Schemat obwodu zasilacza impulsowego 30 V. Jak działa prosty i wydajny zasilacz impulsowy. O zasilaczach komputerowych

08.12.2023 -

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

W takim przypadku wymagana jest niewielka liczba części, a pracę można wykonać w ciągu 1 godziny. W tym przypadku podstawą zasilania jest układ IR2151.

Do pracy potrzebne będą następujące materiały i części:

Termistor PTC dowolny typ.
Para kondensatorów, które wybiera się przy przeliczeniu 1 μF. przy 1 W. Tworząc projekt dobieramy kondensatory tak, aby pobierały 220 W.
Montaż diody typu „pionowego”.
Kierowcy typ IR2152, IR2153, IR2153D.
Tranzystory polowe typ IRF740, IRF840. Możesz wybrać inne, jeśli mają dobry wskaźnik oporu.
Transformator można pobrać ze starych jednostek systemowych komputera.
Diody, instalowany na wylocie, zaleca się wziąć z rodziny HER.

Ponadto będziesz potrzebować następujących narzędzi:

Lutownica i materiały eksploatacyjne.
Śrubokręt i szczypce.
Pinceta.

Nie zapominaj także o konieczności dobrego oświetlenia w miejscu pracy.

Instrukcja krok po kroku

Schemat obwodu

schemat strukturalny

Montaż odbywa się według narysowanego schematu elektrycznego. Mikroukład został wybrany zgodnie z charakterystyką obwodu.

Montaż odbywa się w następujący sposób:

Przy wejściu zamontować termistor PTC i mostki diodowe.
Następnie, zainstalowana jest para kondensatorów.
Kierowcy niezbędne do regulacji pracy bramek tranzystorów polowych. Jeśli sterowniki mają na końcu oznaczenia indeks D, nie ma potrzeby instalowania FR107.
Tranzystory polowe montowane bez zwierania kołnierzy. Podczas mocowania do grzejnika należy zastosować specjalne uszczelki i podkładki izolacyjne.
Transformatory zainstalowany ze zwartymi przewodami.
Wyjście to diody.

Wszystkie elementy montuje się w wyznaczonych miejscach na płytce i lutuje odwrotną stroną.

Badanie

Aby prawidłowo zmontować zasilacz, należy zachować ostrożność przy montażu elementów polarnych, należy zachować ostrożność również podczas pracy z napięciem sieciowym. Po odłączeniu urządzenia od źródła zasilania w obwodzie nie powinno pozostawać niebezpieczne napięcie. Jeśli zmontowano prawidłowo, nie jest wymagana żadna dalsza regulacja.

Poprawność działania zasilacza można sprawdzić w następujący sposób:

Podłączamy go do obwodu, na wyjściu żarówki, na przykład 12 woltów. Przy pierwszym krótkotrwałym uruchomieniu lampka powinna się świecić. Ponadto należy zwrócić uwagę na to, aby wszystkie elementy nie powinny się nagrzewać. Jeśli coś się nagrzeje, oznacza to, że obwód jest nieprawidłowo zmontowany.
Na drugim starcie Wartość prądu mierzymy za pomocą testera. Pozwól urządzeniu działać przez odpowiedni czas, aby upewnić się, że nie ma w nim elementów grzejnych.

Dodatkowo przydałoby się sprawdzić wszystkie elementy za pomocą testera na obecność dużego prądu po wyłączeniu zasilania.

Jak wcześniej zauważono działanie zasilacza impulsowego opiera się na sprzężeniu zwrotnym. Rozważany obwód nie wymaga specjalnej organizacji sprzężenia zwrotnego i różnych filtrów mocy.
Szczególną uwagę należy zwrócić na dobór tranzystorów polowych. W tym przypadku zalecane są tranzystory IR FET, ponieważ są znane ze swojej rozdzielczości termicznej. Według producenta mogą pracować stabilnie do 150 stopni Celsjusza. Jednak w tym obwodzie nie nagrzewają się zbytnio, co można nazwać bardzo ważną cechą.
Jeśli tranzystory stale się nagrzewają należy zamontować aktywne chłodzenie. Z reguły jest reprezentowany przez wentylator.

Zalety i wady

Przetwornik impulsów ma następujące zalety:

Wysoka ocena współczynnik stabilizacji pozwala zapewnić warunki zasilania, które nie zaszkodzą wrażliwej elektronice.
Rozważane projekty mają wysoki wskaźnik wydajności. Nowoczesne wersje mają tę liczbę na poziomie 98%. Dzieje się tak dzięki temu, że straty są zredukowane do minimum, o czym świadczy niskie nagrzewanie się bloku.
Duży zakres napięcia wejściowego- jedna z cech, dzięki którym rozprzestrzenił się taki projekt. Jednocześnie wydajność nie zależy od wskaźników prądu wejściowego. To właśnie odporność na wskaźnik napięcia pozwala wydłużyć żywotność elektroniki, gdyż skoki wskaźnika napięcia są częstym zjawiskiem w domowej sieci energetycznej.
Częstotliwość wejściowa wpływa na działanie tylko wejściowych elementów konstrukcji.
Małe wymiary i waga, są również odpowiedzialne za ich popularność ze względu na rozprzestrzenianie się sprzętu przenośnego i przenośnego. Przecież przy stosowaniu bloku liniowego waga i wymiary zwiększają się kilkakrotnie.
Organizacja zdalnego sterowania.
Niższy koszt.

Istnieją również wady:

Dostępność zakłócenia pulsu.
Konieczność włączenie do obwodu kompensatorów współczynnika mocy.
Złożoność samoregulacja.
Mniejsza niezawodność ze względu na złożoność łańcucha.
Poważne konsekwencje gdy jeden lub więcej elementów obwodu ulegnie awarii.

Tworząc taki projekt samodzielnie, należy wziąć pod uwagę, że popełnione błędy mogą doprowadzić do awarii odbiornika elektrycznego. Dlatego konieczne jest zapewnienie ochrony w systemie.

Cechy konstrukcyjne i operacyjne

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

Najpierw Napięcie wejściowe jest prostowane.
Napięcie wyprostowane w zależności od przeznaczenia i cech całej konstrukcji, zostaje on przekierowany w postaci prostokątnego impulsu o wysokiej częstotliwości i podawany do zainstalowanego transformatora lub filtra pracującego na niskich częstotliwościach.
Transformatory mają niewielkie rozmiary i wagę przy zastosowaniu jednostki impulsowej, ponieważ zwiększenie częstotliwości pozwala zwiększyć wydajność ich działania, a także zmniejszyć grubość rdzenia. Ponadto do produkcji rdzenia można zastosować materiał ferromagnetyczny. Przy niskiej częstotliwości można stosować wyłącznie stal elektryczną.
Stabilizacja napięcia następuje poprzez negatywne sprzężenie zwrotne. Dzięki zastosowaniu tej metody napięcie dostarczane do odbiornika pozostaje niezmienione pomimo wahań napięcia wejściowego i generowanego obciążenia.

Informacje zwrotne można zorganizować w następujący sposób:

Z izolacją galwaniczną, używany jest transoptor lub wyjście uzwojenia transformatora.
Jeśli nie musisz tworzyć skrzyżowania, stosuje się rezystorowy dzielnik napięcia.

Stosując podobne metody, napięcie wyjściowe utrzymuje się na wymaganych parametrach.

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

Część wejściowa, wysokie napięcie. Zwykle jest reprezentowany przez generator impulsów. Szerokość impulsu jest głównym wskaźnikiem wpływającym na prąd wyjściowy: im szerszy wskaźnik, tym większe napięcie i odwrotnie. Transformator impulsowy znajduje się na odcinku pomiędzy częścią wejściową i wyjściową i oddziela impuls.
Na części wyjściowej znajduje się termistor PTC. Jest wykonany z półprzewodnika i ma dodatni współczynnik temperaturowy. Ta cecha oznacza, że gdy temperatura elementu wzrośnie powyżej określonej wartości, wskaźnik rezystancji znacznie wzrasta. Używany jako kluczowy mechanizm bezpieczeństwa.
Część niskonapięciowa. Impuls jest usuwany z uzwojenia niskiego napięcia, prostowanie następuje za pomocą diody, a kondensator działa jak element filtrujący. Zespół diody może prostować prąd do 10A. Należy wziąć pod uwagę, że kondensatory można zaprojektować dla różnych obciążeń. Kondensator usuwa pozostałe szczyty impulsu.
Kierowcy tłumią opór powstający w obwodzie mocy. Podczas pracy sterowniki naprzemiennie otwierają bramki zainstalowanych tranzystorów. Praca odbywa się z określoną częstotliwością
Tranzystory polowe dobierane z uwzględnieniem wskaźników rezystancji i maksymalnego napięcia w stanie otwartym. Przy wartości minimalnej rezystancja znacznie zwiększa wydajność i zmniejsza nagrzewanie się podczas pracy.
Standard transformatora do obniżenia wersji.

Biorąc pod uwagę wybrany obwód, możesz zacząć tworzyć zasilacz danego typu.

Większość nowoczesnych urządzeń elektronicznych praktycznie nie wykorzystuje zasilaczy analogowych (transformatorowych), zastępuje je impulsowe przetworniki napięcia. Aby zrozumieć, dlaczego tak się stało, należy wziąć pod uwagę cechy konstrukcyjne, a także mocne i słabe strony tych urządzeń. Porozmawiamy również o przeznaczeniu głównych elementów źródeł impulsowych i podamy prosty przykład realizacji, którą można zmontować własnymi rękami.

Cechy konstrukcyjne i zasada działania

Spośród kilku metod przetwarzania napięcia na elementy energoelektroniczne można wyróżnić dwie najbardziej rozpowszechnione:

Analogowy, którego głównym elementem jest transformator obniżający napięcie, oprócz swojej głównej funkcji zapewnia również izolację galwaniczną.
Zasada impulsu.

Przyjrzyjmy się, czym różnią się te dwie opcje.

