Za sve potrebne elektroničke sklopove izvori energije. A ako jedan uređaj može raditi izravno iz mreže, onda su drugima potrebni različiti naponi: za digitalna mikrocirkula, u pravilu, + 5V (za TTL logiku) ili + 7..9V (za CMOS tehnologije).
Usput, o čemu se radi: TTL i CMOS se mogu pročitati
Za različite igračke obično je potrebno +5 ... 12V. za napajanje LED dioda +3 .. + 5V, za pojačala općenito je raznovrsna ..

Općenito, na ovaj ili onaj način, postavlja se pitanje čineći izvor energije, i ne samo izvora, već takvog da udovoljava relevantnim zahtjevima: potrebni napon i struja na izlazu, prisutnost zaštite i tako dalje.

Posebnu kategoriju smo posvetili izvorima hrane, koja se zove Napajanja   (materijali iz kategorije), ovdje ćemo razmotriti najjednostavniju opciju napajanje bez transformatora   za jednostavne proizvode koji se mogu napraviti u samo nekoliko minuta. Evo njegovog dijagrama:

Naravno, snaga takvog izvora je mala i može se koristiti samo za najjednostavnije sheme, ali najvažnije je da je stabiliziran.

To je "+", mikro krugovi za negativni napon su označeni 79XX.

Na gore navedenom dijagramu izlazni napon je + 5V (prema vrsti korištenog KENENKI-ja), ali po potrebi se također može promijeniti ugradnjom drugog čipa.
Samo će u ovom slučaju trebati obratiti pažnju na zener diodu na ulazu: mora se odabrati tako da napon na ulazu i izlazu RCC ima razliku od najmanje 2V.

Pa, to nije sve: čak i ako koristite čip sa standardnim izlaznim naponom, ipak možete malo promijeniti izlazni napon ako je potrebno (na primjer, dobiti 7,5 V ili 6,5). Da biste to učinili, morate dodati mikro krug dodatnog kruga od dioda ili zener dioda, a možete pročitati kako to učiniti.

Čak i takav jednostavan izvor napajanja može biti "malo više napajan", odnosno, postići veću struju u opterećenju. Ali tada će biti potrebno uvođenje dodatnih balastnih otpornika na ulazu. Tako je, na primjer, ovdje prikazan dijagram napajanja bez transformatora sa izlaznim naponom od + 12V

Kada imamo posla s uređajima koji rade na izvoru niskog napona, obično imamo nekoliko mogućnosti napajanja njima. Pored jednostavnih, ali skupih i glomaznih transformatora, možete koristiti napajanje bez transformatora.

Na primjer, pomoću napona za gašenje ili korištenjem reaktancije kondenzatora možete dobiti 5 volti od 220 volti. Međutim, ovo je rješenje pogodno samo za uređaje koji imaju vrlo malu potrošnju struje. Ako nam je potrebno više struje, na primjer, za napajanje LED kruga, tada ćemo se suočiti s ograničenjem performansi.

Ako bilo koji uređaj troši veliku struju i u osnovi ga je potrebno napajati iz mreže od 220 volti, to jest jednog originalnog rješenja. Sastoji se u korištenju samo dijela sinusoida za ishranu tokom njegovog rasta i pada, tj. u trenutku kada je mrežni napon jednak ili manji od tražene vrijednosti.

Opis rada bez transformatorskog napajanja

Posebnost kruga je kontrola momenta otvaranja MOSFET tranzistora - VT2 (IRF830). Ako je trenutna vrijednost napona mrežnog napona niža od stabilizacijskog napona Zener diode VD5 minus pad napona preko otpornika R3, tada će tranzistor VT1 biti zatvoren. Zbog toga pozitivni napon prolazi kroz otpornik R4 do tranzistora VT2, uslijed čega je u otvorenom stanju.

Struja teče kroz tranzistor VT2, a trenutna vrijednost mrežnog napona je kondenzator C2 za punjenje. Naravno, napon u mreži pada na nulu, pa je u krug potrebno uključiti VD7 diodu, što sprečava ponovno puštanje kondenzatora u krug napajanja.

Kada ulazni napon mreže pređe prag, struja koja prolazi kroz zener diodu VD5 dovodi do otvaranja tranzistora VT1. Tranzistor aktivira vrata tranzistora VT2 sa svojim kolektorom, što rezultira zatvaranjem VT2. Tako se kondenzator C2 napuni samo potrebnim naponom.

