Izdelava napajalnika z lastnimi rokami je smiselna ne le za navdušenega radioamaterja. Domača napajalna enota (PSU) bo ustvarila udobje in prihranila precejšen znesek tudi v naslednjih primerih:

• Za napajanje nizkonapetostnega električnega orodja, da prihranite vir drage baterije (baterije);
• Za elektrifikacijo prostorov, ki so po stopnji električnega udara posebej nevarni: kleti, garaže, lope itd. Pri napajanju z izmeničnim tokom lahko njegova velika vrednost v nizkonapetostnem ožičenju moti gospodinjske aparate in elektroniko;
• V oblikovanju in ustvarjalnosti za natančno, varno in brez odpadkov rezanje penaste plastike, penaste gume, plastike z nizkim tališčem z ogrevanim nikromom;
• Pri oblikovanju razsvetljave bo uporaba posebnih napajalnikov podaljšala življenjsko dobo LED traku in dosegla stabilne svetlobne učinke. Napajanje podvodnih osvetljevalcev ipd. iz gospodinjskega napajalnika je na splošno nesprejemljivo;
• Za polnjenje telefonov, pametnih telefonov, tablic, prenosnikov stran od stabilnih virov napajanja;
• Za elektroakupunkturo;
• In še veliko drugih ciljev, ki niso neposredno povezani z elektroniko.

Dopustne poenostavitve

Profesionalni napajalniki so zasnovani za napajanje vseh vrst bremen, vklj. reaktiven. Med možnimi potrošniki - natančna oprema. Nastavljeno napetost pro-PSU je treba vzdrževati z najvišjo natančnostjo neomejeno dolgo časa, njegova zasnova, zaščita in avtomatizacija pa morajo omogočati delovanje nekvalificiranemu osebju v težkih pogojih, npr. biologi za napajanje svojih instrumentov v rastlinjaku ali na ekspediciji.

Amaterski laboratorijski napajalnik je brez teh omejitev in ga je zato mogoče bistveno poenostaviti, hkrati pa ohraniti zadostne kazalnike kakovosti za lastno uporabo. Nadalje je s prav tako preprostimi izboljšavami mogoče iz njega pridobiti namensko napajalno enoto. Kaj bomo zdaj.

Okrajšave

1. Kratek stik - kratek stik.
2. XX - prosti tek, tj. nenaden odklop tovora (potrošnika) ali prekinitev njegovega tokokroga.
3. KSN - koeficient stabilizacije napetosti. Je enaka razmerju spremembe vhodne napetosti (v % ali krat) proti enaki izhodni napetosti pri konstantni porabi toka. Npr. omrežna napetost je padla "na polno", iz 245 na 185V. Glede na normo pri 220 V bo to 27 %. Če je PSV napajalne enote 100, se bo izhodna napetost spremenila za 0,27 %, kar bo pri njeni vrednosti 12 V povzročilo odmik 0,033 V. Več kot sprejemljivo za amatersko vadbo.
4. PPN je vir nestabilizirane primarne napetosti. To je lahko transformator na železu z usmernikom ali impulznim pretvornikom omrežne napetosti (IIN).
5. IIN - delujejo pri povečani (8-100 kHz) frekvenci, kar omogoča uporabo lahkih kompaktnih transformatorjev na feritu z navitji od nekaj do nekaj deset obratov, vendar niso brez pomanjkljivosti, glej spodaj.
6. RE - regulacijski element stabilizatorja napetosti (SN). Ohranja določeno izhodno vrednost.
7. ION je vir referenčne napetosti. Nastavi svojo referenčno vrednost, v skladu s katero skupaj s povratnimi signali OS krmilna naprava krmilne enote vpliva na RE.
8. CNN - stalni stabilizator napetosti; preprosto "analogno".
9. ISN - stikalni stabilizator napetosti.
10. UPS - stikalni napajalnik.

Opomba: tako CNN kot ISN lahko delujeta tako iz napajalne enote močnostne frekvence s transformatorjem na železu kot iz IIN.

O računalniških napajalnikih

UPS-ji so kompaktni in varčni. In v shrambi imajo mnogi napajalnik iz starega računalnika, ki leži naokrog, zastarel, a precej uporaben. Ali je torej mogoče prilagoditi stikalni napajalnik iz računalnika za amaterske / delovne namene? Na žalost je računalniški UPS dokaj visoko specializirana naprava in možnosti njegove uporabe v vsakdanjem življenju/na delu so zelo omejene:

Navadnemu amaterju je priporočljivo uporabiti UPS, pretvorjen iz računalnika, morda samo za napajanje električnega orodja; glejte spodaj za več o tem. Drugi primer je, če se amater ukvarja s popravilom osebnega računalnika in / ali ustvarjanjem logičnih vezij. Ampak potem že ve, kako prilagoditi PSU iz računalnika za to:

1. Naložite glavne kanale + 5V in + 12V (rdeče in rumene žice) z nichrome spiralami za 10-15% nazivne obremenitve;
2. Zelena žica za mehki zagon (z nizkonapetostnim gumbom na sprednji plošči sistemske enote) pc na kratko na skupno, tj. na kateri koli od črnih žic;
3. Vklop / izklop za mehansko proizvodnjo, preklopno stikalo na zadnji plošči PSU;
4. Z mehanskim (železnim) V/I "dežurno sobo", tj. izklopljen bo tudi neodvisni +5V USB napajalnik.

Za posel!

Zaradi pomanjkljivosti UPS-a ter njihove temeljne in vezne zapletenosti bomo na koncu obravnavali le nekaj teh, a preprostih in uporabnih, ter govorili o načinu popravila IIN. Glavnina gradiva je namenjena SNN in PSN z industrijskimi frekvenčnimi transformatorji. Osebi, ki je pravkar vzela v roke spajkalnik, omogočajo izdelavo zelo kakovostnega napajalnika. In če ga imate na kmetiji, boste lažje obvladali "tanjšo" tehniko.

IPN

Poglejmo najprej PPI. Impulzne bomo podrobneje pustili do razdelka o popravilu, vendar imajo nekaj skupnega z "železnimi": močnostni transformator, usmernik in filter za dušenje valovanja. Skupaj se lahko izvajajo na različne načine glede na namen PSU.

poz. 1 na sl. 1 - polvalovni (1P) usmernik. Padec napetosti na diodi je najmanjši, cca. 2B. Toda valovanje popravljene napetosti je s frekvenco 50 Hz in je "raztrgano", tj. z vrzelmi med impulzi, zato mora biti kondenzator valovitosti filtra Cf 4-6 krat večji kot v drugih vezjih. Poraba močnostnega transformatorja Tr glede na moč je 50%, ker poravnan je le 1 polval. Iz istega razloga pride do popačenja magnetnega pretoka v magnetnem vezju Tr in ga omrežje "vidi" ne kot aktivno obremenitev, temveč kot induktivnost. Zato se 1P usmerniki uporabljajo samo za majhne moči in tam, kjer drugače ne gre npr. v IIN na blokirnih generatorjih in z blažilno diodo, glejte spodaj.

Opomba: zakaj 2V, in ne 0,7V, pri kateri se v siliciju odpre p-n spoj? Razlog je v toku, ki je obravnavan spodaj.

poz. 2 - 2-pol-val s srednjo točko (2PS). Izgube diod so enake kot prej. Ovitek. Valovanje je neprekinjeno 100 Hz, zato je SF najmanjši možni. Uporaba Tr - 100% Slabost - dvojna poraba bakra v sekundarnem navitju. V času, ko so usmernike izdelovali na kenotronih, to ni bilo pomembno, zdaj pa je odločilno. Zato se 2PS uporablja v nizkonapetostnih usmernikih, predvsem pri povečani frekvenci s Schottky diodami v UPS, vendar 2PS nima temeljnih omejitev moči.

poz. 3 - 2-polvalni most, 2PM. Izgube na diodah - podvojene v primerjavi s poz. 1 in 2. Ostalo je enako kot pri 2PS, le da je za sekundar potrebno skoraj polovico manj bakra. Skoraj - ker je treba naviti več ovojev, da bi nadomestili izgube na paru "dodatnih" diod. Najpogostejše vezje za napetost od 12V.

poz. 3 - bipolarni. "Most" je prikazan pogojno, kot je običajno v diagramih vezij (navadite se!) In je zasukan za 90 stopinj v nasprotni smeri urinega kazalca, v resnici pa je par 2PS, vklopljen v različnih polaritetah, kot je jasno razvidno naprej na sl. 6. Poraba bakra kot pri 2PS, izgube diod kot pri 2PM, ostalo kot pri obeh. Zgrajen je predvsem za napajanje analognih naprav, ki zahtevajo napetostno simetrijo: Hi-Fi UMZCH, DAC / ADC itd.

poz. 4 - bipolarno po shemi vzporednega podvajanja. Daje brez dodatnih ukrepov povečano simetrijo napetosti, tk. asimetrija sekundarnega navitja je izključena. Uporaba Tr 100 %, valovanje 100 Hz, vendar raztrgano, tako da SF potrebuje dvojno zmogljivost. Izgube na diodah so približno 2,7 V zaradi medsebojne izmenjave pretočnih tokov, glej spodaj, pri moči več kot 15-20 W pa se močno povečajo. Zgrajeni so predvsem kot pomožna naprava nizke moči za neodvisno napajanje operacijskih ojačevalnikov (op-amp) in drugih nizkoenergetskih, vendar zahtevnih glede kakovosti napajanja analognih vozlišč.

