Snažno napajanje za kt819gm. Popis elemenata reguliranog kruga napajanja na LM317

Napajanje 1-30V na LM317 + 3 x TIP41C
ili 3 x 2SC5200.

U članku se govori o krugu jednostavnog reguliranog napajanja, implementiranog na stabilizatorskom čipu LM317, koji kontrolira moćna tri paralelno spojena NPN tranzistora. Granice podešavanja izlaznog napona su 1,2...30 Volti sa strujom opterećenja do 10 A. Tranzistori TIP41C u kućištu TO220 koriste se kao snažni izlazi; njihova struja kolektora je 6 A, disipacija snage je 65 W. Dijagram strujnog kruga napajanja prikazan je u nastavku:

Kao izlaze, također možete koristiti TIP132C, kućište TO220, struja kolektora ovih tranzistora je 8 A, disipacija snage je 70 W prema podatkovnoj tablici.

Položaj pinova za tranzistore TIP132C, TIP41C je sljedeći:

Raspored pinova za podesivi stabilizator LM317:

Tranzistori u kućištu TO220 zalemljeni su izravno u tiskanu pločicu i pričvršćeni na jedan zajednički hladnjak pomoću tinjca, termalne paste i izolacijskih čahura. Ali možete koristiti i tranzistore u paketu TO-3; na primjer, 2N3055, čija je struja kolektora do 15 A, rasipanje snage je 115 W ili tranzistori domaće proizvodnje KT819GM, oni su 15 Ampera. s disipacijom snage od 100 W. U ovom slučaju, terminali tranzistora su spojeni na ploču žicama.

Kao opciju, možete razmotriti korištenje uvezenih 15-amperskih tranzistora TOSHIBA 2SC5200 s disipacijom snage od 150 W. Upravo sam ovaj tranzistor koristio prilikom prepravljanja KIT kompleta napajanja kupljenog na Aliexpressu.

U shemi strujnog kruga, stezaljke PAD1 i PAD2 su namijenjene za spajanje stezaljki ampermetra X1-1 (+) i X1-2 (-) za napajanje ulaznog napona iz ispravljača (diodnog mosta), X2-1 (-) i X2-; 2 (+) Ovo su izlazne stezaljke napajanja; voltmetar je spojen na stezaljku JP1.

Prva verzija tiskane pločice dizajnirana je za ugradnju tranzistora snage u kućište TO220, format LAY6 je sljedeći:

Fotografski prikaz ploče formata LAY6:

Druga verzija tiskane pločice za ugradnju tranzistora tipa 2SC5200, format LAY6 u nastavku:

Fotografski prikaz druge verzije strujne ploče napajanja:

Treća verzija tiskane pločice je ista, ali bez diodnog sklopa, naći ćete je u arhivi s ostatkom materijala.

Popis elemenata reguliranog kruga napajanja na LM317:

Otpornici:

R1 – potenciometar 5K – 1 kom.
R2 – 240R 0,25W – 1 kom.
R3, R4, R5 – keramički otpornici 5W 0R1 – 3 kom.
R6 – 2K2 0,25W – 1 kom.

Kondenzatori:

C1, C2 – 4700...6800mF/50V – 2 kom.
C3 – 1000...2200mF/50V – 1 kom.
C4 – 150...220mF/50V – 1 kom.
C5, C6, C7 – 0,1mF = 100n – 3 kom.

Diode:

D1 – 1N5400 – 1 kom.
D1 – 1N4004 – 1 kom.
LED1 – LED – 1 kom.
Diodni sklop - nisam imao sklopove za nešto manju struju, pa je pločica projektirana za KBPC5010 (50 Ampera) - 1 kom.

Tranzistori, mikro krugovi:

IC1 – LM317MB – 1 kom.
Q1, Q2, Q3 – TIP132C, TIP41C, KT819GM, 2N3055, 2SC5200 – 3 kom.

Odmor:

2 Pin konektora sa stezaljkom (ulaz, izlaz, ampermetar) – 3 kom.
Konektor 2 Pin 2,54 mm (LED, upravljačka varijabla) – 2 kom.
U principu, ne morate instalirati konektore.
Impresivan radijator za vikendaše – 1 kom.
Transformator, sekundarni za 22...24 volta naizmjenično, može nositi struju od oko 10...12 ampera.

Veličina arhivske datoteke s materijalima o napajanju za LM317 10A je 0,6 Mb.

Natjecanje radioamatera početnika
“Moj dizajn radio amatera”

Dizajn jednostavnog laboratorijskog napajanja s tranzistorima od “0” do “12” volti, te detaljan opis cjelokupnog procesa izrade uređaja

Dizajn natječaja za radioamatera početnika:
“Podesivo napajanje 0-12 V tranzistorski”

Pozdrav dragi prijatelji i gosti stranice!
Predstavljam vam četvrti natječajni rad.
Autor dizajna - Folkin Dmitry, Zaporožje, Ukrajina.

Podesivo tranzistorsko napajanje 0-12V

Trebao sam napajanje koje je bilo podesivo od 0 do ... B (što više, to bolje). Pregledao sam nekoliko knjiga i odlučio se za dizajn predložen u Borisovljevoj knjizi "Mladi radioamater". Tamo je sve vrlo dobro postavljeno, baš za početnika radio amatera. U procesu stvaranja tako složenog uređaja za mene napravio sam neke pogreške, čiju sam analizu napravio u ovom materijalu. Moj uređaj sastoji se od dva dijela: električnog dijela i drvenog tijela.

1. dio. Električni dio napajanja.

Slika 1 - Shematski dijagram napajanja iz knjige

Počeo sam odabirom potrebnih dijelova. Neke sam našla kod kuće, a druge kupila na radio tržnici.

Slika 2 – Električni dijelovi

Na sl. 2 prikazani su sljedeći detalji:

1 – voltmetar, koji prikazuje izlazni napon jedinice za napajanje (kupio sam neimenovani voltmetar s tri ljestvice, na koji je potrebno odabrati otpornik za ispravljanje točnih očitanja);
2 – utikač za napajanje(uzeo sam punjač od Motorole, izvadio ploču, a utikač ostavio);
3 – žarulja s grlom, koji će služiti kao indikator da je napajanje priključeno na mrežu (žarulja 12,5 V 0,068 A, našao sam dvije takve u nekom starom radiju);
4 – prekidač s produžnog kabela za napajanje za računalo (unutra je žarulja, nažalost moja je pregorjela);
Promjenjivi otpornik za podešavanje od 5 – 10 kOhm grupe A, tj. s linearnom funkcionalnom karakteristikom i ručkom za to; potrebno za glatku promjenu izlaznog napona napajanja (uzeo sam SP3-4am i gumb s radija);
6 – crveni “+” i crni “-” terminali, koristi se za spajanje opterećenja na napajanje;
7 – osigurač 0,5 A, ugrađen u stezaljke na nogama (pronašao sam stakleni osigurač 6T500 s četiri noge u starom radiju);
8 – silazni transformator 220 V/12 V također na četiri noge (TVK-70 je moguć; imao sam jedan bez oznaka, ali je prodavač na njemu napisao "12 V");
9 – četiri diode s maksimalnom ispravljenom strujom od 0,3 A za diodni most ispravljača (možete koristiti seriju D226, D7 s bilo kojim slovnim ili ispravljačkim blokom KTs402; uzeo sam D226B);
10 – tranzistor srednje ili velike snage s radijatorom i prirubnicom za pričvršćivanje (možete koristiti P213B ili P214 - P217; uzeo sam P214 odmah s radijatorom da se ne zagrijava);
11 – dva elektrolitska kondenzatora od 500 µF ili više, jedan 15 V ili više, drugi 25 V ili više (K50-6 je moguć; uzeo sam K50-35 oba na 1000 uF, jedan 16 V, drugi 25 V);
12 – zener dioda sa stabilizacijskim naponom 12 V(možete koristiti D813, D811 ili D814G; ja sam uzeo D813);
13 – niskofrekventni tranzistor male snage(možete MP39, MP40 - MP42; ja imam MP41A);
14 – konstantni otpornik 510 Ohm, 0,25 W(možete koristiti MLT; uzeo sam trimer SP4-1 za 1 kOhm, jer će trebati odabrati njegov otpor);
15 – konstantni otpornik 1 kOhm, 0,25 W(Naišao sam na vrlo precizan ±1%);
16 – konstantni otpornik 510 Ohm, 0,25 W(imam MLT)
Također za električni dio mi je trebao:
– jednostrano folirani tekstolit(slika 3);
– domaća mini bušilica s bušilicama promjera 1, 1,5, 2, 2,5 mm;
– žice, vijci, matice i drugi materijali i alati.

