DIY napájací zdroj pre KT825. Schéma bipolárneho stabilizátora z jedného vinutia transformátora (KT827, KT825)

Ahojte všetci. Tento článok je sprievodným článkom k videu. Pozrieme sa na výkonný laboratórny zdroj, ktorý ešte nie je úplne dokončený, ale funguje veľmi dobre.

Laboratórny zdroj je jednokanálový, úplne lineárny, s digitálnym displejom, prúdovou ochranou, aj keď je tu aj obmedzenie výstupného prúdu.

Napájací zdroj môže poskytnúť výstupné napätie od nuly do 20 voltov a prúd od nuly do 7,5-8 ampérov, ale je možné aj viac, najmenej 15, najmenej 20 A a napätie môže byť až 30 voltov, ale môj možnosť má obmedzenie kvôli transformátoru.

Čo sa týka stability a zvlnenia je to veľmi stabilné, na videu je vidieť, že napätie pri prúde 7A neklesne ani o 0,1V a vlnky pri prúdoch 6-7A sú asi 3-5 mV! v triede môže konkurovať priemyselným profesionálnym zdrojom za pár stoviek dolárov.

Pri prúde 5 až 6 ampérov je zvlnenie iba 50 až 60 milivoltov; lacné čínske napájacie zdroje v priemyselnom štýle majú rovnaké zvlnenie, ale pri prúdoch iba 1 až 1,5 ampérov, to znamená, že naša jednotka je oveľa stabilnejšia a môže súťažiť v triede so vzorkami za pár stoviek dolárov

Napriek tomu, že strana je lineárna, má vysokú účinnosť, má systém automatického spínania vinutia, ktorý zníži výkonové straty na tranzistoroch pri nízkych výstupných napätiach a vysokom prúde.

Tento systém je postavený na báze dvoch relé a jednoduchého riadiaceho obvodu, ale neskôr som dosku odstránil, keďže relé napriek deklarovanému prúdu viac ako 10 A nezvládli, musel som kúpiť výkonné 30 Ampérové ​​relé, ale ešte som im nerobil dosku, ale bez systému Spínacia jednotka funguje super.

Mimochodom, pri spínacom systéme nebude agregát potrebovať aktívne chladenie, postačí mu obrovský chladič vzadu.

Puzdro je zo stabilizátora priemyselnej siete, stabilizátor bol kupovaný nový, z obchodu, len kvôli puzdru.

Nechal som len voltmeter, vypínač, poistku a vstavanú zásuvku.

Pod voltmetrom sú dve LED diódy, jedna ukazuje, že doska stabilizátora je napájaná, druhá, červená, ukazuje, že jednotka pracuje v aktuálnom stabilizačnom režime.

Displej je digitálny, navrhol ho môj dobrý kamarát. Ide o personalizovaný indikátor, o čom svedčí aj pozdrav, firmware s doskou nájdete na konci článku a nižšie je diagram indikátora

Ale v podstate ide o volt/ampér wattmeter, pod displejom sú tri tlačidlá, ktoré vám umožnia nastaviť ochranný prúd a uložiť hodnotu, maximálny prúd je 10 A. Ochrana je reléová, relé je opäť slabé a pri vysokých prúdoch dochádza k dosť silnému zahrievaniu kontaktov.

V spodnej časti sú napájacie svorky a na výstupe poistka.Mimochodom, je tu implementovaná spoľahlivá ochrana, ak použijete napájací zdroj ako nabíjačku a náhodou prepólujete, dióda sa otvorí a poistka sa spáli .

Teraz o schéme. Ide o veľmi populárnu variáciu založenú na troch operačných zosilňovačoch, Číňania ich tiež masovo chrlia, v tomto zdroji je použitá čínska doska, ale s veľkými zmenami.

Tu je diagram, ktorý som dostal, s tým, čo bolo zmenené, zvýraznené červenou farbou.

Začnime diódovým mostíkom. Mostík je celovlnný, vyrobený na 4 výkonných duálnych Schottkyho diódach typu SBL4030, 40 voltov 30 ampérov, diódy v balení TO-247.

V jednom puzdre sú dve diódy, paralelne som ich prepojil a v dôsledku toho som dostal mostík, na ktorom je veľmi malý pokles napätia, a teda straty pri maximálnych prúdoch, „ten mostík je sotva teplý, ale napriek tomu diódy sú inštalované na hliníkovom chladiči, reprezentovanom masívnou doskou Diódy sú izolované od chladiča sľudovým tesnením.

Pre tento uzol bola vytvorená samostatná tabuľa.

Nasleduje silová časť. Pôvodný obvod je len 3 ampéry, ale upravený môže v tejto situácii ľahko vydať 8 ampérov. Kľúče sú už dva.Sú to výkonné kompozitné tranzistory 2SD2083 s kolektorovým prúdom 25A. Bolo by vhodné ho vymeniť za KT827, tie sú chladnejšie.
Klávesy sú v podstate paralelné, v obvode emitora sú vyrovnávacie odpory 0,05 Ohm 10 wattov, alebo skôr pre každý tranzistor sú paralelne použité 2 odpory 5 wattov 0,1 Ohm.

Oba kľúče sú inštalované na masívnom radiátore, ich substráty sú izolované od radiátora; to sa nedá urobiť, pretože kolektory sú bežné, ale radiátor je priskrutkovaný k telu a akýkoľvek skrat môže mať katastrofálne následky.

Vyhladzovacie kondenzátory za usmerňovačom majú celkovú kapacitu asi 13 000 µF a sú zapojené paralelne.
Prúdový bočník a špecifikované kondenzátory sú umiestnené na rovnakej doske s plošnými spojmi.

Na vrch (v diagrame) variabilného odporu zodpovedného za reguláciu napätia bol pridaný pevný odpor. Faktom je, že keď je napájanie (povedzme 20 voltov) z transformátora, dostaneme nejaký pokles na diódovom usmerňovači, ale potom sa kondenzátory nabijú na hodnotu amplitúdy (asi 28 voltov), ​​to znamená na výstupe napájacieho zdroja bude maximálne napätie väčšie ako napájací transformátor. Preto pri pripájaní záťaže k výstupu bloku dôjde k veľkému poklesu, čo je nepríjemné. Úlohou vyššie uvedeného odporu je obmedziť napätie na 20 voltov, to znamená, že aj keď premennú otočíte na maximum, nie je možné nastaviť na výstupe viac ako 20 voltov.

Transformátor je prerobený TS-180, poskytuje striedavé napätie asi 22 voltov a prúd minimálne 8 A, pre spínací obvod sú odbočky 9 a 15 voltov. Žiaľ, nebol po ruke normálny drôt vinutia, takže nové vinutia boli navinuté s montážnym, lankovým medeným drôtom 2,5 mm2.Tento drôt má hrubú izoláciu, takže nebolo možné navinúť vinutie pri napätí viac ako 20- 22V (toto zohľadňuje skutočnosť, že pôvodné vinutia vlákna som nechal na 6,8V a nové som k nim pripojil paralelne).

Dobrý deň milí čitatelia. Existuje mnoho obvodov, kde sa s veľkým úspechom používajú nádherné vysokovýkonné kompozitné tranzistory KT827 a prirodzene niekedy vzniká potreba ich výmeny. Keď kód pre tieto tranzistory nenájdeme po ruke, začneme premýšľať o ich možných analógoch.

Medzi výrobkami zahraničnej výroby som nenašiel úplné analógy, hoci na internete existuje veľa návrhov a vyhlásení o nahradení týchto tranzistorov TIP142. Ale pre tieto tranzistory je maximálny kolektorový prúd 10A, pre 827 je to 20A, hoci ich výkony sú rovnaké a rovnajú sa 125W. Pre 827 je maximálne saturačné napätie kolektor-emitor dva volty, pre TIP142 je to 3V, čo znamená, že v pulznom režime, keď je tranzistor v saturácii, sa pri kolektorovom prúde 10A uvoľní výkon 20 W na náš tranzistor a v buržoáznom režime - 30 W , takže budete musieť zväčšiť veľkosť radiátora.

Dobrou náhradou by mohol byť tranzistor KT8105A, viď údaje na štítku. Pri kolektorovom prúde 10A nie je saturačné napätie tohto tranzistora väčšie ako 2V. Toto je dobré.

Pri absencii všetkých týchto náhrad vždy zostavujem približný analóg pomocou diskrétnych prvkov. Tranzistorové obvody a ich vzhľad sú znázornené na fotografii 1.