Snažni VT2 tranzistor otvara se samo na niskom naponu, tako da je njegova ukupna rasipajuća snaga u krugu vrlo mala. Naravno, stabilnost napajanja ovisi o upravljačkom naponu zener diode, stoga, primjerice, ako želimo napajati strujni krug mikrokontrolerom, tada se izlaz mora nadopuniti s malim.

Otpornik R1 štiti krug i smanjuje porast napona pri prvoj upotrebi. Zener dioda VD6 ograničava maksimalni napon na upravljačkoj elektrodi tranzistora VT2 u području od 15 volti. Prilikom prebacivanja tranzistora VT2 dolazi do elektromagnetskih smetnji. Da bi se izbjeglo prenošenje smetnji na mrežu, u ulaznom se krugu koristi jednostavan LC filter koji se sastoji od L1 i C1 komponenti.

Članci smo počeli upoznavati umjetnost liječenja računarskih napajanja. Nastavimo sa ovim uzbudljivim poslom i pažljivo razmotrimo njihov dio visokog napona.

Provjera visokonaponskog dijela napajanja

Nakon pregleda ploče i vraćanja obroka, osigurač treba provjeriti multimeterom (u režimu mjerenja otpora).

Nadam se da ste dobro shvatili i zapamtili sigurnosne mjere opreza, izneseno ranije!

Ako izgori, to obično ukazuje na kvar u dijelu visokog napona.

Najčešće je kvar osigurača vidljiv (ako je staklo) vizuelno: unutra je „prljav“ („prljavština“ je ispareni olovni navoj).

Ponekad se staklena cijev razbije u komade.

U tom je slučaju potrebno provjeriti (pomoću istog ispitivača) radljivost visokonaponskih dioda, tranzistora ključa za napajanje i tranzistora napajanja u stanju pripravnosti. Tranzistori snage visokog napona obično se nalaze na zajedničkom radijatoru.

Sa upaljenim osiguračem, terminali kolektora i emitera često kratko "zvone", a to možete proveriti bez lemljenja tranzistora. S tranzistorima s efektom na terenu situacija je nešto složenija.

Kako provjeriti terenske i bipolarne tranzistore, možete pročitati i.

Dio visokog napona nalazi se u onom dijelu ploče na kojem se nalaze visokonaponski kondenzatori (oni su veće zapremine od onih sa niskim naponom). Ovi kondenzatori ukazuju na njihov kapacitet (330 - 820 μF) i radni napon (200 - 400 V).

Možda se ne čudite da radni napon može biti 200 V. U većini krugova ovi kondenzatori su spojeni serijski, tako da će njihov ukupni radni napon biti 400 V. Ali postoje i krugovi s jednim kondenzatorom po radnom naponu od 400 V (ili čak i više) .

Često se događa da, zajedno s energetskim ćelijama, elektrolitički kondenzatori prestanu raditi - i niskonaponski i visoki napon (visoki napon - rjeđe).

U većini slučajeva to je jasno vidljivo - kondenzatori nabreknu, gornji poklopac im pukne.

U najtežim slučajevima iz njih teče elektrolit. Pali se ne samo tako, već i na mestima gde je njegova debljina manja.

To se radi posebno da bi se prošlo s malo krvi.   To prije nisu radili, a za vrijeme eksplozije kondenzator je raštrkao unutrašnje dijelove. A s monolitnim aluminijskim omotačem, moglo se dobiti i to na čelo.

Svi takvi kondenzatori moraju se zamijeniti sličnim. Tragove elektrolita na ploči treba pažljivo ukloniti.

Elektrolitički kondenzatori i ESR snage

Podsjećamo da se posebni niskonaponski kondenzatori s niskim ESR-om (ekvivalentni serijski otpor, EPS) koriste u napajačima.

Slično je instalirano na matičnim pločama računala.

Možete ih prepoznati po oznaci.

Na primjer, kondenzator s niskim ESR-om CapXon ima oznaku "LZ". "Obični" kondenzator nema slova LZ. Svaka tvrtka proizvodi veliki broj različitih vrsta kondenzatora. Točna ESR vrijednost za određenu vrstu kondenzatora može se pronaći na web mjestu proizvođača.

Proizvođači napajanja često štede na kondenzatorima, stavljajući obične s višim EPS-om (i oni su jeftiniji). Ponekad čak i napišu „Low ESR“ na bazama kondenzatora.

Ovo je prevara, i bolje je zameniti takve kondenzatore odmah.

U najtežem načinu rada filtri kondenzatori rade na sabirnicama +3,3 V, +5 V, +12 V, jer kroz njih kruže velike struje.

