Toiteallika valmistamine oma kätega on mõttekas mitte ainult entusiastlikele raadioamatööridele. Omatehtud toiteplokk (PSU) loob mugavuse ja säästab märkimisväärselt järgmistel juhtudel:
Professionaalsed toiteallikad on mõeldud toiteks igasuguseid koormusi, sh. reaktiivne. Võimalike tarbijate hulka kuuluvad täppisseadmed. Pro-BP peab määramata kaua säilitama määratud pinget suurima täpsusega ning selle konstruktsioon, kaitse ja automaatika peavad võimaldama töötada kvalifitseerimata personalil näiteks rasketes tingimustes. bioloogid, et oma instrumente kasvuhoones või ekspeditsioonil toita.
Amatöörlabori toiteallikas on nendest piirangutest vaba ja seetõttu saab seda oluliselt lihtsustada, säilitades samal ajal isiklikuks kasutamiseks piisavad kvaliteedinäitajad. Lisaks on ka lihtsate täiustuste abil võimalik saada sellest eriotstarbeline toiteallikas. Mida me nüüd tegema hakkame?
Märge: nii SNN kui ka ISN võivad töötada nii tööstuslikust sagedustoiteallikast, millel on trafo, kui ka elektrivõrgust.
UPSid on kompaktsed ja ökonoomsed. Ja sahvris lebab paljudel vana arvuti toiteallikas, vananenud, kuid üsna töökorras. Kas siis on võimalik kohandada lülitustoiteallikat arvutist amatöör-/tööotstarbeks? Kahjuks on arvuti UPS üsna kõrgelt spetsialiseerunud seade ja selle kasutamise võimalused kodus/tööl on väga piiratud:
Võib-olla on keskmisel amatööril soovitatav kasutada arvutist muudetud UPS-i ainult elektrilisteks tööriistadeks; selle kohta vaata allpool. Teine juhtum on see, kui amatöör tegeleb arvuti remondi ja/või loogikalülituste loomisega. Kuid siis ta juba teab, kuidas kohandada selle jaoks arvuti toiteallikat:
UPS-ide puuduste ning nende põhi- ja vooluahela keerukuse tõttu vaatleme lõpus vaid mõnda neist, kuid lihtsaid ja kasulikke ning räägime IPS-i parandamise meetodist. Põhiosa materjalist on pühendatud SNN-ile ja IPN-ile koos tööstuslike sagedustrafodega. Need võimaldavad äsja jootekolvi kätte võtnud inimesel ehitada väga kvaliteetse toiteploki. Ja kui see on talus, on "peeneid" tehnikaid lihtsam omandada.
Esiteks vaatame IPN-i. Impulssiga jätame detailsemalt kuni remonti käsitleva osani, kuid neil on midagi ühist “raudsete” omadega: jõutrafo, alaldi ja pulsatsioonisummutusfilter. Üheskoos saab neid sõltuvalt toiteallika eesmärgist rakendada mitmel viisil.
Pos. 1 joonisel fig. 1 – poollaine (1P) alaldi. Pingelang dioodil on väikseim, ca. 2B. Kuid alaldatud pinge pulsatsioon on sagedusega 50 Hz ja on "räbaldunud", s.t. impulsside vaheliste intervallidega, seega peaks pulsatsioonifiltri kondensaator Sf olema 4-6 korda suurem kui teistes ahelates. Jõutrafo Tr kasutamine võimsuseks on 50%, sest Ainult 1 poollaine on parandatud. Samal põhjusel tekib Tr magnetahelas magnetvoo tasakaalustamatus ja võrk “näeb” seda mitte aktiivse koormuse, vaid induktiivsusena. Seetõttu kasutatakse 1P alalteid ainult väikese võimsusega ja näiteks seal, kus muud võimalust pole. IIN-is blokeerivatel generaatoritel ja summutidioodiga, vt allpool.
Märge: miks 2V, mitte 0,7V, mille juures avaneb ränis p-n ristmik? Põhjus on läbi voolu, mida arutatakse allpool.
Pos. 2 – 2-poollaine keskpunktiga (2PS). Dioodikaod on samad, mis varem. juhtum. Pulsatsioon on 100 Hz pidev, seega on vaja väikseimat võimalikku Sf-i. Tr kasutamine – 100% Puudus – vase kahekordne tarbimine sekundaarmähisel. Ajal, mil alaldid valmistati kenotronlampide abil, polnud sellel tähtsust, kuid nüüd on see määrav. Seetõttu kasutatakse 2PS-i madalpinge alaldites, peamiselt kõrgematel sagedustel UPS-i Schottky dioodidega, kuid 2PS-l pole põhimõttelisi piiranguid võimsusele.
Pos. 3 – 2-poollainesild, 2RM. Dioodide kaod kahekordistuvad võrreldes positsiooniga. 1 ja 2. Ülejäänu on sama, mis 2PS, kuid sekundaarset vaske on vaja peaaegu poole vähem. Peaaegu - sest "lisadioodide" paari kadude kompenseerimiseks tuleb mitu pööret kerida. Kõige sagedamini kasutatav ahel on pinge jaoks alates 12 V.
Pos. 3 – bipolaarne. "Silda" on kujutatud tavapäraselt, nagu lülitusskeemidel tavaks (harjuge sellega!) ja seda pööratakse 90 kraadi vastupäeva, kuid tegelikult on see 2PS-i paar, mis on ühendatud vastupidises polaarsuses, nagu on selgelt näha ka allpool. Joonis fig. 6. Vase tarbimine on sama, mis 2PS, dioodikaod on samad, mis 2PM, ülejäänud on samad kui mõlemal. See on ehitatud peamiselt pingesümmeetriat nõudvate analoogseadmete toiteks: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC jne.
Pos. 4 – paralleelse dubleerimise skeemi järgi bipolaarne. Tagab suurenenud pinge sümmeetria ilma lisameetmeteta, sest sekundaarmähise asümmeetria on välistatud. Kasutades Tr 100%, pulseerib 100 Hz, aga rebenenud, seega vajab Sf topeltvõimsust. Dioodide kaod on läbivoolude vastastikuse vahetuse tõttu ligikaudu 2,7 V, vt allpool, ja võimsusel üle 15-20 W suurenevad need järsult. Need on ehitatud peamiselt väikese võimsusega abiseadmetena operatiivvõimendite (operatsioonivõimendite) ja muude väikese võimsusega, kuid toiteallika kvaliteedi osas nõudlike analoogkomponentide iseseisvaks toiteks.
UPS-is on kogu vooluahel kõige sagedamini selgelt seotud trafo/trafode standardsuurusega (täpsemalt ruumala ja ristlõikepinnaga Sc), kuna peenprotsesside kasutamine ferriidis võimaldab vooluringi lihtsustada, muutes selle töökindlamaks. Siin taandub "kuidagi omal moel" arendaja soovituste rangele järgimisele.
Rauapõhine trafo valitakse SNN-i omadusi arvesse võttes või seda arvestatakse selle arvutamisel. RE Ure pingelangust ei tohiks võtta alla 3 V, vastasel juhul langeb VS järsult. Kui Ure suureneb, suureneb VS veidi, kuid hajutatud RE võimsus kasvab palju kiiremini. Seetõttu võetakse Ure pingel 4-6 V. Sellele lisame 2(4) V kaod dioodidel ja pingelang sekundaarmähisel Tr U2; võimsusvahemikus 30-100 W ja pingel 12-60 V võtame selle 2,5 V-ni. U2 ei tulene eelkõige mähise oomilisest takistusest (võimsates trafodes on see üldiselt tühine), vaid südamiku magnetiseerimise ümberpööramisest ja hajuvälja tekitamisest tingitud kadudest. Lihtsalt osa võrgu energiast, mis primaarmähise poolt magnetahelasse “pumbatakse”, aurustub avakosmosesse, mida U2 väärtus arvestabki.
Niisiis, me arvutasime näiteks sildalaldi jaoks 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V lisa. Lisame selle toiteploki nõutavale väljundpingele; olgu see 12V ja jagage 1,414-ga, saame 22,5/1,414 = 15,9 või 16V, see on sekundaarmähise madalaim lubatud pinge. Kui TP on tehases valmistatud, võtame standardvahemikust 18 V.
Nüüd tuleb mängu sekundaarvool, mis loomulikult võrdub maksimaalse koormusvooluga. Oletame, et vajame 3A; korrutage 18V-ga, siis on see 54W. Saime üldvõimsuse Tr, Pg ja leiame nimivõimsuse P, jagades Pg kasuteguriga Tr η, mis sõltub Pg-st:
Meie puhul on P = 54/0,8 = 67,5 W, kuid sellist standardväärtust pole, seega peate võtma 80 W. Et saada väljundis 12Vx3A = 36W. Auruvedur ja see on kõik. On aeg õppida ise "transse" arvutama ja kerima. Veelgi enam, NSV Liidus töötati välja raua trafode arvutamise meetodid, mis võimaldavad ilma töökindlust kaotamata pigistada südamikust välja 600 W, mis amatöörraadio teatmeteoste järgi arvutades suudab toota ainult 250 W. "Raudne transs" pole nii rumal, kui tundub.
Alaldatud pinget tuleb stabiliseerida ja enamasti reguleerida. Kui koormus on võimsam kui 30-40 W, on vajalik ka lühisekaitse, vastasel juhul võib toiteallika rike põhjustada võrgurikke. SNN teeb seda kõike koos.
Algajale on parem mitte kohe suure võimsusega tööle minna, vaid teha testimiseks lihtne, väga stabiilne 12 V ELV vastavalt joonisel fig. 2. Seejärel saab seda kasutada võrdluspinge allikana (täpse väärtuse määrab R5), seadmete kontrollimiseks või kvaliteetse ELV ION-na. Selle vooluahela maksimaalne koormusvool on vaid 40 mA, kuid veevoolueelsel GT403 ja sama iidsel K140UD1 VSC on üle 1000 ning kui asendada VT1 keskmise võimsusega räni ja DA1 vastu mis tahes kaasaegsel op-võimendil ületab 2000 ja isegi 2500. Koormusvool tõuseb ka 150 -200 mA-ni, mis on juba kasulik.
Järgmine etapp on pinge reguleerimisega toiteallikas. Eelmine sai tehtud nö. kompenseeriv võrdlusahel, kuid seda on raske suure vooluga teisendada. Teeme emitteri järgijal (EF) põhineva uue SNN-i, milles RE ja CU on ühendatud vaid ühes transistoris. KSN jääb kuskil 80-150 kanti, aga amatöörile sellest piisab. Kuid ED-l olev SNN võimaldab ilma eriliste nippideta saada väljundvoolu kuni 10A või rohkem, nii palju kui Tr annab ja RE vastu peab.
