Pre všetky požadované elektronické obvody zdroje energie, A ak jedno zariadenie môže pracovať priamo zo siete, potom iné potrebujú odlišné napätie: pre digitálne mikroobvody spravidla + 5 V (pre TTL logiku) alebo + 7,9 V (pre technológie CMOS).
Mimochodom, čo to je: TTL a CMOS je možné prečítať
Rôzne hračky zvyčajne vyžadujú +5 ... 12V. napájať LED +3 .. + 5V, pre zosilňovače je všeobecne rôznorodé.

Vo všeobecnosti tak či onak vzniká otázka vytvorenie zdroja energie, a nielen zdroj, ale také, aby spĺňal príslušné požiadavky: potrebné napätie a prúd na výstupe, prítomnosť ochrany atď.

Venovali sme osobitnú kategóriu zdrojom potravín, ktorá sa nazýva Zdroje energie  (materiály v kategórii), tu zvážime najjednoduchšiu možnosť beztransformátorové napájanie  pre jednoduché výrobky, ktoré je možné vyrobiť za pár minút. Tu je jeho schéma:

Sila takéhoto zdroja je, samozrejme, nízka a dá sa použiť iba na najjednoduchšie schémy, ale najdôležitejšie je, že je stabilizovaný.

Je to „+“, mikroobvody pre záporné napätie sú označené 79XX.

V schéme vyššie je výstupné napätie + 5 V (podľa typu použitého KENENKI), ale v prípade potreby ho možno zmeniť aj nainštalovaním iného čipu.
Iba v tomto prípade bude potrebné venovať pozornosť zenerovej dióde na vstupe: musí sa zvoliť tak, aby napätie na vstupe a výstupe RCC malo minimálny rozdiel 2V.

To nie je všetko: aj pri použití čipu so štandardným výstupným napätím môžete v prípade potreby výstupné napätie trochu zmeniť (napríklad 7,5 V alebo 6,5). Aby ste to dosiahli, musíte do mikroobvodu pridať ďalší obvod z diód alebo zenerových diód a môžete si prečítať, ako to urobiť.

Aj taký jednoduchý zdroj energie môže byť „trochu viac napájaný“, to znamená dosiahnuť vyšší prúd v záťaži. Potom bude potrebné zaviesť ďalšie predradníky na vstupe. Napríklad tu je schéma zdroja bez transformátora s výstupným napätím + 12V

Keď máme čo do činenia so zariadeniami, ktoré pracujú na nízkonapäťovom zdroji energie, máme zvyčajne niekoľko možností ich napájania. Okrem jednoduchých, ale drahých a objemných transformátorov môžete použiť beztransformátorové napájanie.

Napríklad môžete získať 5 voltov z 220 voltov pomocou kaliaceho odporu alebo pomocou reaktancie kondenzátora. Toto riešenie je však vhodné iba pre zariadenia, ktoré majú veľmi nízku spotrebu prúdu. Ak napríklad potrebujeme viac prúdu, aby sme napájali obvod LED, potom tu čelíme obmedzeniu výkonu.

Ak nejaké zariadenie spotrebuje veľký prúd a je nevyhnutné ho napájať zo siete 220 V, to je jedno originálne riešenie. Spočíva v použití iba časti sínusoidy na výživu počas jej rastu a pádu, t.j. v okamihu, keď je sieťové napätie rovnaké alebo menšie ako požadovaná hodnota.

Opis činnosti zdroja bez transformátora

Zvláštnosťou obvodu je riadenie okamihu otvorenia tranzistora MOSFET - VT2 (IRF830). Ak je aktuálna hodnota vstupného sieťového napätia nižšia ako stabilizačné napätie Zenerovej diódy VD5 mínus pokles napätia na odpore R3, tranzistor VT1 sa uzavrie. Z tohto dôvodu prechádza kladné napätie cez rezistor R4 do tranzistora VT2, v dôsledku čoho je v otvorenom stave.