Postoje i „gadni“ slučajevi kada se vremenom kondenzatori malog kapaciteta u izvoru pripravnog napona osuše. Istodobno se njihov kapacitet smanjuje, a ESR raste.

Ili se kapacitet malo smanjuje, a ESR snažno raste. Međutim, možda neće doći do vanjskih promjena oblika, jer su njihove dimenzije i kapacitet mali.

To može dovesti do promjene naponske vrijednosti izvora pripravnosti. Ako je manji od normalnog, glavni pretvarač napajanja uopće se neće uključiti.

Ako je veći, računar će se srušiti i „zamrznuti“, jer je dio komponenata matične ploče pod upravo ovim naponom.

Kapacitet se može meriti.

Međutim, većina testera može izmjeriti kapacitet do 20 uF, što očito nije dovoljno.

Imajte na umu da je nemoguće izmjeriti ESR običnim testerom.

Treba vam poseban ESR merač!

Za velike kondenzatore ESR može biti u desetinama ili stotinama Ohma, a za male kondenzatore može biti u desetinama ili jedinicama Ohma.

Ako je veći, takav kondenzator mora se zamijeniti.

Ako nema takvog brojila, „sumnjivi“ kondenzator mora se zameniti novim (ili očigledno radnim).

Otuda i moral - ne ostavljajte izvor napona napona u napajanju uključenim. Što manje vremena radi, duže će se kondenzatori u njemu sušiti.

Nakon završetka radova morate ukloniti napon s prekidačem filtera ili ukloniti utikač kabela za napajanje iz utičnice.

Za kraj, recimo još nekoliko riječi

O elementima visokonaponskog dijela napajanja

U jeftinim bipolarnim tranzistorima 13007 ili 13009 s niskonaponskim tranzistorima snage 13007 ili 13009 s kolektorskim strujama od 8 i 12 A, te naponom između emitora i kolektora od 400 V. često se koriste kao ključni.

U stanju pripravnosti može se koristiti naponski tranzistor 2N60 sa strujom odvoda 2A i naponom odvoda od 600 V.

No, tranzistori sa efektom polja mogu se koristiti kao ključni i bipolarni u izvoru stanja pripravnosti.

U nedostatku potrebnih tranzistora, mogu se zamijeniti analogima.

Analozi bipolarnih tranzistora moraju imati radni napon između emitera i kolektora, a struja kolektora nije manja od one zamijenjene.

Analozi poljskih tranzistora moraju imati radni napon ispusnog izvora i struje odvoda ne manji od napona koji se može zamijeniti i otpor otvorenog kanala „odvodni izvor“ ne višinego zamjena.

Pažljivi čitatelj može pitati: „Zašto otpor ovog kanala ne bi trebao biti veći? Uostalom, što je veća vrijednost parametara, to je bolje? "

Odgovaram - s istom radnom strujom na kanalu većim otporom, u skladu sa zakonom Joule-Lenz-a, raspršit će se veća snaga. I, zato će se jače zagrejati (tj. Ceo tranzistor).

Dodatna vrućina nam je beskorisna!

Imamo napajanje, a ne radijator za grijanje!

Na ovome, prijatelji, danas ćemo završiti. Još uvijek se moramo upoznati s postupkom niskonaponskog dijela, što ćemo učiniti u sljedećem članku.

Vidimo se na blogu!

Uređaji mikrokontrolera za svoj rad trebaju konstantni stabilizirani napon od 3,3-5 V. Taj se napon obično dobiva iz naizmjeničnog mrežnog napona pomoću izvora napajanja transformatora, a u najjednostavnijem slučaju to je sljedeći krug.

Transcendirajući transformator, diodni most, izravnavajući kondenzator i linearni / impulsni stabilizator. Pored toga, takav izvor može uključivati \u200b\u200bosigurač, krugove filtra, krug mekog pokretanja, krug zaštite od preopterećenja itd.
  Ovaj izvor napajanja (uz odgovarajući izbor komponenata) omogućava vam primanje velikih struja i ima galvansku izolaciju iz izmjenične mreže koja je važna za siguran rad uređaja. Međutim, takav izvor može imati velike dimenzije, zahvaljujući transformatorima i kondenzatorima za filtriranje.
  U nekim uređajima na mikrokontrolerima galvanska izolacija od mreže nije potrebna. Na primjer, ako je uređaj zatvorena jedinica s kojom krajnji korisnik ni na koji način ne stupa u kontakt. U tom slučaju, ako strujni krug troši relativno malu struju (desetine miliampera), on se može napajati iz mreže od 220 V koristeći bez transformatorski izvor napajanja.
  U ovom ćemo članku razmotriti princip rada takvog izvora napajanja, redoslijed njegovog izračuna i praktični primjer upotrebe.