Kako izbrati transformator?

Pri UPS je celoten tokokrog najpogosteje jasno vezan na velikost (natančneje na prostornino in površino preseka Sc) transformatorja/transformatorjev, saj uporaba finih procesov v feritu omogoča poenostavitev vezja z večjo zanesljivostjo. Tukaj se "nekako na svoj način" zmanjša na strogo upoštevanje priporočil razvijalca.

Transformator na osnovi železa je izbran ob upoštevanju značilnosti CNN ali je skladen z njimi pri izračunu. Padec napetosti na RE Ure ne sme biti manjši od 3 V, sicer bo KSN močno padel. S povečanjem Ure se KSN nekoliko poveča, vendar razpršena moč RE raste veliko hitreje. Zato Ure vzamemo 4-6 V. Dodamo mu 2 (4) V izgube na diodah in padec napetosti na sekundarnem navitju Tr U2; za razpon moči 30-100 W in napetosti 12-60 V vzamemo 2,5 V. U2 se večinoma ne pojavi na ohmskem uporu navitja (na splošno je zanemarljiv pri močnih transformatorjih), temveč zaradi izgub zaradi ponovnega magnetiziranja jedra in ustvarjanja razpršenega polja. Preprosto, del energije omrežja, ki jo primarno navitje "črpa" v magnetni tokokrog, uide v svetovni prostor, ki upošteva vrednost U2.

Tako smo na primer za mostni usmernik šteli 4 + 4 + 2,5 \u003d 10,5 V presežka. Dodamo ga zahtevani izhodni napetosti PSU; naj bo 12V in delimo z 1,414, dobimo 22,5 / 1,414 \u003d 15,9 ali 16V, to bo najmanjša dovoljena napetost sekundarnega navitja. Če je Tr tovarniški, vzamemo 18V iz standardnega območja.

Zdaj pride v poštev sekundarni tok, ki je seveda enak največjemu obremenitvenemu toku. Potrebujemo 3A; pomnožite z 18V, bo 54W. Dobili smo skupno moč Tr, Pg, potni list P pa bomo našli tako, da Pg delimo z učinkovitostjo Tr η, odvisno od Pg:

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

V našem primeru bo to P \u003d 54 / 0,8 \u003d 67,5 W, vendar ni takšne tipične vrednosti, zato moramo vzeti 80 W. Da bi dobili 12Vx3A = 36W na izhodu. Parna lokomotiva in samo. Čas je, da se sami naučite šteti in navijati »transe«. Poleg tega so bile v ZSSR razvite metode za izračun transformatorjev na železu, ki so omogočile iztisniti 600 W iz jedra brez izgube zanesljivosti, ki je, izračunana po radijskih amaterskih referenčnih knjigah, sposobna proizvesti le 250 W. "Iron Trance" sploh ni tako neumen, kot se zdi.

SNN

Usmerjeno napetost je treba stabilizirati in najpogosteje regulirati. Če je obremenitev močnejša od 30-40 W, je potrebna tudi zaščita pred kratkim stikom, sicer lahko okvara PSU povzroči izpad omrežja. Vse to skupaj tvori SNN.

preprosta podpora

Za začetnika je bolje, da ne gre takoj v velike moči, ampak naredi preprost zelo stabilen CNN za 12 V za testiranje v skladu z vezjem na sl. 2. Nato se lahko uporablja kot vir referenčne napetosti (njegova natančna vrednost je nastavljena na R5), za preverjanje instrumentov ali kot visokokakovosten CNN ION. Največji obremenitveni tok tega vezja je le 40 mA, vendar je KSN na predpotopnem GT403 in istem starodavnem K140UD1 več kot 1000, pri zamenjavi VT1 s silicijem srednje moči in DA1 na katerem koli sodobnem operacijskem ojačevalniku pa bo presegli 2000 in celo 2500. Povečal se bo tudi bremenski tok na 150 -200 mA, kar je že dobro za posel.

0-30

Naslednji korak je napetostno reguliran napajalnik. Prejšnji je bil narejen po t.i. kompenzacijsko primerjalno vezje, vendar je to težko pretvoriti v velik tok. Naredili bomo nov CNN na osnovi emiterskega sledilnika (EF), v katerem sta RE in CU združena v samo 1 tranzistorju. KSN bo izdan nekje okoli 80-150, vendar je to dovolj za amaterja. Toda CNN na EP vam omogoča, da brez posebnih trikov dobite izhodni tok do 10A ali več, koliko Tr bo dal in zdržal RE.

Diagram preproste napajalne enote za 0-30V je prikazan na poz. 1 sl. 3. PPN za to je že pripravljen transformator tipa TPP ali TS za 40-60 W s sekundarnim navitjem za 2x24V. Usmernik tipa 2PS na diodah 3-5A ali več (KD202, KD213, D242 itd.). VT1 je nameščen na radiatorju s površino 50 kvadratnih metrov. cm; stari iz PC procesorja je zelo primeren. V takšnih pogojih se ta CNN ne boji kratkega stika, le VT1 in Tr se bosta segrela, zato je za zaščito dovolj varovalka 0,5 A v vezju primarnega navitja Tr.

poz. 2 prikazuje, kako priročno je za amaterski CNN na električnem napajalniku: obstaja napajalni krog za 5A z nastavitvijo od 12 do 36 V. Ta napajalna enota lahko obremenitvi dostavi 10A, če je Tr pri 400W 36V. Njegova prva značilnost - integrirani CNN K142EN8 (po možnosti z indeksom B) deluje v nenavadni vlogi UU: lastnim 12V na izhodu se doda vseh 24V, delno ali v celoti, napetost od ION do R1, R2, VD5, VD6. Kapacitivnosti C2 in C3 preprečujeta vzbujanje na RF DA1, ki deluje v neobičajnem načinu.

Naslednja točka je zaščitna naprava (UZ) proti kratkemu stiku na R3, VT2, R4. Če padec napetosti na R4 preseže približno 0,7 V, se bo VT2 odprl, zaprl osnovno vezje VT1 na skupno žico, se bo zaprl in odklopil breme od napetosti. R3 je potreben, da dodatni tok ne onemogoči DA1, ko se sproži ultrazvok. Ni treba povečati njegove nominalne vrednosti, saj. ko se ultrazvok sproži, mora biti VT1 varno zaklenjen.

In zadnja - navidezna presežna kapacitivnost kondenzatorja izhodnega filtra C4. V tem primeru je varno, saj. največji kolektorski tok VT1 25A zagotavlja njegovo polnjenje, ko je vklopljen. Po drugi strani pa lahko ta CNN v 50-70 ms obremenitvi odda tok do 30 A, zato je ta preprost napajalnik primeren za napajanje nizkonapetostnih električnih orodij: njegov začetni tok ne presega te vrednosti. Samo izdelati morate (vsaj iz pleksi stekla) kontaktni čevelj s kablom, nadeti peto ročaja in pustiti, da "akumych" počiva in prihranite vir, preden odidete.

O hlajenju

Recimo, da je v tem vezju izhod 12 V z največ 5 A. To je le povprečna moč vbodne žage, vendar za razliko od vrtalnika ali izvijača potrebuje ves čas. Na C1 se ohranja približno 45 V, tj. na RE VT1 ostaja nekje 33V pri toku 5A. Odpadna moč je več kot 150W, celo več kot 160W, glede na to, da je potrebno hlajenje tudi VD1-VD4. Iz tega je jasno, da mora biti vsak zmogljiv reguliran PSU opremljen z zelo učinkovitim hladilnim sistemom.

Rebrasti/iglični radiator na naravno konvekcijo ne reši problema: izračun pokaže, da razpršilna površina 2000 m². glej tudi debelino telesa radiatorja (plošča iz katere segajo rebra oz. igle) od 16 mm. Dobiti toliko aluminija v oblikovanem izdelku kot lastnino za amaterja so bile in ostajajo sanje v kristalnem gradu. Pregorel CPU hladilnik tudi ni primeren, zasnovan je za manjšo moč.