Prúd tečie cez tranzistor VT2 a aktuálna hodnota sieťového napätia je nabíjací kondenzátor C2. Napätie v sieti samozrejme klesá na nulu, takže je nevyhnutné do obvodu zahrnúť diódu VD7, ktorá zabraňuje vybitiu kondenzátora späť do obvodu napájacieho zdroja.

Keď vstupné napätie siete prekročí prahovú hodnotu, prúd prechádzajúci zenerovou diódou VD5 vedie k otvoreniu tranzistora VT1. Tranzistor posunie bránu tranzistora VT2 so svojím kolektorom, čím sa VT2 uzavrie. Kondenzátor C2 je teda nabitý iba potrebným napätím.

Výkonný tranzistor VT2 sa otvára iba pri nízkom napätí, takže jeho celkový disipačný výkon v obvode je veľmi malý. Stabilita napájacieho zdroja samozrejme závisí od riadiaceho napätia zenerovej diódy, napríklad, napríklad, ak chceme napájať obvod mikropočítačom, potom musí byť výstup doplnený malým.

Rezistor R1 chráni obvod a znižuje prepätie pri prvom použití. Zenerova dióda VD6 obmedzuje maximálne napätie na riadiacej elektróde tranzistora VT2 v oblasti 15 voltov. Pri prepínaní tranzistora VT2 samozrejme dochádza k elektromagnetickému rušeniu. Aby sa zabránilo prenosu rušenia do siete, používa sa vo vstupnom obvode jednoduchý LC filter pozostávajúci z komponentov L1 a C1.

Články, ktoré sme začali oboznamovať s umením liečenia počítačových napájacích zdrojov. Pokračujme v tomto vzrušujúcom podnikaní a pozorne sa pozrieme na ich časť vysokého napätia.

Kontrola vysokonapäťovej časti napájacieho zdroja

Po preskúmaní dosky a obnovení dávok by ste mali skontrolovať poistku multimetrom (v režime merania odporu).

Dúfam, že ste dobre pochopili a zapamätali si bezpečnostné opatrenia, načrtnuté skôr!

Ak dôjde k vyhoreniu, zvyčajne to znamená poruchu vo vysokonapäťovej časti.

Najčastejšie je porucha poistky viditeľná (ak je sklo) vizuálne: vo vnútri je „znečistená“ („nečistota“ je vyparovaná olovená niť).

Niekedy sa sklenená trubica rozbije na kúsky.

V tomto prípade je potrebné skontrolovať (tým istým testerom) funkčnosť vysokonapäťových diód, tranzistorov výkonových kľúčov a výkonových tranzistorov záložného zdroja napätia. Výkonové tranzistory vysokonapäťovej časti sú obvykle umiestnené na spoločnom žiariči.

Po prepálení poistky terminály kolektor-emitor často krátko „zazvonia“ a môžete to overiť bez nutnosti spájkovania tranzistora. U tranzistorov s poľným efektom je situácia o niečo zložitejšia.

Ako skontrolovať poľné a bipolárne tranzistory, môžete čítať a.

Vysokonapäťová časť je umiestnená v tej časti dosky, kde sú umiestnené vysokonapäťové kondenzátory (majú väčší objem ako nízkonapäťové). Tieto kondenzátory udávajú svoju kapacitu (330 - 820 μF) a prevádzkové napätie (200 - 400 V).

Možno vás neprekvapuje, že prevádzkové napätie môže byť 200 V. Vo väčšine obvodov sú tieto kondenzátory zapojené do série, takže ich celkové prevádzkové napätie bude 400 V. Ale existujú aj obvody s jedným kondenzátorom na prevádzkové napätie 400 V (alebo viac). ,

Často sa stáva, že spolu s výkonovými článkami zlyhajú elektrolytické kondenzátory - nízkonapäťové aj vysokonapäťové (vysokonapäťové - menej často).

Vo väčšine prípadov je to jasne viditeľné - kondenzátory napučiavajú, ich horný kryt praskne.