Zasilacz oparty na transformatorze mocy

Rozważmy uproszczony schemat blokowy tego urządzenia. Jak widać na rysunku, na wejściu zainstalowany jest transformator obniżający napięcie, za jego pomocą przekształcana jest amplituda napięcia zasilania, na przykład z 220 V otrzymujemy 15 V. Następnym blokiem jest prostownik, jego zadaniem jest zamiana prądu sinusoidalnego na pulsacyjny (harmoniczna jest pokazana nad obrazem symbolicznym). W tym celu stosuje się prostownicze elementy półprzewodnikowe (diody) połączone mostkiem. Zasadę ich działania można znaleźć na naszej stronie internetowej.

Kolejny blok spełnia dwie funkcje: wygładza napięcie (wykorzystuje się do tego kondensator o odpowiedniej pojemności) i stabilizuje je. To ostatnie jest konieczne, aby napięcie nie „spadło” wraz ze wzrostem obciążenia.

Podany schemat blokowy jest znacznie uproszczony; z reguły źródło tego typu posiada filtr wejściowy i układy zabezpieczające, ale nie ma to znaczenia dla wyjaśnienia działania urządzenia.

Wszystkie wady powyższej opcji są bezpośrednio lub pośrednio związane z głównym elementem projektu - transformatorem. Po pierwsze, jego waga i wymiary ograniczają miniaturyzację. Aby nie być bezpodstawnym, jako przykład posłużymy się transformatorem obniżającym napięcie 220/12 V o mocy znamionowej 250 W. Waga takiej jednostki wynosi około 4 kilogramy, wymiary 125x124x89 mm. Można sobie wyobrazić, ile ważyłaby oparta na niej ładowarka do laptopa.

Po drugie, cena takich urządzeń jest czasami wielokrotnie wyższa niż całkowity koszt pozostałych podzespołów.

Urządzenia impulsowe

Jak widać ze schematu blokowego pokazanego na rysunku 3, zasada działania tych urządzeń różni się znacznie od przetworników analogowych, przede wszystkim brakiem wejściowego transformatora obniżającego napięcie.

Rysunek 3. Schemat blokowy zasilacza impulsowego

Rozważmy algorytm działania takiego źródła:

Do filtra sieciowego doprowadzane jest zasilanie, jego zadaniem jest minimalizowanie szumów sieciowych, zarówno przychodzących, jak i wychodzących, powstających w wyniku pracy.
Następnie uruchamiany jest moduł przetwarzania napięcia sinusoidalnego na napięcie stałe impulsowe oraz filtr wygładzający.
W kolejnym etapie do procesu podłączany jest falownik, którego zadaniem jest formowanie prostokątnych sygnałów o wysokiej częstotliwości. Informacja zwrotna do falownika odbywa się za pośrednictwem jednostki sterującej.
Kolejnym blokiem jest IT, niezbędny do automatycznego trybu generatora, podawania napięcia do obwodu, zabezpieczenia, sterowania sterownikiem, a także obciążenia. Dodatkowo zadanie IT obejmuje zapewnienie izolacji galwanicznej pomiędzy obwodami wysokiego i niskiego napięcia.

W przeciwieństwie do transformatora obniżającego, rdzeń tego urządzenia wykonany jest z materiałów ferrimagnetycznych, co przyczynia się do niezawodnej transmisji sygnałów RF, które mogą mieścić się w zakresie 20-100 kHz. Cechą charakterystyczną IT jest to, że przy jej podłączaniu krytyczne jest uwzględnienie początku i końca uzwojeń. Niewielkie wymiary tego urządzenia umożliwiają wykonanie urządzeń miniaturowych; przykładem jest wiązka elektroniczna (statecznik) lampy LED lub energooszczędnej.

Następnie uruchamia się prostownik wyjściowy, ponieważ działa on z napięciem o wysokiej częstotliwości; proces wymaga szybkich elementów półprzewodnikowych, dlatego w tym celu stosuje się diody Schottky'ego.
W końcowej fazie na korzystnym filtrze przeprowadza się wygładzanie, po czym do obciążenia przykładane jest napięcie.

Teraz zgodnie z obietnicą przyjrzyjmy się zasadzie działania głównego elementu tego urządzenia – falownika.

Jak działa falownik?

Modulację RF można przeprowadzić na trzy sposoby:

częstotliwość impulsów;
impuls fazowy;
szerokość impulsu.

W praktyce stosuje się tę ostatnią opcję. Wynika to zarówno z prostoty implementacji, jak i z faktu, że PWM ma stałą częstotliwość komunikacji, w przeciwieństwie do pozostałych dwóch metod modulacji. Poniżej przedstawiono schemat blokowy opisujący działanie sterownika.

Algorytm działania urządzenia jest następujący:

Generator częstotliwości odniesienia generuje szereg sygnałów prostokątnych, których częstotliwość odpowiada częstotliwości odniesienia. Na podstawie tego sygnału powstaje ząb piłokształtny UP, który jest dostarczany na wejście komparatora K PWM. Sygnał UUS pochodzący ze wzmacniacza sterującego podawany jest na drugie wejście tego urządzenia. Sygnał generowany przez ten wzmacniacz odpowiada proporcjonalnej różnicy pomiędzy U P (napięcie odniesienia) i U RS (sygnał sterujący z obwodu sprzężenia zwrotnego). Oznacza to, że sygnał sterujący UUS jest w rzeczywistości napięciem niedopasowanym, którego poziom zależy zarówno od prądu na obciążeniu, jak i napięcia na nim (U OUT).

Ta metoda realizacji pozwala zorganizować obwód zamknięty, który pozwala kontrolować napięcie wyjściowe, czyli w rzeczywistości mówimy o liniowo-dyskretnej jednostce funkcjonalnej. Na jego wyjściu generowane są impulsy o czasie trwania zależnym od różnicy pomiędzy sygnałami zadanymi i sterującymi. Na jego podstawie tworzone jest napięcie sterujące kluczowym tranzystorem falownika.

Proces stabilizacji napięcia wyjściowego odbywa się poprzez monitorowanie jego poziomu; w przypadku jego zmian napięcie sygnału sterującego U PC zmienia się proporcjonalnie, co prowadzi do zwiększenia lub zmniejszenia czasu trwania między impulsami.

W efekcie zmienia się moc obwodów wtórnych, co zapewnia stabilizację napięcia wyjściowego.

Aby zapewnić bezpieczeństwo, wymagana jest izolacja galwaniczna pomiędzy zasilaniem a sprzężeniem zwrotnym. Z reguły w tym celu stosuje się transoptory.

Mocne i słabe strony źródeł impulsowych

Jeśli porównamy urządzenia analogowe i impulsowe o tej samej mocy, to drugie będzie miało następujące zalety:

Mały rozmiar i waga wynikają z braku transformatora obniżającego niską częstotliwość i elementów sterujących, które wymagają odprowadzania ciepła za pomocą dużych grzejników. Dzięki zastosowaniu technologii konwersji sygnału wysokiej częstotliwości możliwe jest zmniejszenie pojemności kondensatorów zastosowanych w filtrach, co pozwala na montaż mniejszych elementów.
Wyższa wydajność, ponieważ główne straty są spowodowane jedynie procesami przejściowymi, podczas gdy w obwodach analogowych podczas konwersji elektromagnetycznej stale tracona jest duża ilość energii. Wynik mówi sam za siebie, zwiększając wydajność do 95-98%.
Niższy koszt ze względu na zastosowanie mniej wydajnych elementów półprzewodnikowych.
Szerszy zakres napięcia wejściowego. Tego typu sprzęt nie jest wymagający pod względem częstotliwości i amplitudy, dlatego dozwolone jest podłączenie do sieci o różnych standardach.
Dostępność niezawodnej ochrony przed zwarciami, przeciążeniami i innymi sytuacjami awaryjnymi.

Wady technologii impulsowej obejmują:

Obecność zakłóceń RF jest konsekwencją pracy przetwornicy wysokiej częstotliwości. Czynnik ten wymaga zainstalowania filtra tłumiącego zakłócenia. Niestety jego działanie nie zawsze jest skuteczne, co nakłada pewne ograniczenia na stosowanie urządzeń tego typu w sprzęcie o dużej precyzji.

Specjalne wymagania dotyczące obciążenia, nie należy go zmniejszać ani zwiększać. Gdy tylko poziom prądu przekroczy górny lub dolny próg, charakterystyka napięcia wyjściowego zacznie znacznie różnić się od standardowych. Z reguły producenci (nawet ostatnio chińscy) przewidują takie sytuacje i instalują w swoich produktach odpowiednie zabezpieczenia.

Szereg zastosowań

Prawie cała współczesna elektronika zasilana jest z bloków tego typu, jako przykład:

Montaż zasilacza impulsowego własnymi rękami

Rozważmy obwód prostego zasilacza, w którym zastosowano opisaną powyżej zasadę działania.

Oznaczenia:

Rezystory: R1 – 100 Ohm, R2 – od 150 kOhm do 300 kOhm (do wyboru), R3 – 1 kOhm.
Pojemności: C1 i C2 - 0,01 µF x 630 V, C3 -22 µF x 450 V, C4 - 0,22 µF x 400 V, C5 - 6800 -15000 pF (do wyboru), 012 µF, C6 - 10 µF x 50 V, C7 – 220 µF x 25 V, C8 – 22 µF x 25 V.
Diody: VD1-4 - KD258V, VD5 i VD7 - KD510A, VD6 - KS156A, VD8-11 - KD258A.
Tranzystor VT1 – KT872A.
Stabilizator napięcia D1 - mikroukład KR142 o indeksie EH5 - EH8 (w zależności od wymaganego napięcia wyjściowego).
Transformator T1 - zastosowano rdzeń ferrytowy w kształcie litery W o wymiarach 5x5. Uzwojenie pierwotne nawinięte jest 600 zwojami drutu o średnicy 0,1 mm, uzwojenie wtórne (piny 3-4) zawiera 44 zwoje o średnicy 0,25 mm, a ostatnie uzwojenie zawiera 5 zwojów o średnicy 0,1 mm.
Bezpiecznik FU1 – 0,25A.