Ena od možnosti za domačega mojstra je aluminijasta plošča debeline 6 mm ali več in dimenzij 150x250 mm z luknjami naraščajočega premera, izvrtanimi vzdolž polmerov od mesta namestitve ohlajenega elementa v vzorcu šahovnice. Služila bo tudi kot zadnja stena ohišja PSU, kot je prikazano na sl. 4.

Nepogrešljiv pogoj za učinkovitost takšnega hladilnika je sicer šibek, a stalen pretok zraka skozi luknjo od zunaj navznoter. Da bi to naredili, je v ohišju (po možnosti na vrhu) nameščen izpušni ventilator z nizko močjo. Primeren je na primer računalnik s premerom 76 mm ali več. dodati. hladnejši HDD ali video kartica. Priključen je na pina 2 in 8 DA1, vedno je 12V.

Opomba: pravzaprav je radikalen način za premagovanje tega problema sekundarno navitje Tr z odcepi za 18, 27 in 36V. Primarna napetost se preklaplja glede na to, katero orodje deluje.

Pa še UPS

Opisani PSU za delavnico je dober in zelo zanesljiv, vendar ga je težko nositi s seboj do izhoda. Tu bo računalniški napajalnik prišel prav: električno orodje je neobčutljivo na večino svojih pomanjkljivosti. Nekatere izboljšave se najpogosteje zmanjšajo na namestitev izhodnega (najbližje obremenitvi) visoko zmogljivega elektrolitskega kondenzatorja za zgoraj opisani namen. V Runetu je veliko receptov za pretvorbo računalniških napajalnikov v električna orodja (predvsem izvijače, saj niso zelo močni, a zelo uporabni), ena od metod je prikazana v spodnjem videoposnetku za 12V orodje.

Video: PSU 12V iz računalnika

Z 18 V orodji je še lažje: z enako močjo porabijo manj toka. Tu lahko pride prav tudi cenovno veliko ugodnejši vžig (balast) iz varčne sijalke 40 ali več W; iz neuporabne baterije ga je mogoče popolnoma namestiti v ohišje, zunaj pa bo ostal samo kabel z napajalnim vtičem. Kako narediti napajalnik za 18V izvijač iz balasta iz zgorele gospodinje, si oglejte naslednji video.

Video: PSU 18V za izvijač

visoki razred

A vrnimo se k SNN na EP, njihove možnosti še zdaleč niso izčrpane. Na sl. 5 - bipolarni močan napajalnik z regulacijo 0-30 V, primeren za Hi-Fi avdio opremo in druge zahtevne porabnike. Nastavitev izhodne napetosti se izvede z enim gumbom (R8), simetrija kanalov pa se samodejno vzdržuje pri kateri koli vrednosti in vsakem bremenskem toku. Pedant-formalist ob pogledu na to shemo lahko postane siv pred njegovimi očmi, vendar takšen BP za avtorja deluje pravilno že približno 30 let.

Glavni kamen spotike pri njegovem nastanku je bil δr = δu/δi, kjer sta δu in δi majhna trenutna napetostna in tokovna prirastka. Za razvoj in prilagoditev vrhunske opreme je potrebno, da δr ne presega 0,05-0,07 Ohm. Preprosto povedano, δr določa sposobnost napajalne enote, da se takoj odzove na skoke trenutne porabe.

Za SNN na EP je δr enak tistemu za ION, tj. zener diode deljeno s koeficientom prenosa toka β RE. Toda pri močnih tranzistorjih β močno pade pri velikem kolektorskem toku in δr zener diode se giblje od nekaj do deset ohmov. Tukaj, da bi kompenziral padec napetosti na RE in zmanjšal temperaturni nihanje izhodne napetosti, sem moral njihovo celotno verigo prepoloviti z diodami: VD8-VD10. Zato se referenčna napetost iz ION odstrani z dodatnim EP na VT1, njen β se pomnoži z β RE.

Naslednja značilnost te zasnove je zaščita pred kratkim stikom. Najenostavnejši, opisan zgoraj, se nikakor ne ujema z bipolarno shemo, zato je problem zaščite rešen po načelu "brez sprejema proti odpadu": zaščitnega modula kot takega ni, vendar je v parametrih redundanca močni elementi - KT825 in KT827 za 25A in KD2997A za 30A. T2 ne more dati takšnega toka, toda medtem ko se segreje, bosta FU1 in / ali FU2 imela čas, da izgorita.

Opomba: na miniaturnih žarnicah z žarilno nitko ni treba narediti indikatorja pregorele varovalke. Samo takrat so bile LED diode še precej redke in je bilo v zalogi kar nekaj prgišč SMok.

Še vedno je treba zaščititi RE pred dodatnimi tokovi praznjenja valovitosti filtra C3, C4 med kratkim stikom. Da bi to naredili, so povezani preko omejevalnih uporov nizkega upora. V tem primeru se lahko v vezju pojavijo pulzacije s periodo, ki je enaka časovni konstanti R(3,4)C(3,4). Preprečujeta jih C5, C6 manjše kapacitete. Njihovi dodatni tokovi niso več nevarni za RE: naboj se bo izpraznil hitreje, kot se bodo segreli kristali močnih KT825/827.

Izhodno simetrijo zagotavlja operacijski ojačevalnik DA1. RE negativnega kanala VT2 se odpre s tokom skozi R6. Takoj, ko minus izhoda preseže plus v modulu, bo rahlo odprl VT3 in zaprl VT2 in absolutne vrednosti izhodnih napetosti bodo enake. Operativni nadzor izhodne simetrije se izvaja s kazalno napravo z ničlo na sredini lestvice P1 (v vstavku - njen videz) in prilagoditvijo, če je potrebno, - R11.

Zadnji poudarek je izhodni filter C9-C12, L1, L2. Takšna njegova konstrukcija je potrebna za absorpcijo morebitnih RF prevzemov obremenitve, da si ne razbijate možganov: prototip je hrošč ali pa je napajalna enota "zataknjena". Pri nekaterih elektrolitskih kondenzatorjih, šuntiranih s keramiko, tukaj ni popolne gotovosti, moti velika intrinzična induktivnost "elektrolitov". In dušilke L1, L2 delijo "vračanje" obremenitve po spektru in - vsakemu svoje.

Ta PSU, za razliko od prejšnjih, zahteva nekaj prilagoditev:

1. Priključite obremenitev na 1-2 A pri 30 V;
2. R8 je nastavljen na maksimum, na najvišji položaj po shemi;
3. Z uporabo referenčnega voltmetra (kateri koli digitalni multimeter bo zdaj zadostoval) in R11 so napetosti kanala nastavljene enake v absolutni vrednosti. Mogoče, če je op-amp brez možnosti uravnoteženja, boste morali izbrati R10 ali R12;
4. Trimer R14 nastavi P1 natančno na nič.

O popravilu PSU

Napajalniki se pogosteje pokvarijo kot druge elektronske naprave: prejmejo prvi udarec omrežnih sunkov, od obremenitve dobijo veliko stvari. Tudi če nimate namena izdelati svojega napajalnika, obstaja UPS, razen računalnika, v mikrovalovni pečici, pralnem stroju in drugih gospodinjskih aparatih. Sposobnost diagnosticiranja napajalne enote in poznavanje osnov električne varnosti bosta omogočila, če ne boste sami odpravili okvare, potem pa se boste s poznavanjem zadeve lahko pogajali za ceno s serviserji. Zato poglejmo, kako se PSU diagnosticira in popravi, zlasti z IIN, ker več kot 80 % okvar predstavljajo oni.

Nasičenost in osnutek

Najprej o nekaterih učinkih, brez razumevanja katerih je nemogoče delati z UPS. Prva od teh je nasičenost feromagnetov. Niso sposobni sprejeti energije, ki presega določeno vrednost, odvisno od lastnosti materiala. Na železu se amaterji redko srečajo z nasičenostjo, namagnetiti ga je mogoče do nekaj T (Tesla, merska enota magnetne indukcije). Pri izračunu železnih transformatorjev se indukcija vzame 0,7-1,7 T. Feriti zdržijo le 0,15-0,35 T, njihova histerezna zanka je "pravokotna" in deluje na višjih frekvencah, zato je verjetnost "skoka v nasičenost" večja.

Če je magnetno vezje nasičeno, indukcija v njem ne raste več in EMF sekundarnih navitij izgine, tudi če se je primarni že stopil (se spomnite šolske fizike?). Zdaj izklopite primarni tok. Magnetno polje v mehkih magnetnih materialih (trdi magnetni materiali so trajni magneti) ne more obstajati nepremično, kot električni naboj ali voda v rezervoarju. Začel se bo razpršiti, indukcija bo padla in v vseh navitjih bo induciran EMF nasprotne glede na prvotno polarnost. Ta učinek se pogosto uporablja v IIN.

