Захранване: с и без регулиране, лабораторно, импулсно, апаратно, ремонтно. Как да направите просто регулирано захранване със собствените си ръце Направете сами регулирано 12V захранване

Захранването е незаменим елемент в арсенала на радиолюбител. Обикновено готовите регулирани захранващи устройства струват доста прилична сума, така че много често захранването за домашна радиолаборатория се прави самостоятелно.

Така че, на първо място, трябва да вземете решение за изискванията за захранването. Моите изисквания бяха:

1) Стабилизиран регулиран изход 3-24 V с токов товар от най-малко 2 A за захранване на радио оборудване и радио вериги, които се настройват.

2) Нерегулиран 12/24 V изход с висок токов товар за електрохимични експерименти

За да задоволя първата част, реших да използвам готова интегрален стабилизатор, а за втория - направете изход след диодния мост, заобикаляйки стабилизатора.

И така, след като решихме изискванията, започваме търсенето на части. В кошчетата си намерих мощен трансформатор TS-150-1 (мисля от проектор), който произвежда само 12 и 24 V, кондензатор 10 000 uF 50 V, останалото трябваше да бъде закупено. Така че в рамката има трансформатор, кондензатор, стабилизаторен чип и окабеляване:

След дълго търсене на подходящ калъф, купих държач за салфетки Ikea (299 рубли), който пасва идеално по размер и е изработен от дебела пластмаса (2 мм) и с капак от неръждаема стомана. В магазина за радиочасти закупихме и вградени ключове, радиатор за стабилизатора, диоден мост (35А) и механичен волтметър за визуално наблюдение на напрежението, за да не прибягваме всеки път до услугите на мултицет. Подробности в снимката:

И така, малко теория. Като стабилизатор беше решено да се използва интегрален стабилизатор, който според принципа на работа е линеен компенсационен стабилизатор. Индустрията произвежда много стабилизаторни микросхеми, както с фиксирано напрежение, така и с регулируемо напрежение. Микросхемите се предлагат в различен капацитет, както 0,1 A, така и 5 A или повече. Тези чипове обикновено съдържат защита срещу късо съединениепод товар. Когато проектирате захранване, трябва да решите от каква мощност се нуждае стабилизаторът и дали трябва да бъде с фиксирано напрежение или регулируемо. Можете да изберете подходящата микросхема в таблиците, например тук: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/256/116/

Или тук: http://promelec.ru/catalog_info/48/74/259/119/

Схема на превключване за регулируем стабилизатор:

Нерегулираните са още по-лесни за включване, но за всеки случай погледнете в листа с данни. За моето захранване взех стабилизатор 7.5A KR142EN22A. Единствената тънкост, която ви пречи да получавате лесно големи токове, това е генериране на топлина. Факт е, че мощност, равна на (Uin-Uout)*I ще бъде разсеяна от стабилизатора под формата на топлина, а способността за разсейване на топлината е много ограничена, следователно, за да се получат големи стабилизирани токове, също е необходимо да се променете Uin, например, чрез превключване на намотките на трансформатор. Колкото до схемата. C1 се избира на базата на 2000 µF за всеки ампер получен ток. Препоръчително е да поставите C2-C4 директно до стабилизатора. Също така се препоръчва да включите диод в обратна посока паралелно със стабилизатора, за да се предпазите от обръщане на поляритета. Останалата част от захранващата верига е класическа.

220 волта се подава към първичната намотка на трансформатора, напрежението, отстранено от вторичната намотка, отива към диодния мост, а коригираното напрежение отива към изглаждащия кондензатор голям капацитет. Към кондензатора е свързан стабилизатор, но напрежението може да се премахне и директно от кондензатора, когато са необходими големи токове и стабилизирането не е важно. Безсмислено е да се дават конкретни инструкции какво къде да се запоява - всичко се решава на базата на наличните части.

тук външен видносни кърпички, запоени към стабилизатора:

Частите са подредени в корпуса, а в капака са направени всички необходими процепи. По време на обработката вградените превключватели бяха заменени с превключватели, защото... инсталирането им изисква по-малко труд, а неръждаемата стомана, от която е направен капакът, е много трудна за ръчна обработка.

Всички части са монтирани и свързани с проводници. Напречното сечение на проводника се избира въз основа на максималните токове. Колкото по-голям е разделът, толкова по-добре.

Е, ето снимка на полученото захранване:

Превключвателят горе вляво е превключвателят на захранването. Вдясно от него има превключвател за режим "force", който изключва стабилизатора и осигурява изход директно от диодния мост (10A при 12/24V). По-долу е превключвател 12/24 V, който превключва части от вторичната намотка. Под волтметъра има копче за регулиране на променлив резистор. Е, изходните клеми.

За радиолюбителите и съвременните хора като цяло, незаменимо нещо в къщата е захранващият блок (PSU), защото има много полезна функция- регулиране на напрежение и ток.

В същото време малко хора знаят, че е напълно възможно да направите такова устройство с дължимата грижа и познания за радиоелектрониката със собствените си ръце. За всеки радиолюбител, който обича да се занимава с електроника у дома, домашните лабораторни захранвания ще му позволят да практикува хобито си без ограничения. Нашата статия ще ви разкаже как да направите регулируемо захранване със собствените си ръце.

Какво трябва да знаете

Захранването с регулиране на тока и напрежението е задължителен елемент в един модерен дом. Това устройство, благодарение на специалното си устройство, може да преобразува наличните напрежение и ток в мрежата до нивото, което конкретно електронно устройство може да консумира.

Ето приблизителна схема на работа, според която можете да направите такова устройство със собствените си ръце.

Но готовите захранвания са доста скъпи за закупуване за специфични нужди. Ето защо днес много често преобразувателите за напрежение и ток се правят на ръка.

Обърнете внимание! Домашните лабораторни захранвания могат да имат различни размери, номинална мощност и други характеристики. Всичко зависи от това какъв конвертор ви трябва и за каква цел. Професионалистите могат лесно да го направятмощен блок

захранване, докато за начинаещи и любители е подходящ прост тип устройство за начало. В този случай, в зависимост от сложността, може да се използва много различна схема.

Какво да вземете предвид
Регулираното захранване е универсален преобразувател, който може да се използва за свързване на всяко домакинско или компютърно оборудване. Без него нито един домашен уред няма да може да функционира нормално.

• Такова захранващо устройство се състои от следните компоненти:
• трансформатор;
• конвертор;
• индикатор (волтметър и амперметър).

транзистори и други части, необходими за създаване на висококачествена електрическа мрежа.
Диаграмата по-горе показва всички компоненти на устройството. Освен това този тип захранване трябва да има защита за висок и слаб ток. В противен случай всяка необичайна ситуация може да доведе до факта, че преобразувателят и свързан към негоелектрически уред
Ако сте начинаещ, тогава, за да направите регулируем тип захранване със собствените си ръце, по-добре е да изберете проста опция за сглобяване. Един от прости типовеКонверторът е 0-15V PSU. Има защита срещу свръхток в свързания товар. Схемата за неговото сглобяване се намира по-долу.

Проста монтажна схема

Това е, така да се каже, универсален тип монтаж. Диаграмата тук е лесна за разбиране за всеки, който е държал поялник поне веднъж в ръцете си. Предимствата на тази схема включват следните точки:

• състои се от прости и достъпни части, които могат да бъдат намерени или на радиопазара, или в специализирани магазини за радиоелектроника;
• прост тип сглобяване и допълнителна конфигурация;
• тук долната граница за напрежение е 0,05 волта;
• двудиапазонна защита за токов индикатор (при 0,05 и 1A);
• широк диапазон за изходни напрежения;
• висока стабилност във функционирането на преобразувателя.

Диоден мост

В тази ситуация, използвайки трансформатор, напрежението ще бъде осигурено в диапазон от 3V повече от максималното необходимо напрежение за изхода. От това следва, че захранващо устройство, което може да регулира напрежение до 20 V, изисква трансформатор от най-малко 23 V.

Обърнете внимание! Диодният мост трябва да бъде избран въз основа на максималния ток, който ще бъде ограничен от наличната защита.

Филтърен кондензатор от 4700 µF ще позволи на оборудването, чувствително към шума от захранването, да избегне фоновия шум. За да направите това, ще ви е необходим компенсационен стабилизатор с коефициент на потискане за пулсации над 1000.
Сега, след като разбрахме основните аспекти на сглобяването, трябва да обърнем внимание на изискванията.