Konfiguracja sprowadza się do wybrania wartości R2 i C5, które zapewniają wzbudzenie generatora przy napięciu wejściowym 185-240 V.

Wykonanie zasilacza własnymi rękami ma sens nie tylko dla entuzjastycznych radioamatorów. Domowy zasilacz (PSU) zapewni wygodę i znaczne oszczędności w następujących przypadkach:

Do zasilania elektronarzędzi niskiego napięcia, aby oszczędzić żywotność drogiego akumulatora;
Do elektryfikacji pomieszczeń szczególnie niebezpiecznych ze względu na stopień porażenia prądem: piwnice, garaże, wiaty itp. W przypadku zasilania prądem przemiennym duża jego ilość w okablowaniu niskiego napięcia może powodować zakłócenia w urządzeniach gospodarstwa domowego i elektronice;
W projektowaniu i kreatywności w zakresie precyzyjnego, bezpiecznego i bezodpadowego cięcia tworzyw piankowych, gumy piankowej, tworzyw sztucznych niskotopliwych z podgrzewanym nichromem;
W projektowaniu oświetlenia zastosowanie specjalnych zasilaczy przedłuży żywotność taśmy LED i uzyska stabilne efekty świetlne. Zasilanie oświetlaczy podwodnych itp. z domowej sieci elektrycznej jest generalnie niedopuszczalne;
Do ładowania telefonów, smartfonów, tabletów, laptopów z dala od stabilnych źródeł zasilania;
Do elektroakupunktury;
Oraz wiele innych celów niezwiązanych bezpośrednio z elektroniką.

Dopuszczalne uproszczenia

Zasilacze profesjonalne przeznaczone są do zasilania dowolnego rodzaju odbiorników m.in. reaktywny. Możliwi konsumenci obejmują sprzęt precyzyjny. Pro-BP musi utrzymywać określone napięcie z najwyższą dokładnością przez nieokreślony 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 podczas wyprawy.

Amatorski zasilacz laboratoryjny jest wolny od tych ograniczeń i dlatego można go znacznie uprościć, zachowując przy tym wskaźniki jakości wystarczające do użytku osobistego. Co więcej, poprzez również proste ulepszenia, można z niego uzyskać zasilacz specjalnego przeznaczenia. Co teraz zrobimy?

Skróty

KZ – zwarcie.
XX – prędkość biegu jałowego, tj. nagłe odłączenie obciążenia (odbiorcy) lub przerwa w jego obwodzie.
VS – współczynnik stabilizacji napięcia. Jest ono równe stosunkowi zmiany napięcia wejściowego (w % lub razy) do tego samego napięcia wyjściowego przy stałym poborze prądu. Np. Napięcie w sieci spadło całkowicie, z 245 do 185V. W stosunku do normy 220 V będzie to 27%. Jeżeli VS zasilacza wynosi 100, napięcie wyjściowe zmieni się o 0,27%, co przy wartości 12 V da dryft 0,033 V. Więcej niż akceptowalne w praktyce amatorskiej.
IPN jest źródłem niestabilizowanego napięcia pierwotnego. Może to być transformator żelazny z prostownikiem lub impulsowy falownik napięcia sieciowego (VIN).
IIN - pracują na wyższej częstotliwości (8-100 kHz), co pozwala na zastosowanie lekkich kompaktowych transformatorów ferrytowych o uzwojeniach od kilku do kilkudziesięciu zwojów, ale nie są one pozbawione wad, patrz poniżej.
RE – element regulacyjny stabilizatora napięcia (SV). Utrzymuje wartość wyjściową na określonej wartości.
ION – źródło napięcia odniesienia. Ustawia wartość odniesienia, zgodnie z którą wraz z sygnałami zwrotnymi systemu operacyjnego urządzenie sterujące jednostki sterującej wpływa na RE.
SNN – ciągły stabilizator napięcia; po prostu „analogowy”.
ISN – impulsowy stabilizator napięcia.
UPS – zasilacz impulsowy.

Notatka: zarówno SNN, jak i ISN mogą działać zarówno z zasilacza o częstotliwości przemysłowej z transformatorem na żelazku, jak i z zasilacza elektrycznego.

O zasilaczach komputerowych

UPS-y są kompaktowe i ekonomiczne. A w spiżarni wiele osób ma zasilacz ze starego komputera, przestarzałego, ale całkiem sprawnego. Czy zatem można zaadaptować zasilacz impulsowy z komputera do celów amatorskich/roboczych? Niestety komputerowy UPS jest urządzeniem dość wysoce wyspecjalizowanym i możliwości jego wykorzystania w domu/w pracy są bardzo ograniczone:

Być może wskazane jest, aby przeciętny amator używał zasilacza UPS przerobionego z komputera wyłącznie do zasilania elektronarzędzi; o tym patrz poniżej. Drugi przypadek ma miejsce, gdy amator zajmuje się naprawą komputerów PC i/lub tworzeniem obwodów logicznych. Ale przecież już wie, jak przystosować do tego zasilacz z komputera:

Załaduj główne kanały +5 V i +12 V (przewody czerwony i żółty) spiralami nichromowymi przy 10-15% obciążenia znamionowego;
Zielony przewód miękkiego startu (przycisk niskiego napięcia na panelu przednim jednostki systemowej) pc on jest zwarty do wspólnego, tj. na dowolnym z czarnych przewodów;
Włączenie/wyłączenie odbywa się mechanicznie za pomocą przełącznika umieszczonego na tylnym panelu zasilacza;
Z mechanicznym (żelaznym) „obowiązkiem” wejść/wyjść, tj. niezależne zasilanie portów USB +5V również zostanie wyłączone.

Zabrać się do pracy!

Ze względu na wady zasilaczy UPS oraz ich złożoność podstawową i obwodową, na końcu przyjrzymy się tylko kilku z nich, ale prostych i przydatnych, oraz porozmawiamy o metodzie naprawy IPS. Główna część materiału poświęcona jest SNN i IPN z przemysłowymi przekładnikami częstotliwości. Pozwalają osobie, która właśnie wzięła do ręki lutownicę, zbudować zasilacz o bardzo wysokiej jakości. A mając go na farmie, łatwiej będzie opanować „dobre” techniki.

IPN

Najpierw spójrzmy na IPN. Impulsowe pozostawimy bardziej szczegółowo do rozdziału o naprawach, ale mają one coś wspólnego z „żelaznymi”: transformator mocy, prostownik i filtr tłumiący tętnienia. Łącznie można je realizować na różne sposoby w zależności od przeznaczenia zasilacza.

Poz. 1 na ryc. 1 – prostownik półokresowy (1P). Spadek napięcia na diodzie jest najmniejszy i wynosi ok. 2B. Pulsacja wyprostowanego napięcia ma jednak częstotliwość 50 Hz i jest „nierówna”, tj. z przerwami między impulsami, więc kondensator filtra pulsacji Sf powinien mieć 4-6 razy większą pojemność niż w innych obwodach. Wykorzystanie transformatora mocy Tr do zasilania wynosi 50%, ponieważ Prostowana jest tylko 1 półfala. Z tego samego powodu w obwodzie magnetycznym Tr występuje niezrównoważenie strumienia magnetycznego i sieć „widzi” to nie jako obciążenie aktywne, ale jako indukcyjność. Dlatego prostowniki 1P stosuje się tylko przy małych mocach i tam gdzie nie ma innego wyjścia np. w IIN na generatorach blokujących i z diodą tłumiącą, patrz poniżej.

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

Poz. 2 – 2-półfalowe z punktem środkowym (2PS). Straty diody są takie same jak poprzednio. sprawa. Tętnienie ma charakter ciągły 100 Hz, dlatego potrzebny jest najmniejszy możliwy Sf. Zastosowanie Tr – 100% Wada – podwójne zużycie miedzi na uzwojeniu wtórnym. W czasach, gdy prostowniki robiono na lampach kenotronowych, nie miało to znaczenia, ale teraz ma to decydujące znaczenie. Dlatego 2PS są stosowane w prostownikach niskiego napięcia, głównie przy wyższych częstotliwościach z diodami Schottky'ego w zasilaczach UPS, ale 2PS nie mają zasadniczych ograniczeń mocy.

Poz. 3 – mostek 2-półfalowy, 2RM. Straty na diodach są podwojone w porównaniu do poz. 1 i 2. Reszta jest taka sama jak 2PS, ale miedź wtórna jest potrzebna prawie o połowę mniej. Prawie - ponieważ trzeba nawinąć kilka zwojów, aby zrekompensować straty na parze „dodatkowych” diod. Najczęściej stosowany jest obwód dla napięć od 12 V.

Poz. 3 – dwubiegunowy. „Most” jest przedstawiony umownie, jak to zwykle bywa na schematach obwodów (przyzwyczajcie się!), i jest obrócony o 90 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, ale w rzeczywistości jest to para 2PS połączonych w przeciwnych biegunach, co widać wyraźnie w dalszej części Figa. 6. Zużycie miedzi jest takie samo jak w przypadku 2PS, straty na diodach są takie same jak w przypadku 14:00, reszta jest taka sama w obu przypadkach. Przeznaczony jest głównie do zasilania urządzeń analogowych wymagających symetrii napięcia: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC itp.

Poz. 4 – bipolarny według schematu podwojenia równoległego. Zapewnia zwiększoną symetrię napięcia bez dodatkowych środków, ponieważ asymetria uzwojenia wtórnego jest wykluczona. Używając Tr 100%, tętni 100 Hz, ale jest rozdarty, więc Sf potrzebuje podwójnej wydajności. 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. Konstruowane są głównie jako pomocnicze małej mocy do samodzielnego zasilania wzmacniaczy operacyjnych (wzmacniaczy operacyjnych) i innych podzespołów analogowych małej mocy, ale wymagających pod względem jakości zasilania.

Jak wybrać transformator?

W UPS cały obwód jest najczęściej wyraźnie powiązany ze standardowymi wymiarami (dokładniej z objętością i polem przekroju poprzecznego Sc) transformatora/transformatorów, ponieważ zastosowanie drobnych procesów w ferrycie umożliwia uproszczenie obwodu, zwiększając jednocześnie jego niezawodność. Tutaj „jakoś po swojemu” sprowadza się do ścisłego trzymania się zaleceń dewelopera.