Slika 3 – Na radijskom tržištu naišao sam na vrlo stari sovjetski tekstolit

Zatim sam, izmjerivši geometrijske dimenzije postojećih elemenata, nacrtao buduću ploču u programu koji ne zahtijeva instalaciju. Tada sam krenuo u izradu tiskane pločice LUT metodom. Ovo sam napravio prvi put, pa sam upotrijebio ovaj video vodič _http://habrahabr.ru/post/45322/.

Faze proizvodnje tiskane pločice:

1 . Iscrtanu ploču sam isprintao na laserskom printeru na sjajnom papiru 160 g/m2 u tiskari i izrezao (slika 4).

Slika 4 – Slika staza i raspored elemenata na sjajnom papiru

2 . Izrezao sam komad PCB-a dimenzija 190x90 mm. U nedostatku škara za metal koristio sam obične uredske škare koje su dugo trajale i bilo ih je teško rezati. Koristeći brusni papir nulte kvalitete i 96% etilnog alkohola, pripremio sam tekstolit za prijenos tonera (slika 5).

Slika 5 – Pripremljeni folijski tekstolit

3 . Prvo sam peglom prenio toner s papira na metalizirani dio PCB-a i zagrijavao ga dugo, 10-ak minuta (slika 6). Tada sam se sjetio da se želim baviti i sitotiskom, tj. crtanje slike na ploči sa strane dijelova. Naneo sam papir sa slikom delova na nemetalizovani deo PCB-a, zagrijao ga kratko, oko 1 minutu, ispalo je prilično loše. Ipak, prvo je bilo potrebno sitotiskati, a potom i prenijeti zapise.

Slika 6 – Papir na PCB-u nakon zagrijavanja glačalom

4 . Zatim morate ukloniti ovaj papir s površine PCB-a. Koristio sam toplu vodu i četku za cipele s metalnim čekinjama u sredini (slika 7). Vrlo sam marljivo ribao papir. Možda je to bila pogreška.

Slika 7 – Četka za obuću

5 . Nakon pranja sjajnog papira, na slici 8 možete vidjeti da se toner osušio, ali su neki tragovi pokidani. To je vjerojatno zbog napornog rada s četkom. Zbog toga sam morao kupiti marker za CD\DVD diskove i njime ručno iscrtati gotovo sve tragove i kontakte (slika 9).

Slika 8 – Tekstolit nakon prijenosa tonera i uklanjanja papira

Slika 9 – Staze dovršene markerom

6 . Zatim trebate izrezati nepotrebni metal s PCB-a, ostavljajući iscrtane tragove. Ja sam to napravila ovako: u plastičnu posudu sam ulila 1 litru tople vode, usula pola teglice željeznog klorida i promiješala plastičnom žličicom. Zatim sam tamo stavio PCB foliju s označenim stazama (slika 10). Na posudi željeznog klorida obećano vrijeme jetkanja je 40-50 minuta (Sl. 11). Nakon čekanja navedenog vremena nisam našao nikakve promjene na budućoj ploči. Stoga sam sav željezni klorid koji je bio u staklenci izlio u vodu i promiješao. Tijekom procesa jetkanja, miješao sam otopinu plastičnom žlicom kako bih ubrzao proces. Dugo je trajalo, oko 4 sata. Da bi se ubrzalo jetkanje, bilo bi moguće zagrijati vodu, ali nisam imao takvu priliku. Otopina željezovog klorida može se rekonstituirati pomoću željeznih čavala. Nisam imao, pa sam upotrijebio debele vijke. Bakar se taložio na vijcima, au otopini se pojavio talog. Otopinu sam ulio u plastičnu bocu od tri litre s debelim grlom i stavio je u smočnicu.

Slika 10 – Prazna tiskana ploča pluta u otopini željezovog klorida

Slika 11 – Staklenka željeznog klorida (težina nije navedena)

7 . Nakon jetkanja (slika 12), pažljivo sam oprao ploču toplom vodom i sapunom i uklonio toner sa staza etilnim alkoholom (slika 13).

Slika 12 – Tekstolit s urezanim tragovima i tonerom

Slika 13 – Tekstolit s urezanim tragovima bez tonera

8 . Zatim sam počeo bušiti rupe. Za to imam domaću mini bušilicu (Sl. 14). Da bismo ga napravili, morali smo rastaviti stari pokvareni printer Canon i250. Odatle sam uzeo motor od 24 V, 0,8 A, napajanje za njega i gumb. Zatim sam na radio tržištu kupio steznu glavu za osovinu od 2 mm i 2 kompleta bušilica promjera 1, 1,5, 2, 2,5 mm (slika 15). Stezna glava se postavlja na osovinu motora, umeće se svrdlo s držačem i steže. Na vrh motora zalijepio sam i zalemio gumb koji napaja mini-bušilicu. Svrdla nije osobito lako centrirati, pa se pri radu malo “odlepršaju” u stranu, ali se mogu koristiti u amaterske svrhe.

Slika 14 –

Slika 15 –

Slika 16 – Ploča s izbušenim rupama

9 . Zatim prekrivam ploču fluksom, podmazujući je četkom debelim slojem farmaceutskog glicerina. Nakon toga možete kalajisati staze, tj. prekrijte ih slojem kositra. Počevši od širokih tragova, pomicao sam veliku kap lema na lemilu duž tragova dok nisam potpuno pokositrio ploču (slika 17).

Slika 17 – Konzervirana ploča

10. Na kraju sam ugradio dijelove na ploču. Počeo sam s najmasovnijim transformatorom i radijatorom, a završio s tranzistorima (negdje sam pročitao da se tranzistori uvijek zalemljuju na kraju) i spojnim žicama. Također na kraju instalacije, prekid kruga zener diode, označen na sl. 1 s križićem, uključio sam multimetar i odabrao otpor otpornika za podešavanje SP4-1 tako da se u ovom krugu uspostavi struja od 11 mA. Ova postavka je opisana u Borisovljevoj knjizi "Mladi radioamater".

Slika 18 – Ploča s dijelovima: pogled odozdo

Slika 19 – Ploča s dijelovima: pogled odozgo

Na slici 18 možete vidjeti da sam malo pogriješio s mjestom rupa za montažu transformatora i radijatora, pa sam morao dodatno bušiti. Također, pokazalo se da su gotovo sve rupe za radio komponente nešto manjeg promjera, jer noge radio komponenti nisu odgovarale. Možda su se rupe smanjile nakon kalajisanja lemom, pa ih treba izbušiti nakon kalajisanja. Zasebno treba reći o rupama za tranzistore - njihov položaj također se pokazao netočnim. Ovdje sam morao pažljivije i pažljivije nacrtati dijagram u programu Sprint-Layout. Prilikom postavljanja baze, emitera i kolektora tranzistora P214 trebalo je voditi računa da je radijator donjom stranom ugrađen na ploču (slika 20). Za lemljenje terminala tranzistora P214 na potrebne staze, morao sam koristiti bakrene komade žice. A za tranzistor MP41A bilo je potrebno saviti terminal baze u drugom smjeru (slika 21).

Slika 20 – Rupe za terminale tranzistora P214

Slika 21 – Rupe za terminale tranzistora MP41A

2. dio. Izrada drvenog kućišta za napajanje.

Za slučaj koji mi je trebao:
- 4 ploče od šperploče 220x120 mm;
– 2 ploče od šperploče 110x110 mm;
– 4 komada šperploče 10x10x110 mm;
– 4 komada šperploče 10x10x15 mm;
– čavli, 4 tube superljepila.

Faze proizvodnje kućišta:

1 . Prvo sam veliki komad šperploče ispilio na daske i komade potrebne veličine (slika 22).

Slika 22 – Piljene ploče od šperploče za tijelo

2 . Zatim sam upotrijebio mini bušilicu da izbušim rupu za žice do utikača napajanja.
3 . Zatim sam čavlima i super ljepilom spojio dno i bočne stijenke kućišta.
4 . Zatim sam zalijepio unutarnje drvene dijelove konstrukcije. Dugi stalci (10x10x110 mm) zalijepljeni su na dno i strane, držeći bočne stijenke zajedno. Zalijepio sam male četvrtaste dijelove na dno; tiskana pločica će biti instalirana i pričvršćena na njih (Sl. 23). Također sam učvrstio držače za žice unutar utikača i na stražnjoj strani kućišta (Sl. 24).

Slika 23 – Kućište: pogled sprijeda (vidljive mrlje od ljepila)

Slika 24 – Kućište: pogled sa strane (i ovdje se ljepilo osjeća)

5 . Na prednjoj ploči kućišta nalazili su se: voltmetar, žarulja, prekidač, promjenjivi otpornik i dva priključka. Trebao sam izbušiti pet okruglih i jednu pravokutnu rupu. To je trajalo dugo jer nije bilo potrebnog alata i morali smo koristiti ono što nam je bilo pri ruci: mini bušilica, pravokutna turpija, škare, brusni papir. Na sl. 25 možete vidjeti voltmetar, na čiji je jedan od kontakata spojen otpornik za podešavanje od 100 kOhm. Eksperimentalno, korištenjem baterije od 9 V i multimetra, utvrđeno je da voltmetar daje točna očitanja s otporom shunta od 60 kOhm. Grlo žarulje je savršeno zalijepljeno superljepilom, a prekidač je i bez ljepila čvrsto pričvršćen u pravokutnu rupu. Promjenjivi otpornik je dobro pričvršćen u drvo, a stezaljke su pričvršćene maticama i vijcima. Skinuo sam žarulju s pozadinskim osvjetljenjem s prekidača, pa su umjesto tri ostala dva kontakta na prekidaču.