Princip rada napajanja bez transformatora

Otpornik R1 ispušta kondenzator C1 kada je krug isključen iz mreže. To je neophodno kako vas izvor napajanja ne bi šokirao kada dodirnete ulazne kontakte.
  Kad se izvor napajanja spoji na mrežu, ispražnjeni kondenzator C1 je, grubo rečeno, provodnik, i ogromna struja kratko vrijeme prolazi kroz zener diodu VD1, što ga može onesposobiti. Otpornik R2 ograničava ulaznu struju kada je uređaj uključen.

  "Uključna struja" u početnom trenutku uključivanja kruga. Mrežni napon crta se plavom bojom, a struja koju izvor napajanja troši crvenom bojom. Radi jasnoće, trenutni se grafikon povećava nekoliko puta.

Ako spojite strujni krug na mrežu u trenutku kada napon pređe nulu, neće biti provale. Ali kakva je vjerovatnoća da ćete uspjeti?
  Bilo koji kondenzator odolijeva protoku izmjenične struje. (Za istosmjerni kondenzator je kondenzator otvoren.) Veličina ovog otpora ovisi o frekvenciji ulaznog napona i kapacitivnosti kondenzatora i može se izračunati formulom. Kondenzator C1 igra ulogu balastnog otpora, na koji će pasti najveći dio ulaznog napona mreže.

Možda imate razumno pitanje: zašto ne možete staviti uobičajeni otpornik umjesto C1? Moguće je, ali moć će se rasipati na njemu, uslijed čega će se zagrijati. To se ne događa s kondenzatorom - aktivna snaga puštena na njemu tokom jednog napona napajanja iznosi nulu. U proračunima ćemo se dotaknuti ove točke.

Dakle, dio ulaznog napona pada na kondenzator C1. (Pad napona preko otpornika R2 se ne može uzeti u obzir, jer ima mali otpor.) Preostali napon će se primeniti na zener diodi VD1.
  U pozitivnom polukrugu ulazni napon će biti ograničen zener diodom na nivou njegovog nazivnog stabilizacijskog napona. U negativnom polukrugu ulazni napon će se primijeniti na zener diodu u smjeru prema naprijed, a zener dioda će imati napon od približno minus 0,7 Volta.

  Naravno, takav pulsirajući napon nije prikladan za napajanje mikrokontrolera, pa se nakon zener diode nalazi lanac poluvodičke diode VD2 i elektrolitički kondenzator C2. Kad je napon na zener diodi pozitivan, struja teče kroz VD2 diodu. U ovom trenutku se napuni kondenzator C2 i napaja se opterećenje. Kad napon na zener diodi padne, dioda VD2 se zaključa, a kondenzator C2 odašilje spremljenu energiju opterećenju.
  Napon preko kondenzatora C2 će fluktuirati (ripleti). U pozitivnom poluvremenu napona mreže će se povećati na Ust minus napon na VD2, u negativnom polu-periodu će pasti zbog pražnjenja na opterećenje. Amplituda fluktuacija napona na C2 ovisit će o njegovom kapacitivnosti i struji koju troši opterećenje. Što je veća kondenzator kondenzatora C2 i što je manja struja opterećenja, to će biti ove pukotine.
  Ako su struja i valjci opterećenja mali, tada je nakon kondenzatora C2 već moguće staviti opterećenje, ali za uređaje na mikrokontrolerima bolje je koristiti krug sa stabilizatorom. Ako ispravno izračunamo vrijednosti svih komponenti, tada na izlazu stabilizatora dobivamo konstantan napon.
  Krug se može poboljšati dodavanjem diodnog mosta na njega. Tada će napajanje koristiti oba poluvremena ulaznog napona - i pozitivni i negativni. To će omogućiti dobivanje boljih parametara valjka s manjim kondenzatorom C2. Dioda između zener diode i kondenzatora može se isključiti iz ovog kruga.

Nastavak ...

Mnoge šunke ne smatraju napajanje bez transformatora. No, uprkos tome, oni se koriste prilično aktivno. Konkretno, u sigurnosnim uređajima, u radio-upravljačkim krugovima lustera, tereti i u mnogim drugim uređajima. U ovom video vodiču razmislite o jednostavnom dizajnu takvog 5-voltnog ispravljača, 40-50 mA. Međutim, možete promijeniti krug i dobiti gotovo bilo koji napon.

Izvori bez transformatora također se koriste kao punjači i koriste se u napajanju LED svjetiljkama i u kineskim lampama.

