Schemat zasilacza laboratoryjnego z tranzystorem polowym. Stabilizator napięcia FET

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

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

Dopuszczalne uproszczenia

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

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

Skróty

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

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

O zasilaczach komputerowych

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

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

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

Dla biznesu!

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

IPN

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

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

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

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

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

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

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

Jak wybrać transformator?

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

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

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

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

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

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

SNN

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

proste wsparcie

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

0-30

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

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

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

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

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

O chłodzeniu

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

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

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

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

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

A jednak UPS

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

Wideo: zasilacz 12 V z komputera

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

Wideo: zasilacz 18 V do śrubokręta

wysokiej klasy

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

O naprawie zasilacza

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

Nasycenie i przeciąg

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

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

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

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

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

Rodzaje NIP

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Technika diagnozy

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Para impulsów

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

Do projektowania oświetlenia

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

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

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

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

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

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

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

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

Do ładowania

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

Po drodze o ładowaniu i ładowaniu

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

Pytanie-remont.ru powiedział:

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

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

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

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

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

Zasilacz laboratoryjny

W tym artykule chciałbym opowiedzieć o moim zasilaczu laboratoryjnym, który powstał w oparciu o schemat „Prosty i niedrogi zasilacz”. Opcji tego urządzenia jest całkiem sporo, autorzy ciągle coś dodają, wprowadzają zmiany, w momencie gdy zaczynałem kolekcjonować, najnowsza wersja to v 13. Jednak trochę zmieniłem schemat, na swoją korzyść, bo. Planowałem zastosować zasilacz do dużych prądów i chciałem dodać obwód przełączania uzwojeń transformatora. Oto oryginalny schemat:

W mojej wersji usunąłem „Wskaźnik przeciążenia” na DA 1.3 i „Current Meter Circuit” na DA 1.4 i dlatego. teraz dwa wzmacniacze operacyjne są wolne, postanowiłem zmontować na nich „Schemat przełączania uzwojenia transformatora”, ale o tym później. Z tego powodu zmieniono obwód stabilizacji +12 V dla mikroukładu wzmacniacza operacyjnego, zastosowano osobny zasilacz ze stabilizatorem 7812. Dodałem także tranzystory mocy, zamiast jednego 2N3055 umieściłem parę 2SC5200. Maksymalny prąd wyjściowy wynosi teraz 5,6 A. Oto moja wersja schematu:

Dzięki temu moja wersja reguluje napięcie od 0 do 25V i może ograniczyć maksymalny prąd na poziomie od 0,01A do 5,6A. Aby sfinalizować obwód, należy ustawić maksymalne napięcie rezystorem R13 i wybrać rezystory R14 i R16 na max. i min. prąd odpowiednio.

Sterowanie uzwojeniem transformatora

Zdarzają się przypadki, gdy trzeba podłączyć jakieś obciążenie niskonapięciowe do LBP, ale z dość dużym prądem, na przykład 5 V przy prądzie 5 A. Wtedy okazuje się, że na tranzystory mocy spadnie kilkadziesiąt woltów. Np. za mostkiem diodowym i kondensatorem w filtrze mamy 30V, a na wyjściu LBP jest tylko 5V, co oznacza, że ​​na tranzystor spadnie 25V, a to przy prądzie 5A okazuje się, że biedny tranzystor musi jakoś zamienić 125W tylko na ciepło. Jeden potężny tranzystor nie może tego zrobić, po prostu nastąpi awaria termiczna i zawiedzie, i będzie to trudne dla dwóch osób. W tym przypadku wynaleziono obwód, który przełącza uzwojenia transformatora w zależności od napięcia wyjściowego LBP. Na przykład, jeśli potrzebujesz 5 V, to po co stosować 30 V do LBP?

