale tutaj to nie wystarczy. W ten sposób możliwe jest usunięcie mocy nawet do kilkudziesięciu watów. Ponieważ jednak CU nie może działać, dopóki Tp nie zbliży się do nasycenia, tranzystor nadal mocno pobiera, straty dynamiczne są wysokie, a wydajność obwodu pozostawia wiele do życzenia.

IIN z tłumikiem wciąż żyje w telewizorach i wyświetlaczach CRT, ponieważ IIN i wyjście skanowania liniowego są w nich połączone: potężny tranzystor i Tr są wspólne. To znacznie obniża koszty produkcji. Ale, szczerze mówiąc, IIN z tłumikiem jest zasadniczo zahamowany: tranzystor i transformator są zmuszone do ciągłej pracy na granicy wypadku. Inżynierowie, którym udało się doprowadzić ten obwód do akceptowalnej niezawodności, zasługują na najgłębszy szacunek, ale zdecydowanie nie zaleca się wbijania tam lutownicy, z wyjątkiem rzemieślników, którzy zostali profesjonalnie przeszkoleni i mają odpowiednie doświadczenie.

Najczęściej stosowany jest push-pull INN z oddzielnym transformatorem sprzężenia zwrotnego, ponieważ. ma najlepszą jakość i niezawodność. Jednak pod względem zakłóceń wysokoczęstotliwościowych strasznie grzeszy w porównaniu z zasilaczami „analogowymi” (z transformatorami na żelazku i CNN). Obecnie ten schemat istnieje w wielu modyfikacjach; potężne tranzystory bipolarne są w nim prawie całkowicie zastąpione przez kontrolowane polowo specjalne. IC, ale zasada działania pozostaje niezmieniona. Ilustruje to oryginalny schemat, poz. 3.

Urządzenie ograniczające (UO) ogranicza prąd ładowania pojemności filtra wejściowego Cfin1(2). Ich duża wartość jest bowiem nieodzownym warunkiem działania urządzenia. w jednym cyklu pracy pobierana jest z nich niewielka część zmagazynowanej energii. Z grubsza pełnią rolę zbiornika na wodę lub odbiornika powietrza. Podczas ładowania „krótkiego” dodatkowy prąd może przekroczyć 100 A przez maksymalnie 100 ms. Rc1 i Rc2 o rezystancji rzędu MΩ są potrzebne do zrównoważenia napięcia filtru, ponieważ najmniejsza nierównowaga jego ramion jest niedopuszczalna.

Kiedy Sfvh1 (2) jest naładowany, wyrzutnia ultradźwiękowa generuje impuls wyzwalający, który otwiera jedno z ramion (które nie ma znaczenia) falownika VT1 VT2. Przez uzwojenie Wk transformatora dużej mocy Tr2 płynie prąd, a energia magnetyczna z jego rdzenia przez uzwojenie Wn prawie w całości trafia do prostowania i do obciążenia.

Niewielka część energii Tr2, określona wartością Rolimit, jest pobierana z uzwojenia Wos1 i podawana do uzwojenia Wos2 małego podstawowego transformatora sprzężenia zwrotnego Tr1. Szybko się nasyca, otwarte ramię zamyka się, a z powodu rozproszenia w Tr2, poprzednio zamknięte ramię otwiera się, jak opisano dla blokowania, i cykl się powtarza.

Zasadniczo dwusuwowy IIN to 2 blokady, „popychające” się nawzajem. Ponieważ potężny Tr2 nie jest nasycony, ciąg VT1 VT2 jest mały, całkowicie „tonie” w obwodzie magnetycznym Tr2 i ostatecznie przechodzi do obciążenia. Dlatego dwusuwowy IMS można zbudować dla mocy do kilku kW.

Gorzej, jeśli jest w trybie XX. Następnie podczas półcyklu Tr2 będzie miał czas na nasycenie, a najsilniejszy przeciąg spali jednocześnie VT1 i VT2. Jednak ferryty mocy do indukcji do 0,6 T są już w sprzedaży, ale są drogie i ulegają degradacji w wyniku przypadkowego przemagnesowania. Ferryty są opracowywane na więcej niż 1 T, ale aby IIN osiągnął niezawodność „żelazną”, potrzeba co najmniej 2,5 T.