Za pršute je u ovoj kineskoj trgovini sve dostupno.

Analiza kola

Razmotrite jednostavan transformatorski krug. Napon iz mreže 220 volti kroz ograničavajući otpornik, koji istovremeno djeluje kao osigurač, ide u kondenzator za gašenje. Izlaz je također mrežni napon, ali struja se višestruko smanjuje.

Bezformalni ispravljački krug

Zatim, do pola talasnog diodnog ispravljača, na njegovom izlazu dobivamo konstantnu struju koja se stabilizira pomoću stabilizatora VD5 i zaglađuje kondenzatorom. U našem slučaju kondenzator je 25 V, 100 μF, elektrolitički. Još jedan mali kondenzator ugrađen je paralelno sa napajanjem.

Zatim se prelazi na linearni regulator napona. U ovom je slučaju korišten linearni stabilizator 7808. U krugu postoji mala pogreška pri pisanju, izlazni napon je zapravo približno 8 V. Zašto je u krugu linearni stabilizator, zener dioda? U većini slučajeva nije dopušteno napajanje regulatora napona iznad 30 V do linearnih stabilizatora napona. Zbog toga je u krugu potrebna zener dioda. Ocjena izlazne struje određena je u većoj mjeri kapacitetom kondenzatora za gašenje. U ovoj izvedbi ima kapacitet od 0,33 µF, nazivnog napona 400 V. Isprazni otpornik s otporom od 1 MΩ instaliran je paralelno s kondenzatorom. Vrijednost svih otpornika može biti 0, 25 ili 0, 5 W. Ovaj otpornik tako da nakon isključivanja kruga iz mreže kondenzator ne drži preostali napon, odnosno prazni se.

Diodni most može se sastaviti iz četiri ispravljača na 1 A. Obrnuti napon dioda mora biti najmanje 400 V. Također možete koristiti gotove diodne sklopove tipa KTs405. U direktoriju morate pogledati dopušteni obrnuti napon kroz diodni most. Zener dioda je poželjno 1 vata. Napon stabilizacije ove zener diode treba biti od 6 do 30 V, ne više. Struja na izlazu kruga ovisi o ocjeni ovog kondenzatora. Pri kapacitivnosti od 1 µF, struja će biti u području od 70 mA. Kapacitet kondenzatora ne treba povećavati više od 0,5 μF, jer prilično velika struja, naravno, sagoreva zener dioda. Ova shema je dobra po tome što je male veličine, koju možete sakupljati iz improviziranih sredstava. Ali nedostatak je što nema galvansku izolaciju od mreže. Ako ga namjeravate koristiti, tada se obavezno upotrijebite u zatvorenom slučaju da ne biste dodirnuli dijelove kruga visokog napona. I, naravno, ne treba povezivati \u200b\u200bvelike nade s ovim krugom, jer je izlazna struja kruga mala. Odnosno, dovoljno za napajanje uređaja male snage sa strujom do 50 mA. Konkretno, napajanje LED dioda i konstrukcija LED lampi i noćnih svjetala. Prvi start se mora obaviti u nizu sa sijalicom.

U ovoj izvedbi postoji otpornik od 300 ohma, koji je u slučaju kvara. Ovaj otpornik već nemamo na ploči, pa smo dodali žarulju koja će se malo upaliti tokom rada našeg kruga. Da bismo provjerili izlazni napon, koristit ćemo se najobičnijim multimetrom, konstantnim brojilom od 20 V. Spojimo krug na mrežu 220 V. S obzirom da imamo zaštitno svjetlo, spasit ćemo situaciju ako u krugu ima problema. Budite izuzetno oprezni tijekom rada s visokim naponom, jer se u krug dovodi još 220 V.

Zaključak

Izlaz je 4,94, odnosno, gotovo 5 V. Pri struji ne većoj od 40-50 mA. Izvrsno za LED niske snage. Možete napajati LED vladare iz ovog kruga, samo da istovremeno zamijenite stabilizator 12-voltnim, na primjer, 7812. Načelno, na izlazu možete dobiti bilo koji napon u razumnom rasponu. To je sve. Ne zaboravite da se pretplatite na kanal i ostavite svoje komentare o daljnjim videozapisima.

Pažnja! Kad se napaja struja, važno je sklop postaviti u plastični kovčeg ili pažljivo izolirati sve kontakte i žice kako bi se spriječio slučajni kontakt s njima, jer je sklop spojen na 220 voltnu mrežu i to povećava vjerojatnost električnog udara! Budite oprezni i tuberkulozni!