Za razliko od nasičenja je prehodni tok v polprevodniških napravah (preprosto - prepih) vsekakor škodljiv pojav. Nastane zaradi tvorbe/absorpcije prostorskih nabojev v p in n predelih; za bipolarne tranzistorje - predvsem v bazi. Tranzistorji z učinkom polja in Schottky diode so praktično brez prepiha.

Na primer, pri uporabi / odstranitvi napetosti na diodo, dokler se naboji ne zberejo / razrešijo, vodi tok v obe smeri. Zato je izguba napetosti na diodah v usmernikih večja od 0,7 V: v trenutku preklopa ima del naboja kondenzatorja filtra čas, da odteče skozi navitje. V vzporednem podvojitvenem usmerniku pretok teče skozi obe diodi hkrati.

Prepih tranzistorjev povzroči napetostni sunek na kolektorju, ki lahko poškoduje napravo ali, če je priključeno breme, jo poškoduje z dodatnim tokom. Toda tudi brez tega prepih tranzistorja poveča dinamične izgube energije, tako kot dioda, in zmanjša učinkovitost naprave. Zmogljivi tranzistorji z učinkom polja skoraj niso predmet tega, ker. ne kopičijo naboja v bazi, če je ni, in zato preklopijo zelo hitro in gladko. "Skoraj", ker so njihova vezja izvor-vrata zaščitena pred povratno napetostjo s Schottkyjevimi diodami, ki so malenkostne, a prosojne.

Vrste TIN

UPS-ji izvirajo iz blokirnega generatorja, poz. 1 na sl. 6. Ko je Uin vklopljen, je VT1 odprt s tokom skozi Rb, tok teče skozi navitje Wk. Ne more takoj narasti do meje (spet se spomnimo šolske fizike), EMF se inducira v osnovi Wb in obremenitvenem navitju Wn. Z Wb prisili odklepanje VT1 preko Sat. Glede na Wn tok še ne teče, ne prepušča VD1.

Ko je magnetno vezje nasičeno, se tokovi v Wb in Wn ustavijo. Nato zaradi disipacije (resorpcije) energije indukcija pade, v navitjih se inducira EMF nasprotne polarnosti in povratna napetost Wb takoj zaklene (blokira) VT1 in ga reši pred pregrevanjem in toplotnim razpadom. Zato se taka shema imenuje blokirni generator ali preprosto blokiranje. Rk in Sk prekineta visokofrekvenčne motnje, kar blokiranje daje več kot dovolj. Zdaj lahko Wn odvzamete nekaj uporabne moči, vendar samo prek 1P usmernika. Ta faza se nadaljuje, dokler se Sb popolnoma ne napolni ali dokler ne zmanjka shranjene magnetne energije.

Ta moč pa je majhna, do 10W. Če poskusite vzeti več, bo VT1 izgorel od najmočnejšega prepiha pred blokado. Ker je Tr nasičen, učinkovitost blokiranja ni dobra: več kot polovica energije, shranjene v magnetnem krogu, odleti stran, da ogreje druge svetove. Res je, da zaradi enake nasičenosti blokiranje do neke mere stabilizira trajanje in amplitudo svojih impulzov, njegova shema pa je zelo preprosta. Zato se TIN, ki temelji na blokiranju, pogosto uporablja v poceni polnilnikih za telefone.

Opomba: vrednost Sat v veliki meri, vendar ne v celoti, kot pravijo v amaterskih referenčnih knjigah, določa obdobje ponavljanja impulza. Vrednost njegove kapacitivnosti mora biti povezana z lastnostmi in dimenzijami magnetnega vezja ter hitrostjo tranzistorja.

Blokiranje je nekoč povzročilo črtno skeniranje televizorjev s katodnimi cevmi (CRT), ona pa je TIN z blažilno diodo, poz. 2. Tukaj CU na podlagi signalov iz Wb in povratnega vezja DSP prisilno odpre/zapre VT1, preden je Tr nasičen. Ko je VT1 zaklenjen, se povratni tok Wk zapre skozi isto blažilno diodo VD1. To je delovna faza: že bolj kot pri blokadi se del energije odvede v breme. Velika, ker pri polni nasičenosti vsa odvečna energija odleti, tukaj pa to ni dovolj. Na ta način je mogoče odstraniti moč do nekaj deset vatov. Ker pa CU ne more delovati, dokler se Tp ne približa nasičenosti, tranzistor še vedno močno vleče, dinamične izgube so visoke in učinkovitost vezja pušča veliko želenega.

IIN z blažilnikom je še vedno živ v televizorjih in CRT zaslonih, saj sta v njih združena IIN in izhod črtnega skeniranja: pogosta sta močan tranzistor in Tr. To močno zmanjša proizvodne stroške. Toda, odkrito povedano, je IIN z blažilnikom v osnovi zakrnel: tranzistor in transformator sta ves čas prisiljena delovati na robu nesreče. Inženirji, ki so uspeli to vezje pripeljati do sprejemljive zanesljivosti, si zaslužijo najgloblje spoštovanje, vendar močno ni priporočljivo, da tam nalepite spajkalnik, razen za obrtnike, ki so bili strokovno usposobljeni in imajo ustrezne izkušnje.

Push-pull INN z ločenim povratnim transformatorjem se najpogosteje uporablja, ker. ima najboljšo kakovost in zanesljivost. Vendar pa glede visokofrekvenčnih motenj grozno greši v primerjavi z "analognimi" napajalniki (s transformatorji na železu in CNN). Trenutno ta shema obstaja v številnih modifikacijah; močne bipolarne tranzistorje v njem skoraj v celoti nadomestijo terensko krmiljeni posebni. IC, vendar princip delovanja ostane nespremenjen. Ilustriran je z izvirno shemo, poz. 3.

Omejevalna naprava (UO) omejuje polnilni tok kapacitivnosti vhodnega filtra Cfin1(2). Njihova velika vrednost je nepogrešljiv pogoj za delovanje naprave, saj. v enem delovnem ciklu se jim vzame majhen del shranjene energije. Grobo rečeno, igrajo vlogo rezervoarja za vodo ali sprejemnika zraka. Pri polnjenju "kratkega" polnjenja lahko dodatni tok preseže 100 A za do 100 ms. Rc1 in Rc2 z uporom reda MΩ sta potrebna za uravnoteženje napetosti filtra, ker najmanjše neravnovesje njegovih ramen je nesprejemljivo.

Ko je Sfvh1 (2) napolnjen, ultrazvočni zaganjalnik ustvari sprožilni impulz, ki odpre enega od krakov (ni pomembno) pretvornika VT1 VT2. Skozi navitje Wk velikega močnostnega transformatorja Tr2 teče tok in magnetna energija iz njegovega jedra skozi navitje Wn skoraj v celoti preide na popravljanje in v breme.

Majhen del energije Tr2, ki je določen z vrednostjo Rolimit, se vzame iz navitja Wos1 in napaja v navitje Wos2 majhnega osnovnega transformatorja s povratno zvezo Tr1. Hitro se nasiti, odprta rama se zapre in zaradi disipacije v Tr2 se prej zaprta rama odpre, kot je opisano za blokado, in cikel se ponovi.

V bistvu je dvotaktni IIN 2 blokadi, ki se "potiskata". Ker močan Tr2 ni nasičen, je osnutek VT1 VT2 majhen, popolnoma "potone" v magnetnem krogu Tr2 in sčasoma preide v obremenitev. Zato je dvotaktni IMS mogoče zgraditi za moč do nekaj kW.

Še huje, če je v načinu XX. Nato bo med polciklom imel Tr2 čas za nasičenje in najmočnejši vlek bo zažgal tako VT1 kot VT2 hkrati. Vendar pa so zdaj v prodaji močnostni feriti za indukcijo do 0,6 T, vendar so dragi in se razgradijo zaradi naključnega obrata magnetizacije. Feriti se razvijajo za več kot 1 T, a da bi IIN dosegel "železno" zanesljivost, je potrebno vsaj 2,5 T.

Tehnika diagnoze

Pri odpravljanju napak v "analognem" PSU, če je "neumno tiho", najprej preverijo varovalke, nato zaščito, RE in ION, če ima tranzistorje. Zvonijo normalno - nadaljujemo element za elementom, kot je opisano spodaj.

V IIN, če se "zažene" in takoj "zastane", najprej preverijo UO. Tok v njem je omejen z močnim nizkoupornim uporom, nato pa ga preusmeri optotiristor. Če je "rezik" očitno pregorel, se zamenja tudi optični sklopnik. Drugi elementi UO odpovedo izjemno redko.