Lihtsa 0-30V toiteallika vooluahel on näidatud pos. 1 Joon. 3. IPN selle jaoks on valmistrafo nagu TPP või TS 40-60 W sekundaarmähisega 2x24V jaoks. Alaldi tüüp 2PS dioodidega, mille nimivõimsus on 3-5A või rohkem (KD202, KD213, D242 jne). VT1 paigaldatakse radiaatorile, mille pindala on 50 ruutmeetrit või rohkem. cm; Vana arvutiprotsessor töötab väga hästi. Sellistes tingimustes see ELV lühist ei karda, ainult VT1 ja Tr kuumenevad, seega kaitseks piisab Tr primaarmähise ahelas olevast 0,5A kaitsmest.
Pos. Joonisel 2 on näha, kui mugav on amatöörile toiteplokk elektritoitel: seal on 5A toiteahel reguleerimisega 12-36 V. See toiteallikas suudab anda koormusele 10A, kui on olemas 400W 36V Tr. Selle esimene funktsioon on integreeritud SNN K142EN8 (eelistatavalt indeksiga B), mis toimib juhtseadmena ebatavalises rollis: omaenda 12 V väljundisse lisatakse osaliselt või täielikult kogu 24 V pinge ION-ilt R1, R2, VD5. , VD6. Kondensaatorid C2 ja C3 takistavad ergastust HF DA1-l, mis töötab ebatavalises režiimis.
Järgmine punkt on R3, VT2, R4 lühisekaitseseade (PD). Kui pingelang R4-l ületab ligikaudu 0,7 V, avaneb VT2, sulgeb VT1 baasahela ühisjuhtme külge, see sulgub ja lahutab koormuse pingest. R3 on vajalik selleks, et lisavool ei kahjustaks ultraheli käivitamisel DA1. Selle nimiväärtust pole vaja suurendada, sest kui ultraheli käivitub, peate VT1 kindlalt lukustama.
Ja viimane asi on väljundfiltri kondensaatori C4 näiliselt liigne mahtuvus. Sel juhul on see ohutu, sest VT1 maksimaalne kollektorivool 25A tagab selle laengu sisselülitamisel. Kuid see ELV suudab anda koormusele kuni 30A voolu 50-70 ms jooksul, seega sobib see lihtne toiteallikas madalpingetööriistade toiteks: selle käivitusvool ei ületa seda väärtust. Peate lihtsalt valmistama (vähemalt pleksiklaasist) juhtmega kontaktplokk-kinga, panema käepideme kanna külge ja laskma Akumychil enne lahkumist puhata ja ressursse säästa.
Oletame, et selles vooluringis on väljund 12V maksimaalselt 5A. See on vaid pusle keskmine võimsus, kuid erinevalt puurist või kruvikeerajast kulub sellele kogu aeg. C1 juures püsib ca 45V, st. RE VT1 peal jääb kuskil 33V 5A voolu juures. Võimsuse hajumine on üle 150 W, isegi üle 160, kui arvestada, et VD1-VD4 vajab ka jahutamist. Sellest on selge, et iga võimas reguleeritav toiteallikas peab olema varustatud väga tõhusa jahutussüsteemiga.
Loomuliku konvektsiooniga ribidega/nõelradiaator probleemi ei lahenda: arvutused näitavad, et vaja on 2000 ruutmeetri suurust hajutavat pinda. vt ja radiaatori korpuse (plaadi, millest uimed või nõelad ulatuvad) paksus on alates 16 mm. Omada nii palju alumiiniumi vormitud tootes oli ja jääb amatööri unistuseks kristalllossis. Samuti ei sobi õhuvooluga CPU jahuti, see on mõeldud väiksema võimsusega.
Kodumeistri üheks võimaluseks on 6 mm paksune ja 150x250 mm mõõtmetega alumiiniumplaat, millele on jahtunud elemendi paigalduskohast mööda raadiusi puuritud ruudukujuliselt kasvava läbimõõduga augud. See toimib ka toiteallika korpuse tagaseinana, nagu joonisel fig. 4.
Sellise jahuti tõhususe asendamatuks tingimuseks on nõrk, kuid pidev õhuvool läbi perforatsioonide väljastpoolt sissepoole. Selleks paigaldage korpusesse (soovitavalt ülaossa) väikese võimsusega väljatõmbeventilaator. Sobib näiteks arvuti, mille läbimõõt on 76 mm või rohkem. lisama. HDD jahuti või videokaart. See on ühendatud DA1 kontaktidega 2 ja 8, seal on alati 12 V.
Märge: Tegelikult on radikaalne viis selle probleemi lahendamiseks sekundaarmähis Tr koos kraanidega 18, 27 ja 36 V jaoks. Primaarpinge lülitatakse sõltuvalt kasutatavast tööriistast.
Kirjeldatud töökoja toiteallikas on hea ja väga töökindel, kuid reisidel on seda raske kaasas kanda. See on koht, kus arvuti toiteallikas sobib: elektriline tööriist on enamiku puuduste suhtes tundlik. Mõned modifikatsioonid taanduvad enamasti suure võimsusega väljundi (koormusele lähima) elektrolüütkondensaatori paigaldamisele ülalkirjeldatud eesmärgil. Elektritööriistade (peamiselt kruvikeerajate, mis pole väga võimsad, kuid väga kasulikud) arvuti toiteallikate teisendamiseks RuNetis on palju retsepte; üks meetoditest on näidatud allolevas videos 12 V tööriista jaoks.
18 V tööriistadega on see veelgi lihtsam: sama võimsuse puhul tarbivad need vähem voolu. Siin võib kasuks tulla palju soodsam süüteseade (liiteseadis) 40 W või enama säästulambilt; kehva aku korral saab selle täiesti panna ja välja jääb ainult kaabel koos toitepistikuga. Kuidas valmistada põlenud majahoidja liiteseadisest 18 V kruvikeerajale toide, vaata järgmist videot.
Kuid pöördume tagasi ES-i SNN-i juurde; nende võimalused pole kaugeltki ammendatud. Joonisel fig. 5 – bipolaarne võimas toiteallikas 0-30 V reguleerimisega, sobib Hi-Fi heliseadmetele ja teistele nõudlikele tarbijatele. Väljundpinge seadistamine toimub ühe nupu (R8) abil ning kanalite sümmeetria säilitatakse automaatselt mis tahes pinge ja koormusvoolu korral. Pedant-formalist võib seda vooluringi nähes silme all halliks minna, aga autoril on selline toiteplokk korralikult töös olnud umbes 30 aastat.
Peamine komistuskivi selle loomise ajal oli δr = δu/δi, kus δu ja δi on vastavalt väikesed hetkelised pinge ja voolu juurdekasvud. Kvaliteetsete seadmete väljatöötamiseks ja seadistamiseks on vajalik, et δr ei ületaks 0,05-0,07 oomi. Lihtsalt, δr määrab toiteallika võime koheselt reageerida voolutarbimise tõusule.
EP SNN-i puhul on δr võrdne ION-i omaga, st. zeneri diood jagatud voolu ülekandeteguriga β RE. Kuid võimsate transistoride puhul langeb β märkimisväärselt suure kollektori voolu korral ja zeneri dioodi δr on mõnest kümnest oomist. Siin tuli RE pingelanguse kompenseerimiseks ja väljundpinge temperatuuri triivi vähendamiseks dioodidega kokku panna terve keti neist pooleks: VD8-VD10. Seetõttu eemaldatakse ION-i võrdluspinge VT1 täiendava ED kaudu, selle β korrutatakse β RE-ga.
Selle disaini järgmine omadus on lühisekaitse. Lihtsaim, ülalkirjeldatud, ei sobi kuidagi bipolaarsesse vooluringi, seega lahendatakse kaitseprobleem põhimõttel "praagi vastu pole nippi": kaitsemoodulit kui sellist pole, küll aga liiasust. võimsate elementide parameetrid - KT825 ja KT827 25A juures ja KD2997A 30A juures. T2 ei suuda sellist voolu anda ja soojenemise ajal on FU1 ja/või FU2 aega läbi põleda.
Märge: Miniatuursetel hõõglampidel ei ole vaja läbipõlenud kaitsmeid näidata. Lihtsalt sel ajal oli LED-e veel üsna vähe ja laos oli mitu peotäit SMOK-i.
Jääb üle kaitsta RE-d pulsatsioonifiltri C3, C4 täiendavate tühjendusvoolude eest lühise ajal. Selleks ühendatakse need läbi madala takistusega piiravate takistite. Sel juhul võivad ahelas ilmneda pulsatsioonid perioodiga, mis on võrdne ajakonstandiga R(3,4)C(3,4). Neid takistavad väiksema mahutavusega C5, C6. Nende lisavoolud pole RE jaoks enam ohtlikud: laeng tühjeneb kiiremini, kui võimsa KT825/827 kristallid kuumenevad.
Väljundsümmeetria tagab op-amp DA1. Negatiivse kanali VT2 RE avatakse vooluga läbi R6. Niipea, kui väljundi miinus ületab mooduli plussi, avaneb see veidi VT3, mis sulgeb VT2 ja väljundpinge absoluutväärtused on võrdsed. Väljundi sümmeetria töökontroll toimub skaala P1 keskel nulliga skaala abil (selle välimus on näidatud sisetükis) ja vajadusel reguleerib R11.
Viimane esiletõst on väljundfilter C9-C12, L1, L2. See konstruktsioon on vajalik koormuse võimalike HF-häirete neelamiseks, et mitte häirida teie aju: prototüüp on lollakas või toiteallikas on "kõikuv". Ainuüksi elektrolüütkondensaatoritega, mis on keraamikaga šunteeritud, pole siin täielikku kindlust, "elektrolüütide" suur iseinduktiivsus häirib. Ja drosselid L1, L2 jagavad koormuse “tagasi” kogu spektri ulatuses ja igaühele oma.
Erinevalt eelmistest vajab see toiteallikas mõningast reguleerimist:
PSU-d ebaõnnestuvad sagedamini kui teised elektroonikaseadmed: nad võtavad esimese hoobi võrgu tõusudest ja saavad ka koormusest palju. Isegi kui te ei kavatse oma toiteallikat teha, võib UPS-i leida lisaks arvutile ka mikrolaineahjus, pesumasinas jm kodumasinatest. Toiteploki diagnoosimise oskus ja teadmised elektriohutuse põhitõdedest võimaldavad kui mitte ise viga parandada, siis remondimeestega asjatundlikult hinnas kaubelda. Seetõttu vaatame, kuidas toiteplokki diagnoositakse ja parandatakse, eriti IIN-iga, kuna üle 80% ebaõnnestumistest on nende osa.
