Alimentatori regolati fino a 30. Alimentazione: con e senza regolazione, laboratorio, switching, dispositivo, riparazione

Montiamo un alimentatore regolabile 0...30V / 5A.

Hai deciso di assemblare un alimentatore, ma non sai quale circuito scegliere? Ma in effetti su Internet puoi trovare molti schemi di questi dispositivi. Ebbene, in questo articolo prenderemo in esame un circuito di alimentazione realizzato su base di elementi domestici; questi componenti da cui è assemblato il circuito sono piuttosto diffusi e per nulla scarseggianti, e questo è un grosso vantaggio di questa opzione. Il secondo vantaggio di questo circuito è che la tensione di uscita dell'alimentatore è regolabile in un ampio intervallo, che va da 0 a 30 Volt, mentre la corrente di uscita può raggiungere i 5 Ampere. E un altro punto importante: questo circuito ha protezione contro sovraccarico e cortocircuito nel carico. Lo schema elettrico è mostrato nella figura seguente:

Diamo un'occhiata a quali nodi è composto il circuito:

Un trasformatore step-down. La sua potenza dovrebbe essere di circa 150 watt. Ad esempio, puoi riavvolgere gli avvolgimenti secondari del trasformatore TS-160 o utilizzare un ferro simile. Quando si rifa il TS-160, l'avvolgimento primario rimane invariato. Il secondo avvolgimento è progettato per una tensione di 28...30 Volt e una corrente di almeno 5...6 Ampere. Il terzo avvolgimento dovrebbe produrre 5...6 Volt con una corrente di almeno 1 Ampere.

Gruppo raddrizzatore. È costituito da un ponte di diodi VD1...VD4 e una capacità di livellamento C1. Il circuito stampato prevede l'utilizzo di un gruppo diodi importato RS603 (RS602) per una corrente di 10 A, ma è anche possibile assemblare un ponte da singoli diodi domestici, ad esempio D242, anche se le dimensioni del dispositivo aumenteranno naturalmente .

Il ponte a diodi KTs407 e due stabilizzatori integrati 7805 e 7905 costituiscono l'alimentatore per l'unità di controllo e protezione. Al posto di KTs407 puoi mettere KTs402 o KTs405.

La protezione è montata sul tiristore KU101E, il LED VD9 ne indica lo stato e in caso di sovraccarico e cortocircuito si accende. Il resistore R4 è installato come sensore di corrente, nel circuito è progettato per una corrente di 3 A, per 5 A deve essere ricalcolato.

L'elemento di regolazione è un potente transistor al silicio VT1 (KT827A). Deve essere installato su un radiatore con una superficie di raffreddamento di almeno 1500 mq. vedere Se sorgono difficoltà nell'acquisto del KT827A, è possibile invece installare una coppia di transistor collegati secondo lo schema seguente:

Il resistore R7 regola la tensione minima dell'uscita dell'alimentatore. La maniglia del potenziometro R13 si trova sul pannello frontale dell'alimentatore ed è un regolatore della tensione di uscita. Ruotare R14 per regolare il limite superiore della tensione di uscita. R7 e R14 sono di tipo multigiro SP5.

Le immagini sottostanti mostrano una versione del circuito di alimentazione:

Il circuito stampato ha dimensioni di 110x75 mm.

Configurazione dell'alimentazione:

L'intera configurazione dell'alimentatore si riduce all'impostazione dei limiti necessari per la regolazione della tensione di uscita, nonché del valore corrente al quale funzionerà la protezione. Come accennato in precedenza, la corrente di protezione dipende dal valore del resistore R4.

Per determinare l'intervallo di regolazione della tensione di uscita, eseguire i seguenti passaggi:

Impostare i potenziometri R7 e R13 in posizione centrale.
Misurare Uout con un voltmetro. Utilizzando il resistore R14, impostare il valore su 15 Volt.
Portare il resistore R13 al minimo e utilizzare R7 per impostare l'uscita su zero volt.
Ora R13 al massimo e utilizzando R14 imposta l'uscita su 30 Volt. Se necessario, invece di R14 (misurandone le letture), puoi saldare una resistenza costante.

A questo punto il setup è completo, se tutto sarà assemblato senza sbagli ed errori, l’alimentatore funzionerà “come un orologio”. Qui finiamo l'articolo, buona fortuna con la tua ripetizione.

Molti già sanno che ho un debole per tutti i tipi di alimentatori, ma ecco una recensione due in uno. Questa volta ci sarà una recensione di un costruttore di radio che permette di assemblare le basi per un alimentatore da laboratorio e una variante della sua implementazione reale.
Ti avverto, ci saranno molte foto e testi, quindi fai scorta di caffè :)

Per prima cosa ti spiego un po’ di cosa si tratta e perché.
Quasi tutti i radioamatori utilizzano nel loro lavoro qualcosa come un alimentatore da laboratorio. Che sia complesso con il controllo software o completamente semplice sull'LM317, fa quasi la stessa cosa, alimenta carichi diversi mentre lavora con essi.
Gli alimentatori da laboratorio si dividono in tre tipologie principali.
Con stabilizzazione del polso.
Con stabilizzazione lineare
Ibrido.

I primi includono un alimentatore controllato a commutazione, o semplicemente un alimentatore switching con convertitore PWM step-down.
Vantaggi: elevata potenza con dimensioni ridotte, eccellente efficienza.
Svantaggi: ondulazione RF, presenza di condensatori capienti in uscita

Questi ultimi non hanno a bordo convertitori PWM; tutta la regolazione avviene in modo lineare, dove l'energia in eccesso viene semplicemente dissipata sull'elemento di controllo.
Pro - Assenza quasi totale di ondulazione, nessuna necessità di condensatori di uscita (quasi).
Contro: efficienza, peso, dimensioni.

Il terzo è una combinazione del primo tipo con il secondo, quindi lo stabilizzatore lineare è alimentato da un convertitore PWM buck slave (la tensione all'uscita del convertitore PWM è sempre mantenuta ad un livello leggermente superiore all'uscita, il resto è regolato da un transistor che funziona in modalità lineare.
Oppure si tratta di un alimentatore lineare, ma il trasformatore ha diversi avvolgimenti che si commutano secondo necessità, riducendo così le perdite sull'elemento di controllo.
Questo schema presenta un solo inconveniente, la complessità, che è superiore a quella delle prime due opzioni.

Oggi parleremo del secondo tipo di alimentatore, con un elemento di regolazione che funziona in modalità lineare. Ma diamo un'occhiata a questo alimentatore usando l'esempio di un designer, mi sembra che questo dovrebbe essere ancora più interessante. Dopotutto, secondo me, questo è un buon inizio per un radioamatore alle prime armi per assemblare uno dei dispositivi principali.
Bene, o come si suol dire, l'alimentatore giusto deve essere pesante :)

Questa recensione è più rivolta ai principianti, è improbabile che i compagni esperti vi trovino qualcosa di utile.

Per la revisione, ho ordinato un kit di costruzione che consente di assemblare la parte principale di un alimentatore da laboratorio.
Le caratteristiche principali sono le seguenti (tra quelle dichiarate dallo store):
Voltaggio in ingresso: 24 Volt CA
Tensione di uscita regolabile: 0-30 Volt CC.
Corrente di uscita regolabile - 2 mA - 3 A
Ondulazione della tensione di uscita - 0,01%
Le dimensioni del pannello stampato sono 80x80mm.

Un po' di packaging.
Il designer è arrivato in un normale sacchetto di plastica, avvolto in materiale morbido.
All'interno, in una busta antistatica con chiusura a zip, c'erano tutti i componenti necessari, compreso il circuito.

All'interno era tutto in disordine, ma nulla era danneggiato; il circuito stampato proteggeva parzialmente i componenti della radio.

Non elencherò tutto ciò che è incluso nel kit, è più facile farlo più avanti durante la recensione, dirò solo che ne avevo abbastanza di tutto, anche di alcuni avanzati.

Qualcosa sul circuito stampato.
La qualità è ottima, il circuito non è compreso nel kit, ma tutti i valori sono segnati sulla scheda.
Il tabellone è bifacciale, coperto da una maschera protettiva.

Il rivestimento della scheda, la stagnatura e la qualità del PCB stesso sono eccellenti.
Sono riuscito a staccare una toppa dal sigillo solo in un punto, e questo dopo aver provato a saldare una parte non originale (il motivo lo scopriremo più avanti).
Secondo me questa è la cosa migliore per un radioamatore principiante, sarà difficile rovinarla.

Prima dell'installazione, ho disegnato uno schema di questo alimentatore.

Lo schema è abbastanza ponderato, anche se non privo di difetti, ma te ne parlerò nel processo.
Nel diagramma sono visibili diversi nodi principali; li ho separati per colore.
Verde - unità di regolazione e stabilizzazione della tensione
Rosso - unità di regolazione e stabilizzazione della corrente
Viola: unità di indicazione per il passaggio alla modalità di stabilizzazione corrente
Blu: sorgente di tensione di riferimento.
Separatamente ci sono:
1. Ponte di diodi di ingresso e condensatore di filtro
2. Unità di controllo della potenza sui transistor VT1 e VT2.
3. Protezione sul transistor VT3, disattivando l'uscita fino a quando l'alimentazione agli amplificatori operazionali non è normale
4. Stabilizzatore di potenza della ventola, costruito su un chip 7824.
5. R16, R19, C6, C7, VD3, VD4, VD5, unità per formare il polo negativo dell'alimentazione degli amplificatori operazionali. Grazie alla presenza di questa unità, l'alimentatore non funzionerà semplicemente con corrente continua; è necessaria l'ingresso di corrente alternata proveniente dal trasformatore.
6. Condensatore di uscita C9, VD9, diodo di protezione dell'uscita.

Per prima cosa descriverò i vantaggi e gli svantaggi della soluzione circuitale.
Professionisti -
È bello avere uno stabilizzatore per alimentare la ventola, ma la ventola necessita di 24 Volt.
Sono molto soddisfatto della presenza di una fonte di alimentazione con polarità negativa; questo migliora notevolmente il funzionamento dell'alimentatore a correnti e tensioni prossime allo zero.
A causa della presenza di una fonte di polarità negativa, nel circuito è stata introdotta una protezione; finché non è presente tensione, l'uscita dell'alimentatore verrà disattivata.
L'alimentatore contiene una sorgente di tensione di riferimento di 5,1 Volt, ciò ha permesso non solo di regolare correttamente la tensione e la corrente in uscita (con questo circuito, tensione e corrente sono regolate da zero al massimo in modo lineare, senza "gobbe" e "buchi" a valori estremi), ma permette anche di controllare l'alimentazione esterna, cambio semplicemente la tensione di controllo.
Il condensatore di uscita ha una capacità molto piccola, che consente di testare i LED in sicurezza; non si verificherà alcun picco di corrente finché il condensatore di uscita non si sarà scaricato e l'alimentatore non entrerà in modalità di stabilizzazione della corrente.
Il diodo di uscita è necessario per proteggere l'alimentatore dall'erogazione di tensione di polarità inversa alla sua uscita. È vero, il diodo è troppo debole, è meglio sostituirlo con un altro.