V najťažších prípadoch z nich tečie elektrolyt. Praskne nielen takto, ale aj na miestach, kde je jeho hrúbka menšia.

Deje sa to konkrétne preto, aby ste sa dostali trochu krvi.  Neurobili to skôr a počas explózie kondenzátor rozptýlil vnútornosti okolo seba. A s monolitickým hliníkovým plášťom bolo možné ho dostať aj na čelo.

Všetky takéto kondenzátory musia byť vymenené za podobné. Stopy elektrolytu na doske treba starostlivo odstrániť.

Elektrolytické kondenzátory výkonovej jednotky a ESR

Pripomíname, že v napájacích zdrojoch sa používajú špeciálne nízkonapäťové kondenzátory s nízkym ESR (ekvivalentný sériový odpor, EPS).

Podobné sú nainštalované na základných doskách počítača.

Môžete ich rozoznať označením.

Napríklad kondenzátor CapXon s nízkym ESR je označený „LZ“. „Bežný“ kondenzátor nemá písmená LZ. Každá spoločnosť vyrába veľké množstvo rôznych typov kondenzátorov. Presnú hodnotu ESR konkrétneho typu kondenzátora nájdete na webovej stránke výrobcu.

Výrobcovia napájacích zdrojov často šetria kondenzátory a kladú obyčajné kondenzátory s vyšším EPS (a sú lacnejšie). Niekedy dokonca napíšu na kondenzátorové banky „Low ESR“.

Toto je podvod a je lepšie ihneď vymeniť takéto kondenzátory.

V najťažšom režime filtračné kondenzátory pracujú na autobusoch +3,3 V, +5 V, +12 V, pretože nimi pretekajú veľké prúdy.

Existujú tiež „odporné“ prípady, keď v priebehu času kondenzátory s malou kapacitou v zdroji záložného napätia sú suché. Zároveň sa znižuje ich kapacita a rastie ESR.

Alebo kapacita mierne klesá a ESR výrazne rastie. Nemusí sa však vyskytnúť žiadna vonkajšia zmena tvaru, pretože ich rozmery a kapacita sú malé.

To môže viesť k zmene hodnoty napätia záložného zdroja. Ak je menej ako normálne, hlavný menič napájacieho zdroja sa vôbec nezapne.

Ak je väčší, počítač sa zrúti a „zamrzne“, pretože súčasť komponentov základnej dosky je pod týmto napätím.

Kapacitu je možné merať.

Väčšina testerov však môže merať iba kapacity do 20 uF, čo zjavne nestačí.

Upozorňujeme, že nie je možné zmerať ESR pomocou bežného testera.

Potrebujete špeciálny merač ESR!

Pre veľké kondenzátory môže byť ESR v desatinách alebo stotinách Ohmu a v prípade malých kondenzátorov v desatinách alebo jednotkách Ohmov.

Ak je kondenzátor väčší, musí sa vymeniť.

Ak taký merač neexistuje, musí sa „podozrivý“ kondenzátor vymeniť za nový (alebo samozrejme fungujúci).

Preto je morálne - nenechávajte zdroj záložného napätia v zdroji napájania zapnutý. Čím menej času to bude fungovať, tým dlhšie kondenzátory v ňom vyschnú.

Po dokončení práce musíte buď odstrániť napätie pomocou spínača filtra, alebo odstrániť zástrčku napájacieho kábla zo zásuvky.

Na záver povedzme pár ďalších slov

O prvkoch vysokonapäťovej časti zdroja energie

V lacných nízkoenergetických (až 400 W) sa často používajú ako kľúčové bipolárne tranzistory 13007 alebo 13009 s kolektorovými prúdmi 8 a 12 A a napätie medzi žiaričom a kolektorom 400 V.

V záložnom napájacom zdroji sa môže použiť tranzistor 2N60 s poľom s výbojovým prúdom 2A a s napäťovým zdrojom 600 V.