Transformator żelazny dobiera się z uwzględnieniem charakterystyki SLV lub bierze się go pod uwagę przy jego obliczaniu. Spadek napięcia na RE Ure nie powinien być mniejszy niż 3 V, w przeciwnym razie VS gwałtownie spadnie. Wraz ze wzrostem Ure, VS nieznacznie wzrasta, ale rozproszona moc RE rośnie znacznie szybciej. Dlatego Ure przyjmuje się przy 4-6 V. Do tego dodajemy 2(4) V strat na diodach i spadek napięcia na uzwojeniu wtórnym Tr U2; dla zakresu mocy 30-100 W i napięć 12-60 V przyjmujemy je do 2,5 V. U2 wynika przede wszystkim nie z rezystancji omowej uzwojenia (w transformatorach o dużej mocy jest ona generalnie pomijalna), ale ze strat spowodowanych odwróceniem namagnesowania rdzenia i utworzeniem pola błądzącego. Po prostu część energii sieciowej, „wpompowana” przez uzwojenie pierwotne do obwodu magnetycznego, wyparowuje w przestrzeń kosmiczną, co uwzględnia wartość U2.

Obliczyliśmy więc na przykład dla prostownika mostkowego 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V dodatkowo. Dodajemy go do wymaganego napięcia wyjściowego zasilacza; niech będzie to 12 V i podzielimy przez 1,414, otrzymamy 22,5/1,414 = 15,9 lub 16 V, będzie to najniższe dopuszczalne napięcie uzwojenia wtórnego. Jeżeli TP jest fabrycznie, to ze standardowego zakresu pobieramy 18V.

Teraz w grę wchodzi prąd wtórny, który oczywiście jest równy maksymalnemu prądowi obciążenia. Powiedzmy, że potrzebujemy 3A; pomnóż przez 18 V, będzie 54 W. Otrzymaliśmy całkowitą moc Tr, Pg, a moc Pg z tabliczki znamionowej obliczymy dzieląc Pg przez sprawność Tr η, która zależy 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.

W naszym przypadku będzie P = 54/0,8 = 67,5 W, ale nie ma takiej standardowej wartości, więc będziesz musiał wziąć 80 W. Aby uzyskać na wyjściu 12Vx3A = 36W. Lokomotywa parowa i tyle. Czas nauczyć się samodzielnie obliczać i nawijać „transy”. Ponadto w ZSRR opracowano metody obliczania transformatorów na żelazie, które pozwalają bez utraty niezawodności wycisnąć z rdzenia 600 W, który obliczony według podręczników radioamatorskich jest w stanie wyprodukować zaledwie 250 W. W. „Iron Trance” nie jest tak głupi, jak się wydaje.

SNN

Napięcie wyprostowane wymaga stabilizacji i najczęściej regulacji. Jeżeli obciążenie jest większe niż 30-40 W, konieczne jest również zabezpieczenie przeciwzwarciowe, w przeciwnym razie awaria zasilacza może spowodować awarię sieci. SNN robi to wszystko razem.

Proste odniesienie

Lepiej dla początkującego nie przechodzić od razu na dużą moc, ale wykonać prosty, bardzo stabilny ELV 12 V do testów zgodnie z obwodem na ryc. 2. Można go wówczas wykorzystać jako źródło napięcia odniesienia (jego dokładną wartość ustala R5), do sprawdzania urządzeń lub jako wysokiej jakości ELV ION. Maksymalny prąd obciążenia tego obwodu wynosi tylko 40 mA, ale VSC w przedpotopowym GT403 i równie starym K140UD1 wynosi ponad 1000, a przy wymianie VT1 na krzemowy średniej mocy i DA1 na dowolnym nowoczesnym wzmacniaczu operacyjnym przekroczy 2000, a nawet 2500. Prąd obciążenia również wzrośnie do 150 -200 mA, co jest już przydatne.

0-30

Kolejnym etapem jest zasilacz z regulacją napięcia. Poprzednie zostało wykonane zgodnie z tzw. kompensacyjny obwód porównawczy, ale trudno go przekonwertować na wysoki prąd. Stworzymy nowy SNN oparty na wtórniku emiterowym (EF), w którym RE i CU są połączone w tylko jednym tranzystorze. KSN będzie wynosić około 80-150, ale amatorowi to wystarczy. Ale SNN na ED pozwala bez żadnych specjalnych sztuczek uzyskać prąd wyjściowy do 10 A lub więcej, tyle, ile da Tr, a RE wytrzyma.

Obwód prostego zasilacza 0-30 V pokazano w poz. 1 rys. 3. IPN to gotowy transformator typu TPP lub TS o mocy 40-60 W z uzwojeniem wtórnym na 2x24V. Prostownik typu 2PS z diodami o wartości znamionowej 3-5A lub większej (KD202, KD213, D242 itp.). VT1 jest instalowany na grzejniku o powierzchni 50 metrów kwadratowych lub większej. cm; Stary procesor PC będzie działał bardzo dobrze. W takich warunkach ten ELV nie boi się zwarcia, nagrzewają się tylko VT1 i Tr, więc do ochrony wystarczy bezpiecznik 0,5 A w obwodzie uzwojenia pierwotnego Tr.

Poz. Rysunek 2 pokazuje, jak wygodne jest zasilanie na zasilaczu elektrycznym dla amatora: istnieje obwód zasilania 5 A z regulacją od 12 do 36 V. Zasilacz ten może dostarczyć do obciążenia 10 A, jeśli jest 400 W 36 V Tr. Jego pierwszą cechą jest to, że zintegrowany SNN K142EN8 (najlepiej z indeksem B) pełni niezwykłą rolę jednostki sterującej: do własnego wyjścia 12 V dodaje się, częściowo lub całkowicie, całe 24 V, napięcie z ION do R1, R2, VD5 , VD6. Kondensatory C2 i C3 zapobiegają wzbudzeniu HF DA1 pracującego w nietypowym trybie.

Następnym punktem jest urządzenie zabezpieczające przed zwarciem (PD) na R3, VT2, R4. Jeżeli 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 uszkodził DA1 po wyzwoleniu ultradźwięków. Nie ma potrzeby zwiększania jego nominału, gdyż po uruchomieniu ultradźwięków musisz bezpiecznie zablokować VT1.

I ostatnią rzeczą jest pozornie nadmierna pojemność kondensatora filtra wyjściowego C4. W tym przypadku jest to bezpieczne, ponieważ Maksymalny prąd kolektora VT1 wynoszący 25A zapewnia jego ładowanie po włączeniu. Ale ten ELV może dostarczyć do obciążenia prąd do 30 A 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) blok kontaktowy z kablem, założyć na piętę rączki i pozwolić „Akumychowi” odpocząć i zaoszczędzić zasoby przed wyjazdem.

O chłodzeniu

Powiedzmy, że w tym obwodzie napięcie wyjściowe wynosi 12 V i maksymalnie 5 A. To tylko średnia moc wyrzynarki, ale w przeciwieństwie do wiertarki czy śrubokręta zajmuje to cały czas. Przy C1 utrzymuje się na poziomie około 45V, tj. na RE VT1 pozostaje gdzieś około 33 V przy prądzie 5 A. Straty mocy wynoszą ponad 150 W, a nawet ponad 160, jeśli weźmie się pod uwagę, że VD1-VD4 również wymaga chłodzenia. Wynika z tego jasno, że każdy mocny regulowany zasilacz musi być wyposażony w bardzo skuteczny układ chłodzenia.

Grzejnik żebrowy wykorzystujący konwekcję naturalną nie rozwiązuje problemu: obliczenia pokazują, że potrzebna jest powierzchnia rozpraszająca wynosząca 2000 m2. patrz, a grubość korpusu chłodnicy (płyty, z której wystają żebra lub igły) wynosi od 16 mm. Posiadanie tak dużej ilości aluminium w ukształtowanym produkcie było i pozostaje marzeniem amatora w kryształowym zamku. Chłodnica procesora z przepływem powietrza również nie jest odpowiednia; jest zaprojektowana z myślą o mniejszej mocy.

Jedną z opcji dla rzemieślnika domowego jest płyta aluminiowa o grubości 6 mm i wymiarach 150 x 250 mm z otworami o rosnącej średnicy wywierconymi wzdłuż promieni od miejsca montażu chłodzonego elementu w szachownicę. Będzie ona jednocześnie pełnić funkcję tylnej ścianki obudowy zasilacza, jak na rys. 4.

Niezbędnym warunkiem skuteczności takiej chłodnicy jest słaby, ale ciągły przepływ powietrza przez perforacje z zewnątrz do wewnątrz. W tym celu należy zamontować w obudowie (najlepiej u góry) wentylator wyciągowy małej mocy. Odpowiedni jest na przykład komputer o średnicy 76 mm lub większej. dodać. Chłodnica dysku twardego lub karta graficzna. Jest podłączony do pinów 2 i 8 DA1, zawsze jest 12V.

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

A jednak UPS

Opisywany zasilacz do warsztatu jest dobry i bardzo niezawodny, jednak ciężko go zabrać ze sobą w podróż. Tutaj zmieści się zasilacz komputerowy: elektronarzędzie jest niewrażliwe na większość swoich wad. Niektóre modyfikacje sprowadzają się najczęściej do zainstalowania wyjściowego (najbliżej obciążenia) kondensatora elektrolitycznego o dużej pojemności w celu opisanym powyżej. Istnieje wiele przepisów na konwersję zasilaczy komputerowych do elektronarzędzi (głównie śrubokrętów, które nie są zbyt mocne, ale bardzo przydatne) w RuNet, jedna z metod pokazana jest na poniższym filmie, dla narzędzia 12V.