Slika 25 – PSU unutarnji dijelovi

Nakon što sam pričvrstio ploču u kućište, ugradio potrebne elemente na prednju ploču, spojio komponente žicama i pričvrstio prednju stijenku super ljepilom, dobio sam gotov funkcionalni uređaj (slika 26).

Slika 26 – Spremno napajanje

Na sl. 26 po boji možete vidjeti da se žarulja razlikuje od one koja je izvorno odabrana. Doista, pri spajanju žarulje od 12,5 V za struju od 0,068 A na sekundarni namot transformatora (kako je navedeno u knjizi), ona je izgorjela nakon nekoliko sekundi rada. Vjerojatno zbog velike struje u sekundarnom namotu. Bilo je potrebno pronaći novo mjesto za spajanje žarulje. Zamjenio sam žarulju sa cijelom istih parametara, ali ofarbanu u tamno plavu boju (da mi ne blješti oči) i žicama sam je zalemio paralelno iza kondenzatora C1. Sada već dugo radi, ali u knjizi piše da je napon u tom strujnom krugu 17 V i bojim se da ću opet morati tražiti novo mjesto za žarulju. Također na sl. 26 možete vidjeti da je opruga umetnuta u prekidač odozgo. To je neophodno za pouzdan rad gumba, koji je bio labav. Radi bolje ergonomije skraćena je ručica na promjenjivom otporniku koji mijenja izlazni napon napojne jedinice.
Prilikom uključivanja napajanja provjeravam očitanja voltmetra i multimetra (sl. 27 i 28). Maksimalni izlazni napon je 11 V (1 V je negdje nestao). Zatim sam odlučio izmjeriti maksimalnu izlaznu struju i kada sam postavio maksimalnu granicu od 500 mA na multimetru, igla je prešla skalu. To znači da je maksimalna izlazna struja nešto veća od 500 mA. Kada se gumb promjenjivog otpornika glatko okreće, izlazni napon napajanja također se glatko mijenja. Ali promjena napona od nule ne počinje odmah, već nakon otprilike 1/5 okretaja gumba.

Dakle, nakon značajne količine vremena, truda i financijskih sredstava, konačno sam sastavio napajanje s podesivim izlaznim naponom od 0 - 11 V i izlaznom strujom većom od 0,5 A. Ako sam ja to mogao, može i bilo tko drugo. Sretno svima!

Slika 27 – Provjera napajanja

Slika 28 – Provjera ispravnih očitanja voltmetra

Slika 29 – Postavljanje izlaznog napona na 5V i provjera ispitnim svjetlom

Dragi prijatelji i gosti stranice!

Ne zaboravite izraziti svoje mišljenje o natječajnim radovima i sudjelovati u raspravama na forumu stranice. Hvala vam.

Primjene u dizajnu:

(15,0 KiB, 1658 pogodaka)

(38,2 KiB, 1537 pogodaka)

(21,0 KiB, 1045 pogodaka)

Izrada napajanja vlastitim rukama ima smisla ne samo za entuzijastične radio amatere. Domaća jedinica za napajanje (PSU) stvorit će udobnost i uštedjeti znatnu količinu u sljedećim slučajevima:

Za napajanje niskonaponskih električnih alata, kako bi spasili život skupe punjive baterije;
Za elektrifikaciju prostorija posebno opasnih po stupnju strujnog udara: podrumi, garaže, šupe i sl. Kada se napaja izmjeničnom strujom, velika količina iste u niskonaponskim ožičenjima može stvoriti smetnje s kućanskim aparatima i elektronikom;
U dizajnu i kreativnosti za precizno, sigurno i bez otpada rezanje pjenaste plastike, pjenaste gume, plastike s niskim talištem s grijanim nikromom;
U dizajnu rasvjete, korištenje posebnih izvora napajanja produžit će vijek trajanja LED trake i dobiti stabilne svjetlosne efekte. Općenito je neprihvatljivo napajanje podvodnih iluminatora itd. iz kućne električne mreže;
Za punjenje telefona, pametnih telefona, tableta, prijenosnih računala daleko od stabilnih izvora napajanja;
Za elektroakupunkturu;
I mnoge druge svrhe koje nisu izravno povezane s elektronikom.

Prihvatljiva pojednostavljenja

Profesionalni izvori napajanja dizajnirani su za napajanje bilo koje vrste opterećenja, uklj. reaktivan. Mogući potrošači uključuju preciznu opremu. Pro-BP mora održavati navedeni napon s najvećom točnošću neograničeno dugo vremena, a njegov dizajn, zaštita i automatizacija moraju omogućiti rad nekvalificiranom osoblju u teškim uvjetima, na primjer. biolozi za napajanje svojih instrumenata u stakleniku ili na ekspediciji.

Amatersko laboratorijsko napajanje nema ova ograničenja i stoga se može značajno pojednostaviti uz zadržavanje pokazatelja kvalitete dovoljnih za osobnu upotrebu. Nadalje, kroz također jednostavna poboljšanja, moguće je iz njega dobiti napajanje posebne namjene. Što ćemo sad?

Kratice

KZ – kratki spoj.
XX – brzina praznog hoda, tj. iznenadno isključenje trošila (potrošača) ili prekid njegovog strujnog kruga.
VS – koeficijent stabilizacije napona. Jednak je omjeru promjene ulaznog napona (u % ili puta) prema istom izlaznom naponu pri konstantnoj potrošnji struje. Npr. Napon mreže je potpuno pao, sa 245 na 185V. U odnosu na normu od 220 V, to će biti 27%. Ako je VS napajanja 100, izlazni napon će se promijeniti za 0,27%, što će sa svojom vrijednošću od 12V dati drift od 0,033V. Više nego prihvatljivo za amatersku praksu.
IPN je izvor nestabiliziranog primarnog napona. To može biti željezni transformator s ispravljačem ili impulsni pretvarač mrežnog napona (VIN).
IIN - rade na višoj (8-100 kHz) frekvenciji, što omogućuje upotrebu laganih kompaktnih feritnih transformatora s namotima od nekoliko do nekoliko desetaka zavoja, ali nisu bez nedostataka, vidi dolje.
RE – regulacijski element stabilizatora napona (SV). Održava izlaz na specificiranoj vrijednosti.
ION – izvor referentnog napona. Postavlja svoju referentnu vrijednost, prema kojoj, zajedno s OS povratnim signalima, upravljački uređaj upravljačke jedinice utječe na RE.
SNN – kontinuirani stabilizator napona; jednostavno "analogno".
ISN – pulsni stabilizator napona.
UPS – prekidačko napajanje.

Bilješka: i SNN i ISN mogu raditi i iz napajanja industrijske frekvencije s transformatorom na željezu i iz izvora električne energije.

O računalnim napajanjima

UPS-ovi su kompaktni i ekonomični. A u smočnici mnogi ljudi imaju napajanje iz starog računala koje leži uokolo, zastarjelo, ali prilično ispravno. Dakle, je li moguće prilagoditi sklopno napajanje s računala za amaterske/radne svrhe? Nažalost, računalni UPS je prilično visoko specijalizirani uređaj i mogućnosti njegove uporabe kod kuće/na poslu vrlo su ograničene:

Za prosječnog amatera možda je preporučljivo koristiti UPS pretvoren iz računalnog samo u električne alate; o tome vidjeti u nastavku. Drugi slučaj je ako se amater bavi popravkom računala i/ili stvaranjem logičkih sklopova. Ali tada već zna kako prilagoditi napajanje s računala za ovo:

Opteretiti glavne kanale +5V i +12V (crvene i žute žice) s nichrome spiralama na 10-15% nazivnog opterećenja;
Zelena žica za meko pokretanje (gumb za slabu struju na prednjoj ploči jedinice sustava) računala je kratko spojena na zajednički, tj. na bilo kojoj od crnih žica;
Uključivanje/isključivanje se izvodi mehanički, pomoću prekidača na stražnjoj ploči jedinice za napajanje;
S mehaničkim (željeznim) I/O “na dužnosti”, t.j. neovisno napajanje USB priključaka +5V također će biti isključeno.

Baci se na posao!