Če je IIN "tiho, kot riba na ledu", se diagnostika začne tudi z UO (morda je "rezik" popolnoma izgorel). Nato - UZ. V poceni modelih uporabljajo tranzistorje v načinu lavinske razgradnje, kar še zdaleč ni zelo zanesljivo.

Naslednji korak pri kateri koli PSU so elektroliti. Uničenje ohišja in puščanje elektrolita nista tako pogosta, kot pravijo v Runetu, vendar se izguba zmogljivosti zgodi veliko pogosteje kot okvara aktivnih elementov. Preverite elektrolitske kondenzatorje z multimetrom z možnostjo merjenja kapacitivnosti. Pod nominalno vrednostjo za 20% ali več - "mrtvca" spustimo v blato in postavimo novega, dobrega.

Potem so tu še aktivni elementi. Verjetno veste, kako zvoniti diode in tranzistorje. Ampak tukaj sta 2 trika. Prvi je, da če tester z 12V baterijo pokliče Schottky diodo ali zener diodo, lahko naprava pokaže okvaro, čeprav je dioda precej dobra. Te komponente je bolje poklicati s številčnico z baterijo 1,5-3 V.

Drugi so močni terenski delavci. Zgoraj (ste opazili?) je rečeno, da so njihovi I-Z zaščiteni z diodami. Zato se zdi, da zmogljivi tranzistorji z učinkom polja zvonijo kot uporabni bipolarni, celo neuporabni, če kanal ni popolnoma "izgorel" (degradiran).

Tukaj je edini način, ki je na voljo doma, da jih zamenjate z znano dobrimi in obema hkrati. Če v tokokrogu ostane zgorela, bo s seboj takoj potegnila novo, ki je uporabna. Elektronski inženirji se šalijo, da močni terenski delavci ne morejo drug brez drugega. Drugi prof. šala - "zamenjava gejevskega para." To je posledica dejstva, da morajo biti tranzistorji ramen IIN strogo iste vrste.

Končno, filmski in keramični kondenzatorji. Zanje so značilni notranji prelomi (locira jih isti tester s preverjanjem "klimatskih naprav") in puščanje ali okvara pod napetostjo. Če jih želite "ujeti", morate sestaviti preprosto shemko v skladu s sl. 7. Postopno preverjanje električnih kondenzatorjev za okvaro in uhajanje se izvede na naslednji način:

• Na tester postavimo, ne da bi ga nikamor priključili, najmanjšo mejo za merjenje enosmerne napetosti (najpogosteje - 0,2 V ali 200 mV), zaznamo in zabeležimo lastno napako instrumenta;
• Vklopimo mejo merjenja 20V;
• Na točke 3-4 priključimo sumljivi kondenzator, na 5-6 tester, na 1-2 pa uporabimo konstantno napetost 24-48 V;
• Omejitve napetosti multimetra preklopimo na najmanjšo;
• Če je na katerem koli testerju pokazal vsaj nekaj drugega kot 0000.00 (pri najmanjši - nekaj drugega kot lastno napako), kondenzator, ki ga testirate, ni dober.

Tu se konča metodološki del diagnostike in začne ustvarjalni del, kjer so vsa navodila lastno znanje, izkušnje in premislek.

Par impulzov

Artikel UPS je poseben, zaradi njihove kompleksnosti in raznolikosti vezij. Tukaj si bomo najprej ogledali nekaj vzorcev pulzno-širinske modulacije (PWM), ki vam omogoča, da dobite najboljšo kakovost UPS-a. V RuNetu je veliko shem za PWM, vendar PWM ni tako grozen, kot je naslikan ...

Za oblikovanje svetlobe

LED trak lahko preprosto prižgete iz katerega koli zgoraj opisanega napajalnika, razen tistega na sl. 1 z nastavitvijo zahtevane napetosti. Primeren SNN s poz. 1 sl. 3, te je enostavno narediti 3, za kanale R, G in B. Toda vzdržljivost in stabilnost sijaja LED diod nista odvisni od napetosti, ki se nanje nanaša, temveč od toka, ki teče skozi njih. Zato mora dobro napajanje za LED trak vključevati stabilizator obremenitvenega toka; tehnično - stabilen vir toka (IST).

Ena od shem za stabilizacijo toka svetlobnega traku, ki je na voljo za ponavljanje amaterjem, je prikazana na sl. 8. Sestavljen je bil na integriranem časovniku 555 (domači analog - K1006VI1). Zagotavlja stabilen tračni tok iz napajalne enote z napetostjo 9-15 V. Vrednost stabilnega toka je določena s formulo I = 1 / (2R6); v tem primeru - 0,7A. Močan tranzistor VT3 je nujno poljski, preprosto ne bo nastal iz prepiha zaradi naboja baze bipolarnega PWM. Induktor L1 je navit na feritnem obroču 2000NM K20x4x6 s snopom 5xPE 0,2 mm. Število obratov - 50. Diode VD1, VD2 - vsak silicij RF (KD104, KD106); VT1 in VT2 - KT3107 ali analogi. Z KT361 itd. vhodna napetost in razponi zatemnitve se bodo zmanjšali.

Vezje deluje takole: najprej se časovno nastavljena kapacitivnost C1 napolni skozi vezje R1VD1 in izprazni skozi VD2R3VT2, odprto, tj. v načinu nasičenosti prek R1R5. Časovnik ustvari zaporedje impulzov z največjo frekvenco; natančneje - z minimalnim delovnim ciklom. Brezvztrajnostni ključ VT3 ustvarja močne impulze, njegov trak VD3C4C3L1 pa jih zgladi na DC.

Opomba: delovni cikel niza impulzov je razmerje med njihovo periodo ponavljanja in trajanjem impulza. Če je na primer trajanje impulza 10 µs in je razmik med njima 100 µs, bo delovni cikel 11.

Tok v bremenu se poveča, padec napetosti na R6 pa nekoliko odpre VT1, tj. preklopi iz izklopnega (zaklepnega) načina v aktivni (ojačevalni) način. To ustvari tokokrog uhajanja osnovnega toka VT2 R2VT1 + Upit in VT2 prav tako preide v aktivni način. Tok praznjenja C1 se zmanjša, čas praznjenja se poveča, delovni cikel serije se poveča in povprečna vrednost toka pade na normo, ki jo določa R6. To je bistvo PWM. Pri sedanjem minimumu, tj. pri največjem delovnem ciklu se C1 izprazni skozi vezje VD2-R4 - notranji ključ časovnika.

V prvotni zasnovi ni zagotovljena možnost hitrega prilagajanja toka in s tem svetlosti sijaja; Potenciometrov 0,68 ohm ni. Najlažji način za nastavitev svetlosti je, da po nastavitvi vklopite vrzel med R3 in potenciometrom oddajnika VT2 R * 3,3-10 kOhm, označeno z rjavo. S premikanjem njegovega drsnika navzdol po vezju bomo povečali čas praznjenja C4, delovni cikel in zmanjšali tok. Drug način je, da se osnovni prehod VT2 preklopi z vklopom potenciometra za približno 1 MΩ na točkah a in b (označeno z rdečo), manj zaželeno, ker. prilagoditev bo globlja, a groba in ostra.

Na žalost je potreben osciloskop za ugotovitev tega uporabnega ne le za svetlobne trakove IKT:

1. Najmanjši + Upit se uporablja za vezje.
2. Z izbiro R1 (impulz) in R3 (pavza) se doseže delovni cikel 2, tj. trajanje pulza mora biti enako trajanju pavze. Nemogoče je dati delovni cikel manj kot 2!
3. Postrezite največ + Upit.
4. Z izbiro R4 se doseže nazivna vrednost stabilnega toka.

Za polnjenje

Na sl. 9 - diagram najpreprostejšega PWM IS, primernega za polnjenje telefona, pametnega telefona, tablice (prenosni računalnik žal ne bo potegnil) iz domače sončne baterije, vetrnega generatorja, motornega kolesa ali avtomobilske baterije, magneta svetilka "hrošč" in drugi napajalnik iz nestabilnih naključnih virov nizke moči. Glej razpon vhodne napetosti na diagramu, to ni napaka. Ta ISN je dejansko sposoben oddati napetost, ki je višja od vhodne. Kot v prejšnjem, obstaja učinek spreminjanja polarnosti izhoda glede na vhod, to je na splošno lastniška lastnost vezij PWM. Upajmo, da boste po natančnem branju prejšnjega tudi sami razumeli delo tega malega malčka.

