V večini naprav se uporabljajo impulzni tokokrogi z napajalniki (UPS) zaradi visokih električnih lastnosti in stabilnosti v delovanju. Toda hkrati se uporabljajo analogni viri energije, ki imajo enostavno izdelavo in visoko zanesljivost. Obstaja ogromno možnosti za izdelavo lastnih napajalnikov z uporabo različnih shematičnih rešitev.

Vrste in načelo dela

Napajalna enota (PSU) je dokončana sama ali je bila kupljena serijska kopija, zahteve, ki so ji naložene, so nespremenjene, in sicer: visoka učinkovitost (učinkovitost), majhnost, velika stabilnost izhodnega signala, pomanjkanje električnega hrupa in visoka zanesljivost.

Glavna razvrstitev napajalnikov se izvaja glede na način delovanja, je linearna in invertorna. V skladu s tem so B. P. razdeljeni:

  • na analogni (linearni);
  • na digitalni (pretvornik).

Med pomembnimi parametri BP so:

  1. Vrsta izhodnega signala. Kot rezultat pretvorbe je izhodna napetost lahko spremenljiva ali konstantna.
  2. Moč. Zanj je značilen tok, ki ga naprava oddaja brez poslabšanja značilnosti izhodne napetosti. Merska enota vatov.
  3. Koeficient učinkovitosti. Prikaže učinkovitost naprave, tj. Razmerje pretvorjene energije v preneseno energijo. Večji kot je indikator, manj se naprava med delovanjem segreje.
  4. Zaščita pred preobremenitvijo Sposobnost naprave, da se odzove na izredne razmere v napravah, ki jih napaja.
  5. Hladilni sistem. Po vrsti hlajenja jih delimo na pasivne in aktivne. Pasivna oblika vključuje radiatorje ali prosto hlajenje, aktivna oblika, zračne puhalnike ali vodno hlajenje.

Analogno napajanje

Za takšne vire napetosti je značilno zanesljivo delovanje in enostavnost izdelave. Pomanjkljivosti so dimenzije in teža , pa tudi visoke cene .

Ključni elementi linearnega napetostnega vira so:

  • zaščita pred prenapetostmi;
  • transformator.

Za dosego konstantne napetosti se po transformatorju dodata diodni most in elektrolitski kondenzator.

Transformatorji se uporabljajo v različnih izvedbah, njihovo edino primarno navijanje naj bo zasnovano za priključitev na 220 voltno omrežje. Po videzu se spuščajo in dvigajo. Transformator sam je električni izdelek, sestavljen iz dveh delov. Jedro, sestavljeno iz jekla ali ferita, in navitja, izdelana v obliki tuljav prevodnega materiala. Da dobimo nižjo raven signala na izhodu kot na vhodu, je število vrtljajev v sekundarnem navitju manjše. Tako lahko s spreminjanjem tega razmerja dobimo poljubno napetost.

Linijski filter preprečuje, da bi delovna oprema motela, da bi vstopila v omrežje in obratno. Običajno je kapacitivna induktivna veriga.

Načelo delovanja BP

Vez napajalnika transformatorja deluje na naslednji način. Omrežna napetost prehaja skozi filter in iz njega pride do primarnega navitja transformatorja. Ko skozi njega prehaja izmenični tok, nastane izmenično magnetno polje. To polje prodira v jedro in vse navitja, v katerih se pojavlja EMF. Če je na sekundarno navijanje priključena obremenitev, potem pod vplivom EMF skozi njo začne teči izmenični tok.

Za pridobitev konstantne napetosti se signal iz sekundarnega navitja transformatorja odda v usmerniško enoto. Ta naprava je sestavljena na štirih diodah, ki jih povezuje mostni vezje, in elektrolitski kondenzator. Iz elektrolita je zasnovana konstantna napetost za napajanje naprav.

Stikalno napajanje

Delovanje UPS temelji na pretvorbi dvojne napetosti. Najprej se vhodni signal pretvori v konstantno napetost, nato pa v visokofrekvenčne impulze. Transformator, ki se uporablja v vezju, ne potrebuje velikih velikosti. Ko se transformator in tranzistor vklopita skupaj v ključnem načinu, nastane blokirni generator. Do spremembe in stabilizacije izhodnega signala pride z zmanjšanjem trajanja odprtega stanja tranzistorja, ki ga nadzira specializiran čip. Njeno delo temelji na načelu modulacije širine impulzov (PWM). Prednost te vrste PSU:

  • lahka teža;
  • nizki stroški;
  • Učinkovitost doseže 98%;
  • zaščita pred kratkim stikom in preobremenitvami.

Med pomanjkljivostmi je omenjena zapletenost vezja in dejstvo, da takšen vir energije v daljnovod vnaša visokofrekvenčne motnje.

Načelo delovanja UPS-a

Omrežna napetost vstopi v vezje skozi varovalko in nato do kapacitivnega filtra za hrup. Nato do usmerniškega bloka diod. Na izhod usmernika je povezan gladeči elektrolitski kondenzator. V verigi uporov in zener diode se napetost v kondenzatorju zmanjša, kar zagotavlja začetno vrednost mikro vezja. Čip nadzoruje delovanje ključnega tranzistorja preko omejevalnega upora.

Ko pravokotni impulz prispe na tranzistor, se odpre, skozi navitje impulznega transformatorja teče tok. Kot rezultat, se sproži EMF in na sekundarnem navitju se pojavi napetost. Če se trajanje impulza, ki prispe na ključni tranzistor, poveča, potem se tudi vrednost izhodnega signala poveča, hkrati pa se zmanjša, se ustrezno zmanjša.

Povratne informacije se uporabljajo za pridobivanje stabilnega signala. Ona bo optoelektor in upor. S povečanjem vrednosti signala na sekundarnem navitju transformatorja se poveča tudi tok, ki teče skozi optoelektor, kar vodi do zmanjšanja upora fototransistorja optoelektorja. Posledično se na vhodu krmilnika PWM poveča in pade napetost preko upora. Trajanje impulza, ki ga čip pošlje tranzistorskemu stikalu, se poveča.

Izhodna stabilizacija

Če je potrebno na izhodu pridobiti stabiliziran signal, je pred obremenitvijo priključen integralni stabilizator. Na primer, konstantna raven signala KREN5A, 7812 ali z njegovo prilagoditvijo LM 317T itd. Za stabilizatorje je značilen vhodni delovni razpon, torej ko se vhodni signal spremeni v tem območju, bo vhod vedno imel vrednost napetosti.

Poleg integriranih vezij se uporablja tudi parametrični stabilizator. Njegova zasnova je značilna po tem, da je zener dioda z zahtevano stabilizacijsko napetostjo povezana z obremenitvijo. V skladu z obremenitvijo in zener diodo je vklopljen upor. S povečanjem toka v tokokrogu se napetost na zener diodi zaradi njegovih tokovnih napetosti ne bo spremenila. In vsa presežna napetost bo padla na upor. Za povečanje stabilizacijskega koeficienta v vezju se doda zaporedno in vzporedno z zener diodo dodatno vključitev tranzistorjev.

Regulator izhodne napetosti

Če je potrebno spremeniti stabiliziran signal na izhodu, se uporabi regulator vrednosti nivoja signala. Eden od preprostih napetostnih regulatorjev za napajanje je sestavljen na specializiranem čipu LM 317.

Čip LM 317 omogoča nastavitev signala v območju od 1, 2 do 37 voltov z največjim tokom 1, 5 ampera. Do same spremembe napetosti pride s prilagajanjem upora upora R1. Čip je opremljen z zaščito pred kratkim stikom.

Upoštevati je treba, da v primeru uporabe UPS-ja krmilnik PWM zaradi zoženja in razširitve sprednje impulze spremeni moč, ki se odda na transformator, in igra vlogo regulatorja napetosti. Spremembe nastanejo s spremenljivim uporom, priključenim na krmilne zatiče čipa.