Esiteks mõningate efektide kohta, millest aru saamata on UPS-iga võimatu töötada. Esimene neist on ferromagnetite küllastus. Need ei ole võimelised neelama energiat, mis ületab teatud väärtuse, olenevalt materjali omadustest. Harrastajad puutuvad raua küllastumisega harva kokku; seda saab magnetiseerida mitmele Teslale (Tesla, magnetilise induktsiooni mõõtühik). Raudtrafode arvutamisel võetakse induktsiooniks 0,7-1,7 Teslat. Ferriidid taluvad ainult 0,15–0,35 T, nende hüstereesisilmus on "ristkülikukujulisem" ja töötavad kõrgematel sagedustel, seega on nende "küllastusse hüppamise" tõenäosus suurusjärgus suurem.
Kui magnetahel on küllastunud, siis induktsioon selles enam ei kasva ja sekundaarmähiste EMF kaob, isegi kui primaar on juba sulanud (mäletate koolifüüsikat?). Nüüd lülitage primaarvool välja. Pehmete magnetiliste materjalide (kõvad magnetmaterjalid on püsimagnetid) magnetväli ei saa eksisteerida paigal, nagu elektrilaeng või vesi paagis. See hakkab hajuma, induktsioon langeb ja kõigis mähistes indutseeritakse algse polaarsusega võrreldes vastupidise polaarsusega EMF. Seda efekti kasutatakse IIN-is üsna laialdaselt.
Erinevalt küllastumisest on pooljuhtseadmetes läbiv vool (lihtsalt tõmme) täiesti kahjulik nähtus. See tekib ruumilaengute tekke/resorptsiooni tõttu p ja n piirkondades; bipolaarsete transistoride jaoks - peamiselt baasis. Väljatransistorid ja Schottky dioodid on praktiliselt tuuletõmbusevabad.
Näiteks dioodile pinge rakendamisel/eemaldamisel juhib see voolu mõlemas suunas kuni laengute kogumiseni/lahustumiseni. Seetõttu on alaldi dioodide pingekadu üle 0,7 V: lülitamise hetkel jõuab osa filtrikondensaatori laengust mähisest läbi voolata. Paralleelselt kahekordistavas alaldis voolab tõmme läbi mõlema dioodi korraga.
Transistoride tõmbejõud põhjustab kollektoris pingetõusu, mis võib seadet kahjustada või koormuse ühendamisel kahjustada seda lisavooluga. Kuid isegi ilma selleta suurendab transistori tõmme dünaamilisi energiakadusid, nagu dioodi tõmbejõud, ja vähendab seadme efektiivsust. Võimsad väljatransistorid pole sellele peaaegu vastuvõtlikud, sest ei kogune alusesse selle puudumise tõttu laengut ja lülitub seetõttu väga kiiresti ja sujuvalt. "Peaaegu", kuna nende allika-värava ahelad on pöördpinge eest kaitstud Schottky dioodidega, mis on veidi, kuid läbivad.
UPS-id jälgivad nende päritolu blokeeriva generaatorini, pos. 1 joonisel fig. 6. Sisselülitamisel avaneb Uin VT1 veidi Rb läbiva vooluga, vool liigub läbi mähise Wk. See ei saa hetkega lõpuni kasvada (meenuta koolifüüsikat uuesti); baasis Wb ja koormusmähises Wn indutseeritakse emf. Alates Wb-st kuni Sb-ni sunnib see VT1 avama. Läbi Wn ei voola veel vool ja VD1 ei käivitu.
Kui magnetahel on küllastunud, peatuvad voolud Wb ja Wn. Seejärel energia hajumise (resorptsiooni) tõttu induktsioon langeb, mähistes indutseeritakse vastupidise polaarsusega EMF ja vastupidine pinge Wb lukustab (blokeerib) koheselt VT1, säästes seda ülekuumenemise ja termilise purunemise eest. Seetõttu nimetatakse sellist skeemi blokeerimisgeneraatoriks või lihtsalt blokeerimiseks. Rk ja Sk katkestavad HF-häired, millest blokeerimine tekitab enam kui piisavalt. Nüüd saab Wn-st natuke kasulikku võimsust eemaldada, kuid ainult 1P alaldi kaudu. See faas jätkub, kuni Sat on täielikult laetud või kuni salvestatud magnetenergia ammendub.
See võimsus on aga väike, kuni 10W. Kui proovite võtta rohkem, põleb VT1 tugevast tuuletõmbusest läbi enne, kui see lukustub. Kuna Tp on küllastunud, ei ole blokeerimise efektiivsus hea: üle poole magnetahelasse salvestatud energiast lendab ära teistesse maailmadesse sooja. Tõsi, sama küllastuse tõttu stabiliseerib blokeerimine teatud määral selle impulsside kestust ja amplituudi ning selle vooluahel on väga lihtne. Seetõttu kasutatakse odavates telefonilaadijates sageli blokeerimispõhiseid TIN-koode.
Märge: Sb väärtus suures osas, kuid mitte täielikult, nagu nad kirjutavad amatööride teatmeteostes, määrab impulsi kordusperioodi. Selle mahtuvuse väärtus peab olema seotud magnetahela omaduste ja mõõtmetega ning transistori kiirusega.
Korraga blokeerimine tõi kaasa elektronkiiretoruga (CRT) joonskaneerimisega telerite ja sellest sündis summutusdioodiga INN, pos. 2. Siin avab/lukustab juhtseade Wb ja DSP tagasisideahela signaalide põhjal VT1 sunniviisiliselt enne, kui Tr on küllastunud. Kui VT1 on lukustatud, suletakse pöördvool Wk läbi sama siibri dioodi VD1. See on tööfaas: juba suurem kui blokeerimisel eemaldatakse osa energiast koormusse. See on suur, sest kui see on täiesti küllastunud, lendab kogu lisaenergia minema, kuid siin pole sellest lisaenergiast piisavalt. Nii on võimalik võimsust eemaldada kuni mitukümmend vatti. Kuna aga juhtplokk ei saa töötada enne, kui Tr on küllastumisele lähenenud, paistab transistor ikkagi tugevalt läbi, dünaamilised kaod on suured ja ahela kasutegur jätab soovida.
Siibriga IIN on telerites ja kineskoopkuvarites endiselt elus, kuna neis on ühendatud IIN ja horisontaalne skannimise väljund: jõutransistor ja TP on ühised. See vähendab oluliselt tootmiskulusid. Kuid ausalt öeldes on siibriga IIN põhimõtteliselt kidur: transistor ja trafo on sunnitud kogu aeg rikke äärel töötama. Insenerid, kes suutsid viia selle vooluringi vastuvõetava töökindluseni, väärivad sügavat austust, kuid jootekolvi ei ole soovitatav sinna torgata, välja arvatud spetsialistid, kes on läbinud erialase ettevalmistuse ja omavad vastavat kogemust.
Enim kasutatakse eraldi tagasisidetrafoga push-pull INN, kuna omab parimaid kvaliteedinäitajaid ja töökindlust. RF-häirete osas patustab see aga kohutavalt ka “analoog” toiteallikatega (riistvara ja SNN-i trafodega) võrreldes. Praegu on sellel skeemil palju modifikatsioone; selles sisalduvad võimsad bipolaarsed transistorid asendatakse peaaegu täielikult väljaefektidega, mida juhivad spetsiaalsed seadmed. IC, kuid tööpõhimõte jääb muutumatuks. Seda illustreerib originaalskeem, pos. 3.
Piiramisseade (LD) piirab sisendfiltri Sfvkh1(2) kondensaatorite laadimisvoolu. Nende suur suurus on seadme töö hädavajalik tingimus, sest Ühe töötsükli jooksul võetakse neilt väike osa salvestatud energiast. Jämedalt öeldes täidavad nad veepaagi või õhuvastuvõtja rolli. Lühikese laadimise korral võib lisalaadimisvool ületada 100A kuni 100 ms aja jooksul. Rc1 ja Rc2 takistusega suurusjärgus MOhm on vajalikud filtri pinge tasakaalustamiseks, sest tema õlgade vähimgi tasakaalutus on vastuvõetamatu.
Kui Sfvkh1(2) on laetud, genereerib ultraheli päästikseade päästikimpulsi, mis avab inverteri VT1 VT2 ühe haru (milline pole oluline). Suure jõutrafo Tr2 mähise Wk läbib vool ja selle südamikust tulev magnetenergia läbi mähise Wn kulub peaaegu täielikult alaldamisele ja koormusele.
Väike osa Rogr väärtusega määratud energiast Tr2 eemaldatakse mähisest Woc1 ja suunatakse väikese põhitagasisidetrafo Tr1 mähisele Woc2. See küllastub kiiresti, avatud õlg sulgub ja Tr2 hajumise tõttu avaneb varem suletud, nagu blokeerimisel kirjeldatud, ja tsükkel kordub.
Sisuliselt on push-pull IIN 2 blokaatorit, mis üksteist “suruvad”. Kuna võimas Tr2 ei ole küllastunud, on süvis VT1 VT2 väike, “vajub” täielikult magnetahelasse Tr2 ja läheb lõpuks koormusse. Seetõttu saab kahetaktilist IPP-d ehitada võimsusega kuni mitu kW.
See on hullem, kui ta jõuab XX-režiimi. Siis on pooltsükli jooksul Tr2-l aega küllastuda ja tugev tuuletõmbus põletab korraga nii VT1 kui ka VT2. Nüüd on aga müügil jõuferriite induktsiooniks kuni 0,6 Teslat, kuid need on kallid ja lagunevad juhusliku magnetiseerimise ümberpööramise tõttu. Arendatakse ferriite, mille mahutavus on üle 1 Tesla, kuid selleks, et IIN-id saavutaksid “raudse” töökindluse, on vaja vähemalt 2,5 Teslat.
Analoogtoiteallika tõrkeotsingul, kui see on "rumal vaikne", kontrollige esmalt kaitsmeid, seejärel kaitset, RE ja ION, kui sellel on transistorid. Need helisevad normaalselt – liigume elemendi kaupa edasi, nagu allpool kirjeldatud.
Kui IIN-is see "käivitub" ja kohe "seiskub", kontrollivad nad esmalt juhtseadet. Selle voolu piirab võimas madala takistusega takisti, seejärel šunteeritakse optotüristor. Kui "takisti" on ilmselt põlenud, asendage see ja optronid. Muud juhtseadme elemendid ebaõnnestuvad äärmiselt harva.
Kui IIN on "vaikne, nagu kala jääl", algab diagnoos ka OU-ga (võib-olla on "rezik" täielikult läbi põlenud). Siis - ultraheli. Odavad mudelid kasutavad transistore laviini purunemise režiimis, mis pole kaugeltki väga usaldusväärne.
Iga toiteallika järgmine etapp on elektrolüüdid. Korpuse purunemine ja elektrolüüdi lekkimine pole kaugeltki nii levinud, kui RuNetis kirjutatakse, kuid võimsuse kaotus esineb palju sagedamini kui aktiivsete elementide rike. Elektrolüütkondensaatoreid kontrollitakse multimeetriga, mis on võimeline mõõtma mahtuvust. Alla nimiväärtuse 20% või rohkem - laseme "surnud" mudasse ja paigaldame uue, hea.