Zvyčajne montujem závesnou inštaláciou, jedna z možných možností je na obrázku 2.

V závislosti od požadovaných parametrov kompozitného tranzistora môžete vybrať náhradné tranzistory. Diagram ukazuje diódy D223A, zvyčajne používam KD521 alebo KD522.

Na fotografii 3 zostavený kompozitný tranzistor pracuje pri zaťažení pri teplote 90 stupňov. Prúd cez tranzistor je v tomto prípade 4A a pokles napätia na ňom je 5 voltov, čo zodpovedá uvoľnenému tepelnému výkonu 20 W. Zvyčajne tento postup vykonávam na polovodičoch do dvoch alebo troch hodín. Pre kremík to nie je vôbec strašidelné. Samozrejme, aby takýto tranzistor fungoval na tomto radiátore vo vnútri puzdra zariadenia, bude potrebné dodatočné prúdenie vzduchu.

Na výber tranzistorov uvádzam tabuľku s parametrami.

Pri vytváraní rôznych elektronických zariadení skôr či neskôr vyvstáva otázka, čo použiť ako zdroj energie pre domácu elektroniku. Povedzme, že ste zostavili nejaký druh LED blikača, teraz ho musíte opatrne napájať z niečoho. Veľmi často sa na tieto účely používajú rôzne nabíjačky telefónov, počítačové zdroje a všetky druhy sieťových adaptérov, ktoré žiadnym spôsobom neobmedzujú prúd dodávaný do záťaže.

Čo keby, povedzme, na doske toho istého LED blikača náhodou zostali nepovšimnuté dve uzavreté dráhy? Pripojením k výkonnému počítačovému zdroju môže zostavené zariadenie ľahko zhorieť, ak sa na doske vyskytne chyba inštalácie. Práve preto, aby k takýmto nepríjemným situáciám nedochádzalo, existujú laboratórne zdroje s prúdovou ochranou. Keď vieme vopred približne, koľko prúdu spotrebuje pripojené zariadenie, môžeme zabrániť skratom a v dôsledku toho vyhoreniu tranzistorov a jemných mikroobvodov.
V tomto článku sa pozrieme na proces vytvárania práve takého napájacieho zdroja, ku ktorému môžete pripojiť záťaž bez strachu, že niečo vyhorí.

Schéma napájania

Výroba a montáž DPS

(stiahnutia: 951)

Nastavenie napájacieho zdroja

Indikácia

Nejako nedávno som na internete narazil na obvod pre veľmi jednoduché napájanie s možnosťou nastavenia napätia. Napätie je možné nastaviť od 1 voltu do 36 voltov v závislosti od výstupného napätia na sekundárnom vinutí transformátora.

Pozrite sa zblízka na LM317T v samotnom okruhu! Tretia vetva (3) mikroobvodu je pripojená ku kondenzátoru C1, to znamená, že tretia vetva je VSTUP a druhá vetva (2) je pripojená ku kondenzátoru C2 a odporu 200 Ohm a je VÝSTUP.

Pomocou transformátora zo sieťového napätia 220 voltov dostaneme 25 voltov, nie viac. Menej je možné, nie viac. Potom to celé zarovnáme diódovým mostíkom a zvlnenie vyhladíme pomocou kondenzátora C1. To všetko je podrobne popísané v článku o tom, ako získať konštantné napätie zo striedavého napätia. A tu je náš najdôležitejší tromf v napájaní - ide o vysoko stabilný čip regulátora napätia LM317T. V čase písania tohto článku sa cena tohto čipu pohybovala okolo 14 rubľov. Dokonca lacnejšie ako bochník bieleho chleba.

Popis čipu

LM317T je regulátor napätia. Ak trafo produkuje na sekundárnom vinutí až 27-28 voltov, tak napätie vieme bez problémov regulovať od 1,2 do 37 voltov, ale na výstupe z trafa by som latku nedvíhal na viac ako 25 voltov.

Mikroobvod môže byť vykonaný v balíku TO-220:

alebo v kryte D2 Pack

Môže prejsť maximálnym prúdom 1,5 A, čo je dostatočné na napájanie vašich elektronických zariadení bez poklesu napätia. To znamená, že môžeme vydávať napätie 36 voltov s prúdovým zaťažením až 1,5 ampéra a zároveň náš mikroobvod bude stále vydávať 36 voltov - to je, samozrejme, ideálne. V skutočnosti klesnú zlomky voltov, čo nie je veľmi kritické. Pri veľkom prúde v záťaži je vhodnejšie nainštalovať tento mikroobvod na radiátor.

Na zostavenie obvodu potrebujeme aj premenlivý odpor 6,8 kilo-ohmov, prípadne aj 10 kiloohmov, ako aj konštantný odpor 200 ohmov, najlepšie od 1 wattu. Na výstup sme dali 100 µF kondenzátor. Úplne jednoduchá schéma!

Montáž v hardvéri

Predtým som mal veľmi zlé napájanie s tranzistormi. Povedal som si, prečo to neprerobiť? Tu je výsledok ;-)

Tu vidíme importovaný diódový mostík GBU606. Je navrhnutý pre prúd až 6 ampérov, čo je viac než dosť pre naše napájanie, pretože do záťaže dodá maximálne 1,5 ampéra. Namontoval som LM na radiátor pomocou pasty KPT-8 na zlepšenie prenosu tepla. Všetko ostatné, myslím, je vám známe.

A tu je predpotopný transformátor, ktorý mi dáva napätie 12 voltov na sekundárnom vinutí.

To všetko opatrne zabalíme do puzdra a odstránime drôty.

Tak čo si myslíte? ;-)

Minimálne napätie, ktoré som dostal, bolo 1,25 voltu a maximálne 15 voltov.

Nastavím ľubovoľné napätie, v tomto prípade sú najčastejšie 12V a 5V

Všetko funguje skvele!

Tento zdroj je veľmi vhodný na nastavenie otáčok mini vŕtačky, ktorá sa používa na vŕtanie dosiek plošných spojov.

Analógy na Aliexpress

Mimochodom, na Ali môžete okamžite nájsť hotovú sadu tohto bloku bez transformátora.

Ste leniví zbierať? Môžete si kúpiť hotový 5 Amp za menej ako 2 doláre:

Môžete si ho pozrieť na toto odkaz.

Ak 5 ampérov nestačí, môžete sa pozrieť na 8 ampérov. Bude to stačiť aj pre tých najskúsenejších elektrotechnikov:

Vyrobiť si zdroj vlastnými rukami má zmysel nielen pre nadšených rádioamatérov. Domáca napájacia jednotka (PSU) vytvorí pohodlie a ušetrí značné množstvo v nasledujúcich prípadoch:

• Na napájanie nízkonapäťového elektrického náradia, aby sa ušetrila životnosť drahej nabíjateľnej batérie;
• Na elektrifikáciu priestorov, ktoré sú obzvlášť nebezpečné z hľadiska stupňa úrazu elektrickým prúdom: pivnice, garáže, prístrešky atď. Pri napájaní striedavým prúdom môže jeho veľké množstvo v nízkonapäťových rozvodoch spôsobiť rušenie domácich spotrebičov a elektroniky;
• V dizajne a kreativite pre presné, bezpečné a bezodpadové rezanie penového plastu, penovej gumy, nízkotaviteľných plastov s vyhrievaným nichrómom;
• Pri svetelnom dizajne použitie špeciálnych napájacích zdrojov predĺži životnosť LED pásika a získa stabilné svetelné efekty. Napájanie podvodných iluminátorov atď. z domácej elektrickej siete je vo všeobecnosti neprijateľné;
• Na nabíjanie telefónov, smartfónov, tabletov, notebookov mimo stabilných zdrojov energie;
• Pre elektroakupunktúru;
• A mnoho ďalších účelov, ktoré priamo nesúvisia s elektronikou.

Prijateľné zjednodušenia

Profesionálne napájacie zdroje sú určené na napájanie akéhokoľvek druhu záťaže, vr. reaktívny. Medzi možných spotrebiteľov patrí presné vybavenie. Pro-BP musí udržiavať stanovené napätie s najvyššou presnosťou po neobmedzene dlhú dobu a jeho konštrukcia, ochrana a automatizácia musí umožňovať obsluhu nekvalifikovaným personálom napríklad v sťažených podmienkach. biológov na napájanie svojich prístrojov v skleníku alebo na expedícii.

Amatérsky laboratórny zdroj je oslobodený od týchto obmedzení, a preto ho možno výrazne zjednodušiť pri zachovaní ukazovateľov kvality dostatočných pre osobné použitie. Ďalej, tiež jednoduchými vylepšeniami, je možné z neho získať špeciálny napájací zdroj. Čo budeme teraz robiť?

Skratky

1. KZ – skrat.
2. XX – voľnobežné otáčky, t.j. náhle odpojenie záťaže (spotrebiteľa) alebo prerušenie jej obvodu.
3. VS – koeficient stabilizácie napätia. Rovná sa pomeru zmeny vstupného napätia (v % alebo krát) k rovnakému výstupnému napätiu pri konštantnom odbere prúdu. Napr. Sieťové napätie úplne kleslo, z 245 na 185V. V porovnaní s normou 220 V to bude 27 %. Ak je VS zdroja 100, výstupné napätie sa zmení o 0,27%, čo pri hodnote 12V spôsobí drift 0,033V. Pre amatérsku prax viac než prijateľné.
4. IPN je zdrojom nestabilizovaného primárneho napätia. Môže to byť železný transformátor s usmerňovačom alebo pulzný sieťový menič napätia (VIN).
5. IIN - pracujú na vyššej frekvencii (8-100 kHz), čo umožňuje použitie ľahkých kompaktných feritových transformátorov s vinutiami niekoľkých až niekoľkých desiatok závitov, ale nie sú bez nevýhod, pozri nižšie.
6. RE – regulačný prvok stabilizátora napätia (SV). Udržiava výstup na jeho špecifikovanej hodnote.
7. ION – zdroj referenčného napätia. Nastavuje svoju referenčnú hodnotu, podľa ktorej spolu so spätnoväzbovými signálmi OS ovplyvňuje riadiace zariadenie riadiacej jednotky RE.
8. SNN – kontinuálny stabilizátor napätia; jednoducho „analógové“.
9. ISN – pulzný stabilizátor napätia.
10. UPS je spínaný zdroj.

Poznámka: SNN aj ISN môžu pracovať z priemyselného frekvenčného zdroja s transformátorom na železe, ako aj z elektrického zdroja.

O zdrojoch napájania počítača

UPS sú kompaktné a ekonomické. A v špajzi má veľa ľudí napájací zdroj zo starého počítača, ktorý sa povaľuje, zastaraný, ale celkom použiteľný. Je teda možné prispôsobiť spínaný zdroj z počítača na amatérske/pracovné účely? Bohužiaľ, počítačový UPS je pomerne vysoko špecializované zariadenie a možnosti jeho využitia doma/v práci sú veľmi obmedzené:

Pre bežného amatéra je možno vhodné použiť UPS prerobený z počítačového len na elektrické náradie; o tom pozri nižšie. Druhým prípadom je, ak sa amatér zaoberá opravou PC a/alebo tvorbou logických obvodov. Ale potom už vie, ako na to prispôsobiť napájanie z počítača:

1. Zaťažte hlavné kanály +5V a +12V (červené a žlté vodiče) nichrómovými špirálami na 10-15% menovitého zaťaženia;
2. Zelený vodič mäkkého štartu (nízkonapäťové tlačidlo na prednom paneli systémovej jednotky) pc na je skratovaný na spoločný, t.j. na ktoromkoľvek z čiernych drôtov;
3. Zapnutie/vypnutie sa vykonáva mechanicky pomocou prepínača na zadnom paneli napájacej jednotky;
4. S mechanickými (železnými) I/O „v službe“, t.j. nezávislé napájanie USB portov +5V bude tiež vypnuté.

Dostať sa do práce!

Vzhľadom na nedostatky UPS a ich základnú a obvodovú zložitosť sa na záver pozrieme len na pár z nich, ale jednoduchých a užitočných, a povieme si o spôsobe opravy IPS. Hlavná časť materiálu je venovaná SNN a IPN s priemyselnými frekvenčnými transformátormi. Umožňujú osobe, ktorá práve vzala do ruky spájkovačku, postaviť napájací zdroj veľmi vysokej kvality. A mať to na farme, bude ľahšie zvládnuť „jemné“ techniky.

IPN

Najprv sa pozrime na IPN. Impulzné si necháme podrobnejšie až do časti o opravách, no s tými „železnými“ majú niečo spoločné: výkonový transformátor, usmerňovač a filter na potlačenie zvlnenia. Spoločne môžu byť implementované rôznymi spôsobmi v závislosti od účelu napájania.

poz. 1 na obr. 1 – polvlnový (1P) usmerňovač. Úbytok napätia na dióde je najmenší, cca. 2B. Ale pulzovanie usmerneného napätia je s frekvenciou 50 Hz a je „roztrhané“, t.j. s intervalmi medzi impulzmi, takže pulzačný filtračný kondenzátor Sf by mal mať kapacitu 4-6 krát väčšiu ako v iných obvodoch. Využitie výkonového transformátora Tr na napájanie je 50%, pretože Len 1 polvlna je usmernená. Z rovnakého dôvodu sa v magnetickom obvode Tr vyskytuje nerovnováha magnetického toku a sieť to „nevidí“ ako aktívnu záťaž, ale ako indukčnosť. Preto sa 1P usmerňovače používajú len na malý výkon a tam, kde nie je iná cesta napr. v IIN na blokovacích generátoroch a s tlmiacou diódou, pozri nižšie.

Poznámka: prečo 2V, a nie 0,7V, pri ktorom sa otvára p-n prechod v kremíku? Dôvodom je prúd, ktorý je popísaný nižšie.

poz. 2 – 2-polvlna so stredným bodom (2PS). Straty diód sú rovnaké ako predtým. prípad. Zvlnenie je 100 Hz spojité, takže je potrebné čo najmenšie Sf. Použitie Tr – 100% Nevýhoda – dvojnásobná spotreba medi na sekundárnom vinutí. V čase, keď sa usmerňovače vyrábali pomocou kenotronových lámp, to nevadilo, ale teraz je to rozhodujúce. Preto sa 2PS používajú v nízkonapäťových usmerňovačoch, hlavne na vyšších frekvenciách so Schottkyho diódami v UPS, ale 2PS nemajú žiadne zásadné obmedzenia výkonu.

poz. 3 – 2-polvlnový most, 2RM. Straty na diódach sú dvojnásobné v porovnaní s poz. 1 a 2. Zvyšok je rovnaký ako 2PS, ale sekundárna meď je potrebná takmer o polovicu menej. Takmer - pretože je potrebné navinúť niekoľko závitov, aby sa kompenzovali straty na dvojici „extra“ diód. Najčastejšie sa používa obvod pre napätie od 12V.

poz. 3 – bipolárne. „Most“ je znázornený konvenčne, ako je zvykom v schémach zapojenia (zvyknite si!), a je otočený o 90 stupňov proti smeru hodinových ručičiek, ale v skutočnosti ide o pár 2PS zapojených v opačných polaritách, ako je jasne vidieť ďalej na Obr. 6. Spotreba medi je rovnaká ako 2PS, straty diódy sú rovnaké ako 2PM, zvyšok je rovnaký ako obe. Je určený hlavne na napájanie analógových zariadení, ktoré vyžadujú symetriu napätia: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC atď.

poz. 4 – bipolárny podľa schémy paralelného zdvojenia. Poskytuje zvýšenú symetriu napätia bez dodatočných opatrení, pretože asymetria sekundárneho vinutia je vylúčená. Pri použití Tr 100% sa vlní 100 Hz, ale trhá sa, takže Sf potrebuje dvojnásobnú kapacitu. Straty na diódach sú vzájomnou výmenou priechodných prúdov približne 2,7V, viď nižšie a pri výkone nad 15-20W sa prudko zvyšujú. Sú stavané hlavne ako nízkovýkonové pomocné pre nezávislé napájanie operačných zosilňovačov (op-ampov) a iných nízkopríkonových, ale náročných analógových komponentov na kvalitu napájania.

Ako si vybrať transformátor?

V UPS je celý obvod najčastejšie jasne viazaný na štandardnú veľkosť (presnejšie na objem a plochu prierezu Sc) transformátora/transformátorov, pretože Použitie jemných procesov vo ferite umožňuje zjednodušiť obvod a zároveň ho urobiť spoľahlivejším. Tu sa „nejako svojím spôsobom“ obmedzuje na prísne dodržiavanie odporúčaní vývojára.