Wideo: Zasilanie 12V z komputera

Z narzędziami 18 V jest to jeszcze łatwiejsze: przy tej samej mocy pobierają mniej prądu. Przyda się tutaj znacznie tańsze urządzenie zapłonowe (statecznik) z lampy energooszczędnej o mocy 40 W lub większej; można go całkowicie schować w przypadku słabego akumulatora, a na zewnątrz pozostanie jedynie 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

Wróćmy jednak do SNN na ES; ich możliwości nie są jeszcze wyczerpane. Na ryc. 5 – dwubiegunowy zasilacz o dużej mocy z regulacją 0-30 V, odpowiedni do sprzętu audio Hi-Fi i innych wymagających odbiorników. Napięcie wyjściowe ustawia się za pomocą jednego pokrętła (R8), a symetria kanałów utrzymywana jest automatycznie przy dowolnej wartości napięcia i dowolnym prądzie obciążenia. Pedant-formalista może poszarzeć na jego oczach na widok tego układu, ale autor ma taki zasilacz działający prawidłowo od około 30 lat.

Główną przeszkodą podczas jego tworzenia było δr = δu/δi, gdzie δu i δi to odpowiednio małe, chwilowe przyrosty napięcia i prądu. Aby opracować i skonfigurować sprzęt wysokiej jakości, konieczne jest, aby δr nie przekraczało 0,05–0,07 oma. Po prostu δr określa zdolność zasilacza do natychmiastowego reagowania na skoki poboru prądu.

W przypadku SNN w EP δr jest równe ION, tj. dioda Zenera podzielona przez współczynnik przenikania prądu β RE. Jednak w przypadku mocnych tranzystorów β znacznie spada przy dużym prądzie kolektora, a δr diody Zenera waha się od kilku do kilkudziesięciu omów. Tutaj, aby skompensować spadek napięcia na RE i zmniejszyć dryft temperaturowy napięcia wyjściowego, musieliśmy złożyć cały łańcuch na pół z diodami: VD8-VD10. Dlatego napięcie odniesienia z ION jest usuwane przez dodatkowy ED na VT1, jego β jest mnożone przez β RE.

Kolejną cechą tej konstrukcji jest ochrona przed zwarciem. Najprostszy, opisany powyżej, w żaden sposób nie pasuje do obwodu bipolarnego, więc problem ochrony rozwiązuje się zgodnie z zasadą „nie ma sztuczki na złom”: nie ma modułu ochronnego jako takiego, ale jest redundancja parametry potężnych elementów - KT825 i KT827 przy 25A i KD2997A przy 30A. T2 nie jest w stanie zapewnić takiego prądu, a podczas nagrzewania FU1 i/lub FU2 będą miały czas na wypalenie.

Notatka: W przypadku miniaturowych lamp żarowych nie jest konieczne oznaczanie przepalonych bezpieczników. Tyle, że w tamtych czasach diod LED było jeszcze dość mało, a w skrytce było kilka garści SMOK-ów.

Pozostaje chronić RE przed dodatkowymi prądami rozładowania filtra pulsacji C3, C4 podczas zwarcia. Aby to zrobić, są one połączone za pomocą rezystorów ograniczających o niskiej rezystancji. W takim przypadku w obwodzie mogą pojawiać się pulsacje o okresie równym stałej czasowej R(3,4)C(3,4). Zapobiegają im C5, C6 o mniejszej pojemności. Ich dodatkowe prądy nie są już niebezpieczne dla RE: ładunek rozładowuje się szybciej niż nagrzewają się kryształy potężnego KT825/827.

Symetrię wyjściową zapewnia wzmacniacz operacyjny DA1. RE kanału ujemnego VT2 jest otwierany przez prąd płynący przez R6. Gdy tylko minus wyjścia przekroczy wartość bezwzględną plus, lekko otworzy VT3, co zamknie VT2, a wartości bezwzględne napięć wyjściowych będą równe. Kontrolę operacyjną symetrii wyjścia przeprowadza się za pomocą czujnika zegarowego z zerem pośrodku skali P1 (jego wygląd pokazano na wstawce), a w razie potrzeby regulację przeprowadza się za pomocą R11.

Ostatnią atrakcją jest filtr wyjściowy C9-C12, L1, L2. Taka konstrukcja jest konieczna, aby pochłonąć potencjalne zakłócenia HF pochodzące od obciążenia, aby nie obciążać mózgu: prototyp jest wadliwy lub zasilacz jest „chwiejny”. W przypadku samych kondensatorów elektrolitycznych, bocznikowanych ceramiką, nie ma tutaj całkowitej pewności, że przeszkadza duża indukcyjność własna „elektrolitów”. A dławiki L1, L2 dzielą „powrót” obciążenia w całym spektrum i dla każdego z nich.

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

Podłącz obciążenie 1-2 A przy 30 V;
R8 ustawiony na maksimum, w najwyższej pozycji zgodnie ze schematem;
Używając woltomierza referencyjnego (teraz wystarczy dowolny multimetr cyfrowy) i R11, napięcia kanałów są ustawiane na równe wartości bezwzględne. Być może, jeśli wzmacniacz operacyjny nie ma możliwości zrównoważenia, będziesz musiał wybrać R10 lub R12;
Użyj trymera R14, aby ustawić P1 dokładnie na zero.

O naprawie zasilacza

Zasilacze zawodzą częściej niż inne urządzenia elektroniczne: znoszą pierwszy cios przepięć sieciowych, a także dużo czerpią z obciążenia. Nawet jeśli nie zamierzasz samodzielnie robić zasilacza, UPS oprócz komputera może znaleźć się w kuchence mikrofalowej, pralce i innym sprzęcie AGD. Umiejętność zdiagnozowania zasilacza i znajomość podstaw bezpieczeństwa elektrycznego umożliwi, jeśli nie samodzielne naprawienie usterki, to kompetentne targowanie się o cenę z mechanikami. Dlatego przyjrzyjmy się, jak diagnozuje się i naprawia zasilacz, zwłaszcza z numerem IIN, ponieważ ponad 80% niepowodzeń to ich udział.

Nasycenie i przeciąg

Przede wszystkim o niektórych efektach, bez zrozumienia, że nie da się pracować z UPS. Pierwszym z nich jest nasycenie ferromagnetyków. Nie są w stanie absorbować energii większej niż pewna wartość, w zależności od właściwości materiału. Hobbyści rzadko spotykają nasycenie żelaza; można je namagnesować do kilku Tesli (Tesla, jednostka miary indukcji magnetycznej). Przy obliczaniu transformatorów żelaznych przyjmuje się, że indukcja wynosi 0,7-1,7 Tesli. Ferryty wytrzymują zaledwie 0,15-0,35 T, ich pętla histerezy jest „bardziej 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 uzwojenie pierwotne już się stopiło (pamiętasz fizykę w szkole?). Teraz wyłącz prąd pierwotny. Pole magnetyczne w miękkich materiałach magnetycznych (twarde materiały magnetyczne to magnesy trwałe) nie może istnieć nieruchomo, jak ładunek elektryczny lub woda w zbiorniku. Zacznie się rozpraszać, indukcja spadnie, a we wszystkich uzwojeniach indukuje się pole elektromagnetyczne o przeciwnej polaryzacji w stosunku do polaryzacji pierwotnej. Efekt ten jest dość szeroko stosowany w IIN.

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

Na przykład, gdy napięcie zostanie przyłożone/odłączone do diody, przewodzi ona prąd w obu kierunkach, aż do zebrania/rozpuszczenia ładunków. Dlatego strata napięcia na diodach prostowników jest większa niż 0,7 V: w momencie załączenia część ładunku kondensatora filtrującego ma czas przepłynąć przez uzwojenie. W równoległym prostowniku podwajającym ciąg przepływa przez obie diody jednocześnie.

Ciąg tranzystorów powoduje wzrost napięcia na kolektorze, który może uszkodzić urządzenie lub, w przypadku podłączenia obciążenia, uszkodzić je przez dodatkowy prąd. Ale nawet bez tego ciąg tranzystora zwiększa dynamiczne straty energii, podobnie jak ciąg diody, i zmniejsza wydajność urządzenia. Mocne tranzystory polowe prawie nie są na to podatne, ponieważ nie gromadzą ładunku w bazie z powodu jej braku, dlatego przełączają się bardzo szybko i płynnie. „Prawie”, ponieważ ich obwody źródło-bramka są chronione przed napięciem wstecznym przez diody Schottky'ego, które są lekko, ale przenikliwie.

typy NIP

UPS śledzi ich pochodzenie do generatora blokującego, poz. 1 na ryc. 6. Po włączeniu Uin VT1 jest lekko otwarty przez prąd płynący przez Rb, prąd przepływa przez uzwojenie Wk. Nie może natychmiast wzrosnąć do limitu (pamiętaj jeszcze raz o szkolnej fizyce); w bazie Wb i uzwojeniu obciążenia Wn indukowany jest emf. Od Wb, poprzez Sb, wymusza odblokowanie VT1. Przez Wn nie przepływa jeszcze żaden prąd, a VD1 nie uruchamia się.

Gdy obwód magnetyczny zostanie nasycony, prądy Wb i Wn ustają. Następnie, w wyniku rozproszenia (resorpcji) energii, indukcja spada, w uzwojeniach indukuje się pole elektromagnetyczne 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 blokowaniem. Rk i Sk odcinają zakłócenia HF, których blokowanie wytwarza więcej niż potrzeba. Teraz można usunąć część użytecznej mocy z Wn, ale tylko poprzez prostownik 1P. Faza ta trwa do momentu całkowitego naładowania Sat lub wyczerpania zmagazynowanej energii magnetycznej.

Moc ta jest jednak niewielka, bo sięga 10W. Jeśli spróbujesz wziąć więcej, VT1 wypali się z powodu silnego przeciągu, zanim się zablokuje. Ponieważ Tp jest nasycony, skuteczność blokowania nie jest dobra: ponad połowa energii zmagazynowanej w obwodzie magnetycznym odlatuje, aby ogrzać inne światy. To prawda, że ze względu na to samo nasycenie blokowanie w pewnym stopniu stabilizuje czas trwania i amplitudę impulsów, a jego obwód jest bardzo prosty. Dlatego w tanich ładowarkach do telefonów często stosuje się numery TIN oparte na blokowaniu.