Obwód przełączania uzwojenia pokazano poniżej:

Mam sam LBP i „obwód przełączający” zmontowany na tej samej płytce. Przełączanie uzwojeń następuje przy napięciach wyjściowych 12V i 18V. Ustawienie obwodu sprowadza się do ustawienia pożądanych napięć za pomocą rezystorów zmiennych. Rezystor R2 ustawia podział napięcia wyjściowego przez 10, tj. jeśli wyjście LBP wynosi 25 V, to środkowe wyjście R2 (suwak) powinno wynosić 2,5 V. Następnie ustaw progi przekaźnika. Na przykład przy 12 V pierwszy przekaźnik działa dla mnie, co oznacza, że ​​\u200b\u200bna 2. odnodze mikroukładu należy zainstalować odpowiednio 1,2 V, przy 18 V ustawiamy 1,8 V na 6. odnodze. Później możliwe będzie zastąpienie rezystorów zmiennych R3 i R5 dwoma stałymi, lutując je jako dzielnik napięcia.

Chłodzenie

Jako grzejniki eksperymentalne warianty zostały zmontowane z aluminiowych gzymsów na zasłony, profile są przykręcone do aluminiowej płyty (przyznaję, że chciałbym, żeby była grubsza) i naturalnie posmarowane pastą termoprzewodzącą. Wydajność takich grzejników jest całkiem dobra. W górnej pokrywie obudowy znajdują się otwory chłodzące.

Woltomierze amperowe

Jako miernik napięcia i prądu wykorzystano dość dobrze znany układ oparty na specjalizowanym układzie ICL7107 ms. Zbierałem według tego schematu:

Oddzielne jedzenie

Do zasilania wskaźnika i mikroukładów LM324 LBP wykorzystuje osobny transformator i stabilizatory + 5 V i + 12 V.

O ciele

Podstawą obudowy był kawałek włókna szklanego o grubości około 6-7 mm. Wszystko zostało na nim zmontowane, następnie przykręcono panel przedni ze wszystkimi kontrolkami i wskaźnikami oraz panel tylny z wentylatorami i złączem sieciowym. A na wierzchu znajduje się wieczko w kształcie litery U, przyklejone niebieskim samoprzylepnym klejem.

Użyłem transformatorów TN 60. Mają dość mocne uzwojenia po 6,3V każde. Prąd do 7A. Waga tego urządzenia okazała się około 10 kg.

Mostki diodowe serii KVRS, 35 amperów, również posadzone na wspólnym grzejniku z tranzystorami mocy.

Oto ogólny widok mojego LBP:

Załączone pliki.

Jakoś ostatnio w Internecie natknąłem się na jeden obwód bardzo prostego zasilacza z możliwością regulacji napięcia. Możliwa była regulacja napięcia od 1 V do 36 V, w zależności od napięcia wyjściowego na uzwojeniu wtórnym transformatora.

Przyjrzyj się bliżej LM317T w samym obwodzie! Trzecia noga (3) mikroukładu przylega do kondensatora C1, to znaczy trzecia noga to WEJŚCIE, a druga noga (2) przylega do kondensatora C2 i rezystora 200 omów i jest WYJŚCIEM.

Za pomocą transformatora z napięcia sieciowego 220 woltów otrzymujemy 25 woltów, nie więcej. Mniej jest możliwe, więcej nie. Następnie prostujemy całość mostkiem diodowym i wygładzamy tętnienia za pomocą kondensatora C1. Wszystko to jest szczegółowo opisane w artykule jak uzyskać stałe napięcie z napięcia przemiennego. A oto nasza najważniejsza karta atutowa w zasilaczu - wysoce stabilny układ regulatora napięcia LM317T. W chwili pisania tego tekstu cena tego mikroukładu wynosiła około 14 rubli. Nawet taniej niż bochenek białego chleba.

Opis mikroukładu

LM317T to regulator napięcia. Jeśli transformator wytwarza do 27-28 woltów na uzwojeniu wtórnym, to możemy łatwo regulować napięcie od 1,2 do 37 woltów, ale nie podniosłbym poprzeczki o więcej niż 25 woltów na wyjściu transformatora.