Siis on aktiivsed elemendid. Tõenäoliselt teate, kuidas dioode ja transistore valida. Kuid siin on 2 nippi. Esimene on see, et kui 12 V akuga tester kutsub Schottky dioodi või zeneri dioodi, võib seade näidata riket, kuigi diood on üsna hea. Parem on helistada nendele komponentidele 1,5-3 V akuga osuti abil.
Teine on võimsad välitöölised. Eespool (kas märkasite?) on öeldud, et nende I-Z on kaitstud dioodidega. Seetõttu tunduvad võimsad väljatransistorid tunduvad olevat hooldatavad bipolaarsed transistorid, isegi kui need on kasutuskõlbmatud, kui kanal on mitte täielikult läbi põlenud (riknenud).
Siin on ainus võimalus kodus vahetada need teadaolevate heade vastu, mõlemad korraga. Kui ahelasse jääb põlenud, tõmbab see kohe uue töötava kaasa. Elektroonikainsenerid naljatavad, et võimsad välitöölised ei saa üksteiseta elada. Teine prof. nali - "asendusgeipaar". See tähendab, et IIN-õlgade transistorid peavad olema rangelt sama tüüpi.
Lõpuks kile- ja keraamilised kondensaatorid. Neid iseloomustavad sisemised katkestused (leitud sama testeriga, mis kontrollib "kliimaseadmeid") ja leke või rike pinge all. Nende "püüdmiseks" peate koostama lihtsa vooluringi vastavalt joonisele fig. 7. Elektrikondensaatorite järkjärguline rikke ja lekke testimine viiakse läbi järgmiselt:
Siin lõpeb diagnoosi metoodiline osa ja algab loominguline osa, kus kõik juhised põhinevad sinu enda teadmistel, kogemustel ja kaalutlustel.
UPSid on oma keerukuse ja vooluahela mitmekesisuse tõttu eriline artikkel. Siin vaatleme alustuseks paari näidist, kasutades impulsi laiuse modulatsiooni (PWM), mis võimaldab meil saada parima kvaliteediga UPS-i. RuNetis on palju PWM-ahelaid, kuid PWM pole nii hirmutav, kui välja mõeldakse...
LED-riba saate lihtsalt valgustada mis tahes ülalkirjeldatud toiteallikast, välja arvatud joonisel fig. 1, seadistades vajaliku pinge. SNN koos pos. 1 Joon. 3, neist on lihtne teha 3 kanalitele R, G ja B. Kuid LED-ide sära vastupidavus ja stabiilsus ei sõltu neile rakendatavast pingest, vaid neid läbivast voolust. Seetõttu peaks LED-riba hea toiteallikas sisaldama koormusvoolu stabilisaatorit; tehnilises mõttes - stabiilne vooluallikas (IST).
Üks valgusriba voolu stabiliseerimise skeemidest, mida amatöörid saavad korrata, on näidatud joonisel fig. 8. See on kokku pandud integreeritud taimerile 555 (kodumaine analoog - K1006VI1). Tagab stabiilse lindivoolu toitepingest 9-15 V. Stabiilse voolu suurus määratakse valemiga I = 1/(2R6); sel juhul - 0,7A. Võimas transistor VT3 on tingimata väljatransistor, tõmbejõust ei teki baaslaengu tõttu lihtsalt bipolaarset PWM-i. Induktiivpool L1 on keritud ferriitrõngale 2000NM K20x4x6 koos 5xPE 0,2 mm rakmetega. Pöörete arv – 50. Dioodid VD1, VD2 – mis tahes räni RF (KD104, KD106); VT1 ja VT2 – KT3107 või analoogid. KT361-ga jne. Sisendpinge ja heleduse reguleerimisvahemikud vähenevad.
Ahel töötab nii: esiteks laaditakse ajaseadistusmahtuvus C1 läbi R1VD1 ahela ja tühjendatakse läbi VD2R3VT2, avatud, s.t. küllastusrežiimis R1R5 kaudu. Taimer genereerib maksimaalse sagedusega impulsside jada; täpsemalt – minimaalse töötsükliga. Inertsivaba lüliti VT3 genereerib võimsaid impulsse ja selle rakmed VD3C4C3L1 siluvad need alalisvooluks.
Märge: Impulsside seeria töötsükkel on nende kordusperioodi ja impulsi kestuse suhe. Kui näiteks impulsi kestus on 10 μs ja nende vaheline intervall on 100 μs, siis on töötsükkel 11.
Koormuse vool suureneb ja pingelang R6 avab VT1, st. edastab selle väljalülitatud (lukustus) režiimist aktiivsesse (tugevdavasse) režiimi. See loob VT2 R2VT1+Upit aluse lekkeahela ja VT2 läheb samuti aktiivsesse režiimi. Tühjendusvool C1 väheneb, tühjendusaeg pikeneb, jada töötsükkel suureneb ja keskmine voolu väärtus langeb R6 määratud normini. See on PWM-i olemus. Minimaalsel voolul, s.o. maksimaalse töötsükli korral tühjendatakse C1 sisemise taimeri lüliti VD2-R4 kaudu.
Algses kujunduses ei pakuta võimalust kiiresti reguleerida voolu ja vastavalt ka sära heledust; Puuduvad 0,68 oomi potentsiomeetrid. Lihtsaim viis heleduse reguleerimiseks on ühendada pärast reguleerimist 3,3–10 kOhm potentsiomeeter R* pruuniga esiletõstetud pilusse R3 ja VT2 emitteri vahel. Liigutades selle mootorit vooluringis allapoole, suurendame C4 tühjendusaega, töötsüklit ja vähendame voolu. Teine meetod on vältida VT2 baasristmikku, lülitades punktides a ja b (punasega esiletõstetud) sisse umbes 1 MOhm potentsiomeetri, mis on vähem eelistatav, kuna reguleerimine on sügavam, kuid konarlikum ja teravam.
Kahjuks on selle kasuliku seadistamiseks mitte ainult IST-valguslintide jaoks vaja ostsilloskoopi:
Joonisel fig. 9 – PWM-iga lihtsaima ISN-i skeem, mis sobib telefoni, nutitelefoni, tahvelarvuti (kahjuks sülearvuti ei tööta) laadimiseks isetehtud päikesepatareilt, tuulegeneraatorist, mootorratta või auto akust, magneto taskulambist ja muust väikese võimsusega ebastabiilsed juhuslikud allikad toiteallikas Vaata skeemi sisendpinge vahemiku kohta, seal viga pole. See ISN on tõepoolest võimeline tootma sisendist suuremat väljundpinget. Nagu eelmises, on ka siin väljundi polaarsuse muutmine sisendi suhtes; see on üldiselt PWM-ahelate patenteeritud omadus. Loodame, et pärast eelnevat tähelepanelikku lugemist saate ise selle tillukese asja tööst aru.
Akude laadimine on väga keeruline ja delikaatne füüsikalis-keemiline protsess, mille rikkumine vähendab nende kasutusiga mitu korda või kümneid kordi, s.t. laadimis-tühjenemise tsüklite arv. Laadija peab aku pinge väga väikeste muutuste põhjal arvutama, kui palju energiat on vastu võetud ja reguleerima laadimisvoolu vastavalt teatud seadusele. Seetõttu ei ole laadija mingil juhul toiteallikas ning tavalistest toiteallikatest saab laadida ainult sisseehitatud laadimiskontrolleriga seadmete akusid: telefonid, nutitelefonid, tahvelarvutid ja teatud mudelid digikaamerad. Ja laadimine, mis on laadija, on eraldi arutelu teema.
Question-remont.ru ütles:
Alaldist tekib sädemeid, kuid see pole ilmselt suurem asi. Asi on nn. toiteallika diferentsiaalne väljundtakistus. Leelispatareide puhul on see umbes mOhm (millioomi), happeakude puhul veelgi vähem. Silumata sillaga transis on kümnendik ja sajandik oomi, s.o u. 100-10 korda rohkem. Ja harjatud alalisvoolumootori käivitusvool võib olla 6-7 või isegi 20 korda suurem kui töövool.Teie oma on tõenäoliselt viimasele lähemal - kiiresti kiirendavad mootorid on kompaktsemad ja ökonoomsemad ning tohutu ülekoormusvõime akud võimaldavad anda mootorile nii palju voolu kui ta suudab.kiirenduseks. Alaldiga trans ei anna nii palju hetkevoolu ja mootor kiirendab aeglasemalt, kui see oli ette nähtud, ja armatuuri suure libisemisega. Sellest, suurest libisemisest, tekib säde ja jääb seejärel mähistes iseinduktsiooni tõttu tööle.
Mida ma saan siin soovitada? Esiteks: vaadake lähemalt – kuidas see sädemeid tekitab? Seda tuleb jälgida töökorras, koormuse all, st. saagimise ajal.
Kui sädemed teatud kohtades pintslite all tantsivad, on kõik korras. Minu võimas Konakovo puur sädeleb sünnist saati nii palju ja jumala eest. 24 aasta jooksul vahetasin ühe korra harjad, pesin neid alkoholiga ja poleerisin kommutaatorit - see on kõik. Kui ühendasite 18 V instrumendi 24 V väljundiga, siis väike säde on normaalne. Kerige mähis lahti või kustutage liigne pinge keevitusreostaadiga (umbes 0,2 oomi takisti võimsuse hajumisel 200 W või rohkem), nii et mootor töötaks nimipingel ja tõenäoliselt ka säde kaob. ära. Kui ühendasite selle 12 V-ga, lootes, et pärast alaldamist on see 18, siis asjata - alaldatud pinge langeb koormuse all oluliselt. Ja kommutaatori elektrimootor, muide, ei hooli sellest, kas see töötab alalis- või vahelduvvooluga.
Täpsemalt: võtke 3-5 m terastraati läbimõõduga 2,5-3 mm. Rulli 100-200 mm läbimõõduga spiraaliks nii, et pöörded ei puutuks kokku. Asetage tulekindlale dielektrilisele padjale. Puhastage traadi otsad läikivaks ja keerake need "kõrvadesse". Oksüdeerumise vältimiseks on kõige parem kohe määrida grafiitmäärdega. See reostaat on ühendatud ühe instrumendini viiva juhtme katkestusega. On ütlematagi selge, et kontaktid peaksid olema kruvid, tihedalt pingutatud, seibidega. Ühendage kogu ahel ilma alaldamiseta 24 V väljundiga. Säde on kadunud, aga ka võlli võimsus on langenud - reostaati tuleb vähendada, üks kontaktidest 1-2 pööret teisele lähemale lülitada. Ikka sädeb, aga vähem - reostaat on liiga väike, tuleb pöördeid juurde teha. Parem on kohe teha reostaat ilmselgelt suureks, et mitte täiendavaid sektsioone kruvida. Hullem on see, kui tuli on kogu pintslite ja kommutaatori kokkupuutejoonel või nende taga on sädeme sabad. Siis vajab alaldi sinu andmetel kuskil 100 000 µF antialiasi filtrit. Pole odav rõõm. Filtriks on sel juhul energiasalvesti mootori kiirendamiseks. Kuid see ei pruugi aidata, kui trafo üldvõimsusest ei piisa. Harjatud alalisvoolumootorite kasutegur on ca. 0,55-0,65, s.o. transi on vaja 800-900 W. See tähendab, et kui filter on paigaldatud, kuid kogu harja all (muidugi mõlema all) süttib ikkagi tuld, siis pole trafo oma ülesannete kõrgusel. Jah, kui paigaldate filtri, siis peavad silla dioodid olema arvestatud kolmekordse töövooluga, vastasel juhul võivad need võrguga ühendamisel laadimisvoolu tõusust välja lennata. Ja siis saab tööriista käivitada 5-10 sekundit pärast võrguga ühendamist, et "pankadel" oleks aega "pumbata".
Ja kõige hullem on see, kui harjade sädemete sabad ulatuvad või peaaegu ulatuvad vastasharjani. Seda nimetatakse igakülgseks tuleks. See põletab kollektori väga kiiresti kuni täieliku lagunemiseni. Ringtulekahjul võib olla mitu põhjust. Sinu puhul on kõige tõenäolisem, et mootor pandi alaldamisega 12 V peale. Siis on voolutugevusel 30 A vooluahela elektrivõimsus 360 W. Ankur libiseb rohkem kui 30 kraadi pöörde kohta ja see on tingimata pidev igakülgne tuli. Samuti on võimalik, et mootori armatuur on keritud lihtsa (mitte kahekordse) lainega. Sellised elektrimootorid saavad paremini üle hetkelistest ülekoormustest, kuid neil on käivitusvool - ema, ärge muretsege. Täpsemalt ei oska tagaselja öelda ja sellel pole ka mõtet – vaevalt saame siin midagi oma kätega parandada. Siis on uute akude leidmine ja soetamine tõenäoliselt odavam ja lihtsam. Kuid kõigepealt proovige mootor reostaadi kaudu veidi kõrgemal pingel sisse lülitada (vt ülalt). Peaaegu alati on sel viisil võimalik pidevat igakülgset tuld maha lasta võlli võimsuse väikese (kuni 10-15%) vähenemise hinnaga.
Evgeniy ütles:
Vaja rohkem kärpeid. Nii et kogu tekst koosneb lühenditest. Kurat, et keegi aru ei saa, aga sa ei pea kirjutama sama sõna, mida tekstis KOLM korda korratakse.
Klõpsates nupul "Lisa kommentaar", nõustun saidiga.
Paljud elektriseadmed saavad toite 12-voldise alalispingega. Kui sellised seadmed ei nõua eriti kõrgepinge stabiilsust, siis on üsna sobiv lihtsaim toiteallikas, mis koosneb astmelisest trafost, dioodsillast ja elektrolüüdifiltri kondensaatorist. Siin jääb küsimus ainult sellise toiteallika võimsuse kohta ja seetõttu sõltub sellest, millised konkreetsed funktsionaalsed osad on 12-voldises toiteallikas. Selles artiklis vaatleme seda teemat üksikasjalikumalt.
Niisiis, lihtsa 12-voldise toiteallika vooluring algab alandava trafoga, mille ülesandeks on vähendada 220-voldise vahelduvvoolu võrgupinget madalamale. On loogiline eeldada, et see vähendatud pinge peaks meie puhul olema 12 volti. Kuid mitte. Trafo sekundaarmähise väljundis peaks lõpuks konstantse 12 volti saamiseks olema umbes 10 volti. Miks nii? Elektrotehnikas on lihtsalt selline efekt - dioodsilla järgsel vahelduvpingel on alaldatud vool, kuid see on katkendlik. Kui ühendame sillaväljundiga elektrolüüdifiltri kondensaatori, tasandatakse need alalispinge hüpped ja pinge ise tõuseb umbes 18%. Nii selgub, et 10 volti vahelduv pinge pärast alaldi silda ja elektrolüüdifiltri kondensaatorit muutub konstantseks 12 voltiks.
Kõigepealt peame otsustama oma 12-voldise toiteallika võimsuse üle. Mis täpselt on maksimaalne vool, mida me sellel soovime. Näiteks peab teil olema maksimaalne vool 5 amprit. Sel juhul vajame selle vooluga hea 12-voldise toiteallika jootmiseks umbes 80-vatise võimsusega astmelist trafot. Tuletan teile meelde, et elektrienergia leidmiseks peate voolu korrutama pingega. Seetõttu korrutame oma 12 volti 5 ampriga ja saame 60 vatti. Lisaks sellele lisame väikese reservi (olgu see 20 vatti). Seega näeme, et vajame 80-vatist trafot (see on siis, kui järgime optimaalset rada, kuigi kui installite suurema võimsusega transi, mõjutab see ainult toiteallika üldmõõtmeid).
Sekundaarmähise umbes 5-amprise voolu saamiseks peab selle mähise enda läbimõõt olema vähemalt 1,6 mm (vask). Sekundaarse mähise traadi läbimõõdu ja voolutugevuse vahelise seose kindlaksmääramiseks, mida see peaks tagama, peate vaatama viitetabeleid (neid saab Internetist otsingu abil hõlpsasti leida).
Nüüd tuleb valida sobiv alaldi dioodsild, mis võimaldab meil muuta vahelduvpinge konstantseks, ehkki katkendlikuks pingeks. Jällegi peate esmalt määrama voolutugevuse, mida dioodsild talub, ilma et see mõjutaks seda negatiivselt. Otsustasime, et vajame maksimaalselt 5 amprit voolu. Nagu trafo puhul ikka, lisame sellele veidi reservi. Selle tulemusena leiame dioodsilla (selle jaoks dioodid), mille voolutugevus on 8-10 amprit. Sild peab olema projekteeritud vähemalt 12-voldise pinge jaoks (kuigi madala pöördpingega dioodid on haruldased, on need tavaliselt mõeldud küllaltki suure pöördpinge jaoks). Kas paigaldame valmis integreeritud dioodsilla või jootme selle ise neljast vajalike parameetritega dioodist.
Noh, meie omatehtud 12-voldise toiteallika viimane oluline funktsionaalne element, mille me oma kätega jootame, on elektrolüüdi kondensaator. See mängib filtreerivat rolli, tasandades alalispinge hüppeid, muutes alalispinge ühtlasemaks (kuigi mitte ideaalseks). Meie toiteallika jaoks on üsna sobiv elektrolüüdi kondensaator, mis on mõeldud pingele 16–25 volti ja mahutavusega umbes 5000–10 000 mikrofaradi. See on kõik, jääb üle vaid kõik need komponendid ühte vooluringi jootma ja sobivasse korpusesse kokku panna.
Video sellel teemal:
P.S. Mugavuse huvides oleks sellise lihtsa, isetehtud 12-voldise toiteallika kasutamisel tore sinna paigaldada ka digitaalne voltmeeter ja ampermeetri moodul. See võimaldab teil töö ajal näha pingelangust ja voolutarbimist. Sellised alalisvoolu ja pinget mõõtvad digitaalsed indikaatormoodulid on üsna odavad (umbes 3 taala). Sellise mooduli tellisin endale Hiinast paki teel. See on kompaktne, täpne, mugav. Nii et ma soovitan seda.
Üldiselt on see artikkel algselt kirjutatud kaua aega tagasi, rohkem kui kaks aastat tagasi. Kuid antud juhul otsustasin, et sealt saadav teave võib olla kasulik ja seda saab kasutada 3D-printimise meistrite heaks.
Selle artikli mõte on muuta tavaline toiteallikas väikeseks katkematuks toiteallikaks, mille väljund on umbes 11–13,5 V.
Näitena tuleb toiteallikas võimsusega 36 vatti, kuid praktiliselt ilma modifikatsioonideta on skeem rakendatav võimsamatele toiteallikatele ja modifikatsioonidega.
Aga kõigepealt lihtsalt miniülevaade toiteplokist endast, vabandan foto kvaliteedi pärast, see on tehtud jootekolbiga.
Tehnilised andmed on toodud lõpus.
Karakteristikud ajasid mind veidi segadusse, tavaliselt näitavad need kas kogu vahemikku või kui on valida 110/220, siis vastavalt on lüliti ja sees võrgualaldi ahel koos kahekordistamisele lülitamisega. Siin polnud lülitit. Hiljem vaatame lähemalt, mis seal sees on.
Suurused on suhteliselt väikesed.
Otsas on ühendusklemmid 220 V jaoks, maandusklemm ja väljundklemmid 12 V jaoks. Siin on ka LED, mis näitab väljundpinge olemasolu ja trimmiv takisti väljundpinge reguleerimiseks.
Pärast avamist nägin selle toiteploki trükkplaati.
Plaat sisaldab täisväärtuslikku sisendfiltrit, 33uF 400V kondensaatorit (üsna normaalne deklareeritud võimsuse kohta), iseostsillaatori vooluahela konstruktsiooni järgi tehtud kõrgepingeosa (tellides lootsin, et see on standardne UC3842), väljundfilter, mis koosneb kahest 470uF 25V kondensaatorist ja drosselist. Väljundfiltri maht on liiga väike, paneks 2 korda rohkem.
Toitetransistor 5N60D - ainult pakendis TO-220.
Väljunddiood - stps20h100ct - on TO-220 pakendis sarnane.
Stabiliseerimis- ja tagasisideahel on tehtud TL431-l.
Tahvli tagakülg.
Ei midagi ebatavalist, jootmine on keskmise kvaliteediga, räbusti on maha pestud, üsna korralik.
Aga mind üllatas tahvli märgistused (need on ka ülemisel küljel).
SM-24W, võib-olla algselt oli toide 24 vatti, siis otsustati, et sellest ei piisa ja kirjutati 36?
Eksperimendid näitavad.
Esimesel sisselülitamisel ei läinud midagi valesti, see pole halb.
Toiteploki laadisin klassikaliste hävimatute nõukogude takistitega, 10 Ohm, 2 tk paralleelselt.
Vool on umbes 2,5 amprit.
Mõõtsin pinge pärast takistite juhtmeid, nii et see langes veidi.
Jätsin selle nii, läksin teed ja suitsu jooma ning ootasin, millal see plahvatab.
See ei plahvatanud, isegi ei läinud kuumaks, oli 40 kraadi, võib-olla 45, ma ei mõõtnud seda konkreetselt, tundus veidi soe.
Laadisin sellele veel 0,22 A (ma ei leidnud läheduses midagi sobivat), midagi ei muutunud.
Otsustasin sellega mitte peatuda ja paigaldasin väljundisse veel ühe 10 oomi takisti.
Pinge langes 10,05 Voldini, kuid toiteallikas jätkas kõvasti tööd.
Muide, olin selle toiteallika suhtes skeptiline, peamiselt selle vooluahela konstruktsiooni tõttu, kuna olen harjunud töötama kallimate toiteallikatega, millel on PWM-kontroller, voolujuhtimine jne. Praktika on näidanud, et ka see variant on üsna elujõuline.
Järgmisena otsustasin liikuda testi mittestandardse osa juurde ja proovida panna see tegema seda, milleks ma seda teha tahtsin. Tegelikult on minu arvustuste regulaarsed lugejad harjunud sellega, et mulle meeldib mitte ainult toodet arvustuses näidata, vaid ka seda kasutada, nii et ma ei häiri teid ka seekord.
Doping
Kõik sai alguse sellest, et sõber helistas ja küsis, kas on võimalik teha väike katkematu toiteplokk, mis toidab elektromagnetlukku ja kontrollerit. Ta elab erasektoris, mõnikord ei kesta tuli kaua ja siis kustub. Aku oli tal juba olemas, arvuti katkematust toiteallikast üle jäänud, ei võta enam suurt voolu, aga tuleb lukuga üsna normaalselt toime.
Üldiselt viskasin sellele toiteplokile väikese lisasalli.
Sall, skeem ja protsessi lühikirjeldus.
Skeem.
Ja sellele jäetud tahvel.
Ahel piirab laadimisvoolu (minu puhul 400 mA), kaitseb aku ülelaadimise eest (seatud 10 volti), lihtsat kaitset aku ümberpööramise eest (välja arvatud juhul, kui muudate polaarsust liikvel olles) ja akust väljundtoiteallikale pinge andmise tegelik funktsioon.
Kandsin salli trükkplaadile ja katsin joodisega.
Valisin detailid välja.
Jootsin plaadi, relee on erinev, kuna alguses ma ei märganud, et see oli 5 volti, pidin otsima 12.
Diagrammi selgitused.
Põhimõtteliselt võib C2 ära jätta, siis asendatakse R5 ja R6 ühega 9,1-10 kOhm juures.
See on vajalik valehäirete vähendamiseks äkiliste koormuse muutuste ajal.
Ideaalis oleks muidugi parem lisada sekundaarmähisele lisaks paar pööret, kuna toide töötab 20% liigpingega. Katsed on näidanud, et kõik töötab hästi, kuid parem on kas sekundaarmähis veidi üles kerida või veelgi parem - muuta toiteallikat 15 Volt, mitte sisse lülitatud 12 . Minu puhul pidin muutma ka takisti väärtust toiteallika tagasisidejaguris, skeemil on see R7, see on 4,7 kOhm, panin 4,3 kOhm, kui kasutan 15 V toiteallikat , ei pea seda tõenäoliselt tegema.
Pärast plaadi kokkupanemist ehitasin selle vooluvõrku.
Ühenduspunktid on tahvlile märgitud ja sealt on näha negatiivse raja lõikekoht (numbri 3 kohal).
Mässisin tahvli teibiga kinni ja asetasin enam-vähem vabasse kohta.
Pärast (tegelikult on parem, enne kui me selle teibiga isoleerime) seadsin toiteallika väljundpingeks 13,8 volti (see pinge, mida aku hoiab, on tavaliselt seatud vahemikku 13,8–13,85.
Siin on kokkupandud ja konfigureeritud seadme vaade.
Ühendatud väike koormus ja aku. Laadimisvool 0,39A (soojenemisel võib veidi langeda).
Ühendasin toite võrgust lahti, koormus töötab edasi, multimeetril koormusvool + relee voolutarve + mõõteahelate voolutarve.
Sõber vajas katkematut toiteallikat 0,8-1 Ampere voolu jaoks, laadisin natuke rohkem.
Peale seda ühendasin 220 V toiteallika, ühel multimeetril koormuspinge (tõuseb ikka, akut ei laeta), teisel laadimisvool (soojenemise tõttu veidi langes).
Üldiselt oli modifikatsioon minu arvates edukas, selline toiteallikas suudab toita väikeseid koormusi, kuni 1-1,5 amprit. Ma ei teeks seda uuesti, kuna toiteallikas on ebanormaalses režiimis. Kui kasutada 15 V toiteallikat, siis saab voolu suurendada, kuid alati tuleb arvestada aku laadimisvooluga (selle määrab takisti R1. 1,6 Ohm annab laadimisvooluks ca 0,4 A, seda väiksem on takistus , seda suurem on vool ja vastupidi.
Kui keegi ei nõustu seadistatud laadimisvoolu, laadimislõpu pinge ja automaatse väljalülitusega, siis saab seda kõike lihtsalt muuta, vajadusel selgitan, kuidas seda teha.
Muidugi võite küsida, mis pistmist on 3D-printeritel ja sellel väikesel toiteallikal.
Kõik on lihtne, nagu alguses kirjutasin, võib võtta võimsa toiteallika, kasutada minu tehtud plaadis võimsamaid komponente ja saada katkematu toiteplokk, millel pole sellist asja nagu “lülitusaeg”, s.t. tegelikult "võrgus". Ja kuna printimine võtab väga kaua aega, võib see olla katkematu töö seisukohalt väga kasulik. Lisaks on sellise süsteemi efektiivsus märgatavalt kõrgem kui traditsioonilistel UPS-süsteemidel.
Suure vooluga kasutamiseks pean oma tahvli VD1 dioodi asendama mis tahes Schottkyga, mille vool on üle 30 A (näiteks arvuti toiteallikast joodetud) ja paigaldama selle radiaatorile, releele. kontaktvooluga üle 20 A ja mähisega, mille vool ei ületa 100 mA (või veel parem kuni 80). Lisaks võib osutuda vajalikuks laadimisvoolu suurendamine; selleks vähendatakse takisti R1 väärtust 0,6-1 oomini.
Selle funktsiooniga on ka tööstuslikke toiteallikaid, vähemalt tean paari Meanwelli tehtud, aga:
1. Need on väga kallid
2. Saadaval 55 ja 150 W võimsusega, mis pole nii palju.
Näib, et see on kõik. Kui teil on küsimusi, arutlen neid hea meelega.
Alaldi on seade vahelduvpinge muundamiseks alalispingeks. See on elektriseadmete üks levinumaid osi, alates föönidest kuni igat tüüpi alalisvoolu väljundpingega toiteallikateni. Alaldi ahelaid on erinevaid ja igaüks neist saab teatud määral oma ülesandega hakkama. Selles artiklis räägime sellest, kuidas teha ühefaasilist alaldit ja miks seda vaja on.
Definitsioon
Alaldi on seade, mis on ette nähtud vahelduvvoolu muutmiseks alalisvooluks. Sõna "konstant" ei ole täiesti õige; tõsiasi on see, et alaldi väljundis on siinuse vahelduvpinge ahelas igal juhul stabiliseerimata pulseeriv pinge. Lihtsamalt öeldes: konstantne märgiga, kuid varieeruv suurusjärgus.
Alaldeid on kahte tüüpi:
Poollaine. See alaldab ainult ühe poollaine sisendpingest. Iseloomustab tugev lainetus ja madal pinge sisendi suhtes.
Täislaine. Vastavalt sellele korrigeeritakse kaks poollainet. Pulsatsioon on madalam, pinge kõrgem kui alaldi sisendil - need on kaks peamist omadust.
Mida tähendab stabiliseeritud ja stabiliseerimata pinge?
Stabiliseeritud on pinge, mille väärtus ei muutu sõltumata koormusest või sisendpinge tõusust. Trafo toiteallikate puhul on see eriti oluline, kuna väljundpinge sõltub sisendpingest ja erineb sellest Ktransformatsiooniaegade võrra.
Stabiliseerimata pinge - muutub sõltuvalt toitevõrgu pingetest ja koormuse omadustest. Sellise toiteallika korral võivad ühendatud seadmed rikete tõttu tõrgeteta või muutuda täielikult töövõimetuks ja ebaõnnestuda.
Väljundpinge
Peamised vahelduvpinge suurused on amplituud ja efektiivne väärtus. Kui öeldakse "220 V võrgus", tähendab see efektiivset pinget.
Kui me räägime amplituudi väärtusest, siis peame silmas seda, mitu volti nullist siinuslaine poollaine tipppunktini.
Jättes välja teooria ja mitmed valemid, võime öelda, et see on 1,41 korda väiksem kui amplituud. Või:
Amplituudpinge 220 V võrgus on võrdne:
Esimene skeem on tavalisem. See koosneb dioodsillast, mis on üksteisega ühendatud “ruuduga”, ja selle õlgadega on ühendatud koormus. Silla tüüpi alaldi monteerimine toimub vastavalt järgmisele skeemile:
Seda saab ühendada otse 220 V võrku, nagu seda tehakse, või võrgu (50 Hz) trafo sekundaarmähistega. Sellele skeemile vastavaid dioodsildasid saab kokku panna diskreetsetest (individuaalsetest) dioodidest või kasutada valmis dioodsilda ühes korpuses.
Teine ahel - keskpunkti alaldit ei saa otse võrku ühendada. Selle tähendus on kasutada trafot, mille kraan on keskelt.
Selle tuumaks on kaks poollaine alaldit, mis on ühendatud sekundaarmähise otstega; koormus on ühendatud ühe kontaktiga dioodi ühenduspunktiga ja teise kraaniga mähiste keskelt.
Selle eeliseks esimese ahela ees on väiksem pooljuhtdioodide arv. Puuduseks on trafo kasutamine keskpunktiga või, nagu nad seda ka kutsuvad, kraaniga keskelt. Need on vähem levinud kui tavalised trafod, millel on sekundaarmähis ilma kraanideta.
Ripple Smoothing
Pulseeriva pingega toiteallikas on paljudele tarbijatele, näiteks valgusallikatele ja heliseadmetele, vastuvõetamatu. Lisaks on lubatud valguse pulsatsioonid reguleeritud riigi ja tööstuse eeskirjadega.
Lainetuse tasandamiseks kasutavad nad paralleelselt paigaldatud kondensaatorit, LC-filtrit, erinevaid P- ja G-filtreid...
Kuid kõige tavalisem ja lihtsaim variant on koormusega paralleelselt paigaldatud kondensaator. Selle puuduseks on see, et väga võimsa koormuse pulsatsiooni vähendamiseks peate installima väga suured kondensaatorid - kümned tuhanded mikrofarad.
Selle tööpõhimõte on see, et kondensaator on laetud, selle pinge jõuab amplituudini, toitepinge pärast maksimaalse amplituudi punkti hakkab langema, sellest hetkest saab koormus kondensaatorist. Kondensaator tühjeneb sõltuvalt koormuse takistusest (või sellega samaväärsest takistusest, kui see ei ole takistuslik). Mida suurem on kondensaatori mahtuvus, seda väiksem on pulsatsioon võrreldes sama koormusega ühendatud väiksema mahtuvusega kondensaatoriga.
Lihtsamalt öeldes: mida aeglasemalt kondensaator tühjeneb, seda vähem pulsatsiooni.
Kondensaatori tühjenemise kiirus sõltub koormuse poolt tarbitavast voolust. Seda saab määrata ajakonstandi valemiga:
kus R on koormustakistus ja C on tasanduskondensaatori mahtuvus.
Seega täielikult laetud olekust täiesti tühjaks tühjeneb kondensaator 3-5 t. See laeb sama kiirusega, kui laadimine toimub takisti kaudu, nii et meie puhul pole see oluline.
Sellest järeldub, et vastuvõetava pulsatsioonitaseme saavutamiseks (selle määravad toiteallika koormusnõuded) on vaja mahtuvust, mis tühjeneb aja jooksul, mis on mitu korda suurem kui t. Kuna enamiku koormuste takistus on suhteliselt väike, on vaja suurt mahtuvust, seetõttu kasutatakse alaldi väljundis lainetuse tasandamiseks neid, neid nimetatakse ka polaarseteks või polariseeritud.
Pange tähele, et elektrolüütkondensaatori polaarsust ei ole väga soovitatav segi ajada, kuna see võib põhjustada selle rikke ja isegi plahvatuse. Kaasaegsed kondensaatorid on plahvatuse eest kaitstud – nende pealmisel kaanel on ristikujuline stants, mida mööda korpus lihtsalt praguneb. Kuid kondensaatorist tuleb suitsujuga, see on halb, kui see teile silma satub.
Mahtuvus arvutatakse pulsatsiooniteguri alusel, mis tuleb tagada. Lihtsamalt öeldes näitab pulsatsioonikoefitsient, mitu protsenti pinge langeb (pulseerib).
C=3200*In/Un*Kp,
Kus In on koormusvool, Un on koormuse pinge, Kn on pulsatsioonitegur.
Enamiku seadmete tüüpide puhul võetakse pulsatsioonikoefitsiendiks 0,01–0,001. Lisaks on kõrgsageduslike häirete väljafiltreerimiseks soovitatav paigaldada võimalikult suur võimsus.
Kuidas toiteallikat oma kätega teha?
Lihtsaim alalisvoolu toiteallikas koosneb kolmest elemendist:
1. Trafo;
3. Kondensaator.
See on reguleerimata alalisvoolu toiteallikas, millel on tasanduskondensaator. Pinge selle väljundis on suurem kui sekundaarmähise vahelduvpinge. See tähendab, et kui sul on 220/12 trafo (primaar on 220V ja sekundaar 12V), siis väljundis saad konstantse 15-17V. See väärtus sõltub silumiskondensaatori mahtuvusest. Seda vooluahelat saab kasutada mis tahes koormuse toiteks, kui ei ole oluline, et pinge võib toitepinge muutumisel "ujuda".
Kondensaatoril on kaks peamist omadust - mahtuvus ja pinge. Me mõtlesime välja, kuidas valida mahtuvust, kuid mitte kuidas valida pinget. Kondensaatori pinge peab vähemalt poole võrra ületama alaldi väljundi amplituudpinget. Kui kondensaatoriplaatide tegelik pinge ületab nimipinge, on selle rikke tõenäosus suur.
Vanad nõukogude kondensaatorid tehti hea pingereserviga, kuid nüüd kasutavad kõik odavaid elektrolüüte Hiinast, kus parimal juhul on reservi väike ja halvimal juhul ei pea see määratud nimipingele vastu. Seetõttu ärge koonerdage töökindlusega.
Stabiliseeritud toiteallikas erineb eelmisest ainult pinge (või voolu) stabilisaatori olemasolust. Lihtsaim variant on kasutada L78xx või muud, näiteks kodumaist KREN-i.
Nii saab mis tahes pinget, ainuke tingimus selliste stabilisaatorite kasutamisel on, et pinge stabilisaatorile peab ületama stabiliseeritud (väljund) väärtust vähemalt 1,5V võrra. Vaatame, mis on kirjas 12V stabilisaatori L7812 andmelehel:
Sisendpinge ei tohiks ületada 35 V, stabilisaatorite puhul 5–12 V ja 40 V stabilisaatorite puhul 20–24 V.
Sisendpinge peab ületama väljundpinget 2-2,5V võrra.
Need. L7812 seeria stabilisaatoriga stabiliseeritud 12 V toiteallika jaoks on vajalik, et alaldatud pinge jääks vahemikku 14,5-35 V, vajumise vältimiseks oleks ideaalne lahendus kasutada 12 V sekundaarvooluga trafot mähis.
Kuid väljundvool on üsna tagasihoidlik - ainult 1,5 A, seda saab võimendada läbipääsutransistori abil. Kui teil on , saate kasutada seda skeemi:
See näitab ainult lineaarse stabilisaatori ühendamist, trafo ja alaldiga ahela "vasakpoolne" osa on välja jäetud.
Kui teil on NPN-transistorid nagu KT803/KT805/KT808, siis see teeb:
Väärib märkimist, et teises vooluringis on väljundpinge 0,6 V väiksem kui stabiliseerimispinge - see on emitter-baasi üleminekul langus, kirjutasime sellest lähemalt. Selle languse kompenseerimiseks viidi ahelasse diood D1.
Võimalik on paigaldada paralleelselt kaks lineaarset stabilisaatorit, kuid see pole vajalik! Võimalike kõrvalekallete tõttu valmistamisel jaotub koormus ebaühtlaselt ja üks neist võib seetõttu läbi põleda.
Paigaldage radiaatorile nii transistor kui ka lineaarne stabilisaator, eelistatavalt erinevatele radiaatoritele. Nad lähevad väga kuumaks.
Reguleeritud toiteallikad
Lihtsaima reguleeritava toiteallika saab teha reguleeritava lineaarse stabilisaatoriga LM317, selle vool on samuti kuni 1,5 A, vooluringi saab võimendada läbipääsutransistoriga, nagu eespool kirjeldatud.
Siin on visuaalsem skeem reguleeritava toiteallika kokkupanekuks.
Primaarmähises türistori regulaatoriga, sisuliselt sama reguleeritav toide.
Muide, keevitusvoolu reguleerimiseks kasutatakse sarnast skeemi:
Järeldus
Alaldit kasutatakse toiteallikates, et toota vahelduvvoolust alalisvoolu. Ilma selle osaluseta pole alalisvoolu, näiteks LED-riba või raadio toide.
Kasutatakse ka mitmesugustes autoakude laadijates, on mitmeid vooluahelaid, mis kasutavad primaarmähise kraanide rühmaga trafot, mida lülitatakse klapplülitiga ja sekundaarmähisesse on paigaldatud ainult dioodsild. Lüliti on paigaldatud kõrgepinge poolele, kuna seal on vool mitu korda madalam ja selle kontaktid sellest ei põle.
Artiklis toodud diagramme kasutades saate kokku panna lihtsa toiteallika nii mõne seadmega pidevaks tööks kui ka omatehtud elektrooniliste toodete testimiseks.
Aheleid ei iseloomusta kõrge kasutegur, kuid need toodavad stabiliseeritud pinget ilma suurema pulsatsioonita, kondensaatorite mahtuvust tuleks kontrollida ja arvutada konkreetse koormuse jaoks. Need sobivad suurepäraselt väikese võimsusega helivõimendite jaoks ega tekita täiendavat taustmüra. Reguleeritav toiteplokk on kasulik autohuvilistele ja autoelektrikutele generaatori pingeregulaatori relee testimiseks.
Reguleeritud toiteallikat kasutatakse elektroonika kõigis valdkondades ja kui täiustada seda lühisekaitse või kahe transistori voolu stabilisaatoriga, saate peaaegu täisväärtusliku labori toiteallika.
Raadioelektrooniliste komponentide elemendibaasi praeguse arengutaseme juures saab oma kätega lihtsa ja usaldusväärse toiteallika valmistada väga kiiresti ja lihtsalt. See ei eelda kõrgetasemelisi teadmisi elektroonikast ja elektrotehnikast. Varsti näete seda.
Esimese toiteallika valmistamine on üsna huvitav ja meeldejääv sündmus. Seetõttu on siinkohal oluliseks kriteeriumiks vooluringi lihtsus, nii et pärast kokkupanemist töötab see kohe ilma täiendavate seadistuste ja seadistusteta.
Tuleb märkida, et peaaegu iga elektrooniline, elektriline seade või seade vajab toidet. Erinevus seisneb ainult põhiparameetrites - pinge ja voolu suuruses, mille korrutis annab võimsust.
Oma kätega toiteploki valmistamine on algajatele elektroonikainseneridele väga hea esmakogemus, kuna see võimaldab tunda (mitte enda peal) seadmetes voolavate voolude erinevat suurust.
Kaasaegne toiteallika turg on jagatud kahte kategooriasse: trafopõhine ja trafota. Esimesi on algajatele raadioamatööridele üsna lihtne valmistada. Teine vaieldamatu eelis on suhteliselt madal elektromagnetkiirguse tase ja seega ka häired. Kaasaegsete standardite oluliseks puuduseks on trafo olemasolust tingitud märkimisväärne kaal ja mõõtmed - vooluringi kõige raskem ja mahukam element.
Trafodeta toiteallikatel pole trafo puudumise tõttu viimast puudust. Õigemini, see on olemas, kuid mitte klassikalises esitluses, vaid töötab kõrgsagedusliku pingega, mis võimaldab vähendada pöörete arvu ja magnetahela suurust. Selle tulemusena vähenevad trafo üldmõõtmed. Kõrge sagedus genereeritakse pooljuhtlülitite abil, sisse- ja väljalülitamise protsessis vastavalt etteantud algoritmile. Selle tulemusena tekivad tugevad elektromagnetilised häired, mistõttu tuleb selliseid allikaid varjestada.
Me paneme kokku trafo toiteallika, mis ei kaota kunagi oma tähtsust, kuna seda kasutatakse endiselt tipptasemel heliseadmetes tänu minimaalsele tekitatavale müratasemele, mis on kvaliteetse heli saamiseks väga oluline.
Soov saada võimalikult kompaktne valmis seade viis erinevate mikroskeemide tekkeni, mille sees on sadu, tuhandeid ja miljoneid üksikuid elektroonilisi elemente. Seetõttu sisaldab peaaegu iga elektroonikaseade mikrolülitust, mille standardne toiteallikas on 3,3 V või 5 V. Abielemente saab toita 9 V kuni 12 V DC. Teame aga hästi, et pistikupesa vahelduvpinge on 220 V sagedusega 50 Hz. Kui see rakendatakse otse mikroskeemile või mõnele muule madalpingeelemendile, lähevad need koheselt rikki.