Zbog nedostataka UPS-a, plus njihove fundamentalne i sklopovske složenosti, na kraju ćemo pogledati samo nekoliko njih, ali jednostavnih i korisnih, te govoriti o načinu popravka IPS-a. Glavni dio materijala posvećen je SNN i IPN s industrijskim frekvencijskim transformatorima. Omogućuju osobi koja je upravo uzela u ruke lemilo da izgradi vrlo kvalitetno napajanje. A imajući ga na farmi, bit će lakše svladati "fine" tehnike.

IPN

Prvo, pogledajmo IPN. Pulsne ćemo ostaviti s više detalja do odjeljka o popravcima, ali oni imaju nešto zajedničko s "željeznim": energetski transformator, ispravljač i filtar za suzbijanje valovitosti. Zajedno se mogu implementirati na različite načine ovisno o namjeni napajanja.

poz. 1 na sl. 1 – poluvalni (1P) ispravljač. Pad napona na diodi je najmanji, cca. 2B. Ali pulsiranje ispravljenog napona ima frekvenciju od 50 Hz i "raščupano", tj. s razmacima između impulsa, pa kondenzator filtera pulsiranja Sf treba imati 4-6 puta veći kapacitet nego u drugim sklopovima. Iskorištenje energetskog transformatora Tr za snagu je 50%, jer Ispravlja se samo 1 poluval. Iz istog razloga dolazi do neravnoteže magnetskog toka u Tr magnetskom krugu i mreža ga "vidi" ne kao aktivno opterećenje, već kao induktivitet. Stoga se 1P ispravljači koriste samo za male snage i tamo gdje nema drugog načina npr. u IIN na blokirnim generatorima i s prigušnom diodom, vidi dolje.

Bilješka: zašto 2V, a ne 0,7V, na kojem se otvara p-n spoj u siliciju? Razlog je kroz struju, o čemu se govori u nastavku.

poz. 2 – 2-polovični val sa srednjom točkom (2PS). Gubici diode su isti kao i prije. slučaj. Valovitost je kontinuirana od 100 Hz, pa je potreban najmanji mogući Sf. Korištenje Tr – 100% Nedostatak – dvostruka potrošnja bakra na sekundarnom namotu. U vrijeme dok su se ispravljači izrađivali pomoću kenotron žarulja to nije bilo bitno, a sada je presudno. Stoga se 2PS koriste u niskonaponskim ispravljačima, uglavnom na višim frekvencijama sa Schottky diodama u UPS-ovima, ali 2PS nemaju temeljna ograničenja snage.

poz. 3 – 2-poluvalni most, 2RM. Gubici na diodama su udvostručeni u odnosu na poz. 1 i 2. Ostalo je isto kao i 2PS, ali je sekundarnog bakra potrebno gotovo upola manje. Gotovo - zato što se mora namotati nekoliko zavoja kako bi se nadoknadili gubici na paru "dodatnih" dioda. Najčešće korišteni sklop je za napone od 12V.

poz. 3 – bipolarni. "Most" je prikazan konvencionalno, kao što je uobičajeno u dijagramima strujnih krugova (naviknite se!), I zakrenut je za 90 stupnjeva u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, ali zapravo je to par 2PS spojenih u suprotnim polaritetima, kao što se jasno može vidjeti dalje u sl. 6. Potrošnja bakra je ista kao kod 2PS, gubici diode su isti kao kod 2PM, ostalo je isto kao kod oba. Izgrađen je uglavnom za napajanje analognih uređaja koji zahtijevaju simetriju napona: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC, itd.

poz. 4 – bipolarni prema shemi paralelnog udvostručenja. Omogućuje povećanu simetriju napona bez dodatnih mjera, jer asimetrija sekundarnog namota je isključena. Korištenje Tr 100%, valovitost 100 Hz, ali rastrgana, tako da Sf treba dvostruki kapacitet. Gubici na diodama su oko 2,7 V zbog međusobne izmjene prolaznih struja, vidi dolje, a pri snazi većoj od 15-20 W naglo se povećavaju. Izgrađeni su uglavnom kao pomoćni male snage za samostalno napajanje operacijskih pojačala (op-amps) i drugih analognih komponenti male snage, ali zahtjevnih u pogledu kvalitete napajanja.

Kako odabrati transformator?

U UPS-u je cijeli strujni krug najčešće jasno vezan za standardnu veličinu (točnije za obujam i površinu presjeka Sc) transformatora/transformatora, jer korištenje finih procesa u feritu omogućuje pojednostavljenje kruga dok ga čini pouzdanijim. Ovdje se "nekako na svoj način" svodi na strogo pridržavanje preporuka programera.

Transformator na bazi željeza odabire se uzimajući u obzir karakteristike SNN-a ili se uzima u obzir pri njegovom izračunavanju. Pad napona na RE Ure ne bi trebao biti manji od 3 V, inače će VS naglo pasti. Kako se Ure povećava, VS lagano raste, ali disipirana RE snaga raste mnogo brže. Stoga se Ure uzima na 4-6 V. Dodamo mu 2(4) V gubitaka na diodama i pad napona na sekundarnom namotu Tr U2; za raspon snage od 30-100 W i napone od 12-60 V, uzimamo ga na 2,5 V. U2 prvenstveno ne proizlazi iz omskog otpora namota (on je općenito zanemariv u snažnim transformatorima), već zbog gubitaka zbog preokreta magnetizacije jezgre i stvaranja polja lutanja. Jednostavno, dio mrežne energije, "upumpane" primarnim namotom u magnetski krug, isparava u svemir, što uzima u obzir vrijednost U2.

Dakle, izračunali smo, na primjer, za mosni ispravljač, 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V dodatnih. Dodamo ga potrebnom izlaznom naponu jedinice za napajanje; neka bude 12V, a podijelimo s 1,414, dobivamo 22,5/1,414 = 15,9 ili 16V, to će biti najniži dopušteni napon sekundarnog namota. Ako je TP tvornički izrađen, uzimamo 18V iz standardnog raspona.

Sada dolazi u obzir sekundarna struja, koja je, naravno, jednaka maksimalnoj struji opterećenja. Recimo da nam treba 3A; pomnožite s 18V, to će biti 54W. Dobili smo ukupnu snagu Tr, Pg, a nazivnu snagu P ćemo pronaći dijeljenjem Pg s učinkovitošću Tr η koja ovisi o 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.

U našem slučaju bit će P = 54/0,8 = 67,5 W, ali ne postoji takva standardna vrijednost, pa ćete morati uzeti 80 W. Kako bi dobili 12Vx3A = 36W na izlazu. Parna lokomotiva, i to je sve. Vrijeme je da naučite kako sami izračunati i naviti "transove". Štoviše, u SSSR-u su razvijene metode za proračun transformatora na željezu koje omogućuju, bez gubitka pouzdanosti, istisnuti 600 W iz jezgre, što je, izračunato prema amaterskim radio referentnim knjigama, sposobno proizvesti samo 250 W. "Iron Trance" nije tako glup kao što se čini.

SNN

Ispravljeni napon treba stabilizirati i najčešće regulirati. Ako je opterećenje veće od 30-40 W, potrebna je i zaštita od kratkog spoja, inače kvar napajanja može uzrokovati kvar mreže. Sve to zajedno radi SNN.

Jednostavna referenca

Za početnika je bolje da ne ide odmah u veliku snagu, već da napravi jednostavan, vrlo stabilan 12V ELV za testiranje prema krugu na slici. 2. Zatim se može koristiti kao izvor referentnog napona (njegovu točnu vrijednost postavlja R5), za provjeru uređaja ili kao visokokvalitetni ELV ION. Maksimalna struja opterećenja ovog kruga je samo 40 mA, ali VSC na pretpotopnom GT403 i jednako drevnom K140UD1 je više od 1000, a kada se VT1 zamijeni silicijskim srednje snage i DA1 na bilo kojem modernom op-pojačalu, će prijeći 2000 pa čak i 2500. Struja opterećenja također će se povećati na 150 -200 mA, što je već korisno.

0-30

Sljedeća faza je napajanje s regulacijom napona. Prethodni je rađen prema tzv. kompenzacijski usporedni krug, ali ga je teško pretvoriti u visoku struju. Napravit ćemo novi SNN baziran na emiterskom pratiocu (EF), u kojem su RE i CU spojeni u samo jednom tranzistoru. KSN će biti negdje oko 80-150, ali ovo će biti dovoljno za amatera. Ali SNN na ED omogućuje, bez ikakvih posebnih trikova, da se dobije izlazna struja do 10A ili više, koliko će Tr dati i RE će izdržati.

Krug jednostavnog napajanja 0-30V prikazan je na poz. 1 sl. 3. IPN za to je gotov transformator kao što je TPP ili TS za 40-60 W sa sekundarnim namotom za 2x24V. Ispravljač tipa 2PS s diodama naznačenim na 3-5A ili više (KD202, KD213, D242, itd.). VT1 se postavlja na radijator površine 50 četvornih metara ili više. cm; Stari PC procesor će raditi vrlo dobro. U takvim uvjetima, ovaj ELV se ne boji kratkog spoja, samo će se VT1 i Tr zagrijati, pa je za zaštitu dovoljan osigurač od 0,5 A u krugu primarnog namota Tr.

poz. Slika 2 pokazuje koliko je prikladno napajanje na električnom napajanju za amatera: postoji krug napajanja od 5A s podešavanjem od 12 do 36 V. Ovo napajanje može opskrbiti 10A opterećenju ako postoji napajanje od 400W 36V . Njegova prva značajka je integrirani SNN K142EN8 (po mogućnosti s indeksom B) koji djeluje u neobičnoj ulozi upravljačke jedinice: vlastitom izlazu od 12 V dodaje se, djelomično ili potpuno, svih 24 V, napon od ION do R1, R2, VD5 , VD6. Kondenzatori C2 i C3 sprječavaju pobudu na HF DA1 koji radi u neobičnom načinu rada.

Sljedeća točka je uređaj za zaštitu od kratkog spoja (PD) na R3, VT2, R4. Ako pad napona na R4 prijeđe približno 0,7 V, VT2 će se otvoriti, zatvoriti osnovni krug VT1 na zajedničku žicu, zatvorit će se i odspojiti opterećenje od napona. R3 je potreban kako dodatna struja ne bi oštetila DA1 kada se aktivira ultrazvuk. Nema potrebe povećavati njegovu denominaciju, jer kada se aktivira ultrazvuk, morate sigurno zaključati VT1.

I posljednja stvar je naizgled preveliki kapacitet kondenzatora izlaznog filtera C4. U ovom slučaju to je sigurno, jer Maksimalna struja kolektora VT1 od 25A osigurava njegovo punjenje kada je uključen. Ali ovaj ELV može opskrbiti struju do 30 A do opterećenja unutar 50-70 ms, tako da je ovo jednostavno napajanje prikladno za napajanje niskonaponskih električnih alata: njegova početna struja ne prelazi ovu vrijednost. Vi samo trebate napraviti (barem od pleksiglasa) kontaktni blok-cipelu s kabelom, staviti na petu ručke i pustiti "Akumych" da se odmori i uštedi resurse prije odlaska.

O hlađenju

Recimo da je u ovom krugu izlaz 12V s maksimalnim 5A. To je samo prosječna snaga ubodne pile, ali za razliku od bušilice ili odvijača, potrebno joj je cijelo vrijeme. Na C1 ostaje na oko 45V, tj. na RE VT1 ostaje negdje oko 33V pri struji od 5A. Rasipanje snage je više od 150 W, čak i više od 160, ako uzmete u obzir da VD1-VD4 također treba hladiti. Iz ovoga je jasno da svako snažno podesivo napajanje mora biti opremljeno vrlo učinkovitim sustavom hlađenja.

Rebrasti/igličasti radijator koji koristi prirodnu konvekciju ne rješava problem: izračuni pokazuju da je potrebna disipacijska površina od 2000 m². vidi i debljina tijela radijatora (ploča iz koje se pružaju peraje ili iglice) je od 16 mm. Posjedovati ovoliku količinu aluminija u obliku proizvoda bio je i ostao san u kristalnom dvorcu za amatera. CPU hladnjak s protokom zraka također nije prikladan; dizajniran je za manju snagu.

Jedna od opcija za kućnog majstora je aluminijska ploča debljine 6 mm i dimenzija 150x250 mm s rupama sve većeg promjera izbušenim duž polumjera od mjesta ugradnje ohlađenog elementa u šahovnici. Također će služiti kao stražnja stijenka kućišta napajanja, kao na sl. 4.

Neizostavan uvjet za učinkovitost takvog hladnjaka je slab, ali kontinuiran protok zraka kroz perforacije izvana prema unutra. Da biste to učinili, ugradite ispušni ventilator male snage u kućište (po mogućnosti na vrhu). Prikladno je, na primjer, računalo promjera 76 mm ili više. dodati. HDD hladnjak ili video kartica. Spojen je na pinove 2 i 8 DA1, uvijek je 12V.

Bilješka: Zapravo, radikalan način za prevladavanje ovog problema je sekundarni namot Tr s odvojcima za 18, 27 i 36V. Primarni napon se mijenja ovisno o tome koji se alat koristi.

Pa ipak UPS

Opisano napajanje za radionicu je dobro i vrlo pouzdano, ali ga je teško nositi sa sobom na putovanja. Ovdje će se uklopiti napajanje računala: električni alat je neosjetljiv na većinu svojih nedostataka. Neke izmjene najčešće se svode na ugradnju izlaznog (najbližeg opterećenju) elektrolitskog kondenzatora velikog kapaciteta za gore opisanu svrhu. U Runetu postoji mnogo recepata za pretvaranje računalnih izvora napajanja za električne alate (uglavnom odvijače, koji nisu jako moćni, ali vrlo korisni); jedan od načina prikazan je u videu ispod, za alat od 12 V.

Video: 12V napajanje iz računala

S alatima od 18 V još je lakše: za istu snagu troše manje struje. Ovdje može biti koristan mnogo pristupačniji uređaj za paljenje (balast) od 40 W ili više štedne žarulje; može se kompletno smjestiti u slučaju loše baterije, a vani će ostati samo kabel s utikačem. Kako napraviti napajanje za odvijač od 18 V od balasta iz spaljene domaćice, pogledajte sljedeći video.

Video: 18V napajanje za odvijač

Visoka klasa

Ali vratimo se SNN-u na ES; njihove mogućnosti nisu iscrpljene. Na sl. 5 – bipolarno snažno napajanje s regulacijom 0-30 V, pogodno za Hi-Fi audio opremu i druge zahtjevne potrošače. Izlazni napon se postavlja pomoću jednog gumba (R8), a simetrija kanala se automatski održava na bilo kojoj vrijednosti i bilo kojoj struji opterećenja. Pedantu-formalistu može posijedjeti pred očima kada vidi ovaj sklop, ali autor ima takvo napajanje kako treba već 30-ak godina.

Glavni kamen spoticanja pri njegovom stvaranju bio je δr = δu/δi, gdje su δu i δi mali trenutni prirast napona, odnosno struje. Za razvoj i postavljanje visokokvalitetne opreme potrebno je da δr ne prelazi 0,05-0,07 Ohma. Jednostavno, δr određuje sposobnost napajanja da trenutno odgovori na skokove u trenutnoj potrošnji.

Za SNN na EP, δr je jednak onom za ION, tj. zener dioda podijeljeno s koeficijentom prijenosa struje β RE. Ali za snažne tranzistore, β značajno pada pri velikoj struji kolektora, a δr zener diode kreće se od nekoliko do desetaka ohma. Ovdje, kako bismo kompenzirali pad napona na RE i smanjili temperaturni pomak izlaznog napona, morali smo sastaviti cijeli lanac njih na pola s diodama: VD8-VD10. Stoga se referentni napon iz ION-a uklanja kroz dodatni ED na VT1, njegov β se množi s β RE.

Sljedeća značajka ovog dizajna je zaštita od kratkog spoja. Najjednostavniji, gore opisani, ni na koji način se ne uklapa u bipolarni krug, pa je problem zaštite riješen prema principu "nema trika protiv otpada": nema zaštitnog modula kao takvog, ali postoji redundancija u parametri snažnih elemenata - KT825 i KT827 na 25A i KD2997A na 30A. T2 nije u stanju osigurati takvu struju, a dok se zagrijava, FU1 i/ili FU2 će imati vremena da izgore.

Bilješka: Nije potrebno označavati pregorjele osigurače na minijaturnim žaruljama sa žarnom niti. Samo što su u to vrijeme LED diode još bile prilično rijetke, au zalihama je bilo nekoliko šaka SMOK-ova.

Ostaje zaštititi RE od dodatnih struja pražnjenja pulsacijskog filtra C3, C4 tijekom kratkog spoja. Da bi to učinili, spojeni su preko graničnih otpornika s niskim otporom. U tom slučaju u krugu se mogu pojaviti pulsacije s periodom jednakom vremenskoj konstanti R(3,4)C(3,4). Sprečavaju ih C5, C6 manjeg kapaciteta. Njihove dodatne struje više nisu opasne za RE: naboj se troši brže nego što se kristali snažnog KT825/827 zagrijavaju.

Simetriju izlaza osigurava op-amp DA1. RE negativnog kanala VT2 otvara se strujom kroz R6. Čim minus izlaza premaši plus u modulu, lagano će otvoriti VT3, što će zatvoriti VT2 i apsolutne vrijednosti izlaznih napona bit će jednake. Radna kontrola simetrije izlaza provodi se pomoću brojčanika s nulom u sredini ljestvice P1 (njegov izgled je prikazan na umetku), a podešavanje, ako je potrebno, provodi R11.