Aspetti negativi.
Lo shunt di misurazione della corrente ha una resistenza troppo elevata, per questo motivo, quando si opera con una corrente di carico di 3 A, su di esso vengono generati circa 4,5 Watt di calore. La resistenza è progettata per 5 Watt, ma il riscaldamento è molto elevato.
Il ponte di diodi di ingresso è composto da diodi da 3 Ampere. È bene avere diodi con una capacità di almeno 5 Ampere, poiché la corrente attraverso i diodi in un tale circuito è pari a 1,4 dell'uscita, quindi durante il funzionamento la corrente che li attraversa può essere 4,2 Ampere e i diodi stessi lo sono progettato per 3 Ampere. L'unica cosa che facilita la situazione è che le coppie di diodi nel ponte funzionano alternativamente, ma questo non è ancora del tutto corretto.
Il grande svantaggio è che gli ingegneri cinesi, quando hanno selezionato gli amplificatori operazionali, hanno scelto un amplificatore operazionale con una tensione massima di 36 Volt, ma non hanno pensato che il circuito avesse una sorgente di tensione negativa e la tensione di ingresso in questa versione era limitata a 31 Volt (36-5 = 31 ). Con un ingresso di 24 Volt CA, la CC sarà di circa 32-33 Volt.
Quelli. Gli amplificatori operazionali funzioneranno in modalità estrema (36 è il massimo, standard 30).

Parlerò più approfonditamente dei pro e dei contro, nonché della modernizzazione, ma ora passerò all'assemblaggio vero e proprio.

Per prima cosa, disponiamo tutto ciò che è incluso nel kit. Questo renderà più semplice il montaggio e sarà semplicemente più chiaro vedere cosa è già stato installato e cosa rimane.

Consiglio di iniziare l'assemblaggio con gli elementi più bassi, poiché se installi prima quelli alti, sarà scomodo installare successivamente quelli bassi.
È anche meglio iniziare installando i componenti che sono più simili.
Inizierò con i resistori e questi saranno resistori da 10 kOhm.
I resistori sono di alta qualità e hanno una precisione dell'1%.
Qualche parola sui resistori. I resistori sono codificati a colori. Molti potrebbero trovarlo scomodo. In effetti, questo è migliore delle marcature alfanumeriche, poiché le marcature sono visibili in qualsiasi posizione del resistore.
Non aver paura del codice colore; nella fase iniziale puoi usarlo, e col tempo sarai in grado di identificarlo senza di esso.
Per comprendere e lavorare comodamente con tali componenti, devi solo ricordare due cose che saranno utili a un radioamatore alle prime armi nella vita.
1. Dieci colori di marcatura base
2. Valori in serie, non sono molto utili quando si lavora con resistori di precisione delle serie E48 ed E96, ma tali resistori sono molto meno comuni.
Qualsiasi radioamatore con esperienza li elencherà semplicemente a memoria.
1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.8, 2, 2.2, 2.4, 2.7, 3, 3.3, 3.6, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1.
Tutti gli altri tagli vengono moltiplicati per 10, 100, ecc. Ad esempio 22k, 360k, 39Ohm.
Cosa forniscono queste informazioni?
E ciò significa che se il resistore è della serie E24, allora, ad esempio, una combinazione di colori -
Blu + verde + giallo è impossibile in esso.
Blu - 6
Verde - 5
Giallo: x10000
quelli. Secondo i calcoli, risulta a 650k, ma nella serie E24 non esiste un valore simile, c'è 620 o 680, il che significa che o il colore è stato riconosciuto in modo errato, o il colore è stato cambiato, oppure il resistore non è inserito la serie E24, ma quest'ultima è rara.

Ok, basta teoria, andiamo avanti.
Prima dell'installazione, modelliamo i terminali del resistore, di solito usando una pinzetta, ma alcune persone usano un piccolo dispositivo fatto in casa per questo.
Non abbiamo fretta di buttare via i ritagli di piombo, a volte possono essere utili per i saltatori.

Stabilita la quantità principale, sono arrivato ai singoli resistori.
Qui potrebbe essere più difficile; dovrai avere a che fare con le denominazioni più spesso.

Non saldo subito i componenti, ma semplicemente li mordo e piego i cavi, e prima li mordo e poi li piego.
Questo viene fatto molto facilmente, la scheda viene tenuta con la mano sinistra (se sei destrimano) e contemporaneamente viene premuto il componente da installare.
Abbiamo delle taglierine laterali nella mano destra, mordiamo i cavi (a volte anche più componenti contemporaneamente) e pieghiamo immediatamente i cavi con il bordo laterale delle taglierine laterali.
Tutto questo avviene molto velocemente, dopo poco è già automatico.

Ora siamo arrivati ​​all'ultimo piccolo resistore, il valore di quello richiesto e quello che rimane sono gli stessi, il che non è male :)

Dopo aver installato i resistori, passiamo ai diodi e ai diodi zener.
Ci sono quattro piccoli diodi qui, questi sono i popolari 4148, due diodi Zener da 5,1 Volt ciascuno, quindi è molto difficile confondersi.
Lo usiamo anche per trarre conclusioni.

Sulla scheda il catodo è indicato da una striscia, proprio come sui diodi e sui diodi zener.

Nonostante la scheda sia dotata di maschera protettiva consiglio comunque di piegare i cavetti in modo che non cadano su piste adiacenti; nella foto il cavetto del diodo è piegato lontano dalla pista.

Anche i diodi zener sulla scheda sono contrassegnati come 5V1.

Non ci sono molti condensatori ceramici nel circuito, ma i loro segni possono confondere un radioamatore alle prime armi. A proposito, obbedisce anche alla serie E24.
Le prime due cifre rappresentano il valore nominale in picofarad.
La terza cifra è il numero di zeri che devono essere aggiunti alla denominazione
Quelli. ad esempio 331 = 330pF
101 - 100pF
104 - 100000pF o 100nF o 0,1uF
224 - 220000pF o 220nF o 0,22uF

Il numero principale di elementi passivi è stato installato.

Successivamente, passiamo all'installazione degli amplificatori operazionali.
Probabilmente consiglierei di acquistare delle prese per loro, ma le ho saldate così come sono.
Sulla scheda, così come sul chip stesso, è segnato il primo pin.
Le restanti conclusioni vengono contate in senso antiorario.
La foto mostra la posizione dell'amplificatore operazionale e come dovrebbe essere installato.

Per i microcircuiti non piego tutti i pin, ma solo un paio, di solito questi sono i pin esterni in diagonale.
Beh, è ​​meglio morderli in modo che sporgano circa 1 mm sopra la tavola.

Questo è tutto, ora puoi passare alla saldatura.
Utilizzo un saldatore molto comune con controllo della temperatura, ma è sufficiente un normale saldatore con una potenza di circa 25-30 watt.
Saldare 1 mm di diametro con flusso. Nello specifico non indico la marca della saldatura, poiché la saldatura sulla bobina non è originale (le bobine originali pesano 1Kg), e poche persone conosceranno il suo nome.

Come ho scritto sopra, la scheda è di alta qualità, si salda molto facilmente, non ho utilizzato alcun fondente, basta solo quello che c'è nella saldatura, basta ricordarsi di scrollarsi di dosso a volte il fondente in eccesso dalla punta.

Qui ho scattato una foto con un esempio di saldatura buona e non così buona.
Una buona saldatura dovrebbe assomigliare ad una piccola goccia che avvolge il terminale.
Ma ci sono un paio di punti nella foto in cui chiaramente non c'è abbastanza saldatura. Ciò avverrà su una scheda a doppia faccia con metallizzazione (dove anche la saldatura scorre nel foro), ma su una scheda a lato singolo ciò non può essere fatto; nel tempo, tale saldatura potrebbe "cadere".

Anche i terminali dei transistor necessitano di essere preformati; questo deve essere fatto in modo tale che il terminale non si deformi vicino alla base del case (gli anziani ricorderanno il mitico KT315, i cui terminali amavano rompersi).
Plasmo i componenti potenti in modo leggermente diverso. Lo stampaggio viene eseguito in modo che il componente si trovi sopra la scheda, nel qual caso verrà trasferito meno calore alla scheda e non la distruggerà.

Ecco come appaiono i potenti resistori stampati su una scheda.
Tutti i componenti sono stati saldati solo dal basso, la saldatura che vedete sulla parte superiore della scheda è penetrata attraverso il foro per effetto capillare. Si consiglia di saldare in modo che la lega penetri leggermente verso l'alto, ciò aumenterà l'affidabilità della saldatura e, nel caso di componenti pesanti, la loro migliore stabilità.

Se prima modellavo i terminali dei componenti utilizzando una pinzetta, allora per i diodi avrete già bisogno di piccole pinze con ganasce strette.
Le conclusioni sono formate più o meno allo stesso modo dei resistori.

Ma ci sono differenze durante l'installazione.
Se per i componenti con conduttori sottili si verifica prima l'installazione, quindi si verifica il morso, per i diodi è vero il contrario. Semplicemente non piegherai un guinzaglio del genere dopo averlo morso, quindi prima pieghiamo il guinzaglio, poi mordiamo l'eccesso.

L'unità di potenza è assemblata utilizzando due transistor collegati secondo un circuito Darlington.
Uno dei transistor viene installato su un piccolo radiatore, preferibilmente tramite pasta termica.
Il kit include quattro viti M3, una va qui.

Un paio di foto della scheda quasi saldata. Non descriverò l'installazione delle morsettiere e degli altri componenti, è intuitiva e si vede dalla fotografia.
A proposito, per quanto riguarda le morsettiere, la scheda dispone di morsettiere per il collegamento dell'ingresso, dell'uscita e dell'alimentazione della ventola.

Non ho ancora lavato la tavola, anche se lo faccio spesso in questa fase.
Ciò è dovuto al fatto che ci sarà ancora una piccola parte da finalizzare.

Dopo la fase di assemblaggio principale ci rimangono i seguenti componenti.
Transistor potente
Due resistori variabili
Due connettori per l'installazione su scheda
Due connettori con fili, tra l'altro i fili sono molto morbidi, ma di piccola sezione.
Tre viti.

Inizialmente, il produttore intendeva posizionare dei resistori variabili sulla scheda stessa, ma sono posizionati in modo così scomodo che non mi sono nemmeno preso la briga di saldarli e li ho mostrati solo come esempio.
Sono molto vicini e sarà estremamente scomodo adattarsi, anche se è possibile.

Ma grazie per non aver dimenticato di includere i cavi con i connettori, è molto più conveniente.
In questa forma, i resistori possono essere posizionati sul pannello frontale del dispositivo e la scheda può essere installata in un luogo conveniente.
Allo stesso tempo, ho saldato un potente transistor. Questo è un normale transistor bipolare, ma ha una dissipazione di potenza massima fino a 100 Watt (naturalmente, se installato su un radiatore).
Sono rimaste tre viti, non capisco nemmeno dove usarle, se negli angoli della scheda ne servono quattro, se stai collegando un transistor potente, allora sono corte, in generale è un mistero.