Notatka: wartość Sb w dużej mierze, ale nie całkowicie, jak piszą w amatorskich podręcznikach, determinuje okres powtarzania impulsu. Wartość jego pojemności należy powiązać z właściwościami i wymiarami obwodu magnetycznego oraz prędkością tranzystora.

Blokowanie dało kiedyś początek telewizorom liniowym z kineskopami (CRT), a następnie INN z diodą tłumiącą, poz. 2. Tutaj jednostka sterująca, w oparciu o sygnały z Wb i obwodu sprzężenia zwrotnego DSP, siłą otwiera/blokuje VT1, zanim Tr zostanie nasycony. Gdy VT1 jest zablokowany, prąd wsteczny Wk jest zamykany przez tę samą diodę tłumiącą VD1. Jest to faza pracy: już większa niż przy blokowaniu część energii jest odprowadzana do obciążenia. Jest duży, bo kiedy jest całkowicie nasycony, cała dodatkowa energia odlatuje, ale tutaj nie ma jej wystarczająco dużo. W ten sposób możliwe jest usunięcie mocy do kilkudziesięciu watów. Jednakże, ponieważ urządzenie sterujące nie może działać, dopóki Tr nie osiągnie nasycenia, tranzystor nadal mocno prześwituje, straty dynamiczne są duże, a wydajność obwodu pozostawia wiele do życzenia.

IIN z tłumikiem jest nadal żywy w telewizorach i wyświetlaczach CRT, ponieważ w nich IIN i wyjście skanowania poziomego są połączone: tranzystor mocy i TP 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 awarii. Inżynierowie, którym udało się doprowadzić ten obwód do akceptowalnej niezawodności, zasługują na najgłębszy szacunek, jednak zdecydowanie nie zaleca się wbijania w niego lutownicy, z wyjątkiem profesjonalistów, którzy przeszli profesjonalne szkolenie i mają odpowiednie doświadczenie.

Najczęściej stosowany jest układ INN typu push-pull z oddzielnym transformatorem sprzężenia zwrotnego, ponieważ ma najlepsze wskaźniki jakości i niezawodności. Jednak pod względem zakłóceń RF również strasznie grzeszy w porównaniu z zasilaczami „analogowymi” (z transformatorami na sprzęcie i SNN). Obecnie schemat ten istnieje w wielu modyfikacjach; potężne tranzystory bipolarne są w nim prawie całkowicie zastąpione tranzystorami polowymi sterowanymi przez specjalne urządzenia. IC, ale zasada działania pozostaje niezmieniona. Ilustruje to oryginalny schemat, poz. 3.

Urządzenie ograniczające (LD) ogranicza prąd ładowania kondensatorów filtra wejściowego Sfvkh1(2). Ich duży rozmiar jest niezbędnym warunkiem działania urządzenia, ponieważ Podczas jednego 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 ładowania może przekroczyć 100A przez czas do 100 ms. Rc1 i Rc2 o rezystancji rzędu MOhm są potrzebne do zrównoważenia napięcia filtra, ponieważ najmniejsza nierównowaga jego ramion jest niedopuszczalna.

Kiedy Sfvkh1(2) jest ładowany, ultradźwiękowe urządzenie wyzwalające generuje impuls wyzwalający, który otwiera jedno z ramion (które nie ma znaczenia) falownika VT1 VT2. Prąd przepływa przez uzwojenie Wk dużego transformatora mocy Tr2, a energia magnetyczna z jego rdzenia przez uzwojenie Wn jest prawie całkowicie zużywana na prostowanie i obciążenie.

Niewielka część energii Tr2, określona wartością Rogr, jest usuwana z uzwojenia Woc1 i dostarczana do uzwojenia Woc2 małego podstawowego transformatora sprzężenia zwrotnego Tr1. Szybko się nasyca, otwarte ramię zamyka się, a na skutek rozproszenia w Tr2 otwiera się poprzednio zamknięte, jak opisano dla blokowania, i cykl się powtarza.

W istocie IIN typu push-pull to 2 blokery „odpychające się” od siebie. Ponieważ mocny Tr2 nie jest nasycony, ciąg VT1 VT2 jest niewielki, całkowicie „zatapia się” w obwodzie magnetycznym Tr2 i ostatecznie trafia do obciążenia. Dlatego dwusuwowy IPP można zbudować o mocy do kilku kW.

Gorzej, jeśli skończy w trybie XX. Następnie, podczas połowy cyklu, Tr2 będzie miał czas na nasycenie się, a silny ciąg spali jednocześnie VT1 i VT2. Jednak obecnie w sprzedaży są ferryty mocy do indukcji do 0,6 Tesli, ale są one drogie i ulegają degradacji w wyniku przypadkowego odwrócenia namagnesowania. Opracowywane są ferryty o pojemności większej niż 1 tesla, ale aby IIN osiągnęły niezawodność „żelazną”, potrzebne jest co najmniej 2,5 tesli.

Technika diagnostyczna

Podczas rozwiązywania problemów z „analogowym” zasilaczem, jeśli jest on „głupio cichy”, najpierw sprawdź bezpieczniki, a następnie zabezpieczenie RE i ION, jeśli ma tranzystory. Dzwonią normalnie - poruszamy się element po elemencie, jak opisano poniżej.

W IIN, jeśli „uruchamia się” i natychmiast „gaśnie”, najpierw sprawdzają jednostkę sterującą. Prąd w nim jest ograniczony przez mocny rezystor o niskiej rezystancji, a następnie bocznikowany przez optotyrystor. Jeśli „rezystor” jest najwyraźniej spalony, wymień go i transoptor. Inne elementy urządzenia sterującego ulegają awarii niezwykle rzadko.

Jeśli IIN jest „cichy jak ryba na lodzie”, diagnoza rozpoczyna się również od jednostki organizacyjnej (być może „rezik” całkowicie się wypalił). Następnie - USG. Tanie modele wykorzystują tranzystory w trybie awarii lawinowej, co nie jest bardzo niezawodne.

Kolejnym etapem każdego zasilacza są elektrolity. Pęknięcie obudowy i wyciek elektrolitu nie są aż tak powszechne, jak piszą w RuNet, ale utrata pojemności zdarza się znacznie częściej niż awaria elementów aktywnych. Kondensatory elektrolityczne sprawdza się za pomocą multimetru umożliwiającego pomiar pojemności. Poniżej wartości nominalnej o 20% lub więcej - wkładamy „martwego faceta” do szlamu i instalujemy nowy, dobry.

Następnie są elementy aktywne. Prawdopodobnie wiesz, jak wybrać diody i tranzystory. Ale są tu 2 sztuczki. Po pierwsze, jeśli tester z akumulatorem 12 V wywoła diodę Schottky'ego lub diodę Zenera, wówczas urządzenie może wykazać awarię, chociaż dioda jest całkiem dobra. Lepiej wywołać te komponenty za pomocą urządzenia wskazującego z baterią 1,5-3 V.

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

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

Wreszcie kondensatory foliowe i ceramiczne. Charakteryzują się przerwami wewnętrznymi (stwierdzonymi przez tego samego testera, który sprawdza „klimatyzatory”) oraz wyciekami lub przebiciami pod napięciem. Aby je „złapać”, należy złożyć prosty obwód zgodnie z ryc. 7. Testowanie krok po kroku kondensatorów elektrycznych pod kątem przebicia i wycieku przeprowadza się w następujący sposób:

Ustawiamy na testerze, nie podłączając go nigdzie, najmniejszy limit pomiaru napięcia stałego (najczęściej 0,2V lub 200mV), wykrywamy i rejestrujemy błąd własny urządzenia;
Włączamy limit pomiarowy 20V;
Podłączamy podejrzany kondensator do punktów 3-4, tester do 5-6, a do 1-2 przykładamy stałe napięcie 24-48 V;
Obniż limity napięcia multimetru do najniższego;
Jeśli na jakimkolwiek testerze pokaże coś innego niż 0000.00 (przynajmniej - coś innego niż własny błąd), testowany kondensator nie jest odpowiedni.

W tym miejscu kończy się część metodologiczna diagnozy, a zaczyna część twórcza, w której wszystkie instrukcje opierają się na własnej wiedzy, doświadczeniu i przemyśleniach.

Para impulsów

Zasilacze UPS są artykułem szczególnym ze względu na ich złożoność i różnorodność obwodów. Tutaj na początek przyjrzymy się kilku próbom wykorzystującym modulację szerokości impulsu (PWM), która pozwala nam uzyskać UPS najwyższej jakości. W RuNet jest wiele obwodów PWM, ale PWM nie jest tak straszny, jak się wydaje…

Do projektowania oświetlenia

Pasek LED można po prostu zapalić z dowolnego zasilacza opisanego powyżej, z wyjątkiem tego z rys. 1, ustawiając wymagane napięcie. SNN z poz. 1 rys. 3, łatwo jest wykonać 3 takie, dla kanałów R, G i B. Jednak trwałość i stabilność świecenia diod LED nie zależy od przyłożonego do nich napięcia, ale od przepływającego przez nie prądu. Dlatego dobry zasilacz do taśm LED powinien zawierać stabilizator prądu obciążenia; technicznie – stabilne źródło prądu (IST).

Jeden ze schematów stabilizacji prądu listwy świetlnej, który amatorzy mogą powtórzyć, pokazano na ryc. 8. Jest montowany na zintegrowanym timerze 555 (analog krajowy - K1006VI1). Zapewnia stabilny prąd taśmy od napięcia zasilania 9-15 V. Ilość stabilnego prądu określa wzór I = 1/(2R6); w tym przypadku - 0,7A. Mocny tranzystor VT3 jest koniecznie tranzystorem polowym; z powodu przeciągu, ze względu na ładunek podstawowy, bipolarny PWM po prostu się nie utworzy. Cewka indukcyjna L1 nawinięta jest na pierścień ferrytowy 2000NM K20x4x6 z wiązką 5xPE 0,2 mm. Liczba zwojów – 50. Diody VD1, VD2 – dowolne krzemowe RF (KD104, KD106); VT1 i VT2 – KT3107 lub analogi. Z KT361 itp. Zmniejszy się napięcie wejściowe i zakresy regulacji jasności.