Układ można wykonać w pakiecie TO-220:

lub w pakiecie D2

Może przepuszczać przez siebie prąd o maksymalnym natężeniu 1,5 ampera, co wystarcza do zasilenia elektronicznych gadżetów bez spadku napięcia. Oznacza to, że możemy podać napięcie 36 woltów przy prądzie obciążenia do 1,5 ampera, a jednocześnie nasz mikroukład nadal będzie dawał 36 woltów - to oczywiście jest idealne. W rzeczywistości ułamki wolta spadną, co nie jest bardzo krytyczne. Przy dużym prądzie obciążenia bardziej celowe jest umieszczenie tego mikroukładu na grzejniku.

Aby złożyć obwód, będziemy również potrzebować rezystora zmiennego 6,8 kilooma, może nawet 10 kiloomów, a także stałego rezystora 200 omów, najlepiej od 1 wata. Cóż, na wyjściu umieściliśmy kondensator 100 mikrofaradów. Absolutnie prosty schemat!

Montaż w sprzęcie

Wcześniej miałem bardzo kiepski zasilacz ciągle na tranzystorach. Pomyślałem, dlaczego by tego nie powtórzyć? Oto wynik ;-)

Tutaj widzimy importowany mostek diodowy GBU606. Jest przeznaczony na prąd do 6 amperów, co jest więcej niż wystarczające dla naszego zasilacza, ponieważ dostarczy maksymalnie 1,5 ampera do obciążenia. Nałożyłem LM-ku na chłodnicę za pomocą pasty KPT-8 w celu poprawy wymiany ciepła. Myślę, że wszystko inne jest ci znane.

A oto przedpotopowy transformator, który daje mi napięcie 12 woltów na uzwojeniu wtórnym.

Ostrożnie pakujemy to wszystko do walizki i usuwamy przewody.

Więc co o tym myślisz? ;-)

Minimalne napięcie, które otrzymałem, wynosiło 1,25 wolta, a maksymalne napięcie wynosiło 15 woltów.

Podaję dowolne napięcie, w tym przypadku najczęściej 12 woltów i 5 woltów

Wszystko działa z hukiem!

Ten zasilacz jest bardzo wygodny do regulacji prędkości mini wiertarki, która służy do wiercenia płyt.

Analogi na Aliexpress

Nawiasem mówiąc, na Ali możesz od razu znaleźć gotowy zestaw tego bloku bez transformatora.

Zbyt leniwy, by zbierać? Możesz wziąć gotowe 5 amperów za mniej niż 2 USD:

Możesz przeglądać wg Ten połączyć.

Jeśli 5 amperów to za mało, możesz spojrzeć na 8 amperów. To wystarczy nawet najbardziej doświadczonemu inżynierowi elektronikowi:

Przedstawiamy projekt stabilizowanego zasilacza prądu stałego ze sterowaniem zabezpieczającym 0,002-3 A i napięciem wyjściowym 0-30 V. Limit mocy wyjściowej to prawie 100 W - napięcie 30 V DC i prąd 3 A, co jest idealne dla Twojego amatorskiego laboratorium radiowego . Istnieje napięcie dla dowolnego napięcia z zakresu od 0 do 30 V. Obwód skutecznie steruje prądem wyjściowym od kilku mA (2 mA) do maksymalnej wartości trzech amperów. Ta funkcja pozwala eksperymentować z różnymi urządzeniami, ponieważ możesz ograniczyć prąd bez obawy, że może zostać uszkodzony, jeśli coś pójdzie nie tak. Istnieje również wizualne wskazanie, że wystąpiło przeciążenie, dzięki czemu można na pierwszy rzut oka zobaczyć, czy podłączone obwody przekraczają limit.

Schemat ideowy LBP 0-30V

Aby uzyskać więcej informacji na temat ocen elementów radiowych dla tego obwodu, zobacz.

Rysunek PCB zasilacza

Specyfikacje zasilacza

• Napięcie wejściowe: ........... AC 25 V
• Prąd wejściowy: .............. 3 A (maks.)
• Napięcie wyjściowe: .............. 0 do 30 V regulowane
• Prąd wyjściowy: .............. 2 mA - 3 A regulowany
• Tętnienia napięcia wyjściowego: .... nie więcej niż 0,01%

Zacznijmy od transformatora sieciowego z uzwojeniem wtórnym 24V/3A, który jest podłączony poprzez piny wejściowe 1 i 2. Napięcie przemienne uzwojeń wtórnych transformatorów jest prostowane przez mostek utworzony przez cztery diody D1-D4. Napięcie stałe na wyjściu mostka jest wygładzane przez filtr składający się z kondensatora C1 i rezystora R1.

Ponadto obwód działa w następujący sposób: dioda D8 to dioda Zenera 5,6 V, działa tutaj przy zerowym prądzie. Napięcie na wyjściu U1 jest stopniowo zwiększane, aż się włączy. Kiedy tak się dzieje, obwód stabilizuje się, a napięcie odniesienia (5,6 V) przechodzi przez rezystor R5. Prąd przepływający przez odwracające wejście wzmacniacza operacyjnego jest pomijalny, więc ten sam prąd przepływa przez R5 i R6, a ponieważ dwa rezystory mają tę samą wartość napięcia między dwoma z nich w szeregu, napięcie na każdym z nich będzie dokładnie dwa razy większe . Zatem napięcie na wyjściu wzmacniacza operacyjnego (pin 6 U1) wynosi 11,2 V, czyli dwa razy więcej niż napięcie odniesienia diody Zenera. Wzmacniacz operacyjny U2 ​​ma stałe wzmocnienie około 3 zgodnie ze wzorem A=(R11+R12)/R11 i podnosi napięcie sterujące 11,2 V do 33 V. Zmienny RV1 i rezystor R10 służą do regulacji napięcia wyjściowego tak, aby można go zmniejszyć do 0 woltów.

Kolejną ważną cechą układu jest możliwość ustawienia maksymalnego prądu wyjściowego, który może zostać przetworzony ze źródła napięcia stałego na prąd stały. Aby było to możliwe, obwód monitoruje spadek napięcia na rezystorze R25, który jest połączony szeregowo z obciążeniem. Za tę funkcję odpowiada element U3. Wejście odwracające U3 otrzymuje stabilne napięcie.

Kondensator C4 zwiększa stabilność obwodu. Tranzystor Q3 służy do wizualnego wskazania ogranicznika prądu.

Przyjrzyjmy się teraz podstawom budowy obwodu elektronicznego na płytce drukowanej. Wykonany jest z cienkiego materiału izolacyjnego pokrytego cienką warstwą przewodzącej miedzi w taki sposób, aby utworzyć niezbędne przewodniki pomiędzy różnymi elementami obwodu. Zastosowanie odpowiednio zaprojektowanej płytki drukowanej jest bardzo ważne, ponieważ przyspiesza instalację i znacznie zmniejsza ryzyko popełnienia błędów. Aby zabezpieczyć się przed utlenianiem, pożądane jest cynowanie miedzi i pokrycie jej specjalnym lakierem.

W tym urządzeniu lepiej jest użyć miernika cyfrowego, aby zwiększyć czułość i dokładność kontroli napięcia wyjściowego, ponieważ czujniki zegarowe nie są w stanie wyraźnie zarejestrować małej (dziesiątki miliwoltów) zmiany napięcia.

Jeśli zasilacz nie działa

Sprawdź lutowanie pod kątem ewentualnych złych styków, zwarć w sąsiednich ścieżkach lub pozostałości topnika, które zwykle powodują problemy. Sprawdź ponownie wszystkie zewnętrzne połączenia ze schematem, aby zobaczyć, czy wszystkie przewody są prawidłowo podłączone do płytki. Upewnij się, że wszystkie spolaryzowane komponenty są lutowane we właściwym kierunku. Sprawdź urządzenie pod kątem wadliwych lub uszkodzonych elementów. Pliki projektu.

Opracowanie tego zasilacza zajęło jeden dzień, zostało wdrożone tego samego dnia, a cały proces został sfilmowany kamerą wideo. Kilka słów o schemacie. Jest to zasilacz stabilizowany z regulowanym napięciem wyjściowym i ograniczeniem prądu. Cechy schematyczne pozwalają obniżyć minimalny limit napięcia wyjściowego do 0,6 V, a minimalny prąd wyjściowy w zakresie 10 mA.

Pomimo prostoty konstrukcji, nawet dobre zasilacze laboratoryjne o koszcie 5-6 tysięcy rubli są gorsze od tego zasilacza! Maksymalny prąd wyjściowy obwodu wynosi 14 amperów, maksymalne napięcie wyjściowe wynosi do 40 woltów - już nie jest tego warte.
Dość płynne ograniczenie prądu i regulacja napięcia. Nawiasem mówiąc, blok ma również stałe zabezpieczenie przeciwzwarciowe - można również ustawić zabezpieczenie prądowe (prawie wszystkie konstrukcje przemysłowe są pozbawione tej funkcji), np. jeśli potrzebujesz zabezpieczenia do pracy przy prądach do 1 Ampera - wtedy wystarczy wyregulować ten prąd za pomocą regulatora nastawy prądu roboczego. Maksymalny prąd wynosi 14 amperów, ale to nie jest limit.

Jako czujnik prądu zastosowałem kilka połączonych równolegle rezystorów 5 W 0,39 Ohm, ale ich wartość można zmienić w zależności od pożądanego prądu zabezpieczenia, np. - jeśli planujesz zasilacz o maksymalnym prądzie nie większym niż 1 Amper , to wartość tego rezystora wynosi około 1 Ohm przy mocy 3W.
W przypadku zwarcia spadek napięcia na czujniku prądowym wystarczy do wyzwolenia tranzystora BD140.Przy jego rozwarciu zapala się również dolny tranzystor BD139, przez którego rozwarte złącze doprowadzane jest zasilanie do uzwojenia przekaźnika, jako w wyniku czego następuje zadziałanie przekaźnika i rozwarcie styku roboczego (na wyjściu obwodu). Obwód może pozostawać w tym stanie przez dowolny czas. Wraz z ochroną aktywowany jest również wskaźnik ochrony. Aby usunąć blokadę z ochrony, należy nacisnąć i opuścić przycisk S2 zgodnie ze schematem.
Przekaźnik ochronny z cewką 24 V o dopuszczalnym prądzie 16-20 amperów lub większym.
Przełączniki zasilania w moim przypadku to mój ulubiony KT8101 montowany na radiatorze (nie ma potrzeby dodatkowego izolowania tranzystorów, ponieważ kolektory kluczy są wspólne). Możesz zastąpić tranzystory 2SC5200 - kompletnym importowanym analogiem lub KT819 z indeksem GM (żelazo), w razie potrzeby możesz również użyć - KT803, KT808, KT805 (w żelaznych obudowach), ale maksymalny prąd wyjściowy nie będzie już niż 8-10 amperów. Jeśli blok jest potrzebny przy prądzie nie większym niż 5 amperów, można usunąć jeden z tranzystorów mocy.
Tranzystory małej mocy typu BD139 można zastąpić kompletnym analogiem - KT815G, (można również użyć KT817, 805), BD140 - z KT816G (można również użyć KT814).
Tranzystory małej mocy nie muszą być instalowane na radiatorach.

W rzeczywistości przedstawiono tylko schemat sterowania (regulacji) i zabezpieczenia (zespół roboczy). Jako zasilacz użyłem zmodyfikowanych zasilaczy komputerowych (połączonych szeregowo), ale można użyć dowolnego transformatora sieciowego o mocy 300-400 watów, w uzwojeniu wtórnym 30-40 woltów, prąd uzwojenia 10-15 Ampery - to jest idealne, ale transformatory i mniej mocy.
Mostek diodowy - dowolny, przy prądzie co najmniej 15 amperów, napięcie nie jest ważne. Możesz użyć gotowych mostów, kosztują nie więcej niż 100 rubli.
Ponad 10 takich zasilaczy zostało zmontowanych i sprzedanych w ciągu 2 miesięcy - bez reklamacji. Zmontowałem dla siebie dokładnie taki zasilacz, a gdy tylko go nie dręczyłem - niezniszczalny, mocny i bardzo wygodny dla każdej firmy.
Jeśli są tacy, którzy chcą zostać właścicielami takiego zasilacza, mogę to zrobić na zamówienie, skontaktuj się ze mną pod adresem

Z pozdrowieniami - AKA KASYAN