Tranzistory s poľným efektom však možno použiť ako kľúč a bipolárne v zdroji pohotovostného režimu.

Ak nie sú potrebné tranzistory, môžu byť nahradené analógmi.

Analógy bipolárnych tranzistorov musia mať prevádzkové napätie medzi žiaričom a kolektorom a prúd kolektora nesmie byť nižší ako napätie vymenených.

Analógy tranzistorov s poľným účinkom musia mať prevádzkové napätie zdroja na odtok a odtokového prúdu, ktoré nie je nižšie ako napätie vymeniteľného zdroja, a odpor „odtokového zdroja“ s otvoreným kanálom. nie vyššiaako náhrada.

Pozorný čitateľ sa môže opýtať: „Prečo by tento odpor kanála nemal byť vyšší? Koniec koncov, čím vyššia je hodnota parametrov, tým lepšie, ako to bolo? “

Odpoviem - s rovnakým prevádzkovým prúdom na kanáli s vyšším odporom, v súlade so zákonom Joule-Lenz, bude rozptýlená väčšia sila. A preto bude (tj. Celý tranzistor) zahrievaný silnejšie.

Extra teplo je pre nás zbytočné!

Máme zdroj energie, nie radiátor kúrenia!

K tomu, priatelia, skončíme dnes. Stále sa musíme zoznámiť s ošetrením nízkonapäťovej časti, čo urobíme v nasledujúcom článku.

Uvidíme sa na blogu!

Mikrokontrolérové \u200b\u200bzariadenia vyžadujú na svoju činnosť konštantné stabilizované napätie 3,3 až 5 V. Toto napätie sa zvyčajne získava zo striedavého sieťového napätia pomocou zdroja energie transformátora a v najjednoduchšom prípade je to nasledujúci obvod.

Krokový transformátor, diódový mostík, vyhladzovací kondenzátor a lineárny / pulzný stabilizátor. Okrem toho môže taký zdroj obsahovať poistku, filtračné obvody, obvod mäkkého štartu, obvod ochrany pred preťažením atď.
  Tento zdroj energie (s vhodným výberom komponentov) vám umožňuje prijímať veľké prúdy a má galvanické oddelenie od siete striedavého prúdu, čo je dôležité pre bezpečnú prevádzku zariadenia. Takýto zdroj však môže mať veľké rozmery vďaka transformátorovým a filtračným kondenzátorom.
  V niektorých zariadeniach na mikroradičoch sa galvanická izolácia nevyžaduje od siete. Napríklad, ak je prístrojom zapečatená jednotka, s ktorou sa konečný užívateľ žiadnym spôsobom nedotýka. V tomto prípade, ak obvod spotrebuje relatívne nízky prúd (desiatky miliampérov), môže byť napájaný zo siete 220 V pomocou zdroja bez transformátora.
  V tomto článku sa zameriame na princíp činnosti takého zdroja energie, postupnosť jeho výpočtu a praktický príklad použitia.

Princíp činnosti beztransformátorového napájacieho zdroja

Rezistor R1 vybíja kondenzátor C1, keď je obvod odpojený od siete. Je to potrebné, aby vás zdroj napájania nešokoval, keď sa dotknete vstupných kontaktov.
  Keď je zdroj energie pripojený k sieti, vybitý kondenzátor Cl je, zhruba povedané, vodič a obrovský prúd preteká zenerovou diódou VD1 na krátky čas, čo ho môže deaktivovať. Rezistor R2 obmedzuje spínací prúd, keď je zariadenie zapnuté.

  „Spínací prúd“ v počiatočnom okamihu zapnutia obvodu. Sieťové napätie je namerané modrou farbou, prúd spotrebovaný zdrojom energie je červený. Kvôli prehľadnosti sa súčasný graf niekoľkokrát zväčší.

Ak zapojíte obvod do siete v čase, keď napätie klesne na nulu, nedôjde k zapínaniu. Aká je však pravdepodobnosť, že uspejete?
  Každý kondenzátor odoláva toku striedavého prúdