Kõigi nõutavate elektrooniliste vooluringide jaoks toiteallikad. Ja kui üks seade saab töötada otse võrgust, siis vajavad teised erinevaid pingeid: digitaalsete mikrolülituste jaoks on reeglina + 5 V (TTL-loogika jaoks) või + 7..9V (CMOS-tehnoloogiate jaoks).
Muide, mis see on: TTL-i ja CMOS-i saab lugeda
Erinevad mänguasjad vajavad tavaliselt +5 ... 12 V. LED-ide toiteks +3 .. + 5V, võimendite jaoks üldiselt on see mitmekesine ..

Üldiselt tekib ühel või teisel viisil küsimus toiteallika valmistamine, ja mitte ainult allikas, vaid selline, et see vastab asjakohastele nõuetele: vajalik väljundis olev pinge ja vool, kaitse olemasolu jne.

Oleme toiduallikatele pühendanud eraldi kategooria, mille nimi on Toiteallikad  (kategooria materjalid), kaalume siin kõige lihtsamat varianti trafodeta toiteallikas  lihtsate toodete jaoks, mida saab valmistada vaid mõne minutiga. Siin on tema diagramm:

Muidugi on sellise allika võimsus väike ja seda saab kasutada ainult kõige lihtsamate skeemide jaoks, kuid kõige tähtsam on, et see oleks stabiliseeritud.

See on "+", negatiivse pinge mikroskeemid on tähistatud 79XX.

Ülaltoodud diagrammil on väljundpinge + 5 V (vastavalt kasutatud KENENKI tüübile), kuid vajadusel saab seda muuta ka mõne teise kiibi paigaldamisega.
Ainult sel juhul on vaja pöörata tähelepanu sisendi zeneri dioodile: see tuleb valida nii, et RCC sisendis ja väljundis oleks pinge erinevus vähemalt 2 V.

Noh, see pole veel kõik: isegi tavalise väljundpingega kiipi kasutades saate vajadusel vajadusel väljundpinget pisut muuta (näiteks saate 7,5 V või 6,5). Selleks peate mikroskeemile lisama dioodide või zeneri dioodide lisalülituse ja saate lugeda, kuidas seda teha.

Isegi nii lihtsat toiteallikat saab "natuke rohkem toita", see tähendab suurema koormuse voolu saavutamiseks. Kuid siis tuleb sisendis kasutusele võtta täiendavad ballastitakistid. Nii on siin näiteks trafovaba toiteallika skeem väljundpingega + 12 V

Kui käsitleme madalpingeallikast töötavaid seadmeid, on meil tavaliselt nende toiteks mitu võimalust. Lisaks lihtsatele, kuid kallitele ja mahukatele trafodele saate kasutada trafodeta toiteallikas.

Näiteks võite kustutustakisti või kondensaatori reageerimise abil saada 5 volti 220 voldist. Kuid see lahendus sobib ainult sellistele seadmetele, mille voolutarve on väga madal. Kui meil on näiteks LED-vooluahela toiteks vaja rohkem voolu, siis siin seisame silmitsi jõudluse piiranguga.

Kui mõni seade tarbib suurt voolu ja on põhimõtteliselt vajalik, et see toitaks 220-voldise võrguga, see tähendab ühe originaalse lahendusega. See seisneb selles, et sinusoidi kasutatakse ainult osa selle kasvu ja languse ajal toitumiseks, s.o. hetkel, kui võrgupinge on nõutud väärtusega võrdne või sellest väiksem.

Trafodeta toiteallika töö kirjeldus

Ahela eripära on kontrollida MOSFET-transistori - VT2 (IRF830) avanemise hetke. Kui sisendvõrgu pinge praegune väärtus on madalam kui Zeneri dioodi VD5 stabiliseerimispinge, millest lahutatakse pingelangus takisti R3 kohal, siis transistor VT1 suletakse. Selle tõttu läheb takisti R4 kaudu positiivne pinge transistorini VT2, mille tagajärjel see on avatud olekus.

Vool voolab läbi transistori VT2 ja võrgupinge praegune väärtus on laadimiskondensaatori C2 laadimine. Muidugi langeb pinge võrgus nullini, seetõttu on vaja lülitada vooluahelasse VD7 diood, mis takistab kondensaatori tühjendamist tagasi toiteahelasse.

Kui võrgu sisendpinge ületab läve, viib zeneri dioodi VD5 läbiv vool transistori VT1 avanemiseni. Transistor manööverdab oma kollektoriga transistori VT2 värava, mille tagajärjel VT2 sulgub. Seega laaditakse kondensaatorit C2 ainult vajaliku pingega.

Võimas VT2 transistor avaneb ainult madala pinge korral, nii et selle kogu hajumisvõimsus ahelas on väga väike. Muidugi sõltub toiteallika stabiilsus zeneri dioodi juhtpingest, seetõttu, näiteks kui soovime vooluringi toita mikrokontrolleriga, tuleb väljundit täiendada väikesega.

Takisti R1 kaitseb vooluringi ja vähendab vooluhulga suurenemist esimesel kasutamisel. Zeneri diood VD6 piirab maksimaalset pinget transistori VT2 juhtelektroodil umbes 15 volti. Transistori VT2 ümberlülitamisel tekivad loomulikult elektromagnetilised häired. Vooluvõrgu häirete edastamise vältimiseks kasutatakse sisendkontuuris lihtsat LC-filtrit, mis koosneb L1 ja C1 komponentidest.

Artiklid, millega hakkasime tutvuma arvutitoiteallikate tervendamise kunstiga. Jätkame seda põnevat äri ja uurime hoolikalt nende kõrgepingeosa.

Toiteallika kõrgepingeosa kontrollimine

Pärast tahvli uurimist ja ratsioonide taastamist peaksite kaitset kontrollima multimeetriga (takistuse mõõtmise režiimis).

Loodan, et olete ohutusmeetmetest hästi aru saanud ja neid meeles pidanud, varem välja toodud!

Kui see põleb läbi, näitab see tavaliselt kõrgepinge osa riket.

Kõige sagedamini on kaitsme rikke nähtav (kui klaas) visuaalselt: see on määrdunud (mustus on aurustunud pliidniit).

Mõnikord puruneb klaasist toru tükkideks.

Sellisel juhul on vaja kontrollida (sama testija poolt) ooterežiimi pingeallika kõrgepinge dioodide, toitevõtme transistoride ja toitetransistori töötamist. Kõrgepingeosa võimsustransistorid asuvad tavaliselt ühisel radiaatoril.

Kui kaitse on läbi põlenud, helisevad kollektor-emitteri klemmid sageli varsti ja saate seda kontrollida ilma transistori jootmiseta. Väljatransistoridega on olukord mõnevõrra keerulisem.

Kuidas kontrollida välja- ja bipolaarseid transistore, saate lugeda ja.

Kõrgepingeosa asub selles tahvli osas, kus asuvad kõrgepingekondensaatorid (nende maht on suurem kui madalpingekondensaatorite puhul). Need kondensaatorid näitavad nende mahtuvust (330 - 820 μF) ja tööpinget (200 - 400 V).

Te ei pruugi imestada, et tööpinge võib olla 200 V. Enamikus vooluahelates on need kondensaatorid ühendatud järjestikku, nii et nende kogu tööpinge on 400 V. Kuid on ka ahelaid, millel on üks kondensaator 400 V (või isegi rohkem) tööpinge kohta. .

Sageli juhtub, et koos jõuallikatega ebaõnnestuvad elektrolüütkondensaatorid - nii madal- kui ka kõrgepinge (kõrgepinge - harvemini).

Enamikul juhtudel on see selgelt nähtav - kondensaatorid paisuvad, nende ülemine kate lõhkeb.

Kõige raskematel juhtudel voolab neist elektrolüüt. See ei purune mitte ainult niisama, vaid kohtades, kus selle paksus on väiksem.

Seda tehakse spetsiaalselt selleks, et vähese verega läbi saada.  Varem ei teinud nad seda ja plahvatuse ajal puistas kondensaator siseküljed laiali. Ja monoliitse alumiiniumkestaga oli seda võimalik saada ka laubale.

Kõik sellised kondensaatorid tuleb asendada sarnastega. Elektrolüütide jäljed tahvlilt tuleks hoolikalt eemaldada.

Toiteüksuse elektrolüütkondensaatorid ja ESR

Tuletame meelde, et toiteallikates kasutatakse spetsiaalseid madalpingekondensaatoreid, millel on madal ESR (samaväärne seeriatakistus, EPS).

Sarnased on installitud arvuti emaplaatidele.

Neid saab ära tunda märgistamise teel.

Näiteks on CapXoni madala ESR-i kondensaatoril silt “LZ”. Tavalisel kondensaatoril pole LZ-tähti. Iga ettevõte toodab suurt hulka erinevat tüüpi kondensaatoreid. Konkreetset tüüpi kondensaatori ESR-i täpse väärtuse leiate tootja veebisaidilt.

Toiteallikate tootjad säästavad sageli kondensaatoritel, pannes tavalised kõrgema EPS-ga (ja need on odavamad). Mõnikord kirjutavad nad kondensaatoripankadele isegi “Madal ESR”.

See on petmine ja parem on sellised kondensaatorid kohe välja vahetada.

Kõige keerulisemas režiimis töötavad filtrikondensaatorid bussidel +3,3 V, +5 V, +12 V, kuna nende kaudu tiirlevad suured voolud.

Samuti on "labaseid" juhtumeid, kui aja jooksul kuivavad ooterežiimi pingeallikas väikese mahutavusega kondensaatorid. Samal ajal väheneb nende võimekus ja ESR kasvab.

Või väheneb võimsus pisut ja ESR kasvab tugevalt. Kuju väliseid muutusi ei pruugi siiski olla, kuna nende mõõtmed ja mahutavus on väikesed.

See võib põhjustada ooteallika pinge väärtuse muutuse. Kui see on tavalisest väiksem, ei lülitu toiteallika peamine muundur üldse sisse.

Kui see on suurem, siis arvuti jookseb kokku ja "külmub", kuna osa emaplaadi komponentidest on täpselt selle pinge all.

Mahtuvust saab mõõta.

Kuid enamik testijaid suudab mõõta ainult kuni 20 uF võimsust, millest ilmselgelt ei piisa.

Pange tähele, et ESR-i pole tavalise testriga võimalik mõõta.

Vajad spetsiaalset ESR-arvesti!

Suurte kondensaatorite korral võib ESR olla oomi kümnendikus või sajandikus ja väikeste kondensaatorite korral oomi kümnendikes või ühikutes.

Kui see on suurem, tuleb selline kondensaator välja vahetada.

Kui sellist arvesti pole, tuleb “kahtlane” kondensaator asendada uuega (või ilmselt töötavaga).

Siit moraal - ärge jätke ooterežiimi pingeallikat sisse lülitatuks. Mida vähem aega see töötab, seda kauem kondensaatorid selles kuivavad.

Pärast töö lõpetamist peate eemaldama pinge filtrilülitiga või eemaldama toitekaabli pistiku pistikupesast.

Lõpetuseks ütleme veel paar sõna

Toiteallika kõrgepingeosa elementide kohta

Odavates madala võimsusega (kuni 400 W) võimsusega bipolaarsetes transistorides 13007 või 13009 on kollektori voolud vastavalt 8 ja 12 A ning pinge emitteri ja kollektori vahel 400 V.

Ooterežiimi pingeallikas saab kasutada väljund-transistorit 2N60, mille äravooluvool on 2A ja tühjendusallika pinge 600 V.

Väljataktilisi transistoreid saab aga kasutada ooterežiimi allikana võtmena ja bipolaarsena.

Vajalike transistoride puudumisel saab neid asendada analoogidega.

Bipolaarsete transistoride analoogidel peab olema emitteri ja kollektori vaheline tööpinge ning kollektori vool ei tohi olla madalam kui asendatud.

Väljatransistoride analoogidel peab olema äravooluallika ja tühjendusvoolu tööpinge, mis ei tohi olla madalam kui asendatava oma, ning avatud kanali “äravooluallika” takistus mitte kõrgemalkui asendamine.

Tähelepanelik lugeja võib küsida: “Miks ei peaks selle kanali takistus olema suurem? Lõppude lõpuks, mida suurem on parameetrite väärtus, seda parem, nagu see oli? ”

Vastan - sama töövooluga kanalil, millel on suurem takistus, vastavalt Joule-Lenzi seadusele hajub suurem võimsus. Seetõttu kuumutatakse seda (st kogu transistorit) tugevamalt.

Lisasoojus on meie jaoks kasutu!

Meil on toiteallikas, mitte kütteradiaator!

Selle, sõbrad, lõpetame täna. Veel peame tutvuma madalpingeosa töötlemisega, mida teeme järgmises artiklis.

Kohtume blogis!

Mikrokontrolleri seadmed vajavad nende tööks püsivat stabiliseeritud pinget 3,3-5 volti. Tavaliselt saadakse see pinge vahelduvvooluvõrgust, kasutades trafo toiteallikat, ja kõige lihtsamal juhul on see järgmine vooluring.

Astmeline trafo, dioodsild, silumiskondensaator ja lineaarne / impulssstabilisaator. Lisaks võib selline allikas sisaldada kaitset, filtriahelaid, pehmet käivitusahelat, ülekoormuse kaitsesüsteemi jne.
  See toiteallikas (koos sobivate komponentide valikuga) võimaldab teil vastu võtta suuri voolusid ja sellel on galvaaniline isolatsioon vahelduvvooluvõrgust, mis on oluline seadme ohutuks tööks. Kuid tänu trafole ja filtreerimiskondensaatoritele võivad sellised allikad olla suurte mõõtmetega.
  Mõnedes mikrokontrollerite seadmetes pole galvaaniline isolatsioon võrgust nõutav. Näiteks kui seade on suletud seade, millega lõppkasutaja ei kontakteeru mingil viisil. Sel juhul, kui vooluahel tarbib suhteliselt madalat voolu (kümneid milliampereid), saab selle toiteks kasutada 220 V võrku, kasutades trafodeta vooluallikat.
  Selles artiklis käsitleme sellise energiaallika tööpõhimõtet, selle arvutamise järjestust ja praktilist kasutamise näidet.

Trafodeta toiteallika tööpõhimõte

Takisti R1 tühjendab kondensaatori C1, kui vooluahel on võrgust lahti ühendatud. See on vajalik, et toiteallikas ei sisendkontaktide puudutamisel teid šokeeriks.
  Kui toiteallikas on võrguga ühendatud, on tühjenenud kondensaator C1 laias laastus dirigent ja zeneri dioodist VD1 voolab lühikese aja jooksul tohutu vool, mis võib selle välja lülitada. Takisti R2 piirab seadme sisselülitamisel sisselülitusvoolu.

  "Sisselülitusvool" vooluahela sisselülitamise alghetkel. Võrgupinge on joonistatud sinisega, toiteallika tarbitav vool on punane. Selguse huvides suurendatakse praegust graafikut mitu korda.

Kui ühendate vooluahela võrguga ajal, kui pinge ületab nulli, siis sissetungimist ei toimu. Kuid kui suur on tõenäosus, et õnnestub?
  Iga kondensaator peab vastu vahelduvvoolu voolule. (Alalisvoolu korral on kondensaator avatud.) Selle takistuse suurus sõltub sisendpinge sagedusest ja kondensaatori mahtuvusest ning seda saab arvutada valemi abil. Kondensaator C1 mängib liiteseadme takistuse rolli, millele langeb suurem osa võrgu sisendpingest.

Teil võib olla mõistlik küsimus: miks ei saa te C1 asemel tavalist takistit panna? See on võimalik, kuid jõud hajub sellel, mille tagajärjel see soojeneb. Kondensaatori puhul seda ei juhtu - ühe vooluvõrgu perioodi vältel sellele eralduv aktiivvõimsus on null. Arvestustes käsitleme seda punkti.

Niisiis, osa sisendpingest langeb kondensaatoril C1. (Pinge langust takisti R2 kohal ei saa arvestada, kuna sellel on väike takistus.) Ülejäänud pinge rakendatakse zeneri dioodile VD1.
  Positiivse pooltsükli korral piirab sisendpinget zeneri diood oma stabiliseeritud nimipinge tasemel. Negatiivse pooltsükli korral rakendatakse sisendpinget zeneri dioodile edasisuunas ja zeneri dioodi pinge on umbes miinus 0,7 volti.

  Loomulikult ei sobi selline pulseeriv pinge mikrokontrolleri toiteks, nii et pärast zeneri dioodi on pooljuhtdioodi VD2 ja elektrolüütkondensaatori C2 ahel. Kui Zeneri dioodi pinge on positiivne, voolab vool läbi VD2 dioodi. Sel hetkel on kondensaator C2 laetud ja koormus toidetakse. Kui Zeneri dioodi pinge langeb, lukustub diood VD2 ja kondensaator C2 annab salvestatud energia koormale.
  Kondensaatori C2 pinge kõigub (pulsatsioon). Võrgupinge positiivsel poolperioodil suureneb see väärtuseni Ust miinus VD2 pinge väärtus, negatiivsel poolperioodil langeb see koormusest tühjenemise tõttu. C2 pinge kõikumiste amplituud sõltub selle mahtuvusest ja koormuse poolt tarbitavast voolust. Mida suurem on kondensaatori C2 mahtuvus ja mida väiksem on koormusvool, seda väiksemad on need kortsud.
  Kui koormusvool ja pulsatsioon on väikesed, siis on pärast kondensaatorit C2 juba võimalik koormus panna, kuid mikrokontrollerite seadmete jaoks on parem ikkagi kasutada stabilisaatoriga vooluringi. Kui me arvutame õigesti kõigi komponentide nimiväärtused, siis saame stabilisaatori väljundis konstantse pinge.
  Ahelat saab parendada, lisades sellele dioodisilla. Siis kasutab toiteallikas sisendpinge mõlemat poolperioodi - nii positiivset kui ka negatiivset. See võimaldab väiksema kondensaatori C2 abil saada paremaid pulsatsiooniparameetreid. Zeneri dioodi ja kondensaatori vahelist dioodi saab sellest vooluringist välja jätta.

Jätkatakse ...

Paljud singid ei pea trafodeta toiteallikaid. Kuid hoolimata sellest kasutatakse neid üsna aktiivselt. Eelkõige turvaseadmetes, lühtri raadio juhtimisahelates, koormustes ja paljudes teistes seadmetes. Selles videoõpetuses kaaluge sellise 5-voldise alaldi, 40-50 mA, lihtsat kujundust. Kuid saate ahelat muuta ja saada peaaegu igasuguse pinge.

Trafodeta allikaid kasutatakse ka laadijatena ning neid kasutatakse LED-lampide toites ja Hiina laternates.

Sinkide jaoks on selles Hiina poes kõik olemas.

Ahelate analüüs.

Mõelge lihtsale trafovaba vooluringile. Võrgu pinge 220 volti läbi piirava takisti, mis toimib samaaegselt kaitsmena, läheb jahutuskondensaatorisse. Väljund on ka võrgupinge, kuid voolu vähendatakse korduvalt.

Trafodeta alaldi vooluring

Järgmisena saadakse poollaine dioodiga alaldi väljundis püsivool, mis stabiliseeritakse stabilisaatori VD5 abil ja tasandatakse kondensaatori abil. Meie puhul on kondensaator 25 V, 100 μF, elektrolüütiline. Paralleelselt toiteallikaga on paigaldatud veel üks väike kondensaator.

Siis läheb see lineaarsele pingeregulaatorile. Sel juhul kasutati lineaarset stabilisaatorit 7808. Ahelas on väike kirjaviga, väljundpinge on tegelikult umbes 8 V. Miks vooluringis on lineaarne stabilisaator, Zeneri diood? Enamikul juhtudel ei ole lineaarsele pinge stabilisaatorile lubatud anda pingeregulaatoreid üle 30 V. Seetõttu on vooluringis vaja zeneri dioodi. Väljundvoolu nimetus on suuremal määral määratud summutuskondensaatori võimsusega. Selles teostuses on selle maht 0,33 μF, nimipingega 400 V. Paralleelselt kondensaatoriga on paigaldatud tühjendustakisti takistusega 1 MΩ. Kõigi takistite väärtus võib olla 0, 25 või 0, 5 vatti. See takisti nii, et pärast vooluahela väljalülitamist ei hoia kondensaator jääkpinget, see tähendab, et see tühjeneb.

Dioodi silda saab kokku panna nelja alaldi kohta 1 A kohta. Dioodide vastupidine pinge peab olema vähemalt 400 V. Võite kasutada ka valmis dioodikomplekte tüüpi KTs405. Kataloogis peate vaatama dioodi silla kaudu lubatavat vastupidist pinget. Zeneri diood on eelistatavalt 1 vatti. Selle Zeneri dioodi stabiliseerimispinge peaks olema vahemikus 6 kuni 30 V, mitte rohkem. Vooluahela väljundis olev vool sõltub selle kondensaatori reitingust. Mahtuvusel 1 μF on voolutugevus umbes 70 mA. Te ei tohiks kondensaatori mahtuvust suurendada rohkem kui 0,5 μF, kuna üsna suur vool põletab muidugi Zeneri dioodi. See skeem on hea selle poolest, et see on väikese suurusega, võite koguda improviseeritud vahenditest. Kuid puuduseks on see, et sellel puudub galvaaniline isolatsioon võrgust. Kui kavatsete seda kasutada, kasutage seda kindlasti kinnises ümbrises, et mitte puutuda vooluahela kõrgepingeosadega. Ja muidugi ei tohiks selle vooluringiga suuri lootusi seostada, kuna vooluringi väljundvool on väike. St piisavalt, et toita vähese energiatarbega seadmeid vooluga kuni 50 mA. Eelkõige LED-ide toiteallikas ning LED-lampide ja öövalgustite ehitamine. Esimene start tuleb teha järjestikku lambipirniga.

Selles teostuses on 300 oomi takisti, mis rikke korral. Seda takistit meil juba tahvlil pole, seega lisasime lambipirni, mis meie vooluahela töö ajal natuke süttib. Väljundpinge kontrollimiseks kasutame kõige tavalisemat multimeetrit, konstantset arvesti 20 V. Me ühendame vooluahela võrguga 220 V. Kuna meil on kaitsevalgus, päästab see olukorra, kui vooluringis on probleeme. Olge kõrge pingega töötamise ajal eriti ettevaatlik, kuna vooluahelasse antakse endiselt 220 V toidet.

Järeldus

Väljund on 4,94, see tähendab peaaegu 5 V. Voolu korral mitte üle 40-50 mA. Suurepärane väikese võimsusega LED-ide jaoks. Sellest vooluringist saate LED-joonlaudu toita, asendada samal ajal ainult stabilisaator 12 V-ga, näiteks 7812. Põhimõtteliselt võite väljundis saada mis tahes mõistliku ulatuse pinget. See on kőik. Ärge unustage kanalit tellida ja jätke oma tagasiside edasiste videote kohta.

Tähelepanu! Toiteallika kokkupanekul on oluline paigutada see plastkorpusesse või isoleerida hoolikalt kõik kontaktid ja juhtmed, et vältida nendega juhuslikku kontakti, kuna vooluahel on ühendatud 220 voldise võrguga ja see suurendab elektrilöögi tõenäosust! Kasutage ettevaatust ja TB!