Regulacija izmenične napetosti

PSU s konstantno stopnjo signala ni vedno potreben, včasih je na izhodu potrebna izmenična napetost. Za nemoteno nastavitev izhodnega spremenljivega signala se uporablja vezje z močnim tiristorskim krmiljenjem.

Takšna shema se uporablja tako z aktivnimi kot reaktivnimi obremenitvami. Vhodna napetost se lahko spreminja od 125 do 220 voltov.

Usmerjevalni most vključuje tiristor, ki igra vlogo krmilnega ključa. Takoj ko se kondenzator C1 sprosti skozi upor R2, se odpre tiristor. Veličino signala, pri katerem se tiristor odpre, nadzira spremenljivi upor R1. Izhodna napetost se spreminja od nič do vrednosti vhodnega signala.

Diagrami napajanja

Za neodvisno proizvodnjo PSU-jev bo potrebna prisotnost radioelementov, natančnost in shema vezja. Zaženite analogno, domače napajanje, običajno ne povzroča težav. Medtem ko boste z lastnimi rokami naredili prilagodljivo stikalno napajanje, bo to težko tudi za usposobljenega radioamaterja.

Linearno napajanje

Najdražji del takega napetostnega vira bo transformator. Za lažjo izdelavo je bolje iskati transformator tipa torus. Preostalih radioelementov ni malo in jih je vedno enostavno doseči. Če želite izvesti preprosto regulirano napajanje, boste potrebovali:

  • padajoči transformator;
  • štiri usmerniške diode ali končan diodni most;
  • elektrolitska zmogljivost 68-220 mikrofaradov na 400 voltov;
  • Upor 200 ohm;
  • 6, 8 kΩ spremenljivi upor;
  • integralni stabilizator LM 317.

Transformator je izbran s sekundarnim navitjem približno 25 voltov. Po potrebi bo potrebno število vrtljajev samostojno previti ali podstaviti. Upoštevati je treba, da se pri uporabi diodnega mostu izhodna napetost dvigne za znesek, enak zmnožku izmenične napetosti s številko 1, 41. Celoten tokokrog je sestavljen na plošči PCB ali na steni. Nadzor nivoja signala se izvaja s spreminjanjem upora stavbnega upora. Takšno napajanje lahko proizvede od 1, 2 do 37 voltov pri toku 1, 5 amperov.

Digitalno napajanje

Izdelava takšne napajalne enote sama ni enostavna. Če želite sami izvesti preprost blok impulzov, boste najprej morali narediti tiskano vezje. Za to se doma uporablja metoda laserskega likanja (LUT). Ko je plošča pripravljena in bodo radijske komponente kupljene, bo potrebno pravilno spajkati vse.

Delovanje vezja je sestavljeno iz uporabe mikrovezja TL 494. Generator, ki je vgrajen vanj, izmenično napaja tranzistorje VT1, VT2, ki delujejo v ključnem načinu, impulze s frekvenco 30 kHz. Tranzistorji so povezani s krmilnim transformatorjem TR1, ki krmili VT3, VT4. Kondenzatorji C3, C4 so napajalni filter.

Veriga R7, C8 tvori napajalno napetost mikro vezja v prvem trenutku vklopa, po praznjenju C8 pa se napajanje napaja že preko tretjega navitja transformatorja TR2. Zener dioda VD2 in kapacitivnost C6 sta zasnovana za generiranje signala, ki zagotavlja delovanje mikrovezja. Napetost iz tretjega izhoda transformatorja skozi Schottky-jeve diode in C9, C10 se napaja na vhod radijske naprave.

Po zbiranju napetostnega vira in preučevanju njegovega dela v prihodnosti ne bo težko popraviti impulznih napajalnih enot televizorjev. Da, in isto popravilo PSU-ja v računalniških sistemih ali polnilcih bo enostavno opraviti neodvisno.

Pri samostojni izdelavi naprav je treba biti previden in ne pozabite na električno varnost pri delu z omrežjem z napetostjo 220 voltov. Praviloma pravilno izveden PSU iz uporabnih delov ne bo potreboval konfiguracije in takoj začne delovati.

Kategorija:

Gradnja in popravila