Transformátor na báze železa sa vyberá s prihliadnutím na vlastnosti SNN alebo sa berie do úvahy pri jeho výpočte. Pokles napätia na RE Ure by nemal byť menší ako 3V, inak VS prudko klesne. Keď sa Ure zvyšuje, VS sa mierne zvyšuje, ale rozptýlený výkon RE rastie oveľa rýchlejšie. Preto sa Ure odoberá pri 4-6 V. K tomu pripočítame 2(4) V strát na diódach a úbytok napätia na sekundárnom vinutí Tr U2; pre výkonový rozsah 30-100W a napätia 12-60V to vezmeme na 2,5V. U2 nevzniká primárne nie z ohmického odporu vinutia (ten je u výkonných transformátorov všeobecne zanedbateľný), ale v dôsledku strát v dôsledku magnetizačného prevrátenia jadra a vytvárania rozptylového poľa. Jednoducho, časť energie siete „napumpovaná“ primárnym vinutím do magnetického obvodu sa vyparí do kozmického priestoru, čo zohľadňuje aj hodnota U2.

Vypočítali sme teda napríklad pre mostíkový usmerňovač 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V navyše. Pripočítame ho k požadovanému výstupnému napätiu napájacej jednotky; nech je to 12V a vydelíme 1,414, dostaneme 22,5/1,414 = 15,9 alebo 16V, bude to najnižšie prípustné napätie sekundárneho vinutia. Ak je TP továrensky vyrobený, berieme 18V zo štandardného rozsahu.

Teraz vstupuje do hry sekundárny prúd, ktorý sa prirodzene rovná maximálnemu zaťažovaciemu prúdu. Povedzme, že potrebujeme 3A; vynásobte 18V, bude to 54W. Získali sme celkový výkon Tr, Pg a menovitý výkon P zistíme vydelením Pg účinnosťou Tr η, ktorá závisí 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 našom prípade bude P = 54/0,8 = 67,5 W, ale taká štandardná hodnota neexistuje, takže budete musieť vziať 80 W. Aby na výstupe bolo 12Vx3A = 36W. Parná lokomotíva a to je všetko. Je čas naučiť sa, ako vypočítať a namotať „tranzy“ sami. Okrem toho v ZSSR boli vyvinuté metódy na výpočet transformátorov na železe, ktoré umožňujú bez straty spoľahlivosti vytlačiť 600 W z jadra, ktoré je pri výpočte podľa amatérskych rádiových referenčných kníh schopné produkovať iba 250 W. W. "Iron Trance" nie je taký hlúpy, ako sa zdá.

SNN

Usmernené napätie je potrebné stabilizovať a najčastejšie regulovať. Ak je záťaž výkonnejšia ako 30-40 W, je potrebná aj ochrana proti skratu, inak môže porucha napájacieho zdroja spôsobiť výpadok siete. SNN to všetko robí spoločne.

Jednoduchá referencia

Pre začiatočníka je lepšie neísť hneď do vysokého výkonu, ale vyrobiť si na testovanie jednoduché, vysoko stabilné 12V ELV podľa obvodu na obr. 2. Možno ho potom použiť ako zdroj referenčného napätia (jeho presnú hodnotu nastavuje R5), na kontrolu zariadení alebo ako kvalitný ELV ION. Maximálny zaťažovací prúd tohto obvodu je iba 40 mA, ale VSC na predpotopnom GT403 a rovnako starom K140UD1 je viac ako 1000 a pri výmene VT1 za stredne výkonný kremík a DA1 na ktoromkoľvek z moderných operačných zosilňovačov je prekročí 2000 a dokonca aj 2500. Záťažový prúd sa tiež zvýši na 150 -200 mA, čo je už užitočné.

0-30

Ďalším stupňom je napájací zdroj s reguláciou napätia. Tá predchádzajúca sa robila podľa tzv. kompenzačný porovnávací obvod, ale je ťažké ho previesť na vysoký prúd. Vyrobíme nový SNN založený na emitorovom sledovači (EF), v ktorom sú RE a CU kombinované len v jednom tranzistore. KSN bude niekde okolo 80-150, ale toto bude stacit amaterovi. Ale SNN na ED umožňuje bez akýchkoľvek špeciálnych trikov získať výstupný prúd až 10A alebo viac, koľko dá Tr a RE vydrží.

Obvod jednoduchého napájacieho zdroja 0-30V je znázornený na poz. 1 Obr. 3. IPN pre neho je hotový transformátor ako TPP alebo TS na 40-60 W so sekundárnym vinutím na 2x24V. Usmerňovač typu 2PS s diódami dimenzovanými na 3-5A alebo viac (KD202, KD213, D242 atď.). VT1 je inštalovaný na radiátore s rozlohou 50 metrov štvorcových alebo viac. cm; Starý PC procesor bude fungovať veľmi dobre. Za takýchto podmienok sa tento ELV nebojí skratu, zahrievajú sa iba VT1 a Tr, takže na ochranu stačí 0,5A poistka v obvode primárneho vinutia Tr.

poz. Obrázok 2 ukazuje, aké pohodlné je napájanie na elektrickom zdroji pre amatéra: existuje 5A napájací obvod s nastavením od 12 do 36 V. Tento zdroj dokáže dodať záťaži 10A, ak je k dispozícii 400W 36V zdroj . Jeho prvou vlastnosťou je integrovaný SNN K142EN8 (najlepšie s indexom B) pôsobí v nezvyčajnej úlohe ako riadiaca jednotka: k vlastnému 12V výstupu sa čiastočne alebo úplne pridáva všetkých 24V napätie z ION na R1, R2, VD5. , VD6. Kondenzátory C2 a C3 zabraňujú budeniu na HF DA1 pracujúcom v nezvyčajnom režime.

Ďalším bodom je zariadenie na ochranu proti skratu (PD) na R3, VT2, R4. Ak pokles napätia na R4 presiahne približne 0,7 V, VT2 sa otvorí, zatvorí základný obvod VT1 k spoločnému vodiču, zatvorí sa a odpojí záťaž od napätia. R3 je potrebný, aby extra prúd nepoškodil DA1 pri spustení ultrazvuku. Nie je potrebné zvyšovať jeho denomináciu, pretože keď sa spustí ultrazvuk, musíte bezpečne uzamknúť VT1.

A posledná vec je zdanlivo nadmerná kapacita výstupného filtračného kondenzátora C4. V tomto prípade je to bezpečné, pretože Maximálny kolektorový prúd VT1 25A zabezpečuje jeho nabíjanie pri zapnutí. Ale tento ELV dokáže dodať záťaži prúd až 30A v priebehu 50-70 ms, takže tento jednoduchý napájací zdroj je vhodný na napájanie nízkonapäťového elektrického náradia: jeho štartovací prúd túto hodnotu nepresahuje. Stačí si vyrobiť (aspoň z plexiskla) kontaktnú pätku s káblom, nasadiť pätu rukoväte a pred odchodom nechať „Akumych“ odpočívať a šetriť prostriedky.

O chladení

Povedzme, že v tomto obvode je výstup 12V s maximom 5A. To je len priemerný výkon priamočiarej píly, ale na rozdiel od vŕtačky alebo skrutkovača to trvá celý čas. Pri C1 sa drží cca 45V, t.j. na RE VT1 zostáva niekde okolo 33V pri prúde 5A. Stratový výkon je viac ako 150 W, dokonca viac ako 160, ak si uvedomíte, že VD1-VD4 je tiež potrebné chladiť. Z toho je zrejmé, že každý výkonný regulovateľný zdroj musí byť vybavený veľmi účinným chladiacim systémom.

Rebrový/ihlový radiátor využívajúci prirodzenú konvekciu nerieši problém: výpočty ukazujú, že je potrebný rozptylový povrch 2000 m2. pozri a hrúbka telesa chladiča (doska, z ktorej vychádzajú rebrá alebo ihly) je od 16 mm. Vlastniť toľko hliníka v tvarovanom produkte bolo a zostáva pre amatéra snom v krištáľovom zámku. Nevhodný nie je ani chladič CPU s prúdením vzduchu, ten je určený na menší výkon.

Jednou z možností pre domáceho majstra je hliníkový plech s hrúbkou 6 mm a rozmermi 150 x 250 mm s otvormi so zväčšujúcim sa priemerom vyvŕtanými pozdĺž polomerov z miesta inštalácie chladeného prvku v šachovnicovom vzore. Bude tiež slúžiť ako zadná stena krytu napájacieho zdroja, ako na obr. 4.

Nevyhnutnou podmienkou účinnosti takéhoto chladiča je slabé, ale nepretržité prúdenie vzduchu cez perforácie z vonkajšej strany dovnútra. Za týmto účelom nainštalujte do krytu ventilátor s nízkym výkonom (najlepšie hore). Vhodný je napr. počítač s priemerom 76 mm a viac. pridať. HDD chladič alebo grafická karta. Pripája sa na piny 2 a 8 DA1, vždy je tam 12V.

Poznámka: V skutočnosti je radikálnym spôsobom prekonania tohto problému sekundárne vinutie Tr s odbočkami pre 18, 27 a 36V. Primárne napätie sa prepína v závislosti od používaného nástroja.

A predsa UPS

Opísaný napájací zdroj pre dielňu je dobrý a veľmi spoľahlivý, ale je ťažké ho nosiť so sebou na cesty. Tu sa zmestí napájací zdroj počítača: elektrické náradie je necitlivé na väčšinu svojich nedostatkov. Niektoré úpravy najčastejšie spočívajú v inštalácii výstupného (najbližšie k záťaži) elektrolytického kondenzátora s veľkou kapacitou na účely opísané vyššie. Existuje veľa receptov na konverziu počítačových zdrojov pre elektrické náradie (hlavne skrutkovače, ktoré nie sú príliš výkonné, ale veľmi užitočné) v RuNet; jedna z metód je uvedená vo videu nižšie, pre 12V nástroj.

Video: 12V napájanie z počítača

S 18V náradím je to ešte jednoduchšie: pri rovnakom výkone spotrebujú menej prúdu. Tu môže byť užitočné oveľa dostupnejšie zapaľovacie zariadenie (predradník) z 40 W alebo viac energeticky úspornej žiarovky; v prípade zlej batérie sa dá úplne umiestniť a vonku zostane len kábel so zástrčkou. Ako vyrobiť napájací zdroj pre 18V skrutkovač z balastu od spálenej gazdinej, pozrite si nasledujúce video.

Video: 18V napájanie pre skrutkovač

Vysoká trieda

Ale vráťme sa k SNN na ES; ich schopnosti nie sú ani zďaleka vyčerpané. Na obr. 5 – bipolárny výkonný zdroj s reguláciou 0-30 V, vhodný pre Hi-Fi audio zariadenia a iných náročných spotrebiteľov. Výstupné napätie sa nastavuje pomocou jedného gombíka (R8) a symetria kanálov sa automaticky udržiava pri akejkoľvek hodnote napätia a ľubovoľnom zaťažovacom prúde. Pedantovi-formalistovi možno zošedivie pred očami, keď vidí tento obvod, ale autorovi takýto zdroj funguje správne už asi 30 rokov.

Hlavným kameňom úrazu pri jeho tvorbe bolo δr = δu/δi, kde δu a δi sú malé okamžité prírastky napätia a prúdu. Pre vývoj a nastavenie vysokokvalitného zariadenia je potrebné, aby δr neprekročilo 0,05-0,07 Ohm. Jednoducho, δr určuje schopnosť napájacieho zdroja okamžite reagovať na skoky v spotrebe prúdu.

Pre SNN na EP sa δr rovná hodnote ION, t.j. zenerova dióda delená koeficientom prenosu prúdu β RE. Ale pre výkonné tranzistory β výrazne klesá pri veľkom kolektorovom prúde a δr zenerovej diódy sa pohybuje od niekoľkých do desiatok ohmov. Tu, aby sme kompenzovali pokles napätia na RE a znížili teplotný drift výstupného napätia, museli sme ich celý reťazec zostaviť na polovicu s diódami: VD8-VD10. Preto sa referenčné napätie z ION odstráni cez dodatočnú ED na VT1, jeho β sa vynásobí β RE.

Ďalšou vlastnosťou tohto dizajnu je ochrana proti skratu. Najjednoduchší, opísaný vyššie, sa žiadnym spôsobom nehodí do bipolárneho obvodu, takže problém ochrany je vyriešený podľa princípu „neexistuje žiadny trik proti šrotu“: neexistuje žiadny ochranný modul ako taký, ale existuje redundancia v parametre výkonných prvkov - KT825 a KT827 pri 25A a KD2997A pri 30A. T2 nie je schopný poskytnúť taký prúd a kým sa zohreje, FU1 a/alebo FU2 bude mať čas vyhorieť.

Poznámka: Na miniatúrnych žiarovkách nie je potrebné označovať vypálené poistky. Je to tak, že v tom čase boli LED diódy stále dosť zriedkavé a v skrýši bolo niekoľko hŕstok SMOK.

Zostáva chrániť RE pred dodatočnými výbojovými prúdmi pulzačného filtra C3, C4 počas skratu. Na tento účel sú pripojené cez obmedzujúce odpory s nízkym odporom. V tomto prípade sa môžu v obvode objaviť pulzácie s periódou rovnajúcou sa časovej konštante R(3,4)C(3,4). Bránia im C5, C6 menšej kapacity. Ich extra prúdy už nie sú pre RE nebezpečné: náboj sa vybíja rýchlejšie, ako sa kryštály výkonného KT825/827 zahrievajú.

Výstupnú symetriu zabezpečuje op-amp DA1. RE záporného kanála VT2 je otvorený prúdom cez R6. Akonáhle mínus výstupu prekročí plus v absolútnej hodnote, mierne sa otvorí VT3, čím sa VT2 zatvorí a absolútne hodnoty výstupných napätí budú rovnaké. Prevádzková kontrola symetrie výstupu sa vykonáva pomocou číselníka s nulou v strede stupnice P1 (jeho vzhľad je znázornený na vložke) a v prípade potreby sa nastavenie vykonáva pomocou R11.

Posledným highlightom je výstupný filter C9-C12, L1, L2. Tento dizajn je potrebný na pohltenie možného vysokofrekvenčného rušenia zo záťaže, aby ste si nelámali hlavu: prototyp je zabugovaný alebo napájací zdroj je „kolísavý“. So samotnými elektrolytickými kondenzátormi, presunutými keramikou, tu nie je úplná istota, ruší veľká vlastná indukčnosť „elektrolytov“. A tlmivky L1, L2 rozdeľujú „návrat“ záťaže naprieč spektrom a každému ich vlastnému.

Tento napájací zdroj, na rozdiel od predchádzajúcich, vyžaduje určité úpravy:

1. Pripojte záťaž 1-2 A pri 30V;
2. R8 je nastavený na maximum, v najvyššej polohe podľa diagramu;
3. Pomocou referenčného voltmetra (teraz postačí akýkoľvek digitálny multimeter) a R11 sú napätia kanála nastavené tak, aby boli rovnaké v absolútnej hodnote. Možno, ak operačný zosilňovač nemá schopnosť vyváženia, budete musieť vybrať R10 alebo R12;
4. Trimrom R14 nastavte P1 presne na nulu.

O oprave napájacieho zdroja

Napájacie zdroje zlyhávajú častejšie ako iné elektronické zariadenia: prijímajú prvý úder sieťových prepätí a tiež veľa získavajú zo záťaže. Aj keď nemáte v úmysle vyrobiť si vlastný zdroj, UPS nájdete okrem počítača aj v mikrovlnnej rúre, práčke a iných domácich spotrebičoch. Schopnosť diagnostikovať napájanie a znalosť základov elektrickej bezpečnosti vám umožní, ak nie opraviť poruchu sami, potom kompetentne vyjednávať o cene s opravármi. Preto sa pozrime na to, ako sa diagnostikuje a opravuje napájací zdroj, najmä s IIN, pretože viac ako 80 % zlyhaní je ich podiel.

Sýtosť a prievan

Najprv o niektorých efektoch, bez pochopenia ktorých nie je možné pracovať s UPS. Prvým z nich je saturácia feromagnetík. V závislosti od vlastností materiálu nie sú schopné absorbovať energiu vyššiu ako určitú hodnotu. Fanúšikovia sa so saturáciou na železe stretávajú len zriedka, dá sa zmagnetizovať na niekoľko Tesla (Tesla, jednotka merania magnetickej indukcie). Pri výpočte železných transformátorov sa indukcia považuje za 0,7-1,7 Tesla. Ferity vydržia len 0,15-0,35 T, ich hysterézna slučka je „pravouhlejšia“ a pracujú pri vyšších frekvenciách, takže ich pravdepodobnosť „skoku do nasýtenia“ je rádovo vyššia.

Ak je magnetický obvod nasýtený, indukcia v ňom už nerastie a EMF sekundárnych vinutí zmizne, aj keď sa primárne roztopilo (pamätáte si školskú fyziku?). Teraz vypnite primárny prúd. Magnetické pole v mäkkých magnetických materiáloch (tvrdé magnetické materiály sú permanentné magnety) nemôže existovať stacionárne, ako elektrický náboj alebo voda v nádrži. Začne sa rozptyľovať, indukcia klesne a vo všetkých vinutiach sa indukuje EMF opačnej polarity v porovnaní s pôvodnou polaritou. Tento efekt je v IIN pomerne široko používaný.

Na rozdiel od saturácie je cez prúd v polovodičových zariadeniach (jednoduchý ťah) absolútne škodlivý jav. Vzniká v dôsledku tvorby/resorpcie priestorových nábojov v oblastiach p a n; pre bipolárne tranzistory - hlavne v základni. Tranzistory s efektom poľa a Schottkyho diódy sú prakticky bez prievanu.

Napríklad, keď je na dióde privedené/odstránené napätie, vedie prúd v oboch smeroch, kým sa náboje nezozbierajú/nerozpustia. Preto je strata napätia na diódach v usmerňovačoch viac ako 0,7 V: v okamihu spínania má časť náboja filtračného kondenzátora čas pretiecť vinutím. V paralelnom zdvojovacom usmerňovači prúdi ťah cez obe diódy naraz.

Prievan tranzistorov spôsobuje napäťový ráz na kolektore, ktorý môže poškodiť zariadenie alebo, ak je pripojená záťaž, poškodiť ho extra prúdom. Ale aj bez toho tranzistorový ťah zvyšuje dynamické straty energie, ako je prievan diódy, a znižuje účinnosť zariadenia. Výkonné tranzistory s efektom poľa na to takmer nie sú náchylné, pretože nehromadí náboj v základni kvôli jej absencii, a preto spína veľmi rýchlo a plynulo. „Takmer“, pretože ich obvody zdroj-brána sú chránené pred spätným napätím Schottkyho diódami, ktoré sú mierne, ale priechodné.

Typy DIČ

UPS sledujú ich pôvod ku generátoru blokovania, poz. 1 na obr. 6. Po zapnutí je Uin VT1 mierne otvorený prúdom cez Rb, prúd preteká vinutím Wk. Nemôže okamžite narásť na limit (znova si spomeňte na školskú fyziku), v základni Wb a záťažovom vinutí Wn sa indukuje emf. Od Wb cez Sb vynúti odblokovanie VT1. Cez Wn ešte netečie žiadny prúd a VD1 sa nerozbehne.

Keď je magnetický obvod nasýtený, prúdy vo Wb a Wn sa zastavia. Potom v dôsledku rozptylu (resorpcie) energie indukcia klesne, vo vinutiach sa indukuje EMF opačnej polarity a spätné napätie Wb okamžite uzamkne (zablokuje) VT1, čím ho chráni pred prehriatím a tepelným rozpadom. Preto sa takáto schéma nazýva blokovací generátor alebo jednoducho blokovanie. Rk a Sk odrežú HF rušenie, ktorého blokovanie produkuje viac než dosť. Teraz môže byť z Wn odstránený nejaký užitočný výkon, ale iba cez usmerňovač 1P. Táto fáza pokračuje, kým sa Sat úplne nenabije alebo kým sa nevyčerpá uložená magnetická energia.

Tento výkon je však malý, do 10W. Ak sa pokúsite vziať viac, VT1 vyhorí zo silného prievanu skôr, ako sa uzamkne. Keďže Tp je nasýtený, účinnosť blokovania nie je dobrá: viac ako polovica energie uloženej v magnetickom obvode odletí do teplých iných svetov. Je pravda, že kvôli rovnakej saturácii blokovanie do určitej miery stabilizuje trvanie a amplitúdu svojich impulzov a jeho obvod je veľmi jednoduchý. Preto sa v lacných nabíjačkách telefónov často používajú čísla TIN založené na blokovaní.

Poznámka: hodnota Sb do značnej miery, ale nie úplne, ako píšu v amatérskych referenčných knihách, určuje periódu opakovania pulzu. Hodnota jeho kapacity musí byť spojená s vlastnosťami a rozmermi magnetického obvodu a rýchlosťou tranzistora.

Blokovanie naraz viedlo k vzniku riadkových televízorov s katódovými trubicami (CRT) a zrodilo INN s tlmiacou diódou, poz. 2. Tu riadiaca jednotka na základe signálov z Wb a obvodu spätnej väzby DSP násilne otvorí/uzamkne VT1 pred nasýtením Tr. Keď je VT1 zablokovaný, spätný prúd Wk je uzavretý cez rovnakú tlmiacu diódu VD1. Toto je pracovná fáza: už väčšia ako pri blokovaní sa časť energie odoberá do záťaže. Je veľký, pretože keď je úplne nasýtený, všetka prebytočná energia odletí preč, ale tu jej navyše nie je dosť. Týmto spôsobom je možné odobrať výkon až niekoľko desiatok wattov. Keďže však riadiace zariadenie nemôže fungovať, kým sa Tr nepriblíži k saturácii, tranzistor stále silno presvitá, dynamické straty sú veľké a účinnosť obvodu je oveľa väčšia.

IIN s tlmičom je stále živý v televízoroch a CRT displejoch, pretože v nich sú IIN a výstup horizontálneho skenovania kombinované: výkonový tranzistor a Tr sú spoločné. To výrazne znižuje výrobné náklady. Úprimne povedané, IIN s tlmičom je zásadne zakrpatený: tranzistor a transformátor sú nútené neustále pracovať na pokraji zlyhania. Inžinieri, ktorým sa podarilo doviesť tento obvod k prijateľnej spoľahlivosti, si zaslúžia najhlbší rešpekt, ale dôrazne sa neodporúča lepiť tam spájkovačku s výnimkou profesionálov, ktorí prešli odborným školením a majú príslušné skúsenosti.

Push-pull INN so samostatným transformátorom spätnej väzby je najpoužívanejší, pretože má najlepšie ukazovatele kvality a spoľahlivosti. V porovnaní s „analógovými“ zdrojmi (s transformátormi na hardvéri a SNN) však z hľadiska RF rušenia tiež strašne hreší. V súčasnosti táto schéma existuje v mnohých modifikáciách; výkonné bipolárne tranzistory v ňom sú takmer úplne nahradené poľnými riadenými špeciálnymi zariadeniami. IC, ale princíp činnosti zostáva nezmenený. Ilustruje to pôvodný diagram, poz. 3.

Obmedzovacie zariadenie (LD) obmedzuje nabíjací prúd kondenzátorov vstupného filtra Sfvkh1(2). Ich veľká veľkosť je nevyhnutnou podmienkou pre prevádzku zariadenia, pretože Počas jedného prevádzkového cyklu sa z nich odoberie malý zlomok uloženej energie. Zhruba povedané, hrajú úlohu nádrže na vodu alebo vzduchového prijímača. Pri „krátkom“ nabíjaní môže dodatočný nabíjací prúd prekročiť 100 A po dobu až 100 ms. Na vyrovnanie napätia filtra sú potrebné Rc1 a Rc2 s odporom rádovo MOhm, pretože najmenšia nerovnováha jeho ramien je neprijateľná.

Keď sú Sfvkh1(2) nabité, ultrazvukové spúšťacie zariadenie generuje spúšťací impulz, ktorý otvorí jedno z ramien (na ktorom nezáleží) meniča VT1 VT2. Cez vinutie Wk veľkého výkonového transformátora Tr2 preteká prúd a magnetická energia z jeho jadra cez vinutie Wn sa takmer úplne spotrebuje na usmernenie a na záťaž.

Malá časť energie Tr2, určená hodnotou Rogr, sa odoberá z vinutia Woc1 a privádza sa do vinutia Woc2 malého základného spätnoväzbového transformátora Tr1. Rýchlo sa nasýti, otvorené rameno sa zatvorí a v dôsledku rozptylu v Tr2 sa otvorí predtým zatvorené, ako je opísané pre blokovanie, a cyklus sa opakuje.

V podstate push-pull IIN sú 2 blokátory, ktoré sa navzájom „tlačia“. Keďže výkonný Tr2 nie je nasýtený, ťah VT1 VT2 je malý, úplne sa „potopí“ do magnetického obvodu Tr2 a nakoniec ide do záťaže. Preto je možné postaviť dvojtaktný IPP s výkonom až niekoľko kW.

Horšie je, ak skončí v režime XX. Potom, počas polovičného cyklu, sa Tr2 stihne nasýtiť a silný ťah spáli naraz VT1 aj VT2. Teraz sú však v predaji výkonové ferity pre indukciu až do 0,6 Tesla, ale sú drahé a degradujú náhodným prevrátením magnetizácie. Vyvíjajú sa ferity s kapacitou viac ako 1 Tesla, ale na to, aby IIN dosiahli „železnú“ spoľahlivosť, je potrebných aspoň 2,5 Tesla.

Diagnostická technika

Pri odstraňovaní problémov s „analógovým“ zdrojom napájania, ak je „hlúpo tichý“, najskôr skontrolujte poistky, potom ochranu, RE a ION, ak má tranzistory. Zvonia normálne - postupujeme po prvku, ako je popísané nižšie.

V IIN, ak sa „rozbehne“ a hneď „zasekne“, najskôr skontrolujú riadiacu jednotku. Prúd v ňom je obmedzený výkonným nízkoodporovým odporom, ktorý je potom posunutý optotyristorom. Ak je „rezistor“ zjavne spálený, vymeňte ho a optočlen. Ostatné prvky ovládacieho zariadenia zlyhajú veľmi zriedkavo.

Ak je IIN „tichý, ako ryba na ľade“, diagnóza tiež začína OU (možno „rezik“ úplne vyhorel). Potom - ultrazvuk. Lacné modely používajú tranzistory v režime lavínového rozpadu, čo ani zďaleka nie je veľmi spoľahlivé.

Ďalšou etapou v akomkoľvek napájacom zdroji sú elektrolyty. Zlomenie puzdra a únik elektrolytu nie sú ani zďaleka také bežné, ako píšu na RuNet, ale k strate kapacity dochádza oveľa častejšie ako k poruche aktívnych prvkov. Elektrolytické kondenzátory sa kontrolujú multimetrom schopným merať kapacitu. Pod nominálnu hodnotu o 20% alebo viac - spustíme „mŕtveho“ do kalu a nainštalujeme nový, dobrý.

Potom sú tu aktívne prvky. Pravdepodobne viete, ako vytáčať diódy a tranzistory. Ale sú tu 2 triky. Prvým je, že ak tester s 12V batériou zavolá Schottkyho diódu alebo zenerovu diódu, zariadenie môže vykazovať poruchu, hoci dióda je celkom dobrá. Tieto komponenty je lepšie zavolať pomocou ukazovacieho zariadenia s batériou 1,5-3 V.

Druhým sú mocní terénni pracovníci. Vyššie (všimli ste si?) sa hovorí, že ich I-Z sú chránené diódami. Preto sa zdá, že výkonné tranzistory s efektom poľa znejú ako použiteľné bipolárne tranzistory, aj keď sú nepoužiteľné, ak nie je kanál úplne „vyhorený“ (degradovaný).

Jediným spôsobom, ktorý máte doma, je nahradiť ich známymi dobrými, oboje naraz. Ak ostane v obvode spálený, okamžite so sebou stiahne nový pracovný. Elektrotechnickí inžinieri žartujú, že výkonní terénni pracovníci nemôžu žiť jeden bez druhého. Ďalší prof. vtip – „náhradný homosexuálny pár“. To znamená, že tranzistory ramien IIN musia byť striktne rovnakého typu.

Nakoniec filmové a keramické kondenzátory. Vyznačujú sa vnútornými poruchami (nájdené tým istým testerom, ktorý kontroluje „klimatizácie“) a únikom alebo poruchou pod napätím. Na ich „chytenie“ je potrebné zostaviť jednoduchý obvod podľa obr. 7. Postupné testovanie elektrických kondenzátorov na poruchu a únik sa vykonáva takto:

• Na testeri nastavíme, bez toho, aby sme ho kamkoľvek pripojili, najmenší limit pre meranie jednosmerného napätia (najčastejšie 0,2V alebo 200mV), zisťujeme a zaznamenávame vlastnú chybu zariadenia;
• Zapneme hranicu merania 20V;
• Podozrivý kondenzátor pripojíme na body 3-4, tester na 5-6 a na 1-2 aplikujeme konštantné napätie 24-48 V;
• Prepnite limity napätia multimetra na najnižšie;
• Ak na akomkoľvek testeri ukazuje niečo iné ako 0000,00 (prinajmenšom - niečo iné ako vlastnú chybu), testovaný kondenzátor nie je vhodný.

Tu končí metodologická časť diagnostiky a začína časť tvorivá, kde všetky návody vychádzajú z vlastných vedomostí, skúseností a úvah.

Pár impulzov

UPS sú špeciálnym artiklom kvôli ich zložitosti a rôznorodosti obvodov. Tu sa najprv pozrieme na niekoľko vzoriek pomocou modulácie šírky impulzov (PWM), ktorá nám umožňuje získať UPS najvyššej kvality. V RuNet je veľa PWM obvodov, ale PWM nie je také strašidelné, ako sa o ňom hovorí...

Pre svetelný dizajn

LED pásik jednoducho rozsvietite z akéhokoľvek zdroja popísaného vyššie, okrem toho na obr. 1, nastavenie požadovaného napätia. SNN s poz. 1 Obr. 3, je ľahké vyrobiť 3 z nich pre kanály R, G a B. Trvanlivosť a stabilita žiary LED však nezávisí od napätia, ktoré je na ne privedené, ale od prúdu, ktorý nimi preteká. Preto by dobrý napájací zdroj pre LED pásik mal obsahovať stabilizátor záťažového prúdu; z technického hľadiska - stabilný zdroj prúdu (IST).

Jedna zo schém stabilizácie prúdu svetelného pásu, ktorú môžu opakovať amatéri, je znázornená na obr. 8. Je namontovaný na integrovanom časovači 555 (domáci analóg - K1006VI1). Poskytuje stabilný páskový prúd z napájacieho napätia 9-15 V. Množstvo stabilného prúdu je určené vzorcom I = 1/(2R6); v tomto prípade - 0,7A. Výkonný tranzistor VT3 je nevyhnutne tranzistor s efektom poľa, z prievanu sa v dôsledku základného náboja jednoducho nevytvorí bipolárny PWM. Induktor L1 je navinutý na feritovom krúžku 2000NM K20x4x6 s 5xPE 0,2 mm zväzkom. Počet závitov – 50. Diódy VD1, VD2 – ľubovoľné kremíkové RF (KD104, KD106); VT1 a VT2 – KT3107 alebo analógy. S KT361 atď. Rozsahy regulácie vstupného napätia a jasu sa znížia.

Obvod funguje takto: najskôr sa cez obvod R1VD1 nabije časovo nastaviteľná kapacita C1 a cez VD2R3VT2 sa vybije, t.j. v režime nasýtenia cez R1R5. Časovač generuje sekvenciu impulzov s maximálnou frekvenciou; presnejšie - s minimálnym pracovným cyklom. Spínač VT3 bez zotrvačnosti generuje silné impulzy a jeho zväzok VD3C4C3L1 ich vyhladzuje na jednosmerný prúd.

Poznámka: Pracovný cyklus série impulzov je pomer periódy ich opakovania k dobe trvania impulzu. Ak je napríklad trvanie impulzu 10 μs a interval medzi nimi je 100 μs, potom bude pracovný cyklus 11.

Prúd v záťaži sa zvyšuje a pokles napätia na R6 otvára VT1, t.j. prenesie ho z vypínacieho (uzamykacieho) režimu do aktívneho (zosilňujúceho) režimu. Tým sa vytvorí zvodový obvod pre základňu VT2 R2VT1+Upit a VT2 tiež prejde do aktívneho režimu. Vybíjací prúd C1 klesá, doba vybíjania sa zvyšuje, pracovný cyklus série sa zvyšuje a priemerná hodnota prúdu klesá na normu špecifikovanú R6. Toto je podstata PWM. Pri minimálnom prúde, t.j. pri maximálnom pracovnom cykle sa C1 vybije cez obvod vnútorného časového spínača VD2-R4.

V pôvodnom dizajne nie je zabezpečená možnosť rýchleho nastavenia prúdu a podľa toho aj jasu žiary; Neexistujú žiadne 0,68 ohmové potenciometre. Najjednoduchší spôsob nastavenia jasu je po nastavení pripojiť 3,3-10 kOhm potenciometer R* do medzery medzi R3 a žiaričom VT2, zvýraznenej hnedou farbou. Pohybom jeho motora nadol po obvode zvýšime dobu vybíjania C4, pracovný cyklus a znížime prúd. Ďalšou metódou je obísť základnú križovatku VT2 zapnutím potenciometra približne 1 MOhm v bodoch a a b (zvýraznené červenou farbou), čo je menej výhodné, pretože úprava bude hlbšia, ale hrubšia a ostrejšia.

Bohužiaľ, na nastavenie tohto užitočného nielen pre svetelné pásky IST potrebujete osciloskop:

1. Do okruhu sa dodáva minimálny +Upit.
2. Výberom R1 (impulz) a R3 (pauza) dosiahneme pracovný cyklus 2, t.j. Trvanie impulzu sa musí rovnať trvaniu pauzy. Nemôžete dať pracovný cyklus menší ako 2!
3. Podávajte maximálne + Upit.
4. Výberom R4 sa dosiahne menovitá hodnota stabilného prúdu.

Na nabíjanie

Na obr. 9 - schéma najjednoduchšieho ISN s PWM, vhodného na nabíjanie telefónu, smartfónu, tabletu (notebook, žiaľ, nebude fungovať) z domácej solárnej batérie, veterného generátora, motocyklovej alebo autobatérie, magnetickej baterky „chyba“ a iné napájanie nestabilných náhodných zdrojov s nízkym výkonom Rozsah vstupného napätia nájdete v diagrame, nie je tam žiadna chyba. Toto ISN je skutočne schopné produkovať výstupné napätie väčšie ako vstupné. Rovnako ako v predchádzajúcom, aj tu je vplyv zmeny polarity výstupu vzhľadom na vstup; toto je vo všeobecnosti vlastná vlastnosť obvodov PWM. Dúfajme, že po pozornom prečítaní predchádzajúceho pochopíte prácu tohto maličkého drobca aj sami.

Mimochodom o nabíjaní a nabíjaní

Nabíjanie akumulátorov je veľmi zložitý a jemný fyzikálno-chemický proces, ktorého porušením sa niekoľkonásobne až desaťnásobne znižuje ich životnosť, t.j. počet cyklov nabíjania a vybíjania. Nabíjačka musí na základe veľmi malých zmien napätia batérie vypočítať, koľko energie prijala a podľa toho regulovať nabíjací prúd podľa určitého zákona. Nabíjačka teda v žiadnom prípade nie je napájací zdroj a z bežných napájacích zdrojov je možné nabíjať iba batérie v zariadeniach so vstavaným regulátorom nabíjania: telefóny, smartfóny, tablety a niektoré modely digitálnych fotoaparátov. A nabíjanie, čo je nabíjačka, je predmetom samostatnej diskusie.

Question-remont.ru povedal:

Z usmerňovača bude iskrenie, ale asi to nie je veľký problém. Pointou je tzv. rozdielna výstupná impedancia napájacieho zdroja. Pri alkalických batériách je to asi mOhm (miliohmy), pri kyselinových ešte menej. Trance s mostíkom bez vyhladzovania má desatiny a stotiny ohmu, teda cca. 100-10 krát viac. A štartovací prúd kartáčovaného jednosmerného motora môže byť 6-7 alebo dokonca 20-krát väčší ako prevádzkový prúd. Ten váš je s najväčšou pravdepodobnosťou bližšie k druhému - motory s rýchlym zrýchlením sú kompaktnejšie a hospodárnejšie a obrovská kapacita preťaženia batérie umožňujú dať motoru toľko prúdu, koľko zvládne.na zrýchlenie. Trans s usmerňovačom neposkytne toľko okamžitého prúdu a motor zrýchľuje pomalšie ako bol navrhnutý a s veľkým sklzom kotvy. Z toho z veľkého sklzu vzniká iskra, ktorá potom zostáva v prevádzke v dôsledku samoindukcie vo vinutí.

Čo tu môžem odporučiť? Po prvé: pozrite sa bližšie - ako to iskrí? Treba to sledovať v prevádzke, v záťaži, t.j. počas pílenia.

Ak na určitých miestach pod kefami tancujú iskry, je to v poriadku. Moja výkonná vŕtačka Konakovo sa tak leskne už od narodenia a preboha. Za 24 rokov som raz vymenil kefy, umyl ich alkoholom a vyleštil komutátor - to je všetko. Ak ste pripojili 18V nástroj na 24V výstup, tak malé iskrenie je normálne. Odviňte vinutie alebo uhaste prebytočné napätie niečím ako zváracím reostatom (odpor približne 0,2 Ohm pre stratový výkon 200 W alebo viac), aby motor pracoval pri menovitom napätí a s najväčšou pravdepodobnosťou prejde iskra. preč. Ak by ste ho pripojili na 12 V dúfajúc, že ​​po usmernení to bude 18, tak márne - usmernené napätie pri záťaži výrazne klesá. A komutátorovému elektromotoru je mimochodom jedno, či je napájaný jednosmerným alebo striedavým prúdom.

Konkrétne: vezmite 3-5 m oceľového drôtu s priemerom 2,5-3 mm. Zvinieme do špirály s priemerom 100-200 mm tak, aby sa závitky navzájom nedotýkali. Položte na ohňovzdornú dielektrickú podložku. Konce drôtu očistite do lesku a zložte ich do „uší“. Najlepšie je ihneď namazať grafitovým mazivom, aby sa zabránilo oxidácii. Tento reostat je pripojený k prerušeniu jedného z drôtov vedúcich k prístroju. Je samozrejmé, že kontakty by mali byť skrutky, pevne utiahnuté, s podložkami. Pripojte celý obvod na 24V výstup bez usmerňovania. Iskra je preč, ale výkon na hriadeli tiež klesol - je potrebné znížiť reostat, jeden z kontaktov je potrebné prepnúť o 1-2 otáčky bližšie k druhému. Stále to iskrí, ale menej – reostat je príliš malý, treba pridať ďalšie otáčky. Je lepšie okamžite urobiť reostat očividne veľký, aby sa nepriskrutkovali ďalšie časti. Je to horšie, ak je oheň pozdĺž celej línie kontaktu medzi kefami a komutátorom alebo stopkou iskry za nimi. Potom usmerňovač potrebuje niekde antialiasingový filter, podľa vašich údajov, od 100 000 µF. Nie je to lacné potešenie. „Filter“ bude v tomto prípade zariadenie na ukladanie energie na zrýchlenie motora. Ale nemusí to pomôcť, ak celkový výkon transformátora nestačí. Účinnosť kartáčovaných jednosmerných motorov je cca. 0,55-0,65, t.j. trans je potrebný od 800-900 W. To znamená, že ak je filter nainštalovaný, ale stále iskrí ohňom pod celou kefou (samozrejme pod oboma), transformátor nie je na túto úlohu. Áno, ak nainštalujete filter, diódy mostíka musia byť dimenzované na trojnásobok prevádzkového prúdu, inak môžu pri pripojení k sieti vyletieť z rázu nabíjacieho prúdu. A potom je možné nástroj spustiť 5-10 sekúnd po pripojení k sieti, aby sa „banky“ mali čas „napumpovať“.

A najhoršie je, ak chvostíky iskier zo štetcov siahajú alebo takmer siahajú k protiľahlej kefke. Toto sa nazýva všestranný oheň. Veľmi rýchlo vyhorí kolektor až do úplného zničenia. Príčin kruhového ohňa môže byť niekoľko. Vo vašom prípade je najpravdepodobnejšie, že motor bol zapnutý na 12 V s usmernením. Potom pri prúde 30 A je elektrický výkon v obvode 360 ​​W. Kotva sa posúva o viac ako 30 stupňov na otáčku, a to je nevyhnutne nepretržitý všestranný požiar. Je tiež možné, že kotva motora je navinutá jednoduchou (nie dvojitou) vlnou. Takéto elektromotory sú lepšie pri prekonávaní okamžitých preťažení, ale majú štartovací prúd - matka, nebojte sa. Nemôžem to povedať v neprítomnosti presnejšie a nemá to zmysel – sotva by sme tu mohli niečo opraviť vlastnými rukami. Potom bude pravdepodobne lacnejšie a jednoduchšie nájsť a kúpiť nové batérie. Najprv však skúste zapnúť motor na mierne vyššie napätie cez reostat (pozri vyššie). Takmer vždy je možné týmto spôsobom zostreliť nepretržitú všestrannú paľbu za cenu malého (do 10-15%) zníženia výkonu na hriadeli.