Posljednji naglasak je izlazni filter C9-C12, L1, L2. Ovaj dizajn je neophodan za apsorbiranje mogućih VF smetnji od opterećenja, kako ne biste razbijali glavu: prototip je neispravan ili je napajanje "klimavo". Sa samim elektrolitskim kondenzatorima, šuntiranim keramikom, ovdje nema potpune sigurnosti; velika samoinduktivnost "elektrolita" smeta. A prigušnice L1, L2 dijele "povratak" opterećenja po spektru, a svakome svoje.

Ova jedinica za napajanje, za razliku od prethodnih, zahtijeva neke prilagodbe:

Spojite opterećenje od 1-2 A na 30V;
R8 je postavljen na maksimum, u najvišem položaju prema dijagramu;
Korištenjem referentnog voltmetra (sada će poslužiti bilo koji digitalni multimetar) i R11, naponi kanala postavljaju se na jednake apsolutne vrijednosti. Možda, ako operacijsko pojačalo nema mogućnost balansiranja, morat ćete odabrati R10 ili R12;
Pomoću trimera R14 postavite P1 točno na nulu.

O popravku napajanja

PSU-i kvare češće od ostalih elektroničkih uređaja: oni primaju prvi udarac mrežnih prenapona, a također dobivaju puno od opterećenja. Čak i ako nemate namjeru sami izraditi svoje napajanje, UPS se osim u računalu može pronaći iu mikrovalnoj pećnici, perilici rublja i drugim kućanskim aparatima. Sposobnost dijagnosticiranja napajanja i poznavanje osnova električne sigurnosti omogućit će, ako ne sami popraviti kvar, onda kompetentno pregovaranje o cijeni s serviserima. Stoga, pogledajmo kako se napajanje dijagnosticira i popravlja, posebno s IIN-om, jer preko 80% kvarova je njihov udio.

Zasićenost i gaz

Prije svega, o nekim efektima, bez razumijevanja kojih je nemoguće raditi s UPS-om. Prvi od njih je zasićenje feromagneta. Oni nisu sposobni apsorbirati energiju veću od određene vrijednosti, ovisno o svojstvima materijala. Hobisti se rijetko susreću sa zasićenjem na željezu; može se magnetizirati na nekoliko Tesla (Tesla, mjerna jedinica magnetske indukcije). Pri proračunu željeznih transformatora uzima se da je indukcija 0,7-1,7 Tesla. Feriti mogu izdržati samo 0,15-0,35 T, njihova petlja histereze je "pravokutnija" i radi na višim frekvencijama, pa je njihova vjerojatnost "skoka u zasićenje" višestruko veća.

Ako je magnetski krug zasićen, indukcija u njemu više ne raste i EMF sekundarnih namota nestaje, čak i ako se primarni već otopio (sjećate se školske fizike?). Sada isključite primarnu struju. Magnetsko polje u mekim magnetskim materijalima (tvrdi magnetski materijali su trajni magneti) ne može postojati stacionarno, poput električnog naboja ili vode u spremniku. Počet će se raspršivati, indukcija će pasti, a EMF suprotnog polariteta u odnosu na izvorni polaritet bit će induciran u svim namotima. Ovaj se učinak prilično široko koristi u IIN-u.

Za razliku od zasićenja, kroz struju u poluvodičkim uređajima (jednostavno propuh) je apsolutno štetna pojava. Nastaje zbog stvaranja/resorpcije prostornih naboja u p i n područjima; za bipolarne tranzistore - uglavnom u bazi. Tranzistori s efektom polja i Schottky diode praktički su bez propuha.

Na primjer, kada se napon primijeni/ukloni na diodu, ona provodi struju u oba smjera dok se naboji ne skupe/otapaju. Zbog toga je gubitak napona na diodama u ispravljačima veći od 0,7 V: u trenutku prebacivanja dio naboja kondenzatora filtera ima vremena proći kroz namot. U paralelnom udvostručenom ispravljaču struja teče kroz obje diode odjednom.

Propuh tranzistora uzrokuje skok napona na kolektoru, što može oštetiti uređaj ili, ako je priključeno opterećenje, oštetiti ga dodatnom strujom. Ali i bez toga propuh tranzistora povećava dinamičke gubitke energije, poput propuha diode, i smanjuje učinkovitost uređaja. Snažni tranzistori s efektom polja gotovo nisu osjetljivi na to, jer ne nakupljaju naboj u bazi zbog njegove odsutnosti i stoga se vrlo brzo i glatko prebacuju. "Skoro", jer su njihovi sklopovi izvor-vrata zaštićeni od povratnog napona Schottky diodama, koje su malo, ali provučene.

Vrste TIN-a

UPS vuku svoje podrijetlo od blok generatora, poz. 1 na sl. 6. Kada je uključen, Uin VT1 je lagano otvoren strujom kroz Rb, struja teče kroz namot Wk. Ne može odmah narasti do krajnjih granica (sjetite se opet školske fizike); u baznom Wb i namotu opterećenja Wn inducira se emf. Od Wb, preko Sb, prisiljava otključavanje VT1. Kroz Wn još ne teče struja i VD1 se ne pokreće.

Kada je magnetski krug zasićen, struje u Wb i Wn prestaju. Zatim, zbog disipacije (resorpcije) energije, indukcija pada, u namotima se inducira EMF suprotnog polariteta, a obrnuti napon Wb trenutno zaključava (blokira) VT1, spašavajući ga od pregrijavanja i toplinskog sloma. Stoga se takva shema naziva generator blokiranja ili jednostavno blokiranje. Rk i Sk odsijecaju HF smetnje, kojih blokiranje proizvodi više nego dovoljno. Sada se nešto korisne snage može ukloniti iz Wn, ali samo kroz 1P ispravljač. Ova faza traje dok se Sat potpuno ne napuni ili dok se ne potroši pohranjena magnetska energija.

Ta je snaga, međutim, mala, do 10W. Ako pokušate uzeti više, VT1 će izgorjeti od jakog propuha prije nego što se zaključa. Budući da je Tp zasićen, učinkovitost blokiranja nije dobra: više od polovice energije pohranjene u magnetskom krugu odleti kako bi zagrijalo druge svjetove. Istina, zbog iste zasićenosti, blokiranje u određenoj mjeri stabilizira trajanje i amplitudu svojih impulsa, a njegov je krug vrlo jednostavan. Stoga se TIN-ovi temeljeni na blokiranju često koriste u jeftinim punjačima za telefone.

Bilješka: vrijednost Sb u velikoj mjeri, ali ne u potpunosti, kako pišu u amaterskim referentnim knjigama, određuje razdoblje ponavljanja pulsa. Vrijednost njegovog kapaciteta mora biti povezana sa svojstvima i dimenzijama magnetskog kruga i brzinom tranzistora.

Blokiranje je svojedobno dovelo do televizora s linijskim skeniranjem s katodnim cijevima (CRT), a rodilo je INN s prigušnom diodom, poz. 2. Ovdje upravljačka jedinica, na temelju signala iz Wb i povratnog kruga DSP-a, prisilno otvara/zaključava VT1 prije nego što je Tr zasićen. Kada je VT1 zaključan, povratna struja Wk se zatvara kroz istu prigušnu diodu VD1. Ovo je radna faza: već veći nego kod blokiranja, dio energije se uklanja u opterećenje. Velika je jer kad je potpuno zasićena, sva dodatna energija odleti, ali ovdje je nema dovoljno. Na ovaj način moguće je ukloniti snagu do nekoliko desetaka vata. Međutim, budući da upravljački uređaj ne može raditi dok se Tr ne približi zasićenju, tranzistor se i dalje snažno vidi, dinamički gubici su veliki i učinkovitost kruga ostavlja mnogo više za poželjeti.

IIN s prigušivačem još uvijek je živ u televizorima i CRT zaslonima, budući da su u njima kombinirani IIN i vodoravni izlaz skeniranja: tranzistor snage i TP su uobičajeni. To uvelike smanjuje troškove proizvodnje. Ali, iskreno govoreći, IIN s prigušivačem je u osnovi zakržljao: tranzistor i transformator prisiljeni su cijelo vrijeme raditi na rubu kvara. Inženjeri koji su uspjeli dovesti ovaj krug na prihvatljivu pouzdanost zaslužuju najdublje poštovanje, ali se strogo ne preporuča staviti lemilo tamo osim za profesionalce koji su prošli stručnu obuku i imaju odgovarajuće iskustvo.

Push-pull INN s odvojenim povratnim transformatorom najčešće se koristi, jer ima najbolje pokazatelje kvalitete i pouzdanosti. Međutim, što se tiče RF smetnji, također užasno griješi u usporedbi s "analognim" napajanjem (s transformatorima na hardveru i SNN). Trenutno ova shema postoji u mnogim modifikacijama; snažni bipolarni tranzistori u njemu gotovo su potpuno zamijenjeni onima s efektom polja kojima upravljaju posebni uređaji. IC, ali princip rada ostaje nepromijenjen. To je ilustrirano izvornim dijagramom, poz. 3.