Изисквания към устройството

За да създадете просто, но в същото време висококачествено и мощно захранване с възможност за регулиране на напрежението и тока със собствените си ръце, трябва да знаете какви изисквания съществуват за този тип преобразувател.
Тези технически изисквания изглеждат така:

• регулируем стабилизиран изход за 3–24 V. В този случай текущото натоварване трябва да бъде най-малко 2 A;
• нерегулиран изход 12/24 V предполага голям токов товар.

За да изпълните първото изискване, трябва да използвате интегрален стабилизатор. Във втория случай изходът трябва да се направи след диодния мост, така да се каже, заобикаляйки стабилизатора.

Да започнем сглобяването

Трансформатор TS-150–1

След като определите изискванията, на които трябва да отговаря вашето постоянно регулирано захранване и изберете подходящата верига, можете да започнете самото сглобяване. Но преди всичко нека се запасим с необходимите ни части.
За монтаж ще ви трябва:

• мощен трансформатор. Например TS-150–1. Способен е да доставя напрежение от 12 и 24 V;
• кондензатор. Можете да използвате модел 10000 µF 50 V;
• чип за стабилизатор;
• ленти;
• подробности за веригата (в нашия случай схемата, показана по-горе).

След това, според диаграмата, сглобяваме регулируемо захранване със собствените си ръце в строго съответствие с всички препоръки.

Трябва да се спазва последователността от действия.

Готово захранване

• Следните части се използват за сглобяване на захранването:
• германиеви транзистори (най-вече). Ако искате да ги замените с по-модерни силициеви елементи, тогава долният MP37 определено трябва да остане германий. Тук се използват транзистори MP36, MP37, MP38;
• На транзистора е монтиран блок за ограничаване на тока. Той осигурява наблюдение на спада на напрежението върху резистора.

Ценеров диод D814. Той определя регулирането на максималното изходно напрежение. Поема половината от изходното напрежение;

• Обърнете внимание! Тъй като ценеровият диод D814 приема точно половината от изходното напрежение, той трябва да бъде избран да създава изходно напрежение 0-25V от приблизително 13V. долната граница в сглобеното захранване има индикатор за напрежение само 0,05 V. Този индикатор е рядък за повечесложни вериги
• преобразувателни възли;

циферблатни индикатори показват индикатори за ток и напрежение.

Части за сглобяване

За да поберете всички части, трябва да изберете стоманена кутия. Той ще може да екранира трансформатора и захранващата платка. В резултат на това ще избегнете ситуации на различни видове смущения за чувствително оборудване.

Полученият преобразувател може безопасно да се използва за захранване на всяко домакинско оборудване, както и за експерименти и тестове, извършвани в домашна лаборатория. Също така, такова устройство може да се използва за оценка на работата на автомобилен генератор.

Използвайки прости схеми за сглобяване на регулиран тип захранване, ще можете да се справите и в бъдеще да правите по-сложни модели със собствените си ръце. Не трябва да поемате непосилна работа, тъй като в крайна сметка може да не получите желания резултат и домашният преобразувател ще работи неефективно, което може да се отрази негативно както на самото устройство, така и на функционалността на свързаното към него електрическо оборудване.
Ако всичко е направено правилно, тогава в крайна сметка ще получите отлично захранване с регулиране на напрежението за вашата домашна лаборатория или други ежедневни ситуации.

Избор на уличен сензор за движение за включване на осветлението

Да си направите собствено 12V захранване не е трудно, но ще трябва да научите малко теория, за да го направите. По-специално, от какви възли се състои блокът, за какво отговаря всеки елемент от продукта, основните параметри на всеки. Също така е важно да знаете какви трансформатори да използвате. Ако няма подходящ, тогава можете сами да пренавиете вторичната намотка, за да получите желаното изходно напрежение. Би било полезно да научите за методите за ецване на печатни платки, както и за изработката на корпуса на захранването.

Компоненти за захранване

Основният елемент на всяко захранване е с негова помощ напрежението в мрежата (220 волта) се намалява до 12 V. В разгледаните по-долу проекти можете да използвате както домашни трансформатори с пренавита вторична намотка, така и готови продукти, без модернизация. Просто трябва да вземете предвид всички характеристики и да извършите правилното изчисление на напречното сечение на проводника и броя на завоите.

Вторият най-важен елемент е токоизправителят. Изработен е от един, два или четири полупроводникови диода. Всичко зависи от вида на веригата, използвана за сглобяване на домашното захранване. Например, за изпълнение трябва да използвате два полупроводника. За коригиране без увеличение е достатъчно едно, но е по-добре да използвате мостова верига (всички текущи пулсации се изглаждат). След токоизправителя трябва да има електролитен кондензатор. Препоръчително е да инсталирате ценеров диод с подходящи параметри, който ви позволява да създадете стабилно напрежение на изхода.

Какво е трансформатор

Трансформаторите, използвани за токоизправители, имат следните компоненти:

1. Ядро (магнитно ядро, изработено от метал или феромагнитно).
2. Мрежова намотка (първична). Захранван от 220 волта.
3. Вторична намотка (стъпка надолу). Използва се за свързване на токоизправител.

Сега за всички елементи по-подробно. Сърцевината може да има всякаква форма, но най-често срещаните са W-образна и U-образна. Тороидалните са по-рядко срещани, но тяхната специфика е по-често използвана в инвертори (преобразуватели на напрежение, например от 12 до 220 волта), отколкото в конвенционални токоизправители. По-целесъобразно е да направите захранване 12V 2A с помощта на трансформатор с W-образна или U-образна сърцевина.

Намотките могат да бъдат разположени една върху друга (първо първичната, а след това вторичната), на една рамка или на две намотки. Пример за това е U-образен трансформатор с две бобини. На всеки от тях са навити половината от първичната и вторичната намотка. При свързване на трансформатор е необходимо клемите да се свържат последователно.

Как да изчислим трансформатор

Да приемем, че решите сами да навиете вторичната намотка на трансформатора. За да направите това, ще трябва да разберете стойността на основния параметър - напрежението, което може да бъде премахнато от един завой. Това е най-простият метод, който може да се използва при производството на трансформатор. Много по-трудно е да се изчислят всички параметри, ако е необходимо да се навие не само вторичната, но и първичната намотка. За да направите това, е необходимо да знаете напречното сечение на магнитната верига, нейната пропускливост и свойства. Ако сами изчислите 12V 5A захранване, тогава тази опция се оказва по-точна от адаптирането към готови параметри.

Първичната намотка е по-трудна за навиване от вторичната намотка, тъй като може да съдържа няколко хиляди навивки тънък проводник. Можете да опростите задачата и да направите домашно захранване с помощта на специална машина.

За да изчислите вторичната намотка, трябва да навиете 10 оборота с проводника, който планирате да използвате. Сглобете трансформатора и, като спазвате мерките за безопасност, свържете първичната му намотка към мрежата. Измерете напрежението на клемите на вторичната намотка, разделете получената стойност на 10. Сега разделете числото 12 на получената стойност. И получавате броя обороти, необходими за генериране на 12 волта. Можете да добавите малко, за да компенсирате (10% увеличение е достатъчно).

Диоди за захранване

Изборът на полупроводникови диоди, използвани в захранващия токоизправител, зависи пряко от това какви стойности на параметрите на трансформатора трябва да бъдат получени. Колкото по-голям е токът на вторичната намотка, толкова по-мощни диодитрябва да се използва. Предпочитание трябва да се даде на онези части, които са направени на основата на силиций. Но не трябва да приемате високочестотни, тъй като те не са предназначени за използване в токоизправителни устройства. Основната им цел е да откриват високочестотни сигнали в радиоприемащи и предавателни устройства.

Идеалното решение за захранвания с ниска мощност е използването на диодни модули, с тяхна помощ 12V 5A могат да бъдат поставени в много по-малък пакет. Диодните възли са набор от четири полупроводникови диода. Те се използват изключително за коригиране на променлив ток. Много по-удобно е да работите с тях, не е необходимо да правите много връзки, достатъчно е да подадете напрежение от вторичната намотка на трансформатора и да премахнете постоянно напрежение от останалите.

Стабилизиране на напрежението

След като произведете трансформатора, не забравяйте да измерите напрежението на клемите на неговата вторична намотка. Ако надвишава 12 волта, тогава е необходима стабилизация. Дори най-простото 12V захранване ще работи зле без това. Трябва да се има предвид, че напрежението в захранващата мрежа не е постоянно. Свържете волтметър към контакт и правете измервания в различно време. Така например през деня може да скочи до 240 волта, а вечер да падне дори до 180. Всичко зависи от натоварването на електропровода.

Ако напрежението се промени в първичната намотка на трансформатора, то също ще бъде нестабилно във вторичната. За да компенсирате това, трябва да използвате устройства, наречени стабилизатори на напрежението. В нашия случай можете да използвате ценерови диоди с подходящи параметри (ток и напрежение). Има много ценерови диоди, изберете необходимите елементи, преди да направите 12V захранване.

Има и по-„напреднали“ елементи (тип KR142EN12), които са набор от няколко ценерови диода и пасивни елементи. Техните характеристики са много по-добри. Има също чужди аналозиподобни устройства. Трябва да се запознаете с тези елементи, преди да решите сами да направите 12V захранване.

Характеристики на импулсните захранвания

Захранванията от този тип са широко използвани в персоналните компютри. Имат две изходни напрежения: 12 волта - за захранване на дискови устройства, 5 волта - за работа на микропроцесори и други устройства. Разликата от обикновените захранвания е, че изходният сигнал не е постоянен, а импулсен - формата му е подобна на правоъгълници. В първия период от време сигналът се появява, във втория е нула.

Разлики има и в дизайна на устройството. За нормално функциониране, домашно приготвен импулсен блокзахранването изисква коригиране на мрежовото напрежение без предварително понижаване на стойността му (няма трансформатор на входа). Импулсните захранвания могат да се използват както като самостоятелни устройства, така и като техни модернизирани аналози - акумулаторни батерии. В резултат на това можете да получите най-простото непрекъсваемо захранване, а мощността му ще зависи от параметрите на захранването и вида на използваните батерии.

Как да получите непрекъснато захранване?

Достатъчно е да свържете захранването паралелно с батерията, така че при изключване на захранването всички устройства да продължат да работят в нормален режим. Когато захранването е свързано, захранването зарежда батерията, принципът е подобен на работата на захранването на автомобил. И когато 12V непрекъсваемо захранване е изключено от мрежата, напрежението се подава към цялото оборудване от батерията.

Но има случаи, когато е необходимо да се получи мрежово напрежение от 220 волта на изхода, например за захранване на персонални компютри. В този случай ще е необходимо да се въведе инвертор във веригата - устройство, което преобразува постоянно напрежениеВеригата от 12 волта до 220 AC се оказва по-сложна от тази на обикновено захранване, но може да се сглоби.

Филтриране и изрязване на променливия компонент

Филтрите заемат важно място в технологията на токоизправителите. Обърнете внимание на 12V захранване, което е най-често срещаната схема. Състои се от кондензатор и съпротивление. Филтрите прекъсват всички ненужни хармоници, оставяйки постоянно напрежение на изхода на захранването. например, най-простият филтър- Това е електролитен кондензатор с голям капацитет. Ако погледнете работата му при постоянно и променливо напрежение, принципът му на действие става ясен.

В първия случай той има определено съпротивление и в еквивалентната схема може да бъде заменен с постоянен резистор. Това е от значение за извършване на изчисления с помощта на теоремите на Кирхоф.

Във втория случай (при протичане на променлив ток) кондензаторът става проводник. С други думи, той може да бъде заменен с джъмпер, който няма съпротивление. Той ще свърже двата изхода. При по-внимателно разглеждане можете да видите, че променливият компонент ще изчезне, защото изходите се затварят, докато тече ток. Ще остане само постоянно напрежение. Освен това, за бързо разреждане на кондензаторите, 12V захранването, което сглобявате сами, трябва да бъде оборудвано с резистор на изхода висока устойчивост(3-5 MOhm).

Производство на корпуси

Алуминиевите ъгли и плочи са идеални за направата на корпуса на захранването. Първо трябва да направите един вид скелет на конструкцията, който впоследствие може да бъде обшит с листове алуминий с подходяща форма. За да намалите теглото на захранването, можете да използвате по-тънък метал като корпус. Не е трудно да направите 12V захранване със собствените си ръце от такива скрап материали.

Идеалният случай е от микровълнова фурна. Първо, металът е доста тънък и лек. Второ, ако правите всичко внимателно, боята няма да се повреди, така че външният вид ще остане привлекателен. Трето, размерът на корпуса на микровълновата фурна е доста голям, което ви позволява да направите почти всеки корпус.

Производство на печатни платки

Пригответе фолио PCB чрез третиране на металния слой с разтвор на солна киселина. Ако няма такъв, тогава можете да използвате електролита, излят в автомобилните акумулатори. Тази процедура ще обезмасли повърхността. Работете, за да предотвратите попадането на разтвори върху кожата ви, тъй като можете да получите тежки изгаряния. След това изплакнете с вода и сода (можете да използвате сапун за неутрализиране на киселината). И можете да нарисувате картина

Можете да направите рисунка с помощта на специална програмаза компютри и ръчно. Ако правите обикновено захранване 12V 2A, а не импулсно, тогава броят на елементите е минимален. След това, когато нанасяте чертеж, можете да го направите без програми за моделиране, просто го нанесете върху повърхността на фолиото. Препоръчително е да направите два или три слоя, оставяйки предишния да изсъхне. Използването на лак (например за нокти) може да даде добри резултати. Вярно е, че рисунката може да се окаже неравномерна поради четката.

Как да гравирате дъска

Поставете подготвената и изсушена дъска в разтвор на железен хлорид. Неговото насищане трябва да бъде такова, че медта да е корозирала възможно най-бързо. Ако процесът е бавен, се препоръчва да се увеличи концентрацията на железен хлорид във водата. Ако това не помогне, опитайте да загреете разтвора. За да направите това, напълнете съд с вода, поставете буркан с разтвор в него (не забравяйте, че е препоръчително да го съхранявате в пластмасов или стъклен съд) и загрейте на слаб огън. Топлата вода ще загрее разтвора на железен хлорид.

Ако имате много време или нямате железен хлорид, тогава използвайте смес от сол и меден сулфат. Платката се приготвя по подобен начин и след това се поставя в разтвора. Недостатъкът на този метод е, че захранващата платка се гравира много бавно; ще отнеме почти един ден, докато цялата мед изчезне напълно от повърхността на печатната платка. Но поради липса на по-добър, можете да използвате тази опция.

Монтаж на компоненти

След процедурата за ецване ще трябва да изплакнете дъската, да почистите защитния слой от пистите и да ги обезмаслите. Маркирайте местоположението на всички елементи и пробийте дупки за тях. Не трябва да се използва свредло, по-голямо от 1,2 mm. Монтирайте всички елементи и ги запоете към коловозите. След това е необходимо да покриете всички песни със слой калай, т.е. да ги калайдисате. Самоизработено 12V захранване с калайдисване на монтажните релси ще ви издържи много по-дълго.

Да направите захранване със собствените си ръце има смисъл не само за ентусиазирани радиолюбители. Домашно захранване (PSU) ще създаде удобство и ще спести значителна сума в следните случаи:

• За захранване на електроинструменти с ниско напрежение, за спестяване на скъпи ресурси батерия(батерия);
• За електрификация на особено опасни по степен на токов удар помещения: мазета, гаражи, навеси и др. При храненето им променлив токголямата му стойност в кабелите за ниско напрежение може да създаде смущения домакински уредии електроника;
• В дизайна и креативността за прецизно, безопасно и безотпадно рязане на пенопласт, дунапрен, нискотопими пластмаси с нагрят нихром;
• В дизайна на осветлението използването на специални захранвания ще удължи живота на LED лентата и ще получи стабилни светлинни ефекти. Захранването на подводни осветители и др. от битова електрическа мрежа е като цяло неприемливо;
• За зареждане на телефони, смартфони, таблети, лаптопи далеч от стабилни източници на захранване;
• За електроакупунктура;
• И много други цели, които не са пряко свързани с електрониката.

Допустими опростявания

Професионалните захранвания са предназначени за захранване на всякакъв вид товар, вкл. реактивен. Възможните потребители включват прецизно оборудване. Pro-BP трябва да поддържа определеното напрежение с най-висока точност за неопределено дълго време, а неговият дизайн, защита и автоматизация трябва да позволяват работа от неквалифициран персонал в трудни условия, например. биолози, за да захранват своите инструменти в оранжерия или на експедиция.

Аматьорското лабораторно захранване е свободно от тези ограничения и следователно може да бъде значително опростено, като същевременно се поддържат показатели за качество, достатъчни за лична употреба. Освен това, чрез също прости подобрения, можете да получите захранване от него специално предназначение. Какво ще правим сега?

Съкращения

1. KZ – късо съединение.
2. XX – празен ход, т.е. внезапно изключване на товара (консуматор) или прекъсване на неговата верига.
3. VS – коефициент на стабилизиране на напрежението. То е равно на съотношението на изменението на входното напрежение (в % или пъти) към същото изходно напрежение при постоянна консумация на ток. напр. Мрежовото напрежение падна напълно, от 245 на 185V. Спрямо нормата от 220V това ще бъде 27%. Ако VS на захранването е 100, изходното напрежение ще се промени с 0,27%, което при стойност от 12V ще даде дрейф от 0,033V. Повече от приемливо за любителска практика.
4. IPN е източник на нестабилизирано първично напрежение. Това може да бъде железен трансформатор с токоизправител или импулсен инвертор на мрежовото напрежение (VIN).
5. IIN - работят при по-висока (8-100 kHz) честота, което позволява използването на леки компактни феритни трансформатори с намотки от няколко до няколко десетки оборота, но не са без недостатъци, вижте по-долу.
6. RE – регулиращ елемент на стабилизатора на напрежение (SV). Поддържа изхода на определената му стойност.
7. ION – източник на еталонно напрежение. Задава референтната му стойност, според която заедно със сигналите обратна връзкаУстройството за управление на OS на контролния блок действа върху RE.
8. SNN – стабилизатор на непрекъснато напрежение; просто "аналогов".
9. ISN – импулсен стабилизатор на напрежението.
10. UPS е импулсно захранване.

Забележка: както SNN, така и ISN могат да работят както от захранване с индустриална честота с трансформатор върху желязо, така и от електрическо захранване.

Относно компютърните захранвания

UPS устройствата са компактни и икономични. И в килера много хора имат захранване от стар компютър, остарял, но доста работещ. И така, възможно ли е да се адаптира импулсно захранване от компютър за любителски/работни цели? За съжаление компютърният UPS е доста високо специализирано устройство и възможностите за използването му у дома/на работа са много ограничени:

Може би е препоръчително за средния любител да използва UPS, преобразуван от компютърен само за електрически инструменти; за това вижте по-долу. Вторият случай е, ако любител се занимава с ремонт на компютър и / или създаване на логически схеми. Но тогава той вече знае как да адаптира захранване от компютър за това:

1. Заредете главните канали +5V и +12V (червени и жълти проводници) с нихромови спирали при 10-15% от номиналния товар;
2. Зеленият кабел за плавен старт (бутон за ниско напрежение на предния панел на системния модул) на компютъра е късо към общ, т.е. на някой от черните проводници;
3. Включването/изключването се извършва механично, с превключвател на задния панел на захранващия блок;
4. С механични (железни) I/O „на дежурство“, т.е. независимото захранване на USB портовете +5V също ще бъде изключено.

Хващай се за работа!

Поради недостатъците на UPS, плюс тяхната фундаментална и схемна сложност, ние ще разгледаме само няколко от тях в края, но прости и полезни, и ще говорим за метода за ремонт на IPS. Основната част от материала е посветена на SNN и IPN с индустриални честотни трансформатори. Те позволяват на човек, който току-що е взел поялник, да изгради захранване с много високо качество. И като го имате във фермата, ще бъде по-лесно да овладеете „фините“ техники.

IPN

Първо, нека да разгледаме IPN. Ще оставим импулсните по-подробно до раздела за ремонти, но те имат нещо общо с "железните": силов трансформатор, токоизправител и филтър за потискане на пулсациите. Заедно те могат да бъдат изпълнени по различни начини в зависимост от предназначението на захранването.

поз. 1 на фиг. 1 – полувълнов (1P) токоизправител. Падът на напрежение върху диода е най-малък, прибл. 2B. Но пулсацията на изправеното напрежение е с честота 50 Hz и е “накъсана”, т.е. с интервали между импулсите, така че кондензаторът на пулсационния филтър Sph трябва да бъде 4-6 пъти по-голям по капацитет, отколкото в други вериги. Използването на силов трансформатор Tr за мощност е 50%, т.к Коригира се само 1 полувълна. По същата причина възниква дисбаланс на магнитния поток в магнитната верига Tr и мрежата го „вижда“ не като активен товар, а като индуктивност. Следователно, 1P токоизправители се използват само на ниска мощности където няма друг начин напр. в IIN на блокиращи генератори и с демпферен диод, вижте по-долу.

Забележка: защо 2V, а не 0.7V, при което се отваря p-n прехода в силиция? Причината е чрез ток, който се обсъжда по-долу.

поз. 2 – 2-половин вълна със средна точка (2PS). Загубите на диода са същите както преди. случай. Пулсациите са 100 Hz непрекъснати, така че е необходим възможно най-малкият Sf. Използване на Tr - 100% Недостатък - двойно потребление на мед във вторичната намотка. По времето, когато токоизправителите се правеха с кенотронни лампи, това нямаше значение, но сега е определящо. Следователно 2PS се използват в токоизправители за ниско напрежение, главно при по-високи честоти с диоди на Шотки в UPS, но 2PS нямат фундаментални ограничения за мощността.

поз. 3 – 2-половълнов мост, 2RM. Загубите на диоди се удвояват в сравнение с поз. 1 и 2. Останалото е същото като 2PS, но вторичната мед е необходима почти наполовина. Почти - защото трябва да се навият няколко завъртания, за да се компенсират загубите на чифт „допълнителни“ диоди. Най-често използваната схема е за напрежения от 12V.

поз. 3 – биполярно. „Мостът“ е изобразен условно, както е обичайно в електрически схеми(свикнете!) и завъртяни на 90 градуса обратно на часовниковата стрелка, но всъщност това е двойка 2PS, свързани в противоположни полярности, както може ясно да се види по-нататък на фиг. 6. Консумацията на мед е същата като 2PS, диодните загуби са същите като 2PM, останалото е същото като при двата. Създаден е основно за захранване на аналогови устройства, които изискват симетрия на напрежението: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC и др.

поз. 4 – биполярно по схемата на паралелно удвояване. Осигурява повишена симетрия на напрежението без допълнителни мерки, т.к асиметрията на вторичната намотка е изключена. Използвайки Tr 100%, вълни 100 Hz, но разкъсани, така че Sf се нуждае от двоен капацитет. Загубите на диодите са приблизително 2,7 V поради взаимния обмен на проходни токове, вижте по-долу, а при мощност над 15-20 W те рязко се увеличават. Те се изграждат предимно като маломощни спомагателни за самостоятелно захранване на операционни усилватели (op-amps) и други маломощни, но взискателни по отношение на качеството на захранване аналогови компоненти.

Как да изберем трансформатор?

В UPS най-често цялата верига е ясно обвързана със стандартния размер (по-точно с обема и площта на напречното сечение Sc) на трансформатора/трансформаторите, т.к. използването на фини процеси във ферит прави възможно опростяването на веригата, като същевременно я прави по-надеждна. Тук „някак си по свой начин“ се свежда до стриктно спазване на препоръките на разработчика.

Трансформаторът на базата на желязо се избира, като се вземат предвид характеристиките на SNN или се взема предвид при изчисляването му. Падането на напрежението в RE Ure не трябва да се приема по-малко от 3V, в противен случай VS ще падне рязко. С увеличаването на Ure, VS се увеличава леко, но разсейваната RE мощност нараства много по-бързо. Следователно Ure се приема при 4-6 V. Към него добавяме 2 (4) V загуби на диодите и спада на напрежението на вторичната намотка Tr U2; за диапазон на мощност от 30-100 W и напрежение от 12-60 V, ние го приемаме до 2,5 V. U2 възниква предимно не от омичното съпротивление на намотката (то обикновено е пренебрежимо малко в мощните трансформатори), а поради загубите, дължащи се на обръщане на намагнитването на сърцевината и създаването на разсеяно поле. Просто част от мрежовата енергия, „изпомпвана“ от първичната намотка в магнитната верига, се изпарява в космическото пространство, което отчита стойността на U2.

И така, изчислихме, например, за мостов токоизправител, 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V допълнително. Добавяме го към необходимото изходно напрежение на захранващия блок; нека е 12V и разделяме на 1.414, получаваме 22.5/1.414 = 15.9 или 16V, това ще бъде най-ниското допустимо напрежение на вторичната намотка. Ако TP е фабрично произведен, вземаме 18V от стандартния диапазон.

Сега вторичният ток влиза в действие, който естествено е равен на максималния ток на натоварване. Да кажем, че имаме нужда от 3A; умножете по 18V, ще бъде 54W. Получихме общата мощност Tr, Pg и намерихме мощността на табелката P, като разделихме Pg на ефективността Tr η, която зависи от Pg:

• до 10W, 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.
• от 120 W, η = 0,95.

В нашия случай ще има P = 54/0,8 = 67,5 W, но няма такава стандартна стойност, така че ще трябва да вземете 80 W. За да получите 12Vx3A = 36W на изхода. Парен локомотив и това е всичко. Време е да се научите как сами да изчислявате и навивате „трансовете“. Освен това в СССР бяха разработени методи за изчисляване на трансформатори върху желязо, които позволяват, без загуба на надеждност, да се изтръгнат 600 W от ядрото, което, изчислено според радиолюбителските справочници, е в състояние да произведе само 250 У. "Iron Trance" не е толкова глупав, колкото изглежда.

SNN

Изправеното напрежение трябва да бъде стабилизирано и най-често регулирано. Ако товарът е по-мощен от 30-40 W, е необходима и защита от късо съединение, в противен случай неизправност на захранването може да причини повреда в мрежата. SNN прави всичко това заедно.

Проста справка

По-добре е за начинаещ да не преминава веднага към висока мощност, а да направи прост, много стабилен 12V ELV за тестване съгласно схемата на фиг. 2. След това може да се използва като източник на референтно напрежение (точната му стойност се задава от R5), за проверка на устройства или като висококачествен ELV ION. Максималният ток на натоварване на тази верига е само 40 mA, но VSC на допотопния GT403 и също толкова древния K140UD1 е повече от 1000, а при замяната на VT1 със силициев със средна мощност и DA1 на някой от съвременните оп-усилватели го ще надхвърли 2000 и дори 2500. Токът на натоварване също ще се увеличи до 150 -200 mA, което вече е полезно.

0-30

Следващият етап е захранване с регулиране на напрежението. Предишната е направена по т.нар. компенсираща верига за сравнение, но е трудно да се преобразува такава към висок ток. Ще направим нов SNN на базата на емитерен повторител (EF), в който RE и CU са комбинирани само в един транзистор. KSN ще бъде някъде около 80-150, но това ще бъде достатъчно за любител. Но SNN на ED позволява без специални трикове да се получи изходен ток до 10A или повече, колкото Tr ще даде и RE ще издържи.

Веригата на просто захранване 0-30V е показана на поз. 1 Фиг. 3. IPN за него е готов трансформатор тип ТЕЦ или ТС за 40-60 W с вторична намотка за 2x24V. Токоизправител тип 2PS с диоди с номинален ток 3-5A или повече (KD202, KD213, D242 и др.). VT1 е инсталиран на радиатор с площ от 50 квадратни метра или повече. cm; Един стар компютърен процесор ще работи много добре. При такива условия този ELV не се страхува от късо съединение, само VT1 и Tr ще се нагреят, така че предпазител 0,5A в веригата на първичната намотка на Tr е достатъчен за защита.

поз. Фигура 2 показва колко удобно е захранването на електрическо захранване за аматьор: има 5A захранваща верига с настройка от 12 до 36 V. Това захранване може да достави 10A към товара, ако има 400W 36V Tr. Първата му характеристика е интегрираният SNN K142EN8 (за предпочитане с индекс B) действа в необичайна роля като контролен блок: към собствения си 12V изход се добавя, частично или изцяло, всичките 24V, напрежението от ION към R1, R2, VD5 , VD6. Кондензаторите C2 и C3 предотвратяват възбуждането на HF DA1, работещ в необичаен режим.

Следващата точка е устройството за защита от късо съединение (PD) на R3, VT2, R4. Ако спадът на напрежението през R4 надвиши приблизително 0,7 V, VT2 ще се отвори и затвори общ проводникбазова верига VT1, тя ще се затвори и ще изключи товара от напрежението. R3 е необходим, така че допълнителният ток да не повреди DA1, когато ултразвукът се задейства. Няма нужда от увеличаване на номинала му, т.к когато ултразвукът се задейства, трябва сигурно да заключите VT1.

И последното нещо е привидно прекомерният капацитет на кондензатора на изходния филтър C4. В този случай е безопасно, т.к максимален токКолектор VT1 при 25A осигурява зареждането му при включване. Но това ELV може да достави ток до 30 A към товара в рамките на 50-70 ms, така че това просто захранване е подходящо за захранване на електроинструменти с ниско напрежение: началният му ток не надвишава тази стойност. Просто трябва да направите (поне от плексиглас) контактен блок-обувка с кабел, да поставите петата на дръжката и да оставите „Akumych“ да си почине и да спестите ресурси, преди да тръгнете.

Относно охлаждането

Да кажем, че в тази схема изходът е 12V с максимум 5A. Просто е средна мощностпрободен трион, но за разлика от бормашина или отвертка, той го взема постоянно. При C1 стои около 45V, т.е. на RE VT1 остава някъде около 33V при ток 5А. Разсейваната мощност е повече от 150 W, дори повече от 160, ако смятате, че VD1-VD4 също трябва да се охлажда. От това става ясно, че всяко мощно регулируемо захранване трябва да бъде оборудвано с много ефективна охладителна система.

Радиатор с перка/игла, използващ естествена конвекция, не решава проблема: изчисленията показват, че е необходима разсейваща повърхност от 2000 квадратни метра. виж и дебелината на корпуса на радиатора (плочата, от която излизат перките или иглите) е от 16 мм. Да притежаваш толкова много алуминий във фасонен продукт беше и си остава мечта в кристален замък за един аматьор. Охладител на процесора с въздушен поток също не е подходящ; той е проектиран за по-малко мощност.

Един от вариантите за домашен майстор– алуминиева плоча с дебелина 6 mm и размери 150x250 mm с отвори с нарастващ диаметър, пробити по радиусите от мястото на монтаж на охлаждания елемент в шахматен ред. Той също така ще служи като задна стена на корпуса на захранващия блок, както на фиг. 4.

Задължително условие за ефективността на такъв охладител е слабият, но непрекъснат въздушен поток през отворите отвън навътре. За да направите това, инсталирайте устройство с ниска мощност в корпуса (за предпочитане отгоре) изпускателен вентилатор. Подходящ е например компютър с диаметър 76 mm или повече. добавете. HDD охладител или видео карта. Свързва се към пинове 2 и 8 на DA1, винаги има 12V.

Забележка: Всъщност един радикален начин за преодоляване на този проблем е вторична намотка Tr с кранове за 18, 27 и 36V. Първичното напрежение се превключва в зависимост от това кой инструмент се използва.

И все пак UPS

Описаното захранване за работилницата е добро и много надеждно, но е трудно да го носите със себе си на пътувания. Това е мястото, където компютърното захранване ще се впише: електроинструментът е нечувствителен към повечето от своите недостатъци. Някои модификации най-често се свеждат до инсталиране на изходен (най-близък до товара) електролитен кондензатор с голям капацитет за описаната по-горе цел. В RuNet има много рецепти за преобразуване на компютърни захранвания за електрически инструменти (главно отвертки, които не са много мощни, но много полезни); един от методите е показан във видеото по-долу за 12V инструмент.

Видео: 12V захранване от компютър

Още по-лесно е с 18V инструменти: те консумират по-малко ток за същата мощност. Тук може да бъде полезно много по-достъпно устройство за запалване (баласт) от 40 W или повече енергоспестяваща лампа; може да се постави изцяло в случай на лоша батерия и само кабелът с щепсела ще остане отвън. Как да направите захранване за 18V отвертка от баласт от изгоряла икономка, вижте следното видео.

Видео: 18V захранване за винтоверт

Висок клас

Но да се върнем към SNN на ES, техните възможности далеч не са изчерпани. На фиг. 5 – биполярно мощно захранване с регулиране 0-30 V, подходящо за Hi-Fi аудио техника и други взискателни потребители. Изходното напрежение се задава с помощта на едно копче (R8) и симетрията на каналите се поддържа автоматично при всяка стойност на напрежението и всякакъв ток на натоварване. Един педант-формалист може да стане сив пред очите му при вида на тази схема, но авторът има такова захранване, работещо правилно от около 30 години.

Основният препъни камък при създаването му беше δr = δu/δi, където δu и δi са малки моментни увеличения на напрежението и тока, съответно. За разработване и настройка на висококачествено оборудване е необходимо δr да не надвишава 0,05-0,07 Ohm. Просто δr определя способността на захранването незабавно да реагира на пикове в потреблението на ток.

За SNN на EP, δr е равно на това на ION, т.е. ценеров диод, разделен на коефициента на пренос на ток β RE. Но за мощните транзистори β пада значително при голям колекторен ток и δr на ценеровия диод варира от няколко до десетки ома. Тук, за да компенсираме спада на напрежението в RE и да намалим температурния дрейф на изходното напрежение, трябваше да съберем цяла верига от тях наполовина с диоди: VD8-VD10. Следователно референтното напрежение от ION се премахва чрез допълнителен ED на VT1, неговият β се умножава по β RE.

Следващата характеристика на този дизайн е защитата от късо съединение. Най-простият, описан по-горе, не се вписва в биполярна верига по никакъв начин, така че проблемът със защитата се решава според принципа „няма трик срещу скрап“: няма защитен модул като такъв, но има излишък в параметрите на мощните елементи - KT825 и KT827 при 25A и KD2997A при 30A. T2 не е в състояние да осигури такъв ток и докато се загрее, FU1 и / или FU2 ще имат време да изгорят.

Забележка: Не е необходимо да се обозначават изгорели предпазители на миниатюрни лампи с нажежаема жичка. Просто по това време светодиодите все още бяха доста оскъдни и имаше няколко шепи SMOK в скривалището.

Остава да се защити RE от допълнителните разрядни токове на пулсационния филтър C3, C4 по време на късо съединение. За да направите това, те са свързани чрез ограничаващи резистори с ниско съпротивление. В този случай във веригата могат да се появят пулсации с период, равен на времеконстантата R(3,4)C(3,4). Те се предотвратяват от C5, C6 с по-малък капацитет. Техните допълнителни токове вече не са опасни за RE: зарядът се изтощава по-бързо, отколкото кристалите на мощния KT825/827 се нагряват.

Симетрията на изхода се осигурява от операционен усилвател DA1. RE на отрицателния канал VT2 се отваря от ток през R6. Веднага щом минусът на изхода надвиши плюса в модула, той леко ще отвори VT3, което ще затвори VT2 и абсолютните стойности на изходните напрежения ще бъдат равни. Оперативният контрол върху симетрията на изхода се извършва с помощта на циферблат с нула в средата на скалата P1 (външният му вид е показан във вмъкването), а настройката, ако е необходимо, се извършва от R11.

Последният акцент е изходният филтър C9-C12, L1, L2. Този дизайн е необходим, за да се абсорбират възможни високочестотни смущения от товара, за да не се натоварва мозъкът ви: прототипът е бъги или захранването е „колебащо“. Само с електролитни кондензатори, шунтирани с керамика, тук няма пълна сигурност; голямата самоиндукция на „електролитите“ пречи. И дроселите L1, L2 разделят „връщането“ на товара в целия спектър и всеки свой собствен.

Това захранващо устройство, за разлика от предишните, изисква известна настройка:

1. Свържете товар от 1-2 A при 30V;
2. R8 е настроен на максимум, в най-висока позиция според схемата;
3. С помощта на референтен волтметър (който и да е цифров мултицет сега ще свърши работа) и R11, напреженията на канала се настройват да бъдат равни по абсолютна стойност. Може би, ако операционният усилвател няма възможност за балансиране, ще трябва да изберете R10 или R12;
4. Използвайте тримера R14, за да настроите P1 точно на нула.

За ремонт на захранване

PSU се провалят по-често от други електронни устройства: те поемат първия удар на мрежовите хвърляния, получават много от товара. Дори и да нямате намерение да правите собствено захранване, UPS може да намерите освен в компютър и в микровълнова фурна, пералня и други домакински уреди. Умението за диагностика на захранване и познаването на основите на електрическата безопасност ще ви позволи, ако не да отстраните сами повредата, тогава компетентно да се пазарите за цената с ремонтни майстори. Затова нека да разгледаме как се диагностицира и ремонтира захранването, особено с IIN, защото над 80% от провалите са техен дял.

Наситеност и течение

На първо място, за някои ефекти, без разбиране на които е невъзможно да работите с UPS. Първият от тях е насищането на феромагнетици. Те не са в състояние да абсорбират енергия с повече от определена стойност, в зависимост от свойствата на материала. Любителите рядко срещат насищане на желязото; то може да бъде намагнетизирано до няколко тесла (тесла, мерна единица за магнитна индукция). При изчисляване на железни трансформатори индукцията се приема за 0,7-1,7 Tesla. Феритите могат да издържат само 0,15-0,35 T, тяхната хистерезисна верига е „по-правоъгълна“ и работят при по-високи честоти, така че тяхната вероятност да „скочат в насищане“ е с порядъци по-висока.

Ако магнитната верига е наситена, индукцията в нея вече не расте и ЕМП на вторичните намотки изчезва, дори ако първичната вече се е стопила (помните ли училищната физика?). Сега изключете първичния ток. Магнитното поле в меките магнитни материали (твърдите магнитни материали са постоянни магнити) не може да съществува неподвижно, като електрически заряд или вода в резервоар. Той ще започне да се разсейва, индукцията ще спадне и във всички намотки ще се индуцира ЕМП с противоположна полярност спрямо първоначалната полярност. Този ефект се използва доста широко в IIN.

За разлика от насищането, преминаващият ток в полупроводниковите устройства (просто тяга) е абсолютно вредно явление. Възниква поради образуването/резорбцията на пространствени заряди в областите p и n; за биполярни транзистори - главно в основата. Полевите транзистори и диодите на Шотки са практически без течения.

Например, когато напрежението се приложи/премахне към диод, той провежда ток в двете посоки, докато зарядите се съберат/разтворят. Ето защо загубата на напрежение върху диодите в токоизправителите е повече от 0,7 V: в момента на превключване част от заряда на филтърния кондензатор има време да премине през намотката. В паралелен удвояващ токоизправител тягата преминава през двата диода едновременно.

Тягата на транзисторите причинява скок на напрежението върху колектора, което може да повреди устройството или, ако е свързан товар, да го повреди чрез допълнителен ток. Но дори и без това транзисторната тяга увеличава динамичните загуби на енергия, както диодната тяга, и намалява Ефективност на устройството. Мощните транзистори с полеви ефекти почти не са податливи на него, т.к не натрупват заряд в основата поради липсата му и следователно превключват много бързо и плавно. „Почти“, защото техните вериги източник-гейт са защитени от обратно напрежение чрез диоди на Шотки, които са леко, но през.

Видове TIN

UPS проследяват произхода си обратно към блокиращия генератор, поз. 1 на фиг. 6. Когато е включен, Uin VT1 е леко отворен от ток през Rb, токът протича през намотката Wk. Тя не може незабавно да нарасне до границата (помнете отново училищната физика); в основата Wb и товарната намотка Wn се индуцира ЕДС. От Wb, през Sb, принуждава отключването на VT1. Все още не протича ток през Wn и VD1 не стартира.

Когато магнитната верига се насити, токовете в Wb и Wn спират. След това, поради разсейването (резорбцията) на енергията, индукцията пада, в намотките се индуцира ЕМП с противоположна полярност и обратното напрежение Wb моментално блокира (блокира) VT1, като го спасява от прегряване и термичен срив. Следователно такава схема се нарича блокиращ генератор или просто блокиране. Rk и Sk прекъсват HF смущенията, от които блокирането произвежда повече от достатъчно. Сега малко полезна мощност може да бъде премахната от Wn, но само чрез 1P токоизправител. Тази фаза продължава, докато Sat не се зареди напълно или докато съхранената магнитна енергия се изчерпи.

Тази мощност обаче е малка, до 10W. Ако се опитате да вземете повече, VT1 ще изгори от силно течение, преди да заключи. Тъй като Tp е наситен, ефективността на блокиране не е добра: повече от половината от енергията, съхранена в магнитната верига, отлита, за да затопли други светове. Вярно е, че поради същото насищане, блокирането до известна степен стабилизира продължителността и амплитудата на неговите импулси и веригата му е много проста. Поради това базираните на блокиране TIN често се използват в евтини зарядни устройства за телефони.

Забележка: стойността на Sb до голяма степен, но не напълно, както пишат в аматьорските справочници, определя периода на повторение на импулса. Стойността на неговия капацитет трябва да бъде свързана със свойствата и размерите на магнитната верига и скоростта на транзистора.

Блокирането по едно време доведе до телевизори с линейно сканиране с електроннолъчеви тръби (CRT) и роди INN с амортисьор диод, поз. 2. Тук контролният блок, въз основа на сигнали от Wb и DSP веригата за обратна връзка, принудително отваря/заключва VT1 преди Tr да е наситен. С VT1 заключен обратен ток Wk се затваря през същия амортисьор диод VD1. Това е работната фаза: вече по-голяма, отколкото при блокиране, част от енергията се отстранява в товара. Той е голям, защото когато е напълно наситен, цялата допълнителна енергия отлита, но тук няма достатъчно от тази допълнителна. По този начин е възможно да се премахне мощност до няколко десетки вата. Въпреки това, тъй като управляващият блок не може да работи, докато Tr не достигне насищане, транзисторът все още прозира силно, динамичните загуби са големи и ефективността на веригата оставя много повече да се желае.

IIN с амортисьор все още е жив в телевизори и CRT дисплеи, тъй като в тях IIN и изходът за хоризонтално сканиране са комбинирани: силовият транзистор и TP са общи. Това значително намалява производствените разходи. Но, честно казано, IIN с амортисьор е фундаментално закърнял: транзисторът и трансформаторът са принудени да работят през цялото време на ръба на повредата. Инженерите, които успяха да доведат тази схема до приемлива надеждност, заслужават най-дълбоко уважение, но силно не се препоръчва да залепите поялник там, освен за професионалисти, които са преминали професионално обучение и имат подходящ опит.

Push-pull INN с отделен трансформатор за обратна връзка е най-широко използван, т.к има най-добри качествени показатели и надеждност. Въпреки това, по отношение на радиочестотните смущения, той също греши ужасно в сравнение с „аналоговите“ захранвания (с трансформатори на хардуер и SNN). В момента тази схема съществува в много модификации; мощните биполярни транзистори в него са почти напълно заменени с полеви, управлявани от специални устройства. IC, но принципът на действие остава непроменен. Илюстрира го оригинална схема, поз. 3.

Ограничителното устройство (LD) ограничава тока на зареждане на кондензаторите на входния филтър Sfvkh1(2). Големият им размер е задължително условие за работата на устройството, т.к По време на един работен цикъл от тях се отнема малка част от съхранената енергия. Грубо казано, те играят ролята на резервоар за вода или въздушен приемник. При зареждане на „късо“ токът на допълнителното зареждане може да надхвърли 100A за време до 100 ms. Rc1 и Rc2 със съпротивление от порядъка на MOhm са необходими за балансиране на напрежението на филтъра, т.к най-малкият дисбаланс на раменете му е неприемлив.

Когато Sfvkh1(2) са заредени, ултразвуковото задействащо устройство генерира задействащ импулс, който отваря едно от рамената (кое е без значение) на инвертора VT1 VT2. Ток протича през намотката Wk на голям силов трансформатор Tr2 и магнитната енергия от неговата сърцевина през намотката Wn почти напълно се изразходва за коригиране и върху товара.

Малка част от енергията Tr2, определена от стойността на Rogr, се отстранява от намотката Woc1 и се подава към намотката Woc2 на малкия основен трансформатор за обратна връзка Tr1. Той бързо се насища, отвореното рамо се затваря и поради разсейване в Tr2, затвореното преди това се отваря, както е описано за блокиране, и цикълът се повтаря.

По същество двунасоченият IIN представлява 2 блокера, които се „бутат“ един друг. Тъй като мощният Tr2 не е наситен, тягата VT1 VT2 е малка, напълно „потъва“ в магнитната верига Tr2 и в крайна сметка отива в товара. Поради това може да се изгради двутактов IPP с мощност до няколко kW.

По-лошо е, ако се окаже в режим XX. След това, по време на половин цикъл, Tr2 ще има време да се насити и силна тяга ще изгори едновременно VT1 и VT2. Въпреки това, сега има в продажба мощни ферити за индукция до 0,6 Tesla, но те са скъпи и се разграждат от случайно обръщане на намагнитването. Разработват се ферити с капацитет над 1 Tesla, но за да могат IIN да постигнат „желязна“ надеждност, са необходими поне 2,5 Tesla.

Диагностична техника

Когато отстранявате неизправности на "аналогово" захранване, ако е "глупаво тихо", първо проверете предпазителите, след това защитата, RE и ION, ако има транзистори. Звънят нормално - преминаваме елемент по елемент, както е описано по-долу.

В IIN, ако се „стартира“ и веднага „се спре“, те първо проверяват контролния блок. Токът в него се ограничава от мощен резистор с ниско съпротивление, след което се шунтира от оптотиристор. Ако „резисторът“ очевидно е изгорял, сменете го и оптрона. Други елементи на устройството за управление се провалят изключително рядко.

Ако IIN е „мълчалив, като риба на лед“, диагнозата също започва с OU (може би „rezik“ е напълно изгорял). След това - ултразвук. Евтините модели използват транзистори в режим на лавинен разбивка, което далеч не е много надеждно.

Следващият етап във всяко захранване са електролитите. Счупването на корпуса и изтичането на електролит не са толкова чести, колкото пишат в RuNet, но загубата на капацитет се случва много по-често от повредата на активните елементи. Електролитните кондензатори се проверяват с мултиметър, способен да измерва капацитет. Под номиналната стойност с 20% или повече - поставяме „мъртвеца“ в утайката и инсталираме нов, добър.

След това има активни елементи. Вероятно знаете как да набирате диоди и транзистори. Но тук има 2 трика. Първият е, че ако диод на Шотки или ценеров диод се извика от тестер с 12V батерия, тогава устройството може да покаже повреда, въпреки че диодът е доста добър. По-добре е да се обадите на тези компоненти с помощта на показалец с батерия 1,5-3 V.

Вторият е мощни полеви работници. По-горе (забелязахте ли?) се казва, че техните I-Z са защитени с диоди. Следователно мощните транзистори с полеви ефекти изглеждат като работещи биполярни транзистори, дори и да са неизползваеми, ако каналът е „изгорял“ (деградирал) не напълно.

Тук единственият достъпен начин у дома е да ги замените с известни добри, и двете наведнъж. Ако е останал изгорял във веригата, веднага ще дръпне нов работещ със себе си. Електронните инженери се шегуват, че мощните полеви работници не могат един без друг. Друг проф. шега – „заместваща гей двойка“. Това означава, че транзисторите на рамената на IIN трябва да бъдат строго от един и същи тип.

И накрая, филмови и керамични кондензатори. Те се характеризират с вътрешни прекъсвания (открити от същия тестер, който проверява „климатиците“) и изтичане или повреда под напрежение. За да ги „хванете“, трябва да сглобите проста схема съгласно фиг. 7. Проверка стъпка по стъпка електрически кондензаториза повреда и изтичане се извършва, както следва:

• Задаваме на тестера, без да го свързваме никъде, най-малката граница за измерване на директно напрежение (най-често 0,2 V или 200 mV), откриваме и записваме собствената грешка на устройството;
• Включваме границата на измерване от 20V;
• Свързваме подозрителния кондензатор към точки 3-4, тестера към 5-6, а към 1-2 прилагаме постоянно напрежение 24-48 V;
• Превключете границите на напрежението на мултиметъра до най-ниското;
• Ако на който и да е тестер покаже нещо различно от 0000.00 (най-малкото - нещо различно от собствената си грешка), тестваният кондензатор не е подходящ.

Тук завършва методологичната част на диагностиката и започва творческата част, където всички указания се основават на вашите собствени знания, опит и съображения.

Двойка импулси

UPS-ите са специална статия поради тяхната сложност и разнообразие от вериги. Тук, като начало, ще разгледаме няколко примера, използващи широчинно-импулсна модулация (PWM), което ни позволява да получим UPS с най-добро качество. В RuNet има много ШИМ схеми, но ШИМ не е толкова страшно, колкото се представя...

За дизайн на осветление

Можете просто да запалите LED лентата от всяко захранване, описано по-горе, с изключение на това на фиг. 1, задаване на необходимото напрежение. SNN с поз. 1 Фиг. 3, лесно е да направите 3 от тях, за канали R, G и B. Но издръжливостта и стабилността на светенето на светодиодите не зависи от напрежението, приложено към тях, а от тока, протичащ през тях. Ето защо добър блокЗахранването на LED лентата трябва да включва стабилизатор на тока на натоварване; в техническо отношение - стабилен източник на ток (IST).

Една от схемите за стабилизиране на тока на светлинната лента, която може да бъде повторена от аматьори, е показана на фиг. 8. Сглобява се на интегриран таймер 555 (домашен аналог - K1006VI1). Осигурява стабилен ток на лентата от захранващо напрежение 9-15 V. Размерът на стабилния ток се определя по формулата I = 1/(2R6); в този случай - 0.7A. Мощният транзистор VT3 е непременно транзистор с полеви ефекти, поради заряда на основата биполярен ШИМ просто няма да се образува. Дроселът L1 е навит феритен пръстен 2000NM K20x4x6 сбруя 5xPE 0,2 мм. Брой навивки – 50. Диоди VD1, VD2 – всякакви силициеви RF (KD104, KD106); VT1 и VT2 – KT3107 или аналози. С KT361 и др. Диапазоните на входното напрежение и контрол на яркостта ще намалеят.

Веригата работи по следния начин: първо, капацитетът за настройка на времето C1 се зарежда през веригата R1VD1 и се разрежда през VD2R3VT2, отворен, т.е. в режим на насищане, през R1R5. Таймерът генерира поредица от импулси с максимална честота; по-точно - с минимален работен цикъл. Безинерционният превключвател VT3 генерира мощни импулси, а неговият сноп VD3C4C3L1 ги изглажда до DC.