La scheda può essere alimentata da un qualsiasi trasformatore con tensione in uscita fino a 22 Volt (le specifiche riportano 24, ma ho spiegato sopra perché non è possibile utilizzare tale tensione).
Ho deciso di utilizzare per l'amplificatore Romantic un trasformatore che era in circolazione da molto tempo. Perché per, e non da, e perché non è ancora arrivato da nessuna parte :)
Questo trasformatore ha due avvolgimenti di potenza in uscita da 21 Volt, due avvolgimenti ausiliari da 16 Volt e un avvolgimento di schermatura.
La tensione è indicata per l'ingresso 220, ma poiché ora abbiamo già uno standard di 230, le tensioni di uscita saranno leggermente più alte.
La potenza calcolata del trasformatore è di circa 100 watt.
Ho parallelizzato gli avvolgimenti di potenza in uscita per ottenere più corrente. Naturalmente era possibile utilizzare un circuito di rettifica con due diodi, ma non avrebbe funzionato meglio, quindi l'ho lasciato così com'è.

Prima corsa di prova. Ho installato un piccolo dissipatore di calore sul transistor, ma anche in questa forma si è verificato molto riscaldamento, poiché l'alimentazione è lineare.
La regolazione della corrente e della tensione avviene senza problemi, tutto ha funzionato subito, quindi posso già consigliare pienamente questo progettista.
La prima foto è la stabilizzazione della tensione, la seconda è la corrente.

Innanzitutto, ho controllato cosa emette il trasformatore dopo il raddrizzamento, poiché questo determina la tensione di uscita massima.
Ho circa 25 Volt, non molto. La capacità del condensatore del filtro è di 3300 μF, consiglierei di aumentarla, ma anche in questa forma il dispositivo è abbastanza funzionale.

Poiché per ulteriori test era necessario utilizzare un normale radiatore, sono passato all'assemblaggio dell'intera struttura futura, poiché l'installazione del radiatore dipendeva dal progetto previsto.
Ho deciso di utilizzare il radiatore Igloo7200 che avevo in giro. Secondo il produttore, un tale radiatore è in grado di dissipare fino a 90 watt di calore.

Il dispositivo utilizzerà un alloggiamento Z2A basato su un'idea di fabbricazione polacca, il prezzo sarà di circa $ 3.

Inizialmente volevo allontanarmi dal caso di cui i miei lettori sono stanchi, in cui raccolgo ogni sorta di cose elettroniche.
Per fare questo, ho scelto una custodia leggermente più piccola e ho acquistato una ventola con una rete, ma non sono riuscito a inserire tutta l'imbottitura, quindi ho acquistato una seconda custodia e, di conseguenza, una seconda ventola.
In entrambi i casi ho acquistato dei ventilatori Sunon, mi piacciono molto i prodotti di questa azienda, ed in entrambi i casi ho acquistato dei ventilatori da 24 Volt.

Ecco come avevo previsto l'installazione del radiatore, della scheda e del trasformatore. C'è anche un po' di spazio rimasto per l'espansione del ripieno.
Non c'era modo di far entrare il ventilatore all'interno, quindi si è deciso di posizionarlo all'esterno.

Contrassegniamo i fori di montaggio, tagliamo i fili e li avvitiamo per il montaggio.

Dato che il case selezionato ha un'altezza interna di 80mm, e anche la scheda ha queste dimensioni, ho fissato il radiatore in modo che la scheda sia simmetrica rispetto al radiatore.

Anche i terminali del potente transistor devono essere leggermente modellati in modo che non si deformino quando il transistor viene premuto contro il radiatore.

Una piccola digressione.
Per qualche motivo, il produttore ha pensato a un luogo in cui installare un radiatore piuttosto piccolo, per questo motivo, quando ne si installa uno normale, si scopre che lo stabilizzatore di potenza della ventola e il connettore per il collegamento si intromettono.
Ho dovuto dissaldarli e sigillare il punto in cui si trovavano con del nastro adesivo in modo che non ci fosse alcun collegamento al radiatore, poiché c'è tensione su di esso.

Ho tagliato il nastro in eccesso sul retro, altrimenti risulterà completamente sciatto, lo faremo secondo il Feng Shui :)

Ecco come appare un circuito stampato con il dissipatore di calore finalmente installato, il transistor è installato utilizzando pasta termica, ed è meglio usare una buona pasta termica, poiché il transistor dissipa una potenza paragonabile a quella di un potente processore, ad es. circa 90 watt.
Allo stesso tempo, ho subito praticato un foro per l'installazione della scheda del controller della velocità della ventola, che alla fine doveva ancora essere riforata :)

Per impostare zero, ho svitato entrambe le manopole nella posizione estrema sinistra, ho spento il carico e ho impostato l'uscita su zero. Ora la tensione di uscita verrà regolata da zero.

Poi ci sono alcuni test.
Ho controllato l'accuratezza del mantenimento della tensione di uscita.
Al minimo, tensione 10,00 Volt
1. Corrente di carico 1 Ampere, tensione 10,00 Volt
2. Corrente di carico 2 A, tensione 9,99 Volt
3. Corrente di carico 3 Ampere, tensione 9,98 Volt.
4. Corrente di carico 3,97 Ampere, tensione 9,97 Volt.
Le caratteristiche sono abbastanza buone, volendo si può migliorare ancora un po' cambiando il punto di connessione dei resistori di retroazione della tensione, ma per me è abbastanza così com'è.

Ho controllato anche il livello di ripple, il test è avvenuto con una corrente di 3 Ampere e una tensione in uscita di 10 Volt

Il livello di ondulazione era di circa 15 mV, il che è molto buono, ma ho pensato che in realtà le ondulazioni mostrate nello screenshot provenissero più probabilmente dal carico elettronico che dall'alimentatore stesso.

Successivamente, ho iniziato ad assemblare il dispositivo stesso nel suo insieme.
Ho iniziato installando il radiatore con la scheda di alimentazione.
Per fare ciò, ho contrassegnato la posizione di installazione della ventola e del connettore di alimentazione.
Il foro è stato contrassegnato non proprio rotondo, con piccoli "tagli" in alto e in basso, necessari per aumentare la resistenza del pannello posteriore dopo aver tagliato il foro.
La difficoltà più grande sono solitamente i fori di forma complessa, ad esempio per un connettore di alimentazione.

Un grande buco viene ritagliato da una grande pila di piccoli :)
Un trapano + una punta da 1 mm a volte fa miracoli.
Facciamo buchi, tanti buchi. Può sembrare lungo e noioso. No, anzi, è molto veloce, forare completamente un pannello richiede circa 3 minuti.

Dopodiché, di solito imposto la punta un po' più grande, ad esempio 1,2-1,3 mm, e la passo come un cutter, ottengo un taglio come questo:

Dopodiché, prendiamo tra le mani un coltellino e puliamo i fori risultanti, allo stesso tempo tagliamo un po' la plastica se il foro è un po' più piccolo. La plastica è abbastanza morbida, il che la rende comoda da lavorare.

L'ultima fase di preparazione consiste nel praticare i fori di montaggio; possiamo dire che il lavoro principale sul pannello posteriore è terminato.

Installiamo il radiatore con la scheda e la ventola, proviamo il risultato ottenuto e, se necessario, "finiamo con una lima".

Quasi all'inizio ho menzionato la revisione.
Ci lavorerò un po' sopra.
Per cominciare ho deciso di sostituire i diodi originali del ponte di diodi di ingresso con diodi Schottky; per questo ho acquistato quattro pezzi 31DQ06. e poi ho ripetuto l'errore degli sviluppatori della scheda, acquistando per inerzia diodi per la stessa corrente, ma era necessaria una più alta. Tuttavia, il riscaldamento dei diodi sarà inferiore, poiché la caduta sui diodi Schottky è inferiore rispetto a quelli convenzionali.
In secondo luogo, ho deciso di sostituire lo shunt. Non ero soddisfatto non solo del fatto che si scalda come un ferro, ma anche del fatto che scende di circa 1,5 Volt, che può essere utilizzato (nel senso di un carico). Per fare questo, ho preso due resistori domestici da 0,27 Ohm 1% (questo migliorerà anche la stabilità). Non è chiaro perché gli sviluppatori non lo abbiano fatto, il prezzo della soluzione è assolutamente lo stesso della versione con resistori nativi da 0,47 Ohm.
Ebbene, piuttosto come aggiunta, ho deciso di sostituire il condensatore di filtro originale da 3300 µF con un Capxon da 10000 µF di qualità superiore e capiente...

Questo è l'aspetto del progetto risultante con i componenti sostituiti e una scheda di controllo termico della ventola installata.
Si è rivelata una piccola fattoria collettiva e inoltre ho accidentalmente strappato un punto sul tabellone durante l'installazione di potenti resistori. In generale, era possibile utilizzare in sicurezza resistori meno potenti, ad esempio un resistore da 2 Watt, semplicemente non ne avevo uno in stock.

Sono stati aggiunti anche alcuni componenti sul fondo.
Un resistore da 3,9k, parallelo ai contatti più esterni del connettore per collegare un resistore di controllo della corrente. È necessario ridurre la tensione di regolazione poiché la tensione sullo shunt ora è diversa.
Una coppia di condensatori da 0,22 µF, uno in parallelo con l'uscita del resistore di controllo della corrente, per ridurre le interferenze, il secondo è semplicemente all'uscita dell'alimentatore, non è particolarmente necessario, ne ho semplicemente tolti accidentalmente un paio contemporaneamente e ho deciso di usarli entrambi.

L'intera sezione di potenza è collegata e sul trasformatore è installata una scheda con un ponte a diodi e un condensatore per l'alimentazione dell'indicatore di tensione.
In generale, questa scheda è opzionale nella versione attuale, ma non potevo alzare la mano per alimentare l'indicatore dai 30 Volt limitativi e ho deciso di utilizzare un avvolgimento aggiuntivo da 16 Volt.

Per organizzare il pannello frontale sono stati utilizzati i seguenti componenti:
Terminali di collegamento del carico
Coppia di maniglie in metallo
Interruttore di alimentazione
Filtro rosso, dichiarato come filtro per custodie KM35
Per indicare corrente e tensione ho deciso di utilizzare la scheda che mi era avanzata dopo aver scritto una delle recensioni. Ma non ero soddisfatto degli indicatori piccoli e quindi ne sono stati acquistati di più grandi con un'altezza delle cifre di 14 mm, e per loro è stato realizzato un circuito stampato.

In generale questa soluzione è temporanea, ma ho voluto farlo con attenzione anche temporaneamente.

Diverse fasi di preparazione del pannello frontale.
1. Disegna un layout a grandezza naturale del pannello frontale (io uso il solito Sprint Layout). Il vantaggio di utilizzare alloggiamenti identici è che preparare un nuovo pannello è molto semplice, poiché le dimensioni richieste sono già note.
Fissiamo la stampa al pannello frontale e praticiamo dei fori di marcatura con un diametro di 1 mm negli angoli dei fori quadrati/rettangolari. Utilizzare lo stesso trapano per praticare i centri dei fori rimanenti.
2. Usando i fori risultanti, segniamo le posizioni di taglio. Sostituiamo lo strumento con una taglierina a disco sottile.
3. Tagliamo delle linee rette, chiaramente di dimensioni davanti, un po' più grandi dietro, in modo che il taglio sia il più completo possibile.
4. Rompi i pezzi di plastica tagliati. Di solito non li butto perché possono ancora essere utili.

Allo stesso modo della preparazione del pannello posteriore, elaboriamo i fori risultanti utilizzando un coltello.
Consiglio di praticare fori di grosso diametro con una punta conica, non “morde” la plastica.

Proviamo quello che abbiamo ottenuto e, se necessario, lo modifichiamo utilizzando una lima ad ago.
Ho dovuto allargare leggermente il foro per l'interruttore.

Come ho scritto sopra, per il display ho deciso di utilizzare la tavoletta avanzata da una delle recensioni precedenti. In generale questa è una pessima soluzione, ma per un'opzione temporanea è più che adatta, spiegherò più avanti il ​​motivo.
Dissaldiamo gli indicatori e i connettori dalla scheda, chiamiamo i vecchi indicatori e quelli nuovi.
Ho scritto la piedinatura di entrambi gli indicatori per non confondermi.
Nella versione nativa venivano utilizzati indicatori a quattro cifre, io ho usato quelli a tre cifre. poiché non entrava più nella mia finestra. Ma poiché la quarta cifra è necessaria solo per visualizzare la lettera A o U, la loro perdita non è critica.
Ho posizionato il LED che indica la modalità limite corrente tra gli indicatori.

Preparo tutto il necessario, saldo una resistenza da 50 mOhm della vecchia scheda, che verrà utilizzata come prima, come shunt per la misurazione della corrente.
Questo è il problema con questo shunt. Il fatto è che in questa opzione avrò una caduta di tensione in uscita di 50 mV per ogni 1 Ampere di corrente di carico.
Esistono due modi per eliminare questo problema: utilizzare due misuratori separati, per corrente e tensione, alimentando il voltmetro da una fonte di alimentazione separata.
Il secondo modo è installare uno shunt sul polo positivo dell'alimentatore. Entrambe le opzioni non mi andavano bene come soluzione temporanea, quindi ho deciso di calpestare il mio perfezionismo e realizzare una versione semplificata, ma lontana dall'essere la migliore.

Per la progettazione, ho utilizzato i montanti rimasti dalla scheda del convertitore DC-DC.
Con loro ho ottenuto un design molto conveniente: la scheda dell'indicatore è collegata alla scheda amperometro-voltmetro, che a sua volta è collegata alla morsettiera di alimentazione.
È venuto anche meglio di quanto mi aspettassi :)
Ho anche posizionato uno shunt per la misurazione della corrente sulla morsettiera di potenza.

Il design del pannello frontale risultante.

E poi mi sono ricordato che avevo dimenticato di installare un diodo protettivo più potente. Ho dovuto saldarlo più tardi. Ho utilizzato un diodo rimasto dalla sostituzione dei diodi nel ponte di ingresso della scheda.
Naturalmente sarebbe carino aggiungere un fusibile, ma in questa versione non è più presente.

Ma ho deciso di installare resistori di controllo di corrente e tensione migliori di quelli suggeriti dal produttore.
Quelli originali sono di qualità piuttosto elevata e funzionano senza intoppi, ma questi sono resistori ordinari e, a mio avviso, un alimentatore da laboratorio dovrebbe essere in grado di regolare con maggiore precisione la tensione e la corrente di uscita.
Anche quando stavo pensando di ordinare una scheda di alimentazione, le ho viste in negozio e le ho ordinate per una revisione, soprattutto perché avevano la stessa valutazione.

In generale, di solito utilizzo altri resistori per tali scopi; combinano due resistori al loro interno per una regolazione approssimativa e fluida, ma ultimamente non riesco a trovarli in vendita.
Qualcuno conosce i loro analoghi importati?

I resistori sono di qualità piuttosto elevata, l'angolo di rotazione è di 3600 gradi o, in termini semplici, 10 giri completi, che fornisce una variazione di 3 Volt o 0,3 Ampere per 1 giro.
Con tali resistori, la precisione di regolazione è circa 11 volte più accurata rispetto a quelli convenzionali.

Resistenze nuove rispetto alle originali, le dimensioni sono sicuramente impressionanti.
Lungo il percorso, ho accorciato leggermente i fili ai resistori, questo dovrebbe migliorare l'immunità al rumore.

Ho messo tutto nella valigetta, in linea di principio è rimasto anche un po' di spazio, c'è spazio per crescere :)

Ho collegato l'avvolgimento di schermatura al conduttore di terra del connettore, la scheda di potenza aggiuntiva si trova direttamente sui terminali del trasformatore, questo ovviamente non è molto pulito, ma non ho ancora trovato un'altra opzione.

Controllo dopo il montaggio. Tutto è iniziato quasi la prima volta, ho confuso accidentalmente due cifre sull'indicatore e per molto tempo non sono riuscito a capire cosa ci fosse di sbagliato nella regolazione, dopo aver cambiato tutto è diventato come dovrebbe.

L'ultima fase è l'incollaggio del filtro, l'installazione delle maniglie e l'assemblaggio del corpo.
Il filtro ha un bordo più sottile attorno al suo perimetro, la parte principale è incassata nella finestra dell'alloggiamento e la parte più sottile è incollata con nastro biadesivo.
Le maniglie erano originariamente progettate per un diametro dell'albero di 6,3 mm (se non mi confondo), i nuovi resistori hanno un albero più sottile, quindi ho dovuto mettere un paio di strati di termorestringente sull'albero.
Ho deciso di non progettare in alcun modo il pannello frontale per ora, e questo per due ragioni:
1. I controlli sono così intuitivi che non c'è ancora alcun punto particolare nelle scritte.
2. Ho intenzione di modificare questo alimentatore, quindi sono possibili modifiche al design del pannello frontale.

Un paio di foto del progetto risultante.
Vista frontale:

Vista posteriore.
I lettori attenti avranno probabilmente notato che la ventola è posizionata in modo tale da soffiare l'aria calda fuori dal case, invece di pompare aria fredda tra le alette del radiatore.
Ho deciso di farlo perché il radiatore è leggermente più piccolo in altezza rispetto al case e per evitare che entri aria calda all'interno ho installato la ventola al contrario. Ciò, ovviamente, riduce significativamente l'efficienza della rimozione del calore, ma consente una leggera ventilazione dello spazio all'interno dell'alimentatore.
Inoltre, consiglierei di realizzare diversi fori nella parte inferiore della metà inferiore del corpo, ma questa è più un'aggiunta.

Dopo tutte le modifiche, mi sono ritrovato con una corrente leggermente inferiore rispetto alla versione originale, pari a circa 3,35 Ampere.

Quindi, proverò a descrivere i pro e i contro di questa scheda.
professionisti
Ottima fattura.
Progettazione del circuito quasi corretta del dispositivo.
Un set completo di parti per assemblare la scheda stabilizzatrice dell'alimentatore
Adatto per radioamatori principianti.
Nella sua forma minima richiede inoltre solo un trasformatore e un radiatore; in una forma più avanzata richiede anche un ampervoltmetro.
Perfettamente funzionante dopo il montaggio, anche se con alcune sfumature.
Nessun condensatore capacitivo sull'uscita dell'alimentatore, sicuro durante il test dei LED, ecc.

Aspetti negativi
Il tipo di amplificatori operazionali è selezionato in modo errato, per questo motivo l'intervallo di tensione di ingresso deve essere limitato a 22 Volt.
Valore del resistore di misurazione della corrente non molto adatto. Funziona nella normale modalità termica, ma è meglio sostituirlo poiché il riscaldamento è molto elevato e può danneggiare i componenti circostanti.
Il ponte a diodi di ingresso funziona al massimo, è meglio sostituire i diodi con altri più potenti

La mia opinione. Durante il processo di assemblaggio, ho avuto l'impressione che il circuito fosse stato progettato da due persone diverse, una delle quali applicava il principio di regolazione corretto, la sorgente di tensione di riferimento, la sorgente di tensione negativa, la protezione. Il secondo ha selezionato erroneamente lo shunt, gli amplificatori operazionali e il ponte a diodi per questo scopo.
Mi è piaciuto molto il design circuitale del dispositivo e, nella sezione modifiche, volevo prima sostituire gli amplificatori operazionali, ho anche acquistato microcircuiti con una tensione operativa massima di 40 Volt, ma poi ho cambiato idea sulle modifiche. ma per il resto la soluzione è abbastanza corretta, la regolazione è fluida e lineare. Certo che c’è il riscaldamento, non puoi vivere senza. In generale, per quanto mi riguarda, questo è un costruttore molto buono e utile per un radioamatore principiante.
Sicuramente ci sarà chi scriverà che è più facile comprarne uno già pronto, ma penso che assemblarlo da soli sia sia più interessante (probabilmente questa è la cosa più importante) che più utile. Inoltre, molte persone hanno abbastanza facilmente un trasformatore e un radiatore di un vecchio processore a casa e una sorta di scatola.

Già durante la stesura della recensione, ho avuto la sensazione ancora più forte che questa recensione sarà l'inizio di una serie di recensioni dedicate all'alimentatore lineare; ho pensieri su come migliorarlo -
1. Conversione del circuito di indicazione e controllo in versione digitale, eventualmente con collegamento ad un computer
2. Sostituzione degli amplificatori operazionali con quelli ad alta tensione (non so ancora quali)
3. Dopo aver sostituito l'amplificatore operazionale, desidero creare due stadi di commutazione automatica ed espandere l'intervallo di tensione di uscita.
4. Modificare il principio di misurazione della corrente nel dispositivo indicatore in modo che non si verifichino cadute di tensione sotto carico.
5. Aggiungi la possibilità di disattivare la tensione di uscita con un pulsante.

Probabilmente è tutto. Forse ricorderò qualcos'altro e aggiungerò qualcosa, ma non vedo l'ora di ricevere commenti con domande.
Abbiamo anche intenzione di dedicare molte altre recensioni ai progettisti per radioamatori principianti; forse qualcuno avrà suggerimenti riguardo ad alcuni progettisti.

Non per i deboli di cuore
All’inizio non volevo mostrarlo, ma poi ho deciso di scattare comunque una foto.
A sinistra c'è l'alimentatore che usavo molti anni prima.
Questo è un semplice alimentatore lineare con un'uscita di 1-1,2 Ampere con una tensione fino a 25 Volt.
Quindi ho voluto sostituirlo con qualcosa di più potente e corretto.

Alimentatore da laboratorio unipolare 0-30 V/0-3 A con regolazioni “grossolane” e “lisce” della tensione di uscita, regolazione della corrente di uscita (limitazione di corrente) e indicazione della modalità operativa - regolazione della tensione o attivazione della limitazione di corrente. Il transistor ad effetto di campo IRLZ44N viene utilizzato come elemento di regolazione.

Infine ho inciso e praticato dei fori sulla scheda LBP per assicurarmi che il circuito funzionasse - tutto ha funzionato quasi immediatamente ;-(... Le schede verranno prodotte con maschera e marcature in due versioni: LBP con alimentazione in corrente continua - senza ponte raddrizzatore e resistore variabile "in modo fluido" per regolare la tensione di uscita, LPS alimentato da tensione CA: sulla scheda è installato un ponte raddrizzatore e viene fornito un resistore variabile per regolare la tensione di uscita "in modo fluido", ma per il resto tutto rimane invariato. Se non è necessario un ponte di diodi (verrà utilizzato uno esterno), sulla scheda è sufficiente installare i ponticelli. Entrambi gli schemi sono mostrati di seguito. Acquista circuiti stampati, kit di montaggio, assembla e utilizza ;-)

Specifiche:

Tensione di ingresso (per scheda ponte a diodi): 7...32 V CA

Tensione di ingresso (per scheda senza ponte a diodi): 9...45V DC

Corrente di carico: 0-3 A (con indicazione dell'attivazione della modalità limite di corrente)

Instabilità della tensione di uscita: non più dell'1%

Breve descrizione del disegno:

Per un alimentatore unipolare sono stati sviluppati due circuiti stampati con dimensioni 62x59 mm e 92x59 mm. Di seguito è mostrata una foto dei circuiti stampati. I circuiti stampati presentano fori del diametro di 3 mm. Nella parte superiore della scheda, per l'aggancio del radiatore, e nella parte inferiore, per l'aggancio della scheda stessa al case dell'alimentatore. Il transistor di regolazione deve essere installato su un grande ;-) radiatore con una superficie di almeno300 cmq. È necessario il transistor Q1 fissare con pasta termoconduttrice e, se necessario, utilizzando substrati isolanti e termoconduttori. I resistori variabili per la regolazione della corrente e della tensione possono essere fissati direttamente al pannello frontale dell'alimentatore utilizzando dadi standard.

Nota sugli schemi di alimentazione:

Dopo aver assemblato e testato l'alimentatore da parte dell'acquirente, si è notato che quando l'alimentatore viene scollegato dalla rete con un carico piccolo o senza carico, si verifica una leggera diminuzione della tensione, quindi il suo aumento a 12-15 V e quindi una diminuzione fino a zero. Come si è scoperto, ciò è dovuto al fatto che la tensione che spegne il transistor ad effetto di campo scompare prima che il condensatore del filtro CF si scarichi. Durante il controllo dell'alimentazione sotto carico con una lampada potente, ciò non è stato notato (per ovvi motivi). Per eliminare la sovratensione è necessario collegare un condensatore elettrolitico C5 470 μFx6,3V dal pin 8 m/sx al filo comune (saldato sopra il microcircuito tra i pin 8 e 11) - vedere schemi.

Funzionamento del circuito:

Il circuito di stabilizzazione della tensione è assemblato su U1.3 e U1.4. Su U1.4 è montata una cascata differenziale che amplifica la tensione del divisore di retroazione formato dai resistori R14 e R15. Il segnale amplificato viene inviato al comparatore U1.3, che confronta la tensione di uscita con la tensione di riferimento generata dallo stabilizzatore U2 e dal potenziometro RV2. La differenza di tensione risultante viene alimentata al transistor Q2, che controlla l'elemento di controllo Q1. La corrente è limitata dal comparatore U1.1, che confronta la caduta di tensione sullo shunt R16 con il riferimento generato dal potenziometro RV1. Quando viene superata la soglia specificata, U1.1 modifica la tensione di riferimento per il comparatore U1.3, il che porta ad una variazione proporzionale della tensione di uscita. L'amplificatore operazionale U1.2 ospita un'unità di indicazione della modalità operativa del dispositivo. Quando la tensione sull'uscita U1.1 scende al di sotto della tensione generata dal divisore R2 e R3, il LED D1 si accende, segnalando che il circuito è passato alla modalità di stabilizzazione della corrente.

Nota:

Se il dispositivo funziona con una tensione di alimentazione inferiore a 23V, il diodo zener D3 deve essere sostituito con un ponticello. È anche possibile alimentare la parte a bassa corrente del circuito da una fonte separata applicando una tensione di 9-35 V direttamente all'ingresso dello stabilizzatore U3 e rimuovendo il diodo zener D3.

VOLTMETRI E AMPEROMETRI con sette segmenti GUIDATOindicatori

Pubblicato Questi non sono strumenti di misura cinesi! Prodotto a Donetsk

I video realizzati rapidamente dell'alimentatore in azione possono essere visualizzati utilizzando i collegamenti seguenti. Un video mostra il test di un voltmetro digitale su un ICL7107 m/sx specializzato ed economico.

Il costo di un circuito stampato di 62x59 mm per due resistori variabili - temporaneamente non disponibile

Dimensioni dei costi dei PCBe 92x59 mm per tre resistori variabili - temporaneamente non disponibile

Costo di un kit per assemblare un alimentatore (con scheda per due resistenze, maniglie incluse)

Costo di un kit per assemblare un alimentatore (con scheda per tre resistenze, maniglie incluse) temporaneamente non disponibile

Breve descrizione, schema ed elenco delle parti del kit e

Grazie per l'attenzione! Buona fortuna a tutti, pace, bontà, 73!

Per il laboratorio domestico di un radioamatore. La base del circuito di alimentazione è l'amplificatore operazionale TLC2272. Il circuito consente di modificare agevolmente la tensione di uscita nell'intervallo da 0 a 30 volt, nonché di controllare il limite di corrente di carico.

Alimentazione 30 volt - descrizione

La tensione di uscita dal trasformatore viene fornita al ponte a diodi. La tensione raddrizzata di 38 volt viene livellata dal condensatore C1 e fornita a uno stabilizzatore parametrico costituito da transistor VT1, diodo VD5, condensatore C2 e resistori R1, R2. Attraverso questo stabilizzatore viene alimentato lo stabilizzatore operativo DA1. Il diodo VD5 () è uno stabilizzatore di tensione regolabile.

L'amplificatore operazionale DA1.1 ospita l'unità di controllo dell'alimentazione, mentre l'elemento DA1.2 contiene un'unità di protezione da cortocircuito e di limitazione della corrente di carico. Il LED HL1 è un indicatore di cortocircuito. Impostazione della fonte di alimentazione.

Innanzitutto, regolare la tensione di alimentazione dell'amplificatore operazionale DA1 (per questo, prima di accendere il dispositivo, l'amplificatore operazionale deve essere rimosso dalla presa). L'impostazione consiste nel selezionare la resistenza del resistore R2, alla quale la tensione sull'emettitore del transistor VT1 sarà di circa 6,5 ​​volt. Successivamente, DA1 può essere installato nuovamente sulla scheda.

Materiale: ABS + metallo + lenti acriliche. Luci a LED...

Successivamente, il resistore variabile R15 viene spostato nella posizione inferiore secondo lo schema (ovvero 0 Volt). Selezionando la resistenza del resistore R6, viene impostata una tensione di riferimento di 2,5 volt sul terminale superiore del resistore variabile R15 in base al circuito. Quindi il resistore variabile R15 viene spostato nella posizione superiore nel circuito e la tensione massima (ovvero 30 volt) viene impostata con il resistore di regolazione R10.

Dettagli. Resistenze trimmer – SP5. Qualsiasi trasformatore Tr1 con una potenza di almeno 100 watt. Transistor VT1 - qualsiasi transistor di media potenza al silicio con Uk di almeno 50 V.

Attenzione! Poiché gli elementi del circuito sono sotto tensione di rete, è necessario osservare le misure di sicurezza elettrica durante l'installazione del dispositivo.

1. Semplificazioni accettabili
2. Informazioni sugli alimentatori per computer
3. Andare al lavoro!
4. Informazioni sulla riparazione dell'alimentatore
5. Un paio di impulsi
6. Per dessert

Realizzare un alimentatore con le proprie mani ha senso non solo per i radioamatori entusiasti. Un alimentatore (PSU) fatto in casa creerà comodità e farà risparmiare una quantità considerevole nei seguenti casi:

• Per alimentare elettroutensili a bassa tensione, per salvare la vita di una costosa batteria ricaricabile;
• Per l'elettrificazione di locali particolarmente pericolosi per il grado di scossa elettrica: scantinati, garage, capannoni, ecc. Se alimentato da corrente alternata, una grande quantità di essa nei cavi a bassa tensione può creare interferenze con elettrodomestici ed elettronica;
• Nel design e nella creatività per un taglio preciso, sicuro e senza sprechi di plastica espansa, gommapiuma, plastica a basso punto di fusione con nicromo riscaldato;
• Nella progettazione illuminotecnica, l'utilizzo di alimentatori speciali prolungherà la vita della striscia LED e otterrà effetti luminosi stabili. Alimentare gli illuminatori subacquei di una fontana, stagno, ecc. dalla rete elettrica domestica è generalmente inaccettabile;
• Per caricare telefoni, smartphone, tablet, laptop lontano da fonti di alimentazione stabili;
• Per elettroagopuntura;
• E molti altri scopi non direttamente legati all'elettronica.

Semplificazioni accettabili

Gli alimentatori professionali sono progettati per alimentare qualsiasi tipo di carico, incl. reattivo. I possibili consumatori includono apparecchiature di precisione. Il pro-BP deve mantenere la tensione specificata con la massima precisione per un tempo indefinitamente lungo e la sua progettazione, protezione e automazione devono consentire il funzionamento da parte di personale non qualificato in condizioni difficili, ad esempio. biologi per alimentare i loro strumenti in una serra o durante una spedizione.

Un alimentatore da laboratorio amatoriale è esente da queste limitazioni e pertanto può essere notevolmente semplificato mantenendo indicatori di qualità sufficienti per l'uso personale. Inoltre, attraverso anche semplici miglioramenti, è possibile ricavarne un alimentatore speciale. Cosa faremo ora?

Abbreviazioni

1. KZ – cortocircuito.
2. XX – regime minimo, ovvero improvvisa disconnessione del carico (consumatore) o interruzione del suo circuito.
3. VS – coefficiente di stabilizzazione della tensione. È uguale al rapporto tra la variazione della tensione di ingresso (in % o volte) e la stessa tensione di uscita con un consumo di corrente costante. Per esempio. La tensione di rete è scesa completamente, da 245 a 185V. Rispetto alla norma di 220 V, questo sarà del 27%. Se il VS dell'alimentatore è 100, la tensione di uscita cambierà dello 0,27%, che, con il suo valore di 12V, darà una deriva di 0,033V. Più che accettabile per la pratica amatoriale.
4. L'IPN è una fonte di tensione primaria non stabilizzata. Può trattarsi di un trasformatore in ferro con un raddrizzatore o un inverter di tensione di rete a impulsi (VIN).
5. IIN - funzionano a una frequenza più elevata (8-100 kHz), che consente l'uso di trasformatori in ferrite compatti e leggeri con avvolgimenti da diverse a diverse dozzine di giri, ma non sono privi di inconvenienti, vedere di seguito.

Quindi, abbiamo calcolato, ad esempio, per un raddrizzatore a ponte, 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V in più. Lo aggiungiamo alla tensione di uscita richiesta dell'alimentatore; lasciamo che sia 12V e dividiamo per 1,414, otteniamo 22,5/1,414 = 15,9 o 16V, questa sarà la tensione più bassa consentita per l'avvolgimento secondario. Se TP è prodotto in fabbrica, prendiamo 18 V dalla gamma standard.

Ora entra in gioco la corrente secondaria, che, naturalmente, è uguale alla corrente di carico massima. Diciamo che abbiamo bisogno di 3A; moltiplicandolo per 18V otterremo 54W. Abbiamo ricavato la potenza complessiva Tr, Pg, e troveremo la potenza nominale P dividendo Pg per il rendimento Tr?, che dipende da Pg:

• fino a 10 W, ? = 0,6.
• 10-20 W, ? = 0,7.
• 20-40 W, ? = 0,75.
• 40-60 W, ? = 0,8.
• 60-80 W, ? = 0,85.
• 80-120 W, ? = 0,9.
• da 120 W, ? = 0,95.

Nel nostro caso ci sarà P = 54/0,8 = 67,5 W, ma non esiste un valore standard del genere, quindi dovrai prendere 80 W. In modo da ottenere in uscita 12Vx3A = 36W. Una locomotiva a vapore e basta. È tempo di imparare a calcolare e avvolgere tu stesso le "trance". Inoltre, in URSS, sono stati sviluppati metodi per il calcolo dei trasformatori su ferro che consentono, senza perdita di affidabilità, di spremere 600 W da un nucleo che, se calcolato secondo i libri di consultazione dei radioamatori, è in grado di produrre solo 250 W. "Iron Trance" non è così stupido come sembra.

SNN

La tensione raddrizzata deve essere stabilizzata e, molto spesso, regolata. Se il carico è più potente di 30-40 W è necessaria anche la protezione da cortocircuito, altrimenti un malfunzionamento dell'alimentatore potrebbe causare un guasto della rete. SNN fa tutto questo insieme.

Riferimento semplice

È meglio per un principiante non passare immediatamente alla potenza elevata, ma realizzare un ELV da 12 V semplice e altamente stabile per i test secondo il circuito in Fig. 2. Può quindi essere utilizzato come sorgente di tensione di riferimento (il suo valore esatto è impostato da R5), per controllare i dispositivi o come ELV ION di alta qualità. La corrente di carico massima di questo circuito è di soli 40 mA, ma il VSC sull'antidiluviano GT403 e sull'altrettanto antico K140UD1 è superiore a 1000, e quando si sostituisce VT1 con uno al silicio di media potenza e DA1 su uno qualsiasi dei moderni amplificatori operazionali esso supererà 2000 e anche 2500. Anche la corrente di carico aumenterà fino a 150 -200 mA, il che è già utile.

0-30

La fase successiva è un alimentatore con regolazione della tensione. Il precedente è stato fatto secondo il cosiddetto. circuito di confronto compensativo, ma è difficile convertirne uno in una corrente elevata. Realizzeremo un nuovo SNN basato su un inseguitore di emettitore (EF), in cui RE e CU sono combinati in un solo transistor. Il KSN sarà intorno a 80-150, ma per un dilettante sarà sufficiente. Ma l'SNN sull'ED consente, senza accorgimenti particolari, di ottenere una corrente di uscita fino a 10 A o più, tanto quanto Tr darà e RE resisterà.



Il circuito di un semplice alimentatore 0-30 V è mostrato in pos. 1 fig. 3. IPN perché è un trasformatore già pronto come TPP o TS per 40-60 W con un avvolgimento secondario per 2x24V. Raddrizzatore tipo 2PS con diodi da 3-5A o più (KD202, KD213, D242, ecc.). VT1 viene installato su un radiatore con una superficie di 50 mq o più. cm; Un vecchio processore per PC funzionerà molto bene. In tali condizioni, questo ELV non ha paura di un cortocircuito, solo VT1 e Tr si surriscaldano, quindi un fusibile da 0,5 A nel circuito dell'avvolgimento primario di Tr è sufficiente per la protezione.

Pos. La figura 2 mostra quanto sia conveniente per un amatoriale un'alimentazione su un alimentatore elettrico: è presente un circuito di alimentazione da 5 A con regolazione da 12 a 36 V. Questo alimentatore può fornire 10 A al carico se è presente un alimentatore da 400 W 36 V . La sua prima caratteristica è che la SNN K142EN8 integrata (preferibilmente con indice B) svolge un insolito ruolo di unità di controllo: alla propria uscita a 12 V vengono aggiunti, parzialmente o completamente, tutti i 24 V, la tensione dallo ION a R1, R2, VD5 , VD6. I condensatori C2 e C3 impediscono l'eccitazione sull'HF DA1 che funziona in una modalità insolita.

Il punto successivo è il dispositivo di protezione da cortocircuito (PD) su R3, VT2, R4. Se la caduta di tensione su R4 supera circa 0,7 V, VT2 si aprirà, chiuderà il circuito di base di VT1 al filo comune, si chiuderà e disconnetterà il carico dalla tensione. R3 è necessario affinché la corrente extra non danneggi DA1 quando vengono attivati ​​gli ultrasuoni. Non è necessario aumentarne la denominazione, perché quando viene attivato l'ecografia, è necessario bloccare in modo sicuro VT1.

E l'ultima cosa è la capacità apparentemente eccessiva del condensatore del filtro di uscita C4. In questo caso è sicuro, perché La corrente massima di collettore del VT1 di 25A ne garantisce la carica all'accensione. Ma questo ELV può fornire una corrente fino a 30 A al carico entro 50-70 ms, quindi questo semplice alimentatore è adatto per alimentare utensili elettrici a bassa tensione: la sua corrente di avviamento non supera questo valore. Devi solo realizzare (almeno dal plexiglass) una scarpa di contatto con un cavo, indossare il tallone della maniglia e lasciare riposare l '"Akumych" e risparmiare risorse prima di partire.

A proposito di raffreddamento

Diciamo che in questo circuito l'uscita è 12V con un massimo di 5A. Questa è solo la potenza media di un seghetto alternativo ma, a differenza di un trapano o di un cacciavite, lo impiega sempre. A C1 rimane a circa 45 V, cioè su RE VT1 rimane intorno ai 33 V con una corrente di 5 A. La dissipazione di potenza è superiore a 150 W, addirittura superiore a 160, se si considera che anche VD1-VD4 necessita di raffreddamento. Da ciò risulta chiaro che qualsiasi potente alimentatore regolabile deve essere dotato di un sistema di raffreddamento molto efficace.



Un radiatore alettato/a spilli che sfrutta la convezione naturale non risolve il problema: i calcoli indicano che è necessaria una superficie dissipante di 2000 mq. vedi e lo spessore del corpo radiatore (la piastra da cui sporgono le alette o spilli) è da 16 mm. Possedere così tanto alluminio in un prodotto sagomato era e rimane per un dilettante il sogno di un castello di cristallo. Anche un dispositivo di raffreddamento della CPU con flusso d'aria non è adatto, poiché è progettato per una minore potenza.

Una delle opzioni per l'artigiano domestico è una piastra di alluminio con uno spessore di 6 mm e dimensioni di 150x250 mm con fori di diametro crescente praticati lungo i raggi dal sito di installazione dell'elemento raffreddato secondo uno schema a scacchiera. Servirà anche come parete posteriore dell'alloggiamento dell'alimentatore, come in Fig. 4.

Una condizione indispensabile per l'efficacia di un tale dispositivo di raffreddamento è un flusso d'aria debole ma continuo attraverso le perforazioni dall'esterno verso l'interno. Per fare ciò, installare una ventola di scarico a bassa potenza nell'alloggiamento (preferibilmente nella parte superiore). È adatto ad esempio un computer con un diametro di 76 mm o più. aggiungere. Dispositivo di raffreddamento dell'HDD o scheda video. Si collega ai pin 2 e 8 di DA1, c'è sempre 12V.

Nota: In effetti, un modo radicale per superare questo problema è un avvolgimento secondario Tr con prese per 18, 27 e 36 V. La tensione primaria viene commutata a seconda dello strumento utilizzato.

Eppure l'UPS

L'alimentatore descritto per l'officina è buono e molto affidabile, ma è difficile portarlo con sé durante i viaggi. È qui che si adatterà l'alimentatore del computer: l'utensile elettrico è insensibile alla maggior parte dei suoi difetti. Alcune modifiche molto spesso si riducono all'installazione di un condensatore elettrolitico di uscita (il più vicino al carico) di grande capacità per lo scopo sopra descritto. Ci sono molte ricette per convertire gli alimentatori dei computer per utensili elettrici (principalmente cacciaviti, che non sono molto potenti, ma molto utili) in RuNet; uno dei metodi è mostrato nel video qui sotto, per uno strumento da 12V.

Video: alimentazione 12V da un computer

Con gli utensili a 18V è ancora più semplice: a parità di potenza consumano meno corrente. In questo caso può essere utile un dispositivo di accensione (alimentatore) molto più conveniente di una lampada a risparmio energetico da 40 W o più; può essere riposto completamente in caso di batteria scarica, e all'esterno rimarrà solo il cavo con la spina di alimentazione. Come realizzare un alimentatore per un cacciavite da 18 V dalla zavorra di una governante bruciata, vedere il seguente video.

Video: alimentatore 18V per un avvitatore

Alta classe

Ma torniamo a SNN su ES; le loro capacità sono lungi dall’essere esaurite. Nella fig. 5 – potente alimentatore bipolare con regolazione 0-30 V, adatto per apparecchiature audio Hi-Fi e altri consumatori esigenti. La tensione di uscita viene impostata utilizzando una manopola (R8) e la simmetria dei canali viene mantenuta automaticamente a qualsiasi valore di tensione e corrente di carico. Un formalista pedante potrebbe impallidire davanti ai suoi occhi vedendo questo circuito, ma l'autore ha un alimentatore del genere che funziona correttamente da circa 30 anni.



L'ostacolo principale durante la sua creazione è stato?r = ?u/?i, dove?u e?i sono rispettivamente piccoli incrementi istantanei di tensione e corrente. Per sviluppare e installare apparecchiature di alta qualità, è necessario che ?r non superi 0,05-0,07 Ohm. Semplicemente, ?r determina la capacità dell'alimentatore di rispondere istantaneamente ai picchi di consumo di corrente.

Per SNN su EP?r è uguale a quello di ION, cioè Diodo Zener diviso per il coefficiente di trasferimento corrente? RIF. Ma per transistor potenti? con una grande corrente di collettore diminuisce bruscamente e la ?r del diodo zener varia da poche a decine di ohm. Qui, per compensare la caduta di tensione sul RE e ridurre la deriva termica della tensione di uscita, abbiamo dovuto assemblarne un'intera catena a metà con diodi: VD8-VD10. Pertanto, la tensione di riferimento dallo ION viene rimossa tramite un ED aggiuntivo su VT1, vero? moltiplicato per? RIF.

La prossima caratteristica di questo progetto è la protezione da cortocircuito. Il più semplice, sopra descritto, non si inserisce in alcun modo in un circuito bipolare, quindi il problema della protezione è risolto secondo il principio “non c'è trucco contro i rottami”: non esiste un modulo protettivo in quanto tale, ma c'è ridondanza in i parametri degli elementi potenti: KT825 e KT827 a 25A e KD2997A a 30A. T2 non è in grado di fornire tale corrente e, mentre si riscalda, FU1 e/o FU2 avranno il tempo di bruciarsi.

Nota: Non è necessario indicare i fusibili bruciati sulle lampade a incandescenza miniaturizzate. È solo che a quel tempo i LED erano ancora piuttosto scarsi e nella scorta c’erano diverse manciate di SMOK.

Resta da proteggere l'RE dalle correnti di scarica extra del filtro pulsazioni C3, C4 durante un cortocircuito. Per fare ciò, sono collegati tramite resistori limitatori a bassa resistenza. In questo caso nel circuito possono comparire pulsazioni con un periodo pari alla costante di tempo R(3,4)C(3,4). Sono impediti da C5, C6 di capacità minore. Le loro correnti extra non sono più pericolose per RE: la carica si scarica più velocemente di quanto si riscaldino i cristalli del potente KT825/827.

La simmetria dell'uscita è assicurata dall'amplificatore operazionale DA1. Il RE del canale negativo VT2 viene aperto dalla corrente attraverso R6. Non appena il meno dell'uscita supera il più in valore assoluto, si aprirà leggermente VT3, che chiuderà VT2 e i valori assoluti delle tensioni di uscita saranno uguali. Il controllo operativo sulla simmetria dell'uscita viene effettuato utilizzando un comparatore con uno zero al centro della scala P1 (il suo aspetto è mostrato nel riquadro) e la regolazione, se necessario, viene eseguita da R11.

L'ultimo punto forte è il filtro di uscita C9-C12, L1, L2. Questo design è necessario per assorbire possibili interferenze HF dal carico, in modo da non tormentarvi: il prototipo è difettoso o l'alimentazione è “traballante”. Con i soli condensatori elettrolitici, shuntati con ceramica, non c'è una certezza completa qui, la grande autoinduttanza degli "elettroliti" interferisce. E le induttanze L1, L2 dividono il "ritorno" del carico attraverso lo spettro e ciascuno per conto suo.

Questo alimentatore, a differenza dei precedenti, necessita di qualche aggiustamento:

1. Collegare un carico di 1-2 A a 30V;
2. R8 è impostato al massimo, nella posizione più alta secondo lo schema;
3. Utilizzando un voltmetro di riferimento (qualsiasi multimetro digitale adesso va bene) e R11, le tensioni dei canali sono impostate per essere uguali in valore assoluto. Forse, se l'amplificatore operazionale non ha la capacità di bilanciarsi, dovrai selezionare R10 o R12;
4. Utilizzare il trimmer R14 per impostare P1 esattamente a zero.

Informazioni sulla riparazione dell'alimentatore

Gli alimentatori si guastano più spesso di altri dispositivi elettronici: subiscono il primo colpo dai picchi di rete e ottengono anche molto dal carico. Anche se non intendi realizzare tu stesso l'alimentatore, un UPS può essere trovato, oltre al computer, nel forno a microonde, nella lavatrice e in altri elettrodomestici. La capacità di diagnosticare un alimentatore e la conoscenza delle basi della sicurezza elettrica consentiranno, se non di riparare da soli il guasto, di contrattare con competenza il prezzo con i riparatori. Pertanto, diamo un'occhiata a come viene diagnosticato e riparato un alimentatore, in particolare con un IIN, perché oltre l'80% dei fallimenti è dovuto alla loro quota.



Saturazione e tiraggio

Prima di tutto, su alcuni effetti, senza capire quali è impossibile lavorare con un UPS. Il primo di questi è la saturazione dei ferromagneti. Non sono in grado di assorbire energie superiori a un certo valore, a seconda delle proprietà del materiale. Gli hobbisti incontrano raramente la saturazione del ferro; può essere magnetizzato a diversi Tesla (Tesla, un'unità di misura dell'induzione magnetica). Quando si calcolano i trasformatori di ferro, l'induzione viene considerata pari a 0,7-1,7 Tesla. Le ferriti possono resistere solo a 0,15-0,35 T, il loro ciclo di isteresi è "più rettangolare" e funzionano a frequenze più elevate, quindi la loro probabilità di "saltare in saturazione" è di ordini di grandezza più elevata.

Se il circuito magnetico è saturo, l'induzione al suo interno non cresce più e l'EMF degli avvolgimenti secondari scompare, anche se il primario si è già sciolto (ricordate la fisica scolastica?). Ora spegni la corrente primaria. Il campo magnetico nei materiali magnetici dolci (i materiali magnetici duri sono magneti permanenti) non può esistere stazionario, come una carica elettrica o l'acqua in un serbatoio. Inizierà a dissiparsi, l'induzione diminuirà e in tutti gli avvolgimenti verrà indotto un campo elettromagnetico di polarità opposta rispetto alla polarità originale. Questo effetto è abbastanza ampiamente utilizzato in IIN.

A differenza della saturazione, la corrente nei dispositivi a semiconduttore (semplicemente tiraggio) è un fenomeno assolutamente dannoso. Nasce a causa della formazione/riassorbimento di cariche spaziali nelle regioni p e n; per transistor bipolari - principalmente nella base. I transistor ad effetto di campo e i diodi Schottky sono praticamente esenti da correnti d'aria.

Ad esempio, quando viene applicata/rimossa tensione a un diodo, questo conduce corrente in entrambe le direzioni finché le cariche non vengono raccolte/dissolte. Ecco perché la perdita di tensione sui diodi nei raddrizzatori è superiore a 0,7 V: al momento della commutazione, parte della carica del condensatore del filtro ha il tempo di fluire attraverso l'avvolgimento. In un raddrizzatore raddoppio parallelo, il tiraggio scorre attraverso entrambi i diodi contemporaneamente.

Una corrente di transistor provoca un picco di tensione sul collettore, che può danneggiare il dispositivo o, se è collegato un carico, danneggiarlo tramite corrente extra. Ma anche senza questo, un progetto di transistor aumenta le perdite di energia dinamica, come un progetto di diodo, e riduce l'efficienza del dispositivo. I potenti transistor ad effetto di campo non sono quasi suscettibili ad esso, perché non accumulano carica nella base a causa della sua assenza, quindi cambiano molto rapidamente e senza intoppi. "Quasi", perché i loro circuiti source-gate sono protetti dalla tensione inversa da diodi Schottky, che sono leggermente, ma passanti.

Tipi di CIF

Gli UPS fanno risalire la loro origine al generatore di blocco, pos. 1 nella fig. 6. Quando è acceso, Uin VT1 è leggermente aperto dalla corrente attraverso Rb, la corrente scorre attraverso l'avvolgimento Wk. Non può crescere istantaneamente fino al limite (ricordate ancora la fisica scolastica); una fem viene indotta nella base Wb e nell'avvolgimento di carico Wn. Da Wb, attraverso Sb, forza lo sblocco di VT1. Attraverso Wn non circola ancora corrente e VD1 non si avvia.



Quando il circuito magnetico è saturo, le correnti in Wb e Wn si fermano. Quindi, a causa della dissipazione (riassorbimento) di energia, l'induzione diminuisce, negli avvolgimenti viene indotto un EMF della polarità opposta e la tensione inversa Wb blocca istantaneamente (blocca) VT1, salvandolo dal surriscaldamento e dal guasto termico. Pertanto, tale schema è chiamato generatore di blocchi o semplicemente blocco. Rk e Sk eliminano le interferenze HF, di cui il blocco produce più che sufficiente. Ora è possibile rimuovere parte della potenza utile da Wn, ma solo attraverso il raddrizzatore 1P. Questa fase continua finché il Sat non si ricarica completamente o finché non si esaurisce l'energia magnetica immagazzinata.

Questa potenza, tuttavia, è piccola, fino a 10 W. Se provi a prenderne di più, VT1 si brucerà a causa di una forte corrente d'aria prima di bloccarsi. Poiché Tp è saturo, l’efficienza del blocco non è buona: più della metà dell’energia immagazzinata nel circuito magnetico vola via per riscaldare altri mondi. È vero, a causa della stessa saturazione, il blocco stabilizza in una certa misura la durata e l'ampiezza dei suoi impulsi e il suo circuito è molto semplice. Pertanto, i TIN basati sul blocco vengono spesso utilizzati nei caricabatterie telefonici economici.

Nota: il valore di Sb in gran parte, ma non completamente, come scrivono nei libri di consultazione amatoriale, determina il periodo di ripetizione dell'impulso. Il valore della sua capacità deve essere legato alle proprietà e alle dimensioni del circuito magnetico e alla velocità del transistor.

Il blocco un tempo ha dato origine ai televisori a scansione lineare con tubi a raggi catodici (CRT) e ha dato vita a una locanda con un diodo smorzatore, pos. 2. Qui l'unità di controllo, in base ai segnali provenienti da Wb e al circuito di feedback DSP, apre/blocca forzatamente VT1 prima che Tr sia saturato. Quando VT1 è bloccato, la corrente inversa Wk viene chiusa attraverso lo stesso diodo smorzatore VD1. Questa è la fase di lavoro: già maggiore che nel bloccaggio, parte dell'energia viene sottratta al carico. È grande perché quando è completamente saturo, tutta l’energia in eccesso vola via, ma qui non ce n’è abbastanza. In questo modo è possibile prelevare potenze fino a diverse decine di watt. Tuttavia, poiché il dispositivo di controllo non può funzionare finché Tr non si avvicina alla saturazione, il transistor è ancora fortemente visibile, le perdite dinamiche sono elevate e l'efficienza del circuito lascia molto a desiderare.

L'IIN con uno smorzatore è ancora vivo nei televisori e nei display CRT, poiché in essi l'IIN e l'uscita della scansione orizzontale sono combinati: il transistor di potenza e Tr sono comuni. Ciò riduce notevolmente i costi di produzione. Ma, francamente, l'IIN con uno smorzatore è fondamentalmente rachitico: il transistor e il trasformatore sono costretti a lavorare continuamente sull'orlo del guasto. Gli ingegneri che sono riusciti a portare questo circuito ad un'affidabilità accettabile meritano il più profondo rispetto, ma l'inserimento di un saldatore lì dentro è fortemente sconsigliato, tranne che ai professionisti che hanno seguito una formazione professionale e hanno l'esperienza adeguata.

La INN push-pull con un trasformatore di feedback separato è quella più utilizzata, perché ha i migliori indicatori di qualità e affidabilità. Tuttavia, in termini di interferenze RF, pecca terribilmente anche rispetto agli alimentatori “analogici” (con trasformatori su hardware e SNN). Attualmente, questo schema esiste in molte modifiche; i potenti transistor bipolari al suo interno sono quasi completamente sostituiti da quelli ad effetto di campo controllati da dispositivi speciali. IC, ma il principio di funzionamento rimane invariato. È illustrato dal diagramma originale, pos. 3.

Il dispositivo limitatore (LD) limita la corrente di carica dei condensatori del filtro di ingresso Sfvkh1(2). Le loro grandi dimensioni sono una condizione indispensabile per il funzionamento del dispositivo, perché Durante un ciclo di funzionamento viene prelevata una piccola frazione dell'energia immagazzinata. In parole povere, svolgono il ruolo di un serbatoio dell'acqua o di un serbatoio dell'aria. Durante la ricarica “breve”, la corrente di carica aggiuntiva può superare i 100 A per un tempo massimo di 100 ms. Rc1 e Rc2 con una resistenza dell'ordine di MOhm sono necessari per bilanciare la tensione del filtro, perché il minimo squilibrio delle sue spalle è inaccettabile.

Quando Sfvkh1(2) viene caricato, il dispositivo di trigger a ultrasuoni genera un impulso di trigger che apre uno dei bracci (quale non ha importanza) dell'inverter VT1 VT2. Una corrente scorre attraverso l'avvolgimento Wk di un grande trasformatore di potenza Tr2 e l'energia magnetica dal suo nucleo attraverso l'avvolgimento Wn viene quasi completamente spesa per la rettifica e per il carico.

Una piccola parte dell'energia Tr2, determinata dal valore di Rogr, viene prelevata dall'avvolgimento Woc1 e fornita all'avvolgimento Woc2 di un piccolo trasformatore basico retroazionato Tr1. Si satura velocemente, il braccio aperto si chiude e, per dissipazione in Tr2, quello precedentemente chiuso si apre, come descritto per il blocco, ed il ciclo si ripete.

In sostanza, un IIN push-pull è composto da 2 bloccanti che si “spingono” a vicenda. Poiché il potente Tr2 non è saturato, il tiraggio VT1 VT2 è piccolo, “affonda” completamente nel circuito magnetico Tr2 e alla fine entra nel carico. Pertanto, è possibile costruire un IPP a due tempi con una potenza fino a diversi kW.

È peggio se finisce in modalità XX. Poi, durante il mezzo ciclo, Tr2 avrà il tempo di saturarsi e un forte tiraggio brucerà contemporaneamente sia VT1 che VT2. Tuttavia, ora sono in vendita ferriti di potenza per induzione fino a 0,6 Tesla, ma sono costose e si degradano a causa dell'inversione accidentale della magnetizzazione. Sono in fase di sviluppo ferriti con una capacità superiore a 1 Tesla, ma affinché gli IIN raggiungano l'affidabilità del "ferro", sono necessari almeno 2,5 Tesla.

Tecnica diagnostica

Quando si risolve un problema con un alimentatore "analogico", se è "stupidamente silenzioso", controllare prima i fusibili, quindi la protezione, RE e ION, se ha transistor. Suonano normalmente: procediamo elemento per elemento, come descritto di seguito.

Nell'IIN, se “si avvia” e immediatamente “si ferma”, controllano prima l'unità di controllo. La corrente al suo interno è limitata da un potente resistore a bassa resistenza, quindi deviata da un optotiristore. Se il "resistore" è apparentemente bruciato, sostituirlo insieme al fotoaccoppiatore. Altri elementi del dispositivo di controllo si guastano molto raramente.

Se l'IIN è “silenzioso, come un pesce sul ghiaccio”, anche la diagnosi inizia con l'OU (forse il “rezik” si è completamente bruciato). Quindi - ultrasuoni. I modelli economici utilizzano transistor in modalità di guasto a valanga, che è lungi dall'essere molto affidabile.

La fase successiva in qualsiasi alimentatore sono gli elettroliti. La frattura dell'alloggiamento e la perdita di elettrolita non sono così comuni come scrivono su RuNet, ma la perdita di capacità si verifica molto più spesso del guasto degli elementi attivi. I condensatori elettrolitici vengono controllati con un multimetro in grado di misurare la capacità. Al di sotto del valore nominale del 20% o più: abbassiamo i "morti" nei fanghi e ne installiamo uno nuovo e buono.



Poi ci sono gli elementi attivi. Probabilmente sai come comporre diodi e transistor. Ma ci sono 2 trucchi qui. Il primo è che se un tester con una batteria da 12 V richiama un diodo Schottky o un diodo zener, il dispositivo potrebbe mostrare un guasto, sebbene il diodo sia abbastanza buono. È meglio chiamare questi componenti utilizzando un dispositivo puntatore con una batteria da 1,5-3 V.

Il secondo sono i potenti lavoratori sul campo. Sopra (avete notato?) è detto che i loro I-Z sono protetti da diodi. Pertanto, i potenti transistor ad effetto di campo sembrano suonare come transistor bipolari riparabili, anche se sono inutilizzabili se il canale è "bruciato" (degradato) non completamente.

Qui, l’unico modo disponibile a casa è sostituirli con altri noti e buoni, entrambi contemporaneamente. Se nel circuito ne è rimasto uno bruciato, ne porterà immediatamente con sé uno nuovo e funzionante. Gli ingegneri elettronici scherzano dicendo che i potenti lavoratori sul campo non possono vivere gli uni senza gli altri. Un altro prof. scherzo – “coppia gay sostitutiva”. Ciò significa che i transistor dei bracci IIN devono essere rigorosamente dello stesso tipo.

Infine, condensatori a film e ceramici. Sono caratterizzati da rotture interne (rilevate dallo stesso tester che controlla i “condizionatori”) e perdite o rotture sotto tensione. Per “catturarli” è necessario assemblare un semplice circuito secondo la Fig. 7. Il test passo passo dei condensatori elettrici per guasti e perdite viene eseguito come segue:



• Impostiamo sul tester, senza collegarlo da nessuna parte, il limite minimo per misurare la tensione continua (il più delle volte 0,2 V o 200 mV), rileviamo e registriamo l'errore del dispositivo;
• Attiviamo il limite di misurazione di 20 V;
• Colleghiamo il condensatore sospetto ai punti 3-4, il tester a 5-6, e a 1-2 applichiamo una tensione costante di 24-48 V;
• Imposta i limiti di tensione del multimetro al minimo;
• Se su qualsiasi tester viene visualizzato qualcosa di diverso da 0000.00 (almeno qualcosa di diverso dal proprio errore), il condensatore testato non è adatto.

Qui finisce la parte metodologica della diagnosi e inizia la parte creativa, dove tutte le istruzioni si basano sulle proprie conoscenze, esperienze e considerazioni.

Un paio di impulsi

Gli UPS sono un articolo speciale a causa della loro complessità e diversità di circuiti. Qui, per cominciare, esamineremo un paio di esempi utilizzando la modulazione di larghezza di impulso (PWM), che ci consente di ottenere UPS della migliore qualità. Ci sono molti circuiti PWM in RuNet, ma il PWM non è così spaventoso come sembra...

Per la progettazione illuminotecnica

Puoi semplicemente accendere la striscia LED da qualsiasi alimentatore sopra descritto, ad eccezione di quello in Fig. 1, impostando la tensione richiesta. SNN con pos. 1 fig. 3, è facile realizzarne 3, per i canali R, G e B. Ma la durata e la stabilità della luminosità dei LED non dipende dalla tensione applicata ad essi, ma dalla corrente che li attraversa. Pertanto, un buon alimentatore per strip LED dovrebbe includere uno stabilizzatore di corrente di carico; in termini tecnici: una fonte di corrente stabile (IST).



Uno degli schemi per stabilizzare la corrente della striscia luminosa, che può essere ripetuto dai dilettanti, è mostrato in Fig. 8. È assemblato su un timer integrato 555 (analogico domestico - K1006VI1). Fornisce una corrente stabile sul nastro da una tensione di alimentazione di 9-15 V. La quantità di corrente stabile è determinata dalla formula I = 1/(2R6); in questo caso - 0,7 A. Il potente transistor VT3 è necessariamente un transistor ad effetto di campo; da una corrente d'aria, a causa della carica di base, semplicemente non si formerà un PWM bipolare. L'induttore L1 è avvolto su un anello di ferrite 2000NM K20x4x6 con un cablaggio 5xPE 0,2 mm. Numero di giri – 50. Diodi VD1, VD2 – qualsiasi RF al silicio (KD104, KD106); VT1 e VT2 – KT3107 o analoghi. Con KT361, ecc. La tensione di ingresso e gli intervalli di controllo della luminosità diminuiranno.

Il circuito funziona in questo modo: in primo luogo, la capacità di impostazione del tempo C1 viene caricata attraverso il circuito R1VD1 e scaricata attraverso VD2R3VT2, aperta, cioè in modalità saturazione, tramite R1R5. Il timer genera una sequenza di impulsi con la frequenza massima; più precisamente - con un ciclo di lavoro minimo. L'interruttore senza inerzia VT3 genera impulsi potenti e il suo cablaggio VD3C4C3L1 li attenua in corrente continua.

Nota: Il ciclo di lavoro di una serie di impulsi è il rapporto tra il loro periodo di ripetizione e la durata dell'impulso. Se, ad esempio, la durata dell'impulso è 10 μs e l'intervallo tra loro è 100 μs, il ciclo di lavoro sarà 11.

La corrente nel carico aumenta e la caduta di tensione su R6 apre VT1, ad es. lo trasferisce dalla modalità di interruzione (blocco) alla modalità attiva (rinforzo). Ciò crea un circuito di dispersione per la base di VT2 R2VT1+Upit e anche VT2 passa in modalità attiva. La corrente di scarica C1 diminuisce, il tempo di scarica aumenta, il ciclo di lavoro della serie aumenta e il valore della corrente media scende alla norma specificata da R6. Questa è l'essenza del PWM. Alla corrente minima, cioè al ciclo di lavoro massimo, C1 viene scaricato attraverso il circuito dell'interruttore del timer interno VD2-R4.

Nel design originale non è prevista la possibilità di regolare rapidamente la corrente e, di conseguenza, la luminosità del bagliore; Non sono presenti potenziometri da 0,68 ohm. Il modo più semplice per regolare la luminosità è collegare, dopo la regolazione, un potenziometro R* da 3,3-10 kOhm nell'intercapedine tra R3 e l'emettitore VT2, evidenziato in marrone. Spostando il motore lungo il circuito, aumenteremo il tempo di scarica di C4, il ciclo di lavoro e ridurremo la corrente. Un altro metodo consiste nel bypassare la giunzione di base del VT2 attivando un potenziometro da circa 1 MOhm nei punti a e b (evidenziati in rosso), meno preferibile, perché la regolazione sarà più profonda, ma più approssimativa e netta.

Sfortunatamente, per impostare questo utile non solo per i nastri luminosi IST, è necessario un oscilloscopio:

1. Al circuito viene fornito il minimo +Upit.
2. Selezionando R1 (impulso) e R3 (pausa) otteniamo un ciclo di lavoro pari a 2, ovvero La durata dell'impulso deve essere uguale alla durata della pausa. Non puoi dare un ciclo di lavoro inferiore a 2!
3. Servi il massimo +Upit.
4. Selezionando R4 si ottiene il valore nominale di una corrente stabile.

Per la ricarica

Nella fig. 9 – diagramma dell'ISN più semplice con PWM, adatto per caricare un telefono, uno smartphone, un tablet (un laptop, sfortunatamente, non funzionerà) da una batteria solare fatta in casa, un generatore eolico, una batteria per moto o per auto, una torcia magnetica "bug" e altro alimentatore con fonti casuali instabili a bassa potenza Vedere il diagramma per l'intervallo della tensione di ingresso, non sono presenti errori. Questo ISN è infatti in grado di produrre una tensione di uscita maggiore di quella di ingresso. Come nel precedente, anche qui si ha l'effetto di cambiare la polarità dell'uscita rispetto all'ingresso; questa è generalmente una caratteristica proprietaria dei circuiti PWM. Speriamo che dopo aver letto attentamente quello precedente, capirai tu stesso il lavoro di questa piccola cosa.



Per inciso, sulla ricarica e sulla ricarica

La ricarica delle batterie è un processo fisico e chimico molto complesso e delicato, la cui violazione riduce la loro durata più volte o decine di volte, ad es. numero di cicli di carica-scarica. Il caricabatterie deve, in base a piccolissime variazioni della tensione della batteria, calcolare quanta energia è stata ricevuta e regolare di conseguenza la corrente di carica secondo una determinata legge. Pertanto, il caricabatterie non è affatto un alimentatore e solo le batterie dei dispositivi con regolatore di carica integrato possono essere caricate da normali alimentatori: telefoni, smartphone, tablet e alcuni modelli di fotocamere digitali. E la ricarica, che è un caricabatterie, è argomento di discussione separata.

Per dessert

Circa 3 anni fa, un messaggio poco notato ma curioso balenò nelle notizie: il numero di transistor prodotti dall'industria elettronica globale, comprese le strutture di transistor nei chip, ha superato il numero di chicchi di cereali coltivati ​​nell'intera storia dell'umanità, ad eccezione di riso. Mentre la natura è ancora avanti...