Po poti o polnjenju in polnjenju

Polnjenje baterij je zelo zapleten in občutljiv fizikalno-kemijski proces, katerega kršitev včasih in desetkrat zmanjša njihov vir, tj. število ciklov polnjenja in praznjenja. Polnilec mora z zelo majhnimi spremembami napetosti akumulatorja izračunati količino prejete energije in temu primerno regulirati polnilni tok po določenem zakonu. Polnilec torej nikakor ni napajalnik, iz običajnih napajalnikov pa lahko polnimo le baterije v napravah z vgrajenim krmilnikom polnjenja: telefonih, pametnih telefonih, tablicah in nekaterih modelih digitalnih fotoaparatov. In polnjenje, ki je polnilnik, je predmet ločene razprave.

Question-remont.ru je rekel:

Iskre bodo iz usmernika, vendar verjetno ni razloga za skrb. Bistvo je t.i. diferencialna izhodna impedanca napajalnika. Za alkalne baterije je reda velikosti mOhm (miliohm), za kislinske baterije pa še manj. Trans z mostom brez glajenja ima desetinke in stotinke ohma, torej cca. 100-10-krat več. Zagonski tok enosmernega kolektorskega motorja je lahko 6-7 ali celo 20-krat večji od delovnega.Vaš je najverjetneje bližje slednjemu - motorji s hitrim pospeševanjem so bolj kompaktni in varčni, velika preobremenitvena zmogljivost pa baterije vam omogočajo, da daste motorju tok, koliko bo pojedel za pospešek. Trans z usmernikom ne bo dajal tolikšnega trenutnega toka, motor pa pospešuje počasneje kot je predviden in z velikim zdrsom armature. Iz tega, iz velikega zdrsa, nastane iskra, nato pa se ohrani v delovanju zaradi samoindukcije v navitjih.

Kaj je tukaj mogoče svetovati? Prvič: poglejte pobližje - kako se lesketa? Gledati morate na delo, pod obremenitvijo, tj. med žaganjem.

Če na ločenih mestih pod krtačami preplešejo iskrice, je v redu. Imam močan sveder Konakovo, ki tako iskri že od rojstva, pa še najmanj kane. Za 24 let sem enkrat zamenjal krtačke, opral z alkoholom in poliral kolektor - samo nekaj. Če ste 18-voltno orodje priključili na 24-voltni izhod, je nekaj iskrenja normalno. Odvijte navitje ali pogasite presežek napetosti z nečim kot je varilni reostat (upor cca. 0,2 Ohm za disipacijsko moč 200 W), da ima motor nazivno napetost v delovanju in bo najverjetneje iskra izginila. Če pa so se priključili na 12 V, v upanju, da bo po popravljanju 18, potem zaman - popravljena napetost pod obremenitvijo močno pade. In kolektorskemu elektromotorju, mimogrede, ni vseeno, ali ga napaja enosmerni ali izmenični tok.

Natančneje: vzemite 3-5 m jeklene žice s premerom 2,5-3 mm. Zvijte v spiralo s premerom 100-200 mm, tako da se zavoji ne dotikajo drug drugega. Položite na negorljivo dielektrično blazino. Konce žice olupite do sijaja in zvijte "ušesa". Najbolje jih je takoj namazati z grafitno mastjo, da ne oksidirajo. Ta reostat je vključen v prelom ene od žic, ki vodijo do orodja. Samoumevno je, da morajo biti kontakti priviti, tesno zategnjeni, s podložkami. Priključite celotno vezje na izhod 24 V brez popravljanja. Iskra je izginila, vendar je tudi moč na gredi padla - reostat je treba zmanjšati, enega od kontaktov je treba preklopiti 1-2 obrata bližje drugemu. Še vedno iskri, vendar manj - reostat je premajhen, morate dodati obrate. Bolje je, da reostat takoj naredite očitno velik, da ne privijete dodatnih odsekov. Še huje, če je ogenj vzdolž celotne linije stika krtač z zbiralnikom ali če se za njimi vlečejo repi isker. Potem pa usmernik rabi gladilni filter nekje po tvojih podatkih od 100.000 mikrofaradov. Poceni užitek. "Filter" bo v tem primeru naprava za shranjevanje energije za pospeševanje motorja. Vendar morda ne bo pomagalo - če skupna moč transformatorja ni dovolj. Učinkovitost DC kolektorskih motorjev pribl. 0,55-0,65, tj. trance je potreben od 800-900 vatov. Se pravi, če je filter nameščen, vendar še vedno iskri z ognjem pod celotno krtačo (seveda pod obema), potem transformator ne zdrži. Da, če postavite filter, morajo biti mostne diode tudi na trojnem obratovalnem toku, sicer lahko odletijo od napetosti polnilnega toka, ko so priključene na omrežje. In potem lahko orodje zaženete 5-10 sekund po povezavi z omrežjem, tako da imajo "banke" čas za "načrpavanje".

In kar je najslabše, če repi isker iz krtač segajo ali skoraj segajo do nasprotne krtače. To se imenuje okrogel ogenj. Zelo hitro izgori kolektor do popolne okvare. Za okrogel ogenj je lahko več razlogov. V tvojem primeru je najverjetneje motor prižgan na 12V z usmerjanjem. Potem je pri toku 30 A električna moč v tokokrogu 360 vatov. Zdrs sidra je več kot 30 stopinj na obrat in to je nujno neprekinjen vsestranski požar. Možno je tudi, da je armatura motorja navita z enostavnim (ne dvojnim) valom. Takšni elektromotorji sicer bolje premagujejo hipne preobremenitve, a zagonski tok jim je mama, brez skrbi. Natančneje ne morem povedati v odsotnosti in ne potrebujem ničesar - skorajda ni mogoče ničesar popraviti z lastnimi rokami. Potem bo verjetno ceneje in lažje najti in kupiti nove baterije. Toda najprej kljub temu poskusite vklopiti motor pri nekoliko povečani napetosti skozi reostat (glej zgoraj). Skoraj vedno je na ta način mogoče ugasniti neprekinjen vsestranski ogenj za ceno majhnega (do 10-15%) zmanjšanja moči na gredi.

Vsak radioamater, ki redno konstruira elektronske naprave, mislim, da ima doma urejeno napajanje. Stvar je res priročna in uporabna, brez katere je, ko jo preizkusite v akciji, težko upravljati. Dejansko, če moramo preveriti, na primer, LED, potem bomo morali natančno nastaviti njegovo delovno napetost, saj če je napetost, dobavljena na LED, znatno presežena, lahko slednja preprosto izgori. Tudi pri digitalnih vezjih nastavimo izhodno napetost na multimetru na 5 voltov ali katerokoli drugo, ki jo potrebujemo in gremo naprej.

Številni začetniki radioamaterji najprej sestavijo preprosto nastavljivo napajanje, ne da bi prilagodili izhodni tok in zaščito pred kratkim stikom. Tako je bilo tudi pri meni, pred približno 5 leti sem sestavil preprost napajalnik z nastavljivo samo izhodno napetostjo od 0,6 do 11 voltov. Njena shema je prikazana na spodnji sliki:

Toda pred nekaj meseci sem se odločil nadgraditi ta napajalnik in njegovo vezje dopolniti z majhnim vezjem za zaščito pred kratkim stikom. To shemo sem našel v eni od številk Radio magazina. Po natančnejšem pregledu se je izkazalo, da vezje v mnogih pogledih spominja na zgornji shematski diagram napajalnika, ki sem ga sestavil prej. V primeru kratkega stika v napajalnem tokokrogu LED za indikacijo kratkega stika ugasne in izhodni tok postane 30 miliamperov. Odločil se je, da bo del te sheme dopolnil svojo, kar je tudi storil. Originalni diagram iz revije Radio, ki vključuje dodatek, je prikazan na spodnji sliki:

Naslednja slika prikazuje del tega vezja, ki ga bo treba sestaviti.

Vrednost nekaterih delov, zlasti uporov R1 in R2, je treba preračunati navzgor. Če ima kdo še vedno vprašanja o tem, kam povezati odhodne žice iz tega vezja, bom dal naslednjo sliko:

Dodal bom še, da morate v sestavljenem vezju, ne glede na to, ali bo to prvo vezje ali vezje iz revije Radio, na izhod postaviti upor 1 kΩ, med plus in minus. Na diagramu iz revije Radio je to upor R6. Nato ostane še luženje plošče in vse skupaj sestaviti v ohišje napajalnika. Zrcalne plošče v programu Postavitev sprinta ni potrebno. Risba tiskanega vezja za zaščito pred kratkim stikom:

Pred približno mesecem dni sem naletel na vezje za priklop regulatorja izhodnega toka, ki bi ga lahko uporabili v povezavi s tem napajalnikom. povzeto s tega mesta. Potem sem to predpono sestavil v ločenem ohišju in se odločil, da jo po potrebi priključim za polnjenje baterij in podobna dejanja, kjer je pomemben nadzor izhodnega toka. Dam diagram set-top boxa, tranzistor kt3107 v njem je zamenjal kt361.