Uređaj za ograničavanje (LD) ograničava struju punjenja kondenzatora ulaznog filtra Sfvkh1 (2). Njihova velika veličina neophodan je uvjet za rad uređaja, jer Tijekom jednog radnog ciklusa od njih se uzima mali dio pohranjene energije. Grubo govoreći, oni igraju ulogu spremnika za vodu ili prijemnika zraka. Kod punjenja na “kratki spoj” struja dodatnog punjenja može premašiti 100 A u vremenu do 100 ms. Za uravnoteženje napona filtera potrebni su Rc1 i Rc2 s otporom reda veličine MOhma jer i najmanja neravnoteža njegovih ramena je neprihvatljiva.

Kada se Sfvkh1(2) napuni, ultrazvučni okidač generira okidački impuls koji otvara jedan od krakova (nije važno koji) pretvarača VT1 VT2. Struja teče kroz namot Wk velikog energetskog transformatora Tr2 i magnetska energija iz njegove jezgre kroz namot Wn gotovo se potpuno troši na ispravljanje i na opterećenje.

Mali dio energije Tr2, određen vrijednošću Rogr, uklanja se iz namota Woc1 i dovodi do namota Woc2 malog osnovnog transformatora s povratnom spregom Tr1. Brzo dolazi do zasićenja, otvoreni krak se zatvara i, zbog disipacije u Tr2, otvara se prethodno zatvoreni, kao što je opisano za blokadu, i ciklus se ponavlja.

U biti, push-pull IIN su 2 blokatora koji se međusobno "guraju". Budući da snažni Tr2 nije zasićen, propuh VT1 VT2 je mali, potpuno "potone" u magnetski krug Tr2 i na kraju ide u opterećenje. Stoga se dvotaktni IPP može izgraditi snage do nekoliko kW.

Još je gore ako završi u XX modu. Zatim, tijekom poluciklusa, Tr2 će imati vremena da se zasiti i jak propuh će spaliti i VT1 i VT2 odjednom. Međutim, sada u prodaji postoje energetski feriti za indukciju do 0,6 Tesla, ali su skupi i razgrađuju se zbog slučajnog preokreta magnetizacije. Razvijaju se feriti s kapacitetom većim od 1 Tesla, ali da bi IIN-ovi postigli “željeznu” pouzdanost potrebno je najmanje 2,5 Tesla.

Dijagnostička tehnika

Kod rješavanja problema s “analognim” napajanjem, ako je “glupo tiho”, prvo provjerite osigurače, pa zaštitu, RE i ION, ako ima tranzistore. Zvone normalno - idemo dalje element po element, kako je opisano u nastavku.

U IIN-u, ako se "pokrene" i odmah "zastane", prvo provjeravaju upravljačku jedinicu. Struja u njemu ograničena je snažnim otpornikom niskog otpora, a zatim usmjerava optotiristor. Ako je "otpornik" očito pregorio, zamijenite njega i optički sprežnik. Ostali elementi upravljačkog uređaja vrlo rijetko kvare.

Ako je IIN "tihi, poput ribe na ledu", dijagnoza također počinje s OU (možda je "rezik" potpuno izgorio). Zatim - ultrazvuk. Jeftini modeli koriste tranzistore u režimu sloma lavine, što je daleko od vrlo pouzdanog.

Sljedeća faza u bilo kojoj opskrbi strujom su elektroliti. Puknuće kućišta i curenje elektrolita nisu ni približno tako česti kao što pišu na Runetu, ali gubitak kapaciteta događa se mnogo češće od kvara aktivnih elemenata. Elektrolitski kondenzatori provjeravaju se multimetrom koji može mjeriti kapacitet. Ispod nominalne vrijednosti za 20% ili više - spuštamo "mrtve" u mulj i ugrađujemo novi, dobar.

Zatim postoje aktivni elementi. Vjerojatno znate birati diode i tranzistore. Ali ovdje postoje 2 trika. Prvi je da ako tester s baterijom od 12 V pozove Schottky diodu ili zener diodu, tada uređaj može pokazati kvar, iako je dioda prilično dobra. Bolje je nazvati ove komponente pomoću pokazivača s baterijom od 1,5-3 V.

Drugi su moćni terenski radnici. Gore (jeste li primijetili?) je rečeno da su njihovi I-Z zaštićeni diodama. Stoga se čini da moćni tranzistori s efektom polja zvuče kao bipolarni tranzistori koji se mogu koristiti, čak i ako su neupotrebljivi ako je kanal "pregorio" (degradirao) ne u potpunosti.

Ovdje je jedini način koji je dostupan kod kuće zamijeniti ih poznatim dobrima, oboje odjednom. Ako u strujnom krugu ostane spaljena, odmah će sa sobom povući i novu koja radi. Elektroničari se šale da moćni terenski radnici ne mogu živjeti jedni bez drugih. Drugi prof. šala – “zamjenski gay par”. To znači da tranzistori IIN krakova moraju biti strogo istog tipa.

Konačno, filmski i keramički kondenzatori. Karakteriziraju ih unutarnji lomovi (koje je pronašao isti ispitivač koji provjerava "klima uređaje") i curenje ili kvar pod naponom. Da biste ih "uhvatili", morate sastaviti jednostavan krug prema Sl. 7. Korak po korak ispitivanje električnih kondenzatora na slom i propuštanje provodi se na sljedeći način:

Na testeru postavljamo, bez da smo ga bilo gdje spojili, najmanju granicu za mjerenje istosmjernog napona (najčešće 0,2V ili 200mV), detektiramo i bilježimo vlastitu grešku uređaja;
Uključujemo granicu mjerenja od 20V;
Spojimo sumnjivi kondenzator na točke 3-4, tester na 5-6, a na 1-2 primjenjujemo konstantni napon od 24-48 V;
Prebacite granice napona multimetra na najnižu;
Ako na bilo kojem ispitivaču pokaže nešto osim 0000.00 (u najmanju ruku - nešto osim vlastite pogreške), kondenzator koji se ispituje nije prikladan.

Tu završava metodološki dio dijagnostike i počinje kreativni dio gdje se sve upute temelje na vlastitom znanju, iskustvu i promišljanju.

Par impulsa

UPS-ovi su poseban artikl zbog svoje kompleksnosti i raznolikosti sklopova. Ovdje ćemo za početak pogledati nekoliko uzoraka koji koriste modulaciju širine impulsa (PWM), koja nam omogućuje dobivanje UPS-a najbolje kvalitete. U RuNetu postoji mnogo PWM sklopova, ali PWM nije tako strašan kao što se predstavlja...

Za dizajn rasvjete

Možete jednostavno upaliti LED traku iz bilo kojeg gore opisanog izvora napajanja, osim onog na sl. 1, postavljanje potrebnog napona. SNN s poz. 1 sl. 3, lako je napraviti 3 od njih, za kanale R, G i B. Ali trajnost i stabilnost sjaja LED dioda ne ovisi o naponu koji se na njih primjenjuje, već o struji koja teče kroz njih. Stoga bi dobar izvor napajanja za LED traku trebao uključivati stabilizator struje opterećenja; u tehničkom smislu - stabilni izvor struje (IST).

Jedna od shema za stabilizaciju struje svjetlosne trake, koju mogu ponoviti amateri, prikazana je na sl. 8. Sastavljen je na integriranom mjeraču vremena 555 (domaći analogni - K1006VI1). Omogućuje stabilnu struju trake od napona napajanja od 9-15 V. Količina stabilne struje određena je formulom I = 1/(2R6); u ovom slučaju - 0,7A. Snažni tranzistor VT3 nužno je tranzistor s efektom polja; od propuha, zbog baznog naboja, jednostavno se neće formirati bipolarni PWM. Induktor L1 je namotan na feritni prsten 2000NM K20x4x6 sa 5xPE 0,2 mm kabelskim snopom. Broj zavoja - 50. Diode VD1, VD2 - bilo koji silicijum RF (KD104, KD106); VT1 i VT2 – KT3107 ili analozi. S KT361 itd. Ulazni napon i rasponi kontrole svjetline će se smanjiti.

Krug radi ovako: prvo se kapacitivnost C1 za podešavanje vremena puni kroz krug R1VD1 i prazni kroz VD2R3VT2, otvoren, tj. u načinu zasićenja, kroz R1R5. Tajmer generira niz impulsa s maksimalnom frekvencijom; točnije - s minimalnim radnim ciklusom. VT3 prekidač bez inercije generira snažne impulse, a njegov VD3C4C3L1 kabelski svežanj izglađuje ih na istosmjernu struju.

Bilješka: Radni ciklus niza impulsa je omjer njihovog perioda ponavljanja i trajanja impulsa. Ako je, na primjer, trajanje impulsa 10 μs, a interval između njih 100 μs, tada će radni ciklus biti 11.