Siit saab selgeks, et toiteallika (PSU) peamine ülesanne on pinge alandamine vastuvõetava tasemeni, samuti selle teisendamine (alaldamine) vahelduvvoolust alalisvooluks. Lisaks peab selle tase jääma konstantseks sõltumata sisendi (pesas) kõikumisest. Vastasel juhul on seade ebastabiilne. Seetõttu on toiteallika teine oluline funktsioon pingetaseme stabiliseerimine.
Üldiselt koosneb toiteallika struktuur trafost, alaldist, filtrist ja stabilisaatorist.
Lisaks põhikomponentidele kasutatakse ka mitmeid abikomponente, näiteks indikaator-LED-id, mis annavad märku toitepinge olemasolust. Ja kui toiteallikas on selle reguleerimiseks ette nähtud, siis loomulikult on seal voltmeeter ja võib-olla ka ampermeeter.
Selles vooluringis kasutatakse trafot, et vähendada pinget 220 V pistikupesas nõutavale tasemele, enamasti 5 V, 9 V, 12 V või 15 V. Samal ajal toimub kõrgepinge ja madalpinge galvaaniline isolatsioon. Samuti viiakse läbi pingeahelad. Seetõttu ei ületa elektroonikaseadme pinge üheski hädaolukorras sekundaarmähise väärtust. Galvaaniline isolatsioon suurendab ka operatiivpersonali ohutust. Seadme puudutamise korral ei lange inimene 220 V kõrge potentsiaali alla.
Trafo disain on üsna lihtne. See koosneb südamikust, mis täidab magnetahela funktsiooni, mis on valmistatud õhukestest plaatidest, mis juhivad hästi magnetvoogu ja on eraldatud dielektrikuga, mis on mittejuhtiv lakk.
Südamiku vardale on keritud vähemalt kaks mähist. Üks on primaarne (nimetatakse ka võrguks) - sellele antakse 220 V ja teine on sekundaarne - sellest eemaldatakse vähendatud pinge.
Trafo tööpõhimõte on järgmine. Kui võrgumähisele rakendatakse pinget, siis kuna see on suletud, hakkab sellest läbi voolama vahelduvvool. Selle voolu ümber tekib vahelduv magnetväli, mis koguneb südamikusse ja voolab läbi selle magnetvoo kujul. Kuna südamikul on veel üks mähis - sekundaarne, tekib selles vahelduva magnetvoo mõjul elektromotoorjõud (EMF). Kui see mähis on lühises koormusega, voolab seda läbi vahelduvvool.
Raadioamatöörid kasutavad oma praktikas kõige sagedamini kahte tüüpi trafosid, mis erinevad peamiselt südamiku tüübi poolest - soomustatud ja toroidsed. Viimast on mugavam kasutada selle poolest, et sellele on üsna lihtne kerida vajalik arv pöördeid, saades seeläbi vajaliku sekundaarpinge, mis on otseselt võrdeline pöörete arvuga.
Meie jaoks on peamised parameetrid trafo kaks parameetrit - sekundaarmähise pinge ja vool. Võtame praeguseks väärtuseks 1 A, kuna sama väärtuse jaoks kasutame zeneri dioode. Sellest veidi edasi.
Jätkame toiteallika kokkupanemist oma kätega. Ja järgmise järjekorra element ahelas on dioodsild, mida tuntakse ka pooljuht- või dioodalaldina. See on ette nähtud trafo sekundaarmähise vahelduvpinge muutmiseks alalispingeks või täpsemalt alaldatud pulseerivaks pingeks. Siit pärineb nimi "alaldi".
Alalduslülitusi on erinevaid, kuid kõige laialdasemalt kasutatakse sildahelat. Selle tööpõhimõte on järgmine. Vahelduvpinge esimesel poolperioodil voolab vool piki teed läbi dioodi VD1, takisti R1 ja LED VD5. Järgmisena naaseb vool avatud VD2 kaudu mähisesse.
Dioodidele VD3 ja VD4 rakendatakse sel hetkel pöördpinge, nii et need on lukus ja vool läbi nende ei voola (tegelikult liigub see ainult lülitushetkel, aga selle võib tähelepanuta jätta).
Järgmisel poolperioodil, kui sekundaarmähises olev vool muudab suunda, juhtub vastupidine: VD1 ja VD2 sulguvad ning VD3 ja VD4 avanevad. Sel juhul jääb takisti R1 ja LED VD5 kaudu voolava voolu suund samaks.
Dioodsilda saab joota neljast dioodist, mis on ühendatud ülaltoodud skeemi järgi. Või võite selle valmis kujul osta. Neid on erinevates korpustes horisontaalsetes ja vertikaalsetes versioonides. Kuid igal juhul on neil neli järeldust. Mõlemad klemmid on varustatud vahelduvpingega, need on tähistatud märgiga “~”, mõlemad on ühepikkused ja kõige lühemad.
Alaldatud pinge eemaldatakse kahest ülejäänud terminalist. Need on tähistatud “+” ja “-”. “+” tihvt on teiste seas pikima pikkusega. Ja mõnel hoonel on selle lähedal kald.
Pärast dioodsilda on pinge pulseeriva iseloomuga ja ei sobi endiselt mikroskeemide ja eriti mikrokontrollerite toiteks, mis on väga tundlikud erinevate pingelanguste suhtes. Seetõttu tuleb see tasandada. Selleks võite kasutada drosselit või kondensaatorit. Vaadeldavas vooluringis piisab kondensaatori kasutamisest. Sellel peab aga olema suur mahtuvus, seega tuleks kasutada elektrolüütkondensaatorit. Sellistel kondensaatoritel on sageli polaarsus, seega tuleb seda ahelaga ühendamisel jälgida.
Negatiivne klemm on lühem kui positiivne ja esimese lähedal on kehale "-" märk.
Tõenäoliselt märkasite, et pistikupesa pinge ei ole 220 V, vaid varieerub teatud piirides. See on eriti märgatav võimsa koormuse ühendamisel. Kui te ei rakenda erimeetmeid, muutub see toiteallika väljundis proportsionaalses vahemikus. Kuid selline vibratsioon on paljude elektrooniliste elementide jaoks äärmiselt ebasoovitav ja mõnikord vastuvõetamatu. Seetõttu tuleb pinge pärast kondensaatorifiltrit stabiliseerida. Sõltuvalt toitega seadme parameetritest kasutatakse kahte stabiliseerimisvalikut. Esimesel juhul kasutatakse zeneri dioodi ja teisel integreeritud pinge stabilisaatorit. Vaatleme viimase rakendamist.
Amatöörraadiopraktikas kasutatakse laialdaselt seeria LM78xx ja LM79xx pingestabilisaatoreid. Kaks tähte tähistavad tootjat. Seetõttu võivad LM-i asemel olla muud tähed, näiteks CM. Märgistus koosneb neljast numbrist. Esimesed kaks - 78 või 79 - tähendavad vastavalt positiivset või negatiivset pinget. Viimased kaks numbrit, antud juhul kahe X asemel: xx, näitavad väljundi U väärtust. Näiteks kui kahe X-i asukoht on 12, siis see stabilisaator toodab 12 V; 08 – 8 V jne.
Näiteks dešifreerime järgmised märgised:
LM7805 → 5V positiivne pinge
LM7912 → 12 V negatiivne U
Integreeritud stabilisaatoritel on kolm väljundit: sisend, ühine ja väljund; mõeldud voolule 1A.
Kui väljund U ületab oluliselt sisendit ja maksimaalne voolutarve on 1 A, läheb stabilisaator väga kuumaks, mistõttu tuleks see paigaldada radiaatorile. Korpuse kujundus näeb selle võimaluse ette.
Kui koormusvool on piirmäärast palju väiksem, ei pea te radiaatorit paigaldama.
Toiteahela klassikaline disain sisaldab: võrgutrafot, dioodsilda, kondensaatorifiltrit, stabilisaatorit ja LED-i. Viimane toimib indikaatorina ja on ühendatud läbi voolu piirava takisti.
Kuna selles vooluringis on voolu piiravaks elemendiks stabilisaator LM7805 (lubatav väärtus 1 A), peavad kõik ülejäänud komponendid olema arvestatud voolutugevusele vähemalt 1 A. Seetõttu valitakse trafo sekundaarmähis voolule üks amper. Selle pinge ei tohiks olla madalam kui stabiliseeritud väärtus. Ja mõjuval põhjusel tuleks valida sellistest kaalutlustest lähtuvalt, et pärast alaldamist ja silumist peaks U olema 2 - 3 V võrra stabiliseeritust kõrgem, s.t. Stabilisaatori sisendisse tuleks anda paar volti rohkem kui selle väljundväärtus. Vastasel juhul ei tööta see õigesti. Näiteks LM7805 sisendi jaoks U = 7 - 8 V; LM7805 puhul → 15 V. Arvestada tuleb aga sellega, et kui U väärtus on liiga kõrge, siis mikroskeem kuumeneb väga tugevalt, kuna “liigne” pinge kustub selle sisetakistusest.
Dioodsilda saab teha 1N4007 tüüpi dioodidest või võtta valmis dioodi, mille voolutugevus on vähemalt 1 A.
Silumiskondensaatoril C1 peaks olema suur võimsus 100–1000 µF ja U = 16 V.
Kondensaatorid C2 ja C3 on loodud LM7805 töötamisel tekkiva kõrgsagedusliku pulsatsiooni tasandamiseks. Need on paigaldatud suurema töökindluse tagamiseks ja on sarnast tüüpi stabilisaatorite tootjate soovitused. Ahel töötab normaalselt ka ilma selliste kondensaatoriteta, kuid kuna need ei maksa praktiliselt midagi, on parem need paigaldada.
Sageli on vaja toita ainult ühte või paari mikrolülitusi või väikese võimsusega transistore. Sellisel juhul ei ole mõistlik kasutada võimsat toiteallikat. Seetõttu oleks parim variant kasutada 78L05, 78L12, 79L05, 79L08 jne seeria stabilisaatoreid. Need on ette nähtud maksimaalseks vooluks 100 mA = 0,1 A, kuid on väga kompaktsed ja mitte suuremad kui tavaline transistor ega vaja ka radiaatorile paigaldamist.
Märgistus ja ühendusskeem on sarnased eespool käsitletud LM-seeriaga, erineb ainult tihvtide asukoht.
Näiteks on näidatud stabilisaatori 78L05 ühendusskeem. Sobib ka LM7805-le.
Negatiivse pinge stabilisaatorite ühendusskeem on näidatud allpool. Sisend on -8 V ja väljund -5 V.
Nagu näete, on toiteallika valmistamine oma kätega väga lihtne. Mis tahes pinget saab saada sobiva stabilisaatori paigaldamisega. Samuti peaksite meeles pidama trafo parameetreid. Järgmisena vaatame, kuidas teha pingeregulatsiooniga toiteallikat.