Kasneje pa se mi je porodila ideja, da bi zaradi udobja vse to združil v eni zgradbi. Odprl sem ohišje napajalnika in pogledal, ni bilo dovolj prostora, spremenljivi upor se ne bi prilegal. Tokovno regulatorsko vezje uporablja močan spremenljivi upor, ki ima precej velike dimenzije. Takole izgleda:

Potem sem se odločil, da oba ohišja enostavno povežem z vijaki, tako da povezavo med ploščama izvedem z žicami. Preklopno stikalo sem nastavil tudi na dva položaja: izhod z nastavljivim tokom in nereguliran. V prvem primeru je bil izhod iz glavne plošče napajalnika priključen na vhod regulatorja toka, izhod regulatorja toka pa je šel na sponke na ohišju napajalnika, v drugem primeru pa sponke so bile priključene neposredno na izhod glavne plošče napajalnika. Vse to je preklopilo šestpolno preklopno stikalo za 2 položaja. Dajem risbo tiskanega vezja regulatorja toka:

Na risbi tiskanega vezja sta R3.1 in R3.3 nožici 1 in 3 spremenljivega upora, šteto od leve. Če želi kdo ponoviti, dam diagram povezave preklopnega stikala za preklop:

V arhivu sem priložil tiskana vezja napajalnika, zaščitna vezja in vezja za regulacijo toka. Gradivo pripravil AKV.

Sodobni visokozmogljivi preklopni tranzistorji imajo zelo nizke upore med odvodom in virom v stanju, kar zagotavlja nizek padec napetosti, ko visoki tokovi prehajajo skozi to strukturo. Ta okoliščina omogoča uporabo takšnih tranzistorjev v elektronskih varovalkah.

Na primer, tranzistor IRL2505 ima upor odvoda do vira pri napetosti od vira do vrat 10 V samo 0,008 ohma. Pri toku 10A se bo na kristalu takega tranzistorja sprostila moč P = I² R; P = 10 10 0,008 = 0,8 W. To nakazuje, da je pri danem toku mogoče namestiti tranzistor brez uporabe radiatorja. Čeprav vedno poskušam postaviti vsaj majhne hladilnike. V mnogih primerih vam to omogoča zaščito tranzistorja pred toplotno okvaro v izrednih razmerah. Ta tranzistor se uporablja v zaščitnem vezju, opisanem v članku "". Če je potrebno, lahko uporabite radijske elemente za površinsko montažo in napravo naredite kot majhen modul. Shema naprave je prikazana na sliki 1. Izračunana je bila za tok do 4A.

Elektronski diagram varovalk

V tem vezju se kot ključ uporablja poljski tranzistor s p-kanalom IRF4905, ki ima odprti upor 0,02 Ohma, z napetostjo vrat = 10V.

S to vrednostjo je načeloma omejena tudi minimalna napajalna napetost tega vezja. Z odvodnim tokom 10 A se na njem sprosti 2 W moči, kar bo povzročilo potrebo po namestitvi majhnega hladilnega telesa. Največja napetost gate-source tega tranzistorja je 20 V, zato je za preprečitev okvare strukture gate-source v vezje uvedena zener dioda VD1, ki se lahko uporablja kot katera koli zener dioda s stabilizacijsko napetostjo 12 voltov. Če je napetost na vhodu vezja manjša od 20 V, lahko zener diodo odstranite iz vezja. V primeru namestitve zener diode bo morda treba popraviti vrednost upora R8. R8 \u003d (Upit - Ust) / Ist; Kjer je Upit napetost na vhodu vezja, Ust je stabilizacijska napetost zener diode, Ist je tok zener diode. Na primer, Upit \u003d 35V, Ust \u003d 12V, Ist \u003d 0,005A. R8 \u003d (35-12) / 0,005 \u003d 4600 ohmov.

Tokovno-napetostni pretvornik

Upor R2 se uporablja kot tokovni senzor v tokokrogu, da se zmanjša moč, ki se sprosti na tem uporu, njegova vrednost je izbrana samo na eno stotinko ohma. Pri uporabi SMD elementov je lahko sestavljen iz 10 uporov po 0,1 Ohm velikosti 1206 z močjo 0,25W. Uporaba tokovnega senzorja s tako nizkim uporom je pripeljala do uporabe ojačevalnika signala iz tega senzorja. Kot ojačevalnik je bil uporabljen operacijski ojačevalnik DA1.1 čipa LM358N.

Dobiček tega ojačevalnika je enak (R3 + R4)/R1 = 100. en amper bremenskega toka je enak napetosti 1 V na izhodu 7 DA1.1. Kus je mogoče popraviti z uporom R3. Z navedenimi vrednostmi uporov R5 in R6 je največji zaščitni tok mogoče nastaviti v .... Zdaj pa preštejmo. R5 + R6 \u003d 1 + 10 \u003d 11kOhm. Poiščimo tok, ki teče skozi ta delilnik: I \u003d U / R \u003d 5A / 11000 Ohm \u003d 0,00045A. Zato bo največja napetost, ki jo je mogoče nastaviti na nožici 2 DA1, U = I x R = 0,00045 A x 10000 Ω = 4,5 V. Tako bo največji zaščitni tok približno 4,5 A.

Primerjalnik napetosti

Primerjalnik napetosti je sestavljen na drugem operacijskem ojačevalniku, ki je del tega MS. Referenčna napetost, ki jo uravnava upor R6 iz stabilizatorja DA2, se uporablja za invertni vhod tega primerjalnika. Ojačana napetost iz tokovnega senzorja se dovaja na neinvertirajoči vhod 3 DA1.2. Obremenitev primerjalnika je serijsko vezje, optični sklopnik LED in dušilni nastavitveni upor R7. Upor R7 nastavi tok, ki teče skozi to vezje, približno 15 mA.

Delovanje vezja

Shema deluje na naslednji način. Na primer, pri obremenitvenem toku 3 A se bo na tokovnem senzorju sprostila napetost 0,01 x 3 = 0,03 V. Na izhodu ojačevalnika DA1.1 bo napetost enaka 0,03 V x 100 = 3 V. Če je v tem primeru na vhodu 2 DA1.2 referenčna napetost, ki jo nastavi upor R6, manjša od treh voltov, se bo na izhodu primerjalnika 1 pojavila napetost, ki je blizu napajalni napetosti operacijskega ojačevalnika, tj. pet voltov. Posledično bo LED optičnega sklopnika zasvetila. Tiristor optičnega sklopnika se bo odprl in s svojim virom šuntiral vrata tranzistorja z učinkom polja. Tranzistor se bo zaprl in izklopil breme. Vezje lahko vrnete v prvotno stanje z gumbom SB1 ali tako, da izklopite in ponovno vklopite napajalnik.

Moč dober signal

Ko vklopimo, izhodne napetosti ne dosežejo želene vrednosti takoj, ampak po približno 0,02 sekunde, za preprečitev dovoda prenizke napetosti na PC komponente pa obstaja poseben signal “power good”, včasih imenovan tudi “ PWR_OK” ali preprosto “PG”, ki se uporabi, ko napetosti na izhodih +12V, +5V in +3,3V dosežejo območje pravilnih vrednosti. Za napajanje tega signala je na napajalnem priključku ATX, priključenem na (št. 8, siva žica), dodeljena posebna linija.

Drugi porabnik tega signala je zaščitno vezje pod napetostjo (UVP) znotraj PSU, o katerem bomo razpravljali kasneje - če je aktiven od trenutka, ko je vklopljen na PSU, potem preprosto ne bo dovolil, da se računalnik vklopi, takoj izklopite napajalnik, saj bodo napetosti očitno pod nominalno. Zato se to vezje vklopi samo s signalom Power Good.

Ta signal daje nadzorno vezje ali krmilnik PWM (impulzno-širinska modulacija, ki se uporablja v vseh sodobnih stikalnih napajalnikih, zato so dobili svoje ime, angleško okrajšavo - PWM, poznano iz sodobnih hladilnikov - za nadzor njihove vrtilne hitrosti napajane pri njih je tok moduliran na podoben način.)

Napajanje Dober diagram signalizacije v skladu s specifikacijo ATX12V.
VAC - vhodna izmenična napetost, PS_ON # - signal "vklop", ki se pojavi, ko pritisnete gumb za vklop na sistemski enoti. "O / P" je okrajšava za "delovno točko", tj. delovna vrednost. In PWR_OK je signal Power Good. T1 je manj kot 500 ms, T2 je med 0,1 ms in 20 ms, T3 je med 100 ms in 500 ms, T4 je manjši ali enak 10 ms, T5 je večji ali enak 16 ms in T6 je večji ali enak 1 ms.