Technika diagnozy

Podczas rozwiązywania problemów w „analogowym” zasilaczu, jeśli jest „głupio cichy”, najpierw sprawdzają bezpieczniki, a następnie zabezpieczenie, RE i ION, jeśli ma tranzystory. Dzwonią normalnie - idziemy dalej element po elemencie, jak opisano poniżej.

W IIN, jeśli „uruchamia się” i od razu „zatrzymuje się”, najpierw sprawdzają UO. Prąd w nim jest ograniczony przez potężny rezystor o niskiej rezystancji, a następnie bocznikowany przez optotyrystor. Jeśli „rezik” jest najwyraźniej wypalony, transoptor jest również zmieniany. Inne elementy UO zawodzą niezwykle rzadko.

Jeśli IIN jest „cichy jak ryba na lodzie”, diagnostykę rozpoczyna się również od UO (być może „rezik” całkowicie się wypalił). Następnie - UZ. W tanich modelach używają tranzystorów w trybie awarii lawinowej, co nie jest bardzo niezawodne.

Następnym krokiem w każdym zasilaczu są elektrolity. Zniszczenie obudowy i wyciek elektrolitu nie są tak powszechne, jak mówią w Runecie, ale utrata pojemności zdarza się znacznie częściej niż awaria elementów aktywnych. Sprawdź kondensatory elektrolityczne za pomocą multimetru z możliwością pomiaru pojemności. Poniżej wartości nominalnej o 20% lub więcej - obniżamy „martwego człowieka” do szlamu i wkładamy nowy, dobry.

Następnie są aktywne elementy. Prawdopodobnie wiesz, jak dzwonić diody i tranzystory. Ale są tu 2 sztuczki. Po pierwsze, jeśli dioda Schottky'ego lub dioda Zenera zostanie wywołana przez tester z baterią 12V, to urządzenie może pokazać awarię, chociaż dioda jest całkiem dobra. Lepiej nazwać te elementy za pomocą czujnika zegarowego z baterią 1,5-3 V.

Drugi to potężni pracownicy terenowi. Powyżej (zauważyliście?) Mówi się, że ich I-Z są zabezpieczone diodami. Dlatego potężne tranzystory polowe wydają się dzwonić jak sprawne bipolarne, nawet bezużyteczne, jeśli kanał nie jest całkowicie „wypalony” (zdegradowany).

Tutaj jedynym sposobem dostępnym w domu jest zastąpienie ich znanymi dobrymi i obydwoma na raz. Jeśli spalony pozostanie w obwodzie, natychmiast pociągnie za sobą nowy, sprawny. Inżynierowie elektronicy żartują, że potężni pracownicy terenowi nie mogą bez siebie żyć. Inny prof. żart - „zastępując parę gejów”. Wynika to z faktu, że tranzystory ramion IIN muszą być ściśle tego samego typu.

Wreszcie kondensatory foliowe i ceramiczne. Charakteryzują się wewnętrznymi przerwami (lokalizowanymi przez ten sam tester co sprawdzanie „klimatyzatorów”) oraz wyciekami lub przebiciami pod napięciem. Aby je „złapać”, musisz złożyć prostą shemkę zgodnie z ryc. 7. Krok po kroku sprawdzanie kondensatorów elektrycznych pod kątem awarii i wycieków przeprowadza się w następujący sposób:

• Nakładamy na tester, nie podłączając go nigdzie, najmniejszy limit pomiaru napięcia stałego (najczęściej - 0,2V lub 200mV), wykrywamy i rejestrujemy błąd własny przyrządu;
• Włączamy limit pomiaru 20V;
• Podłączamy podejrzany kondensator do punktów 3-4, tester do 5-6, a do 1-2 przykładamy stałe napięcie 24-48 V;
• Przełączamy granice napięcia multimetru na najmniejsze;
• Jeśli na jakimkolwiek testerze pokazał co najmniej coś innego niż 0000,00 (co najmniej - coś innego niż własny błąd), testowany kondensator nie jest dobry.

Na tym kończy się część metodologiczna diagnostyki, a zaczyna część kreatywna, gdzie wszystkie instrukcje są Twoją własną wiedzą, doświadczeniem i przemyśleniami.

Para impulsów

Artykuł UPS jest wyjątkowy ze względu na ich złożoność i różnorodność obwodów. Tutaj najpierw przyjrzymy się kilku przykładom modulacji szerokości impulsu (PWM), która pozwala uzyskać najlepszą jakość zasilacza UPS. Istnieje wiele schematów PWM w RuNet, ale PWM nie jest tak straszny, jak jest malowany ...

Do projektowania oświetlenia

Możesz po prostu zapalić pasek LED z dowolnego zasilacza opisanego powyżej, z wyjątkiem tego na ryc. 1 poprzez ustawienie wymaganego napięcia. Dobrze dopasowany SNN z poz. 1 Ryc. 3, te są łatwe do wykonania 3, dla kanałów R, G i B. Ale trwałość i stabilność świecenia diod LED nie zależy od przyłożonego do nich napięcia, ale od przepływającego przez nie prądu. Dlatego dobry zasilacz do taśmy LED powinien zawierać stabilizator prądu obciążenia; technicznie - stabilne źródło prądu (IST).

Jeden ze schematów stabilizacji prądu lekkiej taśmy, dostępny do powtórzenia przez amatorów, pokazano na ryc. 8. Został zmontowany na integralnym zegarze 555 (analog krajowy - K1006VI1). Zapewnia stabilny prąd taśmy z zasilacza o napięciu 9-15 V. Wartość stabilnego prądu określa wzór I = 1 / (2R6); w tym przypadku - 0,7A. Potężny tranzystor VT3 jest koniecznie tranzystorem polowym, po prostu nie powstanie z przeciągu z powodu ładunku podstawy bipolarnego PWM. Cewka indukcyjna L1 jest uzwojona na pierścieniu ferrytowym 2000NM K20x4x6 z wiązką 5xPE 0,2 mm. Liczba zwojów - 50. Diody VD1, VD2 - dowolny krzem RF (KD104, KD106); VT1 i VT2 - KT3107 lub analogi. Z KT361 itp. napięcie wejściowe i zakresy ściemniania zmniejszą się.

Obwód działa w ten sposób: po pierwsze, pojemność ustawiania czasu C1 jest ładowana przez obwód R1VD1 i rozładowywana przez VD2R3VT2, otwarta, tj. w trybie nasycenia przez R1R5. Timer generuje sekwencję impulsów o maksymalnej częstotliwości; dokładniej - przy minimalnym cyklu pracy. Klucz bezwładnościowy VT3 generuje potężne impulsy, a jego wiązanie VD3C4C3L1 wygładza je do prądu stałego.

Notatka: cykl pracy serii impulsów to stosunek ich okresu powtarzania do czasu trwania impulsu. Jeśli na przykład czas trwania impulsu wynosi 10 µs, a przerwa między nimi wynosi 100 µs, to cykl pracy wyniesie 11.

Prąd w obciążeniu wzrasta, a spadek napięcia na R6 nieznacznie otwiera VT1, tj. przełącza go z trybu odcięcia (blokowania) do trybu aktywnego (wzmacniania). Tworzy to obwód upływu prądu podstawowego VT2 R2VT1 + Upit, a VT2 również przechodzi w tryb aktywny. Zmniejsza się prąd rozładowania C1, wydłuża się czas rozładowania, zwiększa się cykl pracy serii, a średnia wartość prądu spada do normy określonej przez R6. To jest istota PWM. Przy obecnym minimum, tj. przy maksymalnym cyklu pracy C1 jest rozładowywany przez obwód VD2-R4 - wewnętrzny klucz timera.

W oryginalnym projekcie nie ma możliwości szybkiej regulacji prądu i odpowiednio jasności blasku; Nie ma potencjometrów 0,68 oma. Najprostszym sposobem regulacji jasności jest włączenie przerwy między R3 a potencjometrem VT2 emitera R * 3,3-10 kOhm po regulacji, podświetlonej na brązowo. Przesuwając jego suwak w dół obwodu, zwiększymy czas rozładowania C4, cykl pracy i zmniejszymy prąd. Innym sposobem jest zbocznikowanie przejścia podstawowego VT2 poprzez włączenie potencjometru o około 1 MΩ w punktach aib (zaznaczone na czerwono), mniej korzystne, ponieważ. regulacja będzie głębsza, ale zgrubna i ostra.

Niestety do ustalenia tego potrzebny jest oscyloskop przydatny nie tylko dla taśm świetlnych ICT:

1. Do obwodu stosuje się minimum + Upit.
2. Wybierając R1 (impuls) i R3 (przerwa), uzyskuje się cykl roboczy równy 2, tj. czas trwania impulsu musi być równy czasowi trwania przerwy. Niemożliwe jest podanie cyklu pracy mniejszego niż 2!
3. Serwuj maksymalnie + Upit.
4. Wybierając R4, uzyskuje się nominalną wartość prądu stałego.

Do ładowania

na ryc. 9 - schemat najprostszego PWM IS, odpowiedniego do ładowania telefonu, smartfona, tabletu (laptop niestety nie pociągnie) z domowej baterii słonecznej, generatora wiatrowego, akumulatora motocyklowego lub samochodowego, magneto latarka „bug” i inne niestabilne losowe źródła zasilania o małej mocy. Zobacz zakres napięcia wejściowego na schemacie, to nie jest błąd. Ten ISN jest rzeczywiście w stanie wyprowadzić napięcie większe niż wejście. Podobnie jak w poprzednim występuje efekt zmiany polaryzacji wyjścia względem wejścia, jest to generalnie zastrzeżona cecha układów PWM. Miejmy nadzieję, że po uważnym przeczytaniu poprzedniego, sami zrozumiecie działanie tego maleństwa.

Po drodze o ładowaniu i ładowaniu

Ładowanie akumulatorów jest bardzo złożonym i delikatnym procesem fizycznym i chemicznym, którego naruszenie skraca ich żywotność kilkukrotnie i dziesiątki razy, tj. liczba cykli ładowania-rozładowania. Ładowarka musi, na podstawie bardzo małych zmian napięcia akumulatora, obliczyć, ile energii jest odbierane i odpowiednio regulować prąd ładowania zgodnie z pewnym prawem. Ładowarka nie jest więc w żadnym wypadku zasilaczem, a jedynie akumulatory w urządzeniach z wbudowanym kontrolerem ładowania można ładować ze zwykłych zasilaczy: telefonów, smartfonów, tabletów i niektórych modeli aparatów cyfrowych. A ładowanie, jakim jest ładowarka, to temat na osobne omówienie.

Pytanie-remont.ru powiedział:

Z prostownika będą iskry, ale chyba nie ma się czym martwić. Chodzi o tzw. różnicowa impedancja wyjściowa zasilacza. W przypadku baterii alkalicznych jest rzędu miliomów, w przypadku baterii kwasowych jest jeszcze mniejsza. Trans z mostkiem bez wygładzania ma dziesiąte i setne części oma, czyli ok. 100 - 10 razy więcej. A prąd rozruchowy silnika kolektora prądu stałego może być 6-7, a nawet 20 razy większy niż prąd roboczy.Twój najprawdopodobniej jest bliższy temu drugiemu - silniki szybko przyspieszające są bardziej kompaktowe i ekonomiczne, a ogromna przeciążalność akumulatory pozwalają podać prąd silnika, ile zje na przyspieszenie. Trans z prostownikiem nie da tak dużego prądu chwilowego, a silnik przyspiesza wolniej niż jest przeznaczony iz dużym poślizgiem twornika. Z tego, z dużego poślizgu, powstaje iskra, a następnie jest ona utrzymywana w działaniu dzięki samoindukcji w uzwojeniach.

Co można tu doradzić? Po pierwsze: przyjrzyj się bliżej – jak się błyszczy? Trzeba patrzeć w pracy, pod obciążeniem, tj. podczas piłowania.

Jeśli iskry tańczą w osobnych miejscach pod szczotkami, to jest w porządku. Mam potężne wiertło Konakovo, które tak bardzo iskrzy od urodzenia, i przynajmniej hennę. Przez 24 lata raz zmieniałem pędzle, myłem spirytusem i polerowałem kolektor - po prostu coś. Jeśli podłączyłeś narzędzie 18 V do wyjścia 24 V, iskrzenie jest normalne. Rozwiń uzwojenie lub zgaś nadmiar napięcia czymś w rodzaju reostatu spawalniczego (rezystor ok. 0,2 Ohm dla mocy rozpraszania 200 W), aby silnik miał napięcie znamionowe podczas pracy i najprawdopodobniej iskra zniknęła. Jeśli jednak podłączyli do 12 V, licząc, że po wyprostowaniu będzie 18, to na próżno – wyprostowane napięcie pod obciążeniem mocno spada. Nawiasem mówiąc, silnik elektryczny kolektora nie dba o to, czy jest zasilany prądem stałym, czy prądem przemiennym.

Konkretnie: weź 3-5 m drutu stalowego o średnicy 2,5-3 mm. Zwinąć w spiralę o średnicy 100-200 mm, aby zwoje się nie stykały. Położyć na niepalnej podkładce dielektrycznej. Zdejmij końce drutu do połysku i zwiń „uszy”. Najlepiej od razu nasmarować smarem grafitowym, aby się nie utleniały. Reostat ten jest zawarty w przerwaniu jednego z przewodów prowadzących do narzędzia. Jest rzeczą oczywistą, że styki muszą być przykręcone, mocno dokręcone, z podkładkami. Podłącz cały obwód do wyjścia 24V bez prostowania. Iskry nie ma, ale spadła też moc na wale - reostat trzeba zmniejszyć, jeden ze styków przesunąć o 1-2 obroty bliżej drugiego. Nadal iskrzy, ale mniej - reostat jest za mały, trzeba dodać obroty. Lepiej od razu sprawić, by reostat był oczywiście duży, aby nie wkręcać dodatkowych sekcji. Gorzej, jeśli ogień jest na całej linii styku szczotek z kolektorem lub za nimi ciągną się ogony iskier. Wtedy prostownik potrzebuje gdzieś filtra wygładzającego, według twoich danych, od 100 000 mikrofaradów. Tania przyjemność. „Filtr” w tym przypadku będzie urządzeniem magazynującym energię do przyspieszania silnika. Ale to może nie pomóc - jeśli ogólna moc transformatora nie wystarczy. Sprawność silników kolektorów prądu stałego ok. 0,55-0,65, tj. trance jest potrzebny od 800-900 watów. To znaczy, jeśli filtr jest zainstalowany, ale nadal iskrzy ogniem pod całą szczotką (oczywiście pod obiema), to transformator nie wytrzymuje. Tak, jeśli umieścisz filtr, diody mostkowe również muszą mieć potrójny prąd roboczy, w przeciwnym razie mogą wylecieć z udaru prądu ładowania po podłączeniu do sieci. A potem narzędzie można uruchomić po 5-10 sekundach po podłączeniu do sieci, aby „banki” miały czas na „napompowanie”.

A co najgorsze, jeśli ogony iskier ze szczotek dosięgną lub prawie dosięgną przeciwległej szczotki. Nazywa się to okrągłym ogniem. Bardzo szybko wypala kolektor do całkowitej ruiny. Przyczyn okrągłego pożaru może być kilka. W twoim przypadku najbardziej prawdopodobne jest to, że silnik został włączony na 12 V z prostowaniem. Następnie przy prądzie 30 A moc elektryczna w obwodzie wynosi 360 watów. Poślizg kotwicy wynosi więcej niż 30 stopni na obrót, a to z konieczności jest ciągłym ogniem dookoła. Możliwe jest również, że twornik silnika jest uzwojony prostą (nie podwójną) falą. Takie silniki elektryczne lepiej radzą sobie z chwilowymi przeciążeniami, ale ich prąd rozruchowy to matka, nie martw się. Nie mogę powiedzieć dokładniej zaocznie i niczego nie potrzebuję - trudno jest naprawić cokolwiek własnymi rękami. Wtedy prawdopodobnie taniej i łatwiej będzie znaleźć i kupić nowe baterie. Ale najpierw spróbuj włączyć silnik przy nieco zwiększonym napięciu przez reostat (patrz wyżej). Niemal zawsze udaje się w ten sposób stłumić ciągły ogień dookoła kosztem niewielkiego (do 10-15%) spadku mocy na wale.