Забележка: Коефициентът на запълване на поредица от импулси е отношението на техния период на повторение към продължителността на импулса. Ако например продължителността на импулса е 10 μs, а интервалът между тях е 100 μs, тогава работният цикъл ще бъде 11.

Токът в товара се увеличава и спадът на напрежението през R6 отваря VT1, т.е. прехвърля го от режим на изключване (заключване) в активен (подсилващ) режим. Това създава верига на изтичане за основата на VT2 R2VT1+Upit и VT2 също преминава в активен режим. Токът на разреждане C1 намалява, времето на разреждане се увеличава, работният цикъл на серията се увеличава и средната стойност на тока пада до нормата, определена от R6. Това е същността на ШИМ. При минимален ток, т.е. при максимален работен цикъл, C1 се разрежда през веригата VD2-R4-вътрешен таймер.

В оригиналния дизайн не е осигурена възможност за бързо регулиране на тока и съответно яркостта на сиянието; Няма потенциометри 0,68 ома. Най-лесният начин за регулиране на яркостта е чрез вмъкване на 3,3-10 kOhm потенциометър R* в пролуката между R3 и VT2 емитер след настройката, подчертана в кафяво. Чрез преместване на неговия двигател надолу по веригата, ние ще увеличим времето за разреждане на C4, работния цикъл и ще намалим тока. Друг начин е да заобиколите базовия преход на VT2 чрез включване на потенциометър от приблизително 1 MOhm в точки a и b (маркирани в червено), по-малко за предпочитане, т.к. корекцията ще бъде по-дълбока, но по-груба и по-рязка.

За съжаление, за да настроите това полезно не само за IST светлинни ленти, имате нужда от осцилоскоп:

1. Минималният +Upit се доставя към веригата.
2. Избирайки R1 (импулс) и R3 (пауза) постигаме работен цикъл от 2, т.е. Продължителността на импулса трябва да е равна на продължителността на паузата. Не можете да дадете работен цикъл по-малко от 2!
3. Сервирайте максимално +Upit.
4. Чрез избор на R4 се постига номиналната стойност на стабилен ток.

За зареждане

На фиг. 9 – диаграма на най-простия ISN с PWM, подходящ за зареждане на телефон, смартфон, таблет (лаптоп, за съжаление, няма да работи) от домашна слънчева батерия, вятърен генератор, акумулатор за мотоциклет или кола, магнитно фенерче „бъг“ и други захранване от нестабилни произволни източници с ниска мощност Вижте диаграмата за обхвата на входното напрежение, там няма грешка. Този ISN наистина е в състояние да произведе изходно напрежение, по-голямо от входното. Както и в предишния, тук има ефект на промяна на полярността на изхода спрямо входа, това обикновено е собствена характеристика на схемите с ШИМ. Да се ​​надяваме, че след като прочетете внимателно предишния, вие сами ще разберете работата на това мъничко нещо.

Между другото, за зареждането и зареждането

Зареждането на батериите е много сложен и деликатен физико-химичен процес, чието нарушаване намалява експлоатационния им живот няколко пъти или десетки пъти, т.е. брой цикли на зареждане-разреждане. Зарядното устройство трябва, въз основа на много малки промени в напрежението на батерията, да изчисли колко енергия е получена и съответно да регулира тока на зареждане според определен закон. Ето защо зарядно устройствов никакъв случай не е захранване и от обикновени захранвания могат да се зареждат само батерии в устройства с вграден контролер за зареждане: телефони, смартфони, таблети, някои модели цифрови фотоапарати. А зареждането, което е зарядно устройство, е тема за отделна дискусия.

Question-remont.ru каза:

Ще има искри от токоизправителя, но вероятно не е голяма работа. Въпросът е т.нар. диференциален изходен импеданс на захранването. За алкални батерии е около mOhm (милиома), за киселинни батерии е още по-малко. Транс с мост без изглаждане има десети и стотни от ома, т.е. приблизително. 100 – 10 пъти повече. И пусковият ток на DC двигател с четка може да бъде 6-7 или дори 20 пъти по-голям от работния ток. Вашият най-вероятно е по-близък до последния - двигателите с бързо ускорение са по-компактни и по-икономични, а огромният капацитет на претоварване на. батериите ви позволяват да дадете на двигателя толкова ток, колкото той може да издържи за ускорение. Транс с токоизправител няма да даде толкова моментен ток, а двигателят ускорява по-бавно от предвиденото и с голямо приплъзване на арматурата. От това, от голямото приплъзване, възниква искра и след това остава в действие поради самоиндукция в намотките.

Какво мога да препоръчам тук? Първо: погледнете по-отблизо - как искри? Трябва да го гледате в действие, под товар, т.е. по време на рязане.

Ако на определени места под четките танцуват искри, няма проблем. Имам мощна бормашина Конаково, която искри толкова много от раждането и за бога. За 24 години смених четките веднъж, измих ги със спирт и полирах комутатора – това е всичко. Ако сте свързали 18V инструмент към 24V изход, малко искрене е нормално. Развийте намотката или изгасете излишното напрежение с нещо като заваръчен реостат (резистор от приблизително 0,2 Ohm за разсейване на мощност от 200 W), така че двигателят да може да работи номинално напрежениеи най-вероятно искрата ще изчезне. Ако сте го свързали към 12 V, надявайки се, че след коригиране ще бъде 18, тогава напразно - коригираното напрежение пада значително при натоварване. А колекторният електродвигател, между другото, не се интересува дали се захранва от постоянен или променлив ток.

Конкретно: вземете 3-5 м стоманена тел с диаметър 2,5-3 мм. Разточете на спирала с диаметър 100-200 мм, така че завоите да не се допират. Поставете върху огнеупорна диелектрична подложка. Почистете краищата на жицата до блясък и ги сгънете на „уши“. Най-добре е веднага да смажете с графитна смазка, за да предотвратите окисляване. Този реостат е свързан към прекъсване на един от проводниците, водещи към инструмента. От само себе си се разбира, че контактите трябва да са винтове, здраво затегнати, с шайби. Свържете цялата верига към изхода 24V без коригиране. Искрата я няма, но мощността на вала също е паднала - трябва да се намали реостатът, единият контакт трябва да се превключи на 1-2 оборота по-близо до другия. Все още искри, но по-малко - реостатът е твърде малък, трябва да добавите повече обороти. По-добре е незабавно да направите реостат очевидно голям, за да не завинтвате допълнителни секции. По-лошо е, ако огънят е по протежение на цялата линия на контакт между четките и комутатора или искрите след тях. Тогава токоизправителя има нужда от анти-алиасинг филтър някъде, според твоите данни, от 100 000 µF. Не е евтино удоволствие. „Филтърът“ в този случай ще бъде устройство за съхранение на енергия за ускоряване на двигателя. Но може да не помогне, ако общата мощност на трансформатора не е достатъчна. Ефективност колекторни двигатели DC прибл. 0,55-0,65, т.е. trans е необходим от 800-900 W. Тоест, ако филтърът е монтиран, но все още искри с огън под цялата четка (под двете, разбира се), тогава трансформаторът не се справя със задачата. Да, ако инсталирате филтър, тогава диодите на моста трябва да бъдат оценени за утроен работен ток, в противен случай те могат да излетят от скока на зарядния ток, когато са свързани към мрежата. И тогава инструментът може да се стартира 5-10 секунди след свързване към мрежата, така че „банките“ да имат време да „изпомпват“.

И най-лошото е, ако опашките от искри от четките достигнат или почти достигнат отсрещната четка. Това се нарича всеобхватен огън. Много бързо изгаря колектора до пълна неизправност. Може да има няколко причини за кръгъл огън. В твоя случай най-вероятно е мотора да е пуснат на 12V с изправяне. След това при ток от 30 А електрическа мощноствъв веригата 360 W. Котвата се плъзга повече от 30 градуса на оборот и това непременно е непрекъснат всеобхватен огън. Също така е възможно арматурата на двигателя да е навита с проста (не двойна) вълна. Такива електродвигатели по-добре преодоляват моментните претоварвания, но имат стартов ток - майко, не се притеснявай. Не мога да кажа по-точно задочно и няма смисъл - малко вероятно е нещо да се поправи тук със собствените ни ръце. Тогава вероятно ще бъде по-евтино и по-лесно да намерите и закупите нови батерии. Но първо опитайте да включите двигателя на малко по-високо напрежение през реостата (вижте по-горе). Почти винаги по този начин е възможно да се сваля продължителен кръгов огън с цената на малко (до 10-15%) намаляване на мощността на вала.