Podnapetostna in prenapetostna zaščita (UVP/OVP)

Zaščita je v obeh primerih izvedena z istim vezjem, ki spremlja izhodne napetosti +12V, +5V in 3,3V in izklopi napajalnik, če je ena od njih višja (OVP - Over Voltage Protection) ali nižja (UVP - Under Voltage Protection). določene vrednosti, ki ji pravimo tudi "trigger point". To so glavne vrste zaščite, ki so trenutno prisotne v skoraj vseh, poleg tega standard ATX12V zahteva OVP.

Nekoliko težava je, da sta tako OVP kot UVP običajno konfigurirana tako, da sta izklopni točki predaleč od nazivne napetosti in v primeru OVP je to neposredno ujemanje s standardom ATX12V:

Izhod	Najmanjša	Običajno	Največ
+12 V	13,4 V	15,0 V	15,6 V
+5V	5,74 V	6,3 V	7,0 V
+3,3 V	3,76 V	4,2 V	4,3 V

Tisti. Napajalnik lahko naredite z +12V pri 15,6V OVP ali +5V pri 7V, pa bo še vedno združljiv s standardom ATX12V.

To bo na primer oddajalo 15 V namesto 12 V dolgo časa, ne da bi sprožila zaščito, kar lahko povzroči okvaro komponent računalnika.

Po drugi strani pa standard ATX12V jasno določa, da izhodne napetosti ne smejo odstopati za več kot 5% od nominalne vrednosti, hkrati pa lahko proizvajalec PSU konfigurira OVP, da deluje pri odstopanju 30% vzdolž Linije +12V in +3,3V in v 40% - vzdolž linije +5V.

Proizvajalci izberejo vrednosti sprožilnih točk z uporabo enega ali drugega nadzornega čipa ali krmilnika PWM, ker so vrednosti teh točk trdo kodirane s specifikacijami določenega mikrovezja.

Kot primer vzemimo priljubljen nadzorni čip PS223, ki se uporablja v nekaterih, ki so še na trgu. Ta IC ima naslednje sprožilne točke za načina OVP in UVP:

Izhod	Najmanjša	Običajno	Največ
+12 V	13,1 V	13,8 V	14,5 V
+5V	5,7 V	6,1 V	6,5 V
+3,3 V	3,7 V	3,9 V	4,1 V

Izhod	Najmanjša	Običajno	Največ
+12 V	8,5 V	9,0 V	9,5 V
+5V	3,3 V	3,5 V	3,7 V
+3,3 V	2,0 V	2,2 V	2,4 V

Drugi IC-ji zagotavljajo drugačen niz sprožilnih točk.

In še enkrat vas spomnimo, kako daleč od normalnih vrednosti napetosti sta običajno konfigurirana OVP in UVP. Da lahko delujejo, mora biti napajanje v zelo težkem položaju. V praksi poceni napajalniki, ki nimajo drugih vrst zaščite razen OVP / UVP, odpovejo, preden OVP / UVP deluje.

Prenapetostna zaščita (OCP)

V primeru te tehnologije (angleška okrajšava OCP - Over Current Protection) obstaja ena težava, ki jo je treba obravnavati podrobneje. V skladu z mednarodnim standardom IEC 60950-1 se v računalniški opremi na nobenem vodniku ne sme prenašati več kot 240 volt-amperov, kar v primeru enosmernega toka daje 240 vatov. Specifikacija ATX12V vključuje zahtevo za zaščito pred prevelikim tokom na vseh tokokrogih. V primeru najbolj obremenjenega 12V tokokroga dobimo največji dovoljeni tok 20A. Seveda takšna omejitev ne dovoljuje izdelave napajalne enote z močjo večjo od 300 W, in da bi jo zaobšli, je bil izhodni tokokrog +12 V razdeljen na dve ali več linij, od katerih je imela vsaka svoje vezje za zaščito pred prevelikim tokom. Skladno s tem so vsi napajalni izhodi s kontakti +12V razdeljeni v več skupin glede na število vodov, v nekaterih primerih so celo barvno označeni, da se obremenitev ustrezno porazdeli po vodniku.

Vendar pa se v mnogih poceni napajalnikih z deklariranima dvema +12V linijama v praksi uporablja samo eno tokovno zaščitno vezje in vse +12V žice v notranjosti so priključene na en izhod. Za izvedbo ustreznega delovanja takšnega vezja zaščita tokovne obremenitve ne deluje pri 20A, ampak pri npr. 40A, največja tokovna omejitev na eni žici pa se doseže tako, da v realnem sistemu + Obremenitev 12V je vedno razporejena na več porabnikov in več žic.

Poleg tega lahko včasih ugotovite, ali določen napajalnik uporablja ločeno tokovno zaščito za vsako linijo +12 V samo tako, da ga razstavite in pogledate število in povezavo shuntov, ki se uporabljajo za merjenje jakosti toka (v nekaterih primerih število shuntov lahko preseže število linij, saj je za merjenje toka na eni liniji mogoče uporabiti več shuntov).

Različne vrste shuntov za merjenje toka.

Druga zanimiva točka je, da za razliko od prenapetostne zaščite dovoljeno raven toka regulira proizvajalec PSU s spajkanjem uporov ene ali druge moči na izhode krmilnega mikrovezja. In na poceni napajalnike, kljub zahtevam standarda ATX12V, je to zaščito mogoče namestiti samo na + 3,3 V in + 5 V linije ali pa sploh ne.

Zaščita pred pregrevanjem (OTP)

Kot pove že ime (OTP - Over Temperature Protection), zaščita pred pregrevanjem izklopi napajanje, če temperatura v ohišju doseže določeno vrednost. Vsi napajalniki niso opremljeni z njim.

V napajalnikih lahko vidite termistor, pritrjen na hladilnik (čeprav je pri nekaterih napajalnikih lahko spajkan neposredno na vezje). Ta termistor je povezan z vezjem za krmiljenje hitrosti ventilatorja, ne uporablja se za toplotno zaščito. V napajalnikih, opremljenih s toplotno zaščito, se običajno uporabljata dva termistorja - eden za krmiljenje ventilatorja, drugi za samo toplotno zaščito.

Zaščita pred kratkim stikom (SCP)

Zaščita kratkega stika (SCP) je verjetno najstarejša od teh tehnologij, saj jo je zelo enostavno implementirati z nekaj tranzistorji brez uporabe nadzornega čipa. Ta zaščita je nujno prisotna v kateri koli PSU in jo izklopi v primeru kratkega stika v katerem koli od izhodnih tokokrogov, da bi se izognili morebitnemu požaru.

Najpreprostejša zaščita pred kratkim stikom je pomembna tako za izkušene kot začetnike radioamaterje, saj nihče ni imun na napake. Ta članek ponuja preprosto, a zelo izvirno shemo, ki vam bo pomagala zaščititi vašo napravo pred neželenimi okvarami. Varovalka, ki se sama ponastavi, izklopi tokokrog, LED diode pa hitro, zanesljivo in preprosto signalizirajo nevarnost.

Shema zaščite pred kratkim stikom:

Vezje, prikazano na sliki št. 1, je zaščita za amatersko radijsko napajanje ali katero koli drugo vezje, ki jo je zelo enostavno konfigurirati.

Slika št. 1 - Zaščitno vezje kratkega stika.

Delovanje zaščitnega vezja kratkega stika:

Shema je zelo preprosta in razumljiva. Ker tok teče po poti najmanjšega upora, medtem ko je varovalka FU1 nepoškodovana, je priključeno izhodno breme Rl, slika št. 2, in skozenj teče tok. Hkrati LED VD4 stalno sveti (po možnosti zelena).

Slika št. 2 - Delovanje vezja s celotno varovalko

Če obremenitveni tok preseže največji dovoljeni tok za varovalko, ta deluje in tako prekine (ranžirno) bremensko vezje (slika 3). V tem primeru LED VD3 zasveti (rdeča sveti) in VD4 ugasne. Hkrati ne trpi niti vaša obremenitev niti vezje (seveda pod pogojem, da se varovalka sproži pravočasno).

Slika št. 3 – Sprožila se je varovalka

Diode VD1, VD5 in zener dioda VD2 ščitijo LED pred povratnimi tokovi. Upori R1, R2 omejujejo tok v zaščitnem vezju. Za varovalko FU1 priporočam uporabo ponastavljive varovalke. In vrednosti vseh elementov vezja izberete glede na vaše potrebe.