Struja u opterećenju se povećava, a pad napona na R6 otvara VT1, tj. prenosi ga iz režima odsječenja (zaključavanja) u aktivni (pojačavajući) način. Ovo stvara krug curenja za bazu VT2 R2VT1+Upit i VT2 također prelazi u aktivni način rada. Struja pražnjenja C1 se smanjuje, vrijeme pražnjenja se povećava, radni ciklus serije se povećava, a prosječna vrijednost struje pada na normu određenu R6. Ovo je bit PWM-a. Pri minimalnoj struji, tj. pri maksimalnom radnom ciklusu, C1 se prazni kroz VD2-R4-interni strujni krug tajmera.

U izvornom dizajnu nije predviđena mogućnost brzog podešavanja struje i, sukladno tome, svjetline sjaja; Ne postoje potenciometri od 0,68 ohma. Najlakši način za podešavanje svjetline je povezivanjem, nakon podešavanja, potenciometra R* od 3,3-10 kOhm u razmak između R3 i emitera VT2, označenog smeđom bojom. Pomicanjem njegovog motora niz krug, povećat ćemo vrijeme pražnjenja C4, radni ciklus i smanjiti struju. Drugi način je zaobići bazni spoj VT2 uključivanjem potenciometra od približno 1 MOhm u točkama a i b (označeno crveno), što je manje poželjno, jer prilagodba će biti dublja, ali grublja i oštrija.

Nažalost, da biste postavili ovo korisno ne samo za IST svjetlosne trake, potreban vam je osciloskop:

Minimalni +Upit se dovodi u krug.
Odabirom R1 (impuls) i R3 (pauza) postižemo radni ciklus od 2, tj. Trajanje pulsa mora biti jednako trajanju pauze. Ne možete dati ciklus rada manji od 2!
Poslužite maksimalno +Upit.
Odabirom R4 postiže se nazivna vrijednost stabilne struje.

Za punjenje

Na sl. 9 – dijagram najjednostavnijeg ISN-a s PWM-om, pogodan za punjenje telefona, pametnog telefona, tableta (laptop, nažalost, neće raditi) iz domaće solarne baterije, generatora vjetra, akumulatora motocikla ili automobila, magnetne svjetiljke „bube” i drugog low-power nestabilni slučajni izvori napajanja Pogledajte dijagram za raspon ulaznog napona, tu nema greške. Ovaj ISN je doista sposoban proizvesti izlazni napon veći od ulaznog. Kao iu prethodnom, ovdje postoji učinak promjene polariteta izlaza u odnosu na ulaz; to je općenito vlasnička značajka PWM sklopova. Nadajmo se da ćete nakon pažljivog čitanja prethodnog i sami razumjeti rad ove sićušne stvarčice.

Usput, o punjenju i punjenju

Punjenje baterija vrlo je složen i delikatan fizikalno-kemijski proces čije kršenje smanjuje njihov životni vijek nekoliko puta ili desetke puta, tj. broj ciklusa punjenja i pražnjenja. Punjač mora na temelju vrlo malih promjena napona baterije izračunati koliko je energije primljeno i prema tome prema određenom zakonu regulirati struju punjenja. Dakle, punjač nikako nije napajanje, već se iz običnih napajanja mogu puniti samo baterije u uređajima s ugrađenim regulatorom punjenja: telefonima, pametnim telefonima, tabletima i određenim modelima digitalnih fotoaparata. A punjenje, što je punjač, tema je za posebnu raspravu.

Question-remont.ru kaže:

Doći će do iskrenja iz ispravljača, ali to vjerojatno nije velika stvar. Poanta je tzv. diferencijalna izlazna impedancija napajanja. Za alkalne baterije to je oko mOhm (milioma), za kiselinske baterije čak i manje. Trans s mostom bez izglađivanja ima desetinke i stotinke ohma, tj. cca. 100 – 10 puta više. A početna struja istosmjernog brušenog motora može biti 6-7 ili čak 20 puta veća od radne struje. Vaš je najvjerojatnije bliži potonjem - motori s brzim ubrzanjem su kompaktniji i ekonomičniji, a velika sposobnost preopterećenja. baterije vam omogućuju da motoru date onoliko struje koliko on može podnijeti za ubrzanje. Trans s ispravljačem neće dati toliku trenutnu struju, a motor ubrzava sporije nego što je predviđeno i uz veliko proklizavanje armature. Iz toga, iz velikog klizanja, nastaje iskra, a zatim ostaje u pogonu zbog samoindukcije u namotima.

Što ovdje mogu preporučiti? Prvo: pogledajte izbliza - kako iskri? Morate ga promatrati u radu, pod opterećenjem, tj. tijekom piljenja.

Ako iskre zaigraju na određenim mjestima ispod kista, u redu je. Imam moćnu bušilicu Konakovo koja toliko iskri od rođenja, i zaboga. U 24 godine jednom sam promijenio četke, oprao ih alkoholom i uglancao komutator - to je sve. Ako ste instrument od 18 V spojili na izlaz od 24 V, tada je malo iskrenja normalno. Odmotajte namot ili ugasite višak napona nečim poput reostata za zavarivanje (otpornik od približno 0,2 Ohma za rasipanje snage od 200 W ili više), tako da motor radi na nazivnom naponu i najvjerojatnije će krenuti iskra daleko. Ako ste ga spojili na 12 V, nadajući se da će nakon ispravljanja biti 18, onda uzalud - ispravljeni napon značajno pada pod opterećenjem. A komutatorskom elektromotoru je, usput, svejedno napaja li ga istosmjerna ili izmjenična struja.

Konkretno: uzmite 3-5 m čelične žice promjera 2,5-3 mm. Zarolajte u spiralu promjera 100-200 mm tako da se zavoji ne dodiruju. Stavite na vatrostalnu dielektričnu podlogu. Očistite krajeve žice dok ne postanu sjajni i savijte ih u "uši". Najbolje je odmah podmazati grafitnim mazivom kako bi se spriječila oksidacija. Ovaj reostat je spojen na prekid jedne od žica koje vode do instrumenta. Podrazumijeva se da bi kontakti trebali biti vijci, čvrsto stegnuti, s podloškama. Spojite cijeli krug na izlaz od 24 V bez ispravljanja. Iskra je nestala, ali snaga na osovini je također pala - reostat treba smanjiti, jedan od kontakata treba prebaciti 1-2 okretaja bliže drugom. Još uvijek iskri, ali manje - reostat je premali, morate dodati više okretaja. Bolje je odmah napraviti reostat očito velikim kako ne biste zavrtali dodatne dijelove. Još je gore ako je vatra duž cijele linije kontakta između četkica i komutatora ili repa iskre iza njih. Onda ispravljaču treba anti-aliasing filter negdje, prema tvojim podacima, od 100 000 µF. Nije jeftino zadovoljstvo. "Filter" će u ovom slučaju biti uređaj za pohranu energije za ubrzavanje motora. Ali možda neće pomoći ako ukupna snaga transformatora nije dovoljna. Učinkovitost brušenih DC motora je cca. 0,55-0,65, tj. trans je potrebno od 800-900 W. Odnosno, ako je filtar ugrađen, ali i dalje iskri vatrom ispod cijele četke (ispod oba, naravno), onda transformator nije dorastao zadatku. Da, ako instalirate filtar, tada diode mosta moraju biti ocijenjene za trostruku radnu struju, inače bi mogle izletjeti od prenapona struje punjenja kada su spojene na mrežu. A onda se alat može pokrenuti 5-10 sekundi nakon spajanja na mrežu, tako da "banke" imaju vremena za "napumpavanje".

A najgore je ako repovi iskri s četkica dopru ili gotovo dođu do suprotne četke. To se zove sveobuhvatna vatra. Vrlo brzo izgori kolektor do točke potpunog kvara. Postoji nekoliko razloga za kružnu vatru. Kod vas je najvjerojatnije da je motor bio uključen na 12 V s ispravljanjem. Tada je pri struji od 30 A električna snaga u krugu 360 W. Sidro klizi više od 30 stupnjeva po okretaju, a to je nužno kontinuirana sveobuhvatna vatra. Također je moguće da je armatura motora namotana jednostavnim (ne dvostrukim) valom. Takvi elektromotori bolje svladavaju trenutna preopterećenja, ali imaju startnu struju - majku ti, ne brini. Ne mogu točnije reći u odsutnosti, a i nema smisla - jedva da možemo nešto popraviti ovdje vlastitim rukama. Tada će vjerojatno biti jeftinije i lakše pronaći i kupiti nove baterije. Ali prvo pokušajte upaliti motor na nešto viši napon preko reostata (vidi gore). Gotovo uvijek je na ovaj način moguće oboriti kontinuiranu sveobuhvatnu paljbu po cijenu malog (do 10-15%) smanjenja snage na osovini.