Obwód działa w ten sposób: najpierw pojemność ustawiająca czas 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. Bezwładnościowy przełącznik VT3 generuje mocne impulsy, a jego wiązka 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 odstęp między nimi wynosi 100 μs, wówczas współczynnik wypełnienia wyniesie 11.

Prąd w obciążeniu wzrasta, a spadek napięcia na R6 otwiera VT1, tj. przenosi go z trybu odcinającego (blokującego) do trybu aktywnego (wzmacniającego). Tworzy to obwód upływowy dla podstawy VT2 R2VT1+Upit, a VT2 również przechodzi w tryb aktywny. Prąd rozładowania C1 maleje, czas rozładowania wzrasta, cykl pracy szeregu wzrasta, a średnia wartość prądu spada do normy określonej przez R6. To jest istota PWM. Przy minimalnym prądzie, tj. przy maksymalnym cyklu pracy, C1 jest rozładowywany przez wewnętrzny obwód wyłącznika czasowego VD2-R4.

W oryginalnym projekcie nie przewidziano możliwości szybkiej regulacji prądu i odpowiednio jasności blasku; Nie ma potencjometrów 0,68 oma. Najłatwiej wyregulować jasność, podłączając po regulacji potencjometr 3,3-10 kOhm R* w szczelinę pomiędzy R3 a emiterem VT2, zaznaczoną na brązowo. Przesuwając silnik w dół obwodu, zwiększymy czas rozładowania C4, cykl pracy i zmniejszymy prąd. Inną metodą jest ominięcie złącza bazowego VT2 poprzez włączenie potencjometru o wartości około 1 MOhm w punktach aib (zaznaczonych na czerwono), co jest mniej korzystne, ponieważ regulacja będzie głębsza, ale bardziej szorstka i ostrzejsza.

Niestety do ustawienia tego przydatnego nie tylko dla taśm świetlnych IST potrzebny jest oscyloskop:

Minimalna wartość +Upit jest dostarczana do obwodu.
Wybierając R1 (impuls) i R3 (pauza) osiągamy cykl pracy 2, tj. Czas trwania impulsu musi być równy czasowi przerwy. Nie możesz dać cyklu pracy mniejszego niż 2!
Podaj maksymalnie +Upit.
Wybierając R4, osiągana jest wartość znamionowa stabilnego prądu.

Do ładowania

Na ryc. 9 – schemat najprostszego ISN z PWM, nadającego się do ładowania telefonu, smartfona, tabletu (laptop niestety nie będzie działać) z domowej baterii słonecznej, generatora wiatrowego, akumulatora motocyklowego lub samochodowego, latarki magneto „bug” i innych Niestabilne losowe źródła zasilania o małej mocy Zobacz na schemat zakresu napięcia wejściowego, tam nie ma błędu. Ten ISN rzeczywiście jest w stanie wytworzyć napięcie wyjściowe większe niż napięcie wejściowe. Podobnie jak w poprzednim, tutaj mamy do czynienia z efektem zmiany polaryzacji wyjścia względem wejścia, jest to generalnie cecha charakterystyczna układów PWM. Miejmy nadzieję, że po uważnym przeczytaniu poprzedniego, sami zrozumiecie działanie tego maleństwa.

Nawiasem mówiąc, o ładowaniu i ładowaniu

Ładowanie akumulatorów to bardzo złożony i delikatny proces fizykochemiczny, którego naruszenie skraca ich żywotność kilkukrotnie lub kilkudziesięciu razy, tj. liczba cykli ładowania i rozładowania. Ładowarka musi na podstawie bardzo małych zmian napięcia akumulatora obliczyć, ile energii otrzymała i odpowiednio wyregulować prąd ładowania zgodnie z pewnym prawem. Dlatego ładowarka w żadnym wypadku nie jest zasilaczem, a ze zwykłych zasilaczy: telefonów, smartfonów, tabletów i niektórych modeli aparatów cyfrowych można ładować jedynie akumulatory w urządzeniach z wbudowanym kontrolerem ładowania. A ładowanie, czyli ładowarka, to temat na osobną dyskusję.

Pytanie-remont.ru powiedział:

Z prostownika będzie iskra, ale prawdopodobnie nie jest to nic wielkiego. Chodzi o tzw. różnicowa impedancja wyjściowa zasilacza. W przypadku baterii alkalicznych jest to około mOhm (miliomów), w przypadku baterii kwasowych jest jeszcze mniej. Trans z mostkiem bez wygładzania ma dziesiąte i setne oma, czyli ok. 100 – 10 razy więcej. A prąd rozruchowy szczotkowanego silnika prądu stałego może być 6-7, a nawet 20 razy większy niż prąd roboczy. Twój jest najprawdopodobniej bliższy temu drugiemu - silniki szybko przyspieszające są bardziej kompaktowe i bardziej ekonomiczne, a ich przeciążalność jest ogromna. akumulatory pozwalają na dostarczenie silnikowi tyle prądu, ile jest on w stanie obsłużyć w celu przyspieszenia. Trans z prostownikiem nie zapewni tak dużego prądu chwilowego, a silnik przyspiesza wolniej niż jest przeznaczony i przy dużym poślizgu twornika. Z tego powodu z dużego poślizgu powstaje iskra, która następnie pozostaje w działaniu z powodu samoindukcji w uzwojeniach.

Co mogę tutaj polecić? Po pierwsze: przyjrzyj się bliżej - jak to iskrzy? Trzeba obejrzeć go w pracy, pod obciążeniem, tj. podczas piłowania.

Jeśli w niektórych miejscach pod szczotkami tańczą iskry, wszystko jest w porządku. Moje potężne wiertło Konakovo tak błyszczy od urodzenia, i na litość boską. W ciągu 24 lat raz wymieniłem szczotki, umyłem je alkoholem i wypolerowałem komutator - to wszystko. Jeżeli podłączyłeś przyrząd 18 V do wyjścia 24 V, lekkie iskrzenie jest zjawiskiem normalnym. Odwiń uzwojenie lub zgaś nadmiar napięcia za pomocą czegoś na kształt reostatu spawalniczego (rezystor około 0,2 oma dla strat mocy 200 W lub więcej), aby silnik pracował przy napięciu znamionowym i najprawdopodobniej iskra zgasła z dala. Jeśli podłączyłeś go do 12 V, mając nadzieję, że po wyprostowaniu będzie 18, to na próżno - wyprostowane napięcie znacznie spada pod obciążeniem. A silnik elektryczny komutatorowy, nawiasem mówiąc, jest obojętny, czy zasilany jest prądem stałym, czy przemiennym.

Konkretnie: weź 3-5 m drutu stalowego o średnicy 2,5-3 mm. Zwiń w spiralę o średnicy 100-200 mm, tak aby zwoje nie stykały się ze sobą. Umieścić na ognioodpornej podkładce dielektrycznej. Oczyść końce drutu, aż będą lśniące i złóż je w „uszy”. Najlepiej natychmiast nasmarować smarem grafitowym, aby zapobiec utlenianiu. Reostat ten jest podłączony do przerwy w jednym z przewodów prowadzących do przyrządu. Jest rzeczą oczywistą, że styki powinny być śrubami, mocno dokręconymi, z podkładkami. Podłącz cały obwód do wyjścia 24V bez prostowania. Iskra zniknęła, ale spadła też moc na wale - należy zmniejszyć reostat, jeden ze styków przełączyć o 1-2 obroty bliżej drugiego. Nadal iskrzy, ale mniej - reostat jest za mały, trzeba dołożyć więcej obrotów. Lepiej od razu uczynić reostat oczywiście dużym, aby nie przykręcać dodatkowych sekcji. Gorzej jeśli ogień jest na całej linii styku szczotek z komutatorem lub za nimi ciągną się ogony iskier. W takim razie prostownik potrzebuje gdzieś filtr antyaliasingowy według Twoich danych od 100 000 µF. Nie jest to tania przyjemność. „Filtr” w tym przypadku będzie urządzeniem magazynującym energię do przyspieszania silnika. Ale może to nie pomóc, jeśli ogólna moc transformatora nie jest wystarczająca. Sprawność silników szczotkowych prądu stałego wynosi ok. 0,55-0,65, tj. trans jest potrzebny od 800-900 W. Oznacza to, że jeśli filtr jest zainstalowany, ale nadal iskrzy ogniem pod całą szczotką (oczywiście pod obydwoma), to transformator nie staje na wysokości zadania. Tak, jeśli zainstalujesz filtr, diody mostka muszą być przystosowane do potrójnego prądu roboczego, w przeciwnym razie po podłączeniu do sieci mogą wyskoczyć pod wpływem udaru prądu ładowania. I wtedy narzędzie można uruchomić 5-10 sekund po podłączeniu do sieci, aby „banki” miały czas „napompować”.

A najgorsze jest to, że ogony iskier ze szczotek sięgają lub prawie docierają do szczotki przeciwnej. Nazywa się to ogniem wszechstronnym. Bardzo szybko wypala kolektor aż do całkowitego zniszczenia. Przyczyn pożaru okrągłego może być kilka. W twoim przypadku najbardziej prawdopodobne jest to, że silnik był załączany na 12 V z prostowaniem. Następnie przy prądzie 30 A moc elektryczna w obwodzie wynosi 360 W. Kotwica przesuwa się o ponad 30 stopni na obrót, co z pewnością oznacza ciągły ogień dookoła. Możliwe jest również, że twornik silnika jest uzwojony prostą (nie podwójną) falą. Takie silniki elektryczne lepiej pokonują chwilowe przeciążenia, ale mają prąd rozruchowy - mamo, nie martw się. Dokładniej nie jestem w stanie powiedzieć zaocznie, bo nie ma to sensu – własnoręcznie niewiele tu da się naprawić. Wtedy zapewne taniej i łatwiej będzie znaleźć i kupić nowe akumulatory. Ale najpierw spróbuj włączyć silnik przy nieco wyższym napięciu przez reostat (patrz wyżej). Niemal zawsze można w ten sposób zestrzelić ciągły ogień dookoła, kosztem niewielkiej (do 10-15%) redukcji mocy na wale.

Witam, mam do zaoferowania recenzję zasilacza impulsowego regulowanego Wanptek KPS305D. Napięcie wyjściowe: 0...30 V
Prąd wyjściowy: 0...5 A
Od razu powiem, że zasilacz nie jest ani zły, ani dobry, jest po prostu przeciętny. Oczywiście nie obyło się bez „ościeży”.
Recenzja zawiera szczegółowe zdjęcia, materiały wewnętrzne, testy...

Motywacja:

Posiadam zasilacz regulowany produkcji radzieckiej o napięciu wyjściowym 0...15V i prądzie 0...1A. I w zasadzie prawie zawsze mi to wystarczało. Czasami jednak podczas testowania różnych urządzeń elektronicznych potrzebne są wyższe prądy i napięcia. Postanowiłem więc oddać ten zasilacz do recenzji, żeby upiec 2 pieczenie na jednym ogniu: napisz recenzję i otrzymaj zasilacz gratis. Szczerze mówiąc, gdybym go kupił, nie studiowałbym go i nie analizował tak szczegółowo. Ale w przypadku recenzji ważna jest analiza. Więc śmiało!

Opakowanie i akcesoria:

Pudełko kartonowe z nadrukiem monochromatycznym. Wewnątrz znajduje się zasilacz (PSU) w plastikowej torbie z wkładkami z pianki polietylenowej.

Dołączony:
- jednostka mocy;
- instrukcja w języku angielskim;
- kabel wyjściowy z zaciskami krokodylkowymi;
- kabel zasilający z wtyczką Euro.

Recenzja Bohatera:

Zasilacz to równoległościan o wymiarach 220x165x81 mm. Przednia część obudowy wykonana jest z białego tworzywa sztucznego, pozostała część obudowy jest metalowa.

Z przodu znajdują się:
- Wskaźnik LED prądu i napięcia oraz trybów pracy: regulacja napięcia lub ograniczenie prądu;
- 4 regulatory: napięcia (zgrubny, gładki) i prądu (zgrubny, gładki);
- przycisk zasilania;
- zaciski wyjściowe.
Z tyłu znajdują się:
- gniazda na wentylator chłodzący;
- wyłącznik zasilania wejściowego (110/220 V);
- gniazdo przyłączeniowe przewodu zasilającego z komorą bezpiecznikową.
Na spodzie znajdują się 4 gumowe nóżki oraz otwory wentylacyjne.

Demontaż:

Przed podłączeniem do sieci różnego rodzaju urządzeń, szczególnie tych wyprodukowanych w Chinach, staram się najpierw upewnić, czy zasilanie jest bezpieczne i nie spowoduje żadnych złych konsekwencji. Dlatego tutaj najpierw postanowiłem przyjrzeć się wnętrzu.
Aby otworzyć obudowę należy odkręcić 8 śrubek i zdjąć górną pokrywę.

Do spodu obudowy przykręcona jest aluminiowa płytka o grubości 3 mm, która pełni rolę radiatora. Do tej płytki przymocowana jest płytka z elementami zasilającymi. Kolejna płytka jest montowana na panelu przednim i połączona z pierwszą za pomocą elastycznego płaskiego kabla. Prawie wszystkie przewody są podłączone do płytek za pomocą złączy. Jest to niewątpliwie wygodne, ale nie zawsze dobre, ale o tym poniżej.
Przyjrzyjmy się bliżej płycie głównej:

Pierwsze co rzuciło mi się w oczy to duża ilość elementów uzwojenia: 3 transformatory i 3 dławiki, a mianowicie:
- dławik tłumiący szumy wejściowe;
- transformator;
- transformator zasilania pomocniczego;
- transformator separacyjny do sterowania tranzystorami mocy;
- dławik falownika;
- dławik tłumiący hałas wyjściowy.
Drugą rzeczą, która rzuciła mi się w oczy, było krzywe ręce montera, który lutował tranzystory mocy na chłodnicy. No nie wiem, daleko mi do perfekcjonisty, ale ciężko mi na to patrzeć. Nie ma problemu, naprawię to.
Przejdźmy więc przez główne węzły.
Zacznijmy od filtra wejściowego. Obwód filtra nie jest idealny, ale jest i to jest plus.

Filtr składa się z:
- termistor ograniczający prąd ładowania kondensatorów elektrolitycznych;
- dławik dwuuzwojeniowy;
- kondensatory przed i za cewką indukcyjną;
- i dwa kondensatory na „obudowę”.
Następnie instaluje się mostek diodowy i 2 kondensatory elektrolityczne połączone szeregowo.
Układ filtra wejściowego i prostownika wygląda następująco (byłem zbyt leniwy, żeby podać wartości):

Przełącznik na schemacie jest przełącznikiem napięcia wejściowego. W przypadku zasilania z sieci 220 V przełącznik musi być otwarty.
Przejdźmy do modułów funkcjonalnych. Dzięki temu, że zasilacz jest regulowany, a nawet przy kierunkowskazach LED wymagających dodatkowego zasilania, oczywista staje się potrzeba osobnego zasilacza na własne potrzeby. I taki zasilacz jest dostępny na płytce; w dodatku jest nawet impulsowy i źródło to jest montowane na mikroukładzie TNY277 i osobnym transformatorze.

Zacząć robić. Spójrzmy na tranzystory mocy:

No cóż, to straszne, nie da się na to patrzeć bez łez.
Odkręcamy płytkę od chłodnicy, do tego musimy odkręcić 4 śruby w rogach płytki i 3 śruby mocujące od tranzystorów.

Z tyłu płytki poza krzywo wlutowanymi tranzystorami i termistorem nie ma żadnych innych elementów. Po bliższym przyjrzeniu się okazało się, że są tylko dwa tranzystory, są to n-kanałowe tranzystory polowe z izolowaną bramką 2SK3569 (środkowa i lewa), a prawy to 2 diody prostownicze w obudowie TO-220.
Termistor jest potrzebny do pomiaru temperatury chłodnicy i włączenia wentylatora w przypadku przegrzania.
Pomiędzy tranzystorami widać „wyrafinowanie”. Płytka drukowana została nieprawidłowo poprowadzona, ścieżka została przecięta, a zworka została przylutowana. Świadczy to o dość małej skali produkcji tych zasilaczy. Ponieważ Taniej okazuje się ręczna modyfikacja płytki niż rozpoczynanie produkcji poprawionych płytek drukowanych.
Transformator separacyjny służy do sterowania tranzystorami mocy:

Wygląda na to, że wszystkie transformatory są zaimpregnowane lakierem. Chociaż być może są po prostu lakierowane.
Jedynym modułem pozostawionym bez nadzoru na tej płycie jest prostownik wyjściowy i filtr. Przyglądając się tranzystorom mocy, lekko dotknąłem prostownika. Zespół diod na grzejniku w obudowie TO-220 jest prostownikiem wyjściowym. Filtr wyjściowy składa się z 4 kondensatorów elektrolitycznych, cewki indukcyjnej i dwóch boczników.

Obwód prostownika wyjściowego, filtra i boczników jest następujący:

W tym miejscu zbadano główne bloki płyty zasilającej. Czego nie znalazłem na tej tablicy? Brak kontrolera PWM. Okazało się, że znajduje się on na tablicy sterowniczej i wyświetlacza.
Oto tablica sterująca i wyświetlacza:

Płytka jest funkcjonalnie i fizycznie podzielona na 2 części: sygnalizacyjną i sterującą oraz kontroler PWM. Kontroler PWM okazał się jednym z najpopularniejszych TL494. Takie kontrolery są powszechnie stosowane np. w zasilaczach komputerowych.
Część płytki odpowiedzialna za sterowanie i sygnalizację zmontowana jest przy użyciu 8-bitowego mikrokontrolera STM8S003F3; do sterowania 7-segmentowymi wskaźnikami LED służy specjalizowany kontroler TM1638.

Cóż, mamy już dość patrzenia na „podroby”.

Rewizja:

No cóż, nie mogę patrzeć na te krzywe tranzystory. A jeśli tak, to je wyprostowałem.

Odłączyłem także przełącznik napięcia wejściowego od płytki. Tak, na wszelki wypadek.

Nie podoba mi się też to, że zarówno tranzystory mocy, jak i mostek diody wyjściowej są zamontowane na tym samym grzejniku. Tak, zarówno tranzystory, jak i mostek mają izolowaną obudowę, ale zalecam zamontowanie podkładki izolacyjnej przewodzącej ciepło.

Testowanie:

Na początek sprawdźmy dokładność pomiarów napięcia i prądu:

Wszystko jest w porządku, jeśli chodzi o dokładność.
Spójrzmy na poziom tętnienia. W tym celu do wyjścia zasilacza podłączono dodatkowo oscyloskop:

Przy niskim poborze prądu tętnienie prawie nie występuje, ale wraz ze wzrostem obciążenia tętnienie również wzrasta. Poniżej znajdują się oscylogramy przy prądzie odpowiednio 1A i 5A:

Przy 1 amperze amplituda tętnienia wynosi 80 mV, przy 5 amperach wzrasta do 150 mV.
To nie jest złe, ale też nie dobre. Tak, przeciętnie.

Wynik:

Zasilacz działa i wytwarza podane napięcie 30 woltów i 5 amperów. Całkiem możliwe jest użycie tego zasilacza, ale lepiej go zmodyfikować przed użyciem: umieść uszczelkę przewodzącą ciepło między tranzystorami mocy a grzejnikiem. Wady obejmują również niechlujną instalację (krzywo zainstalowane tranzystory), przyzwoity poziom tętnienia.
Zaletami są dokładność wskazań prądu i napięcia w całym zakresie, zastosowanie standardowych elementów (możliwość konserwacji).
Generalnie zasilaczowi daleko do ideału, taki przeciętny będzie odpowiedni do użytku domowego. Nie miałam ładowarki samochodowej, teraz mam :)

Powodzenia! Mam nadzieję, że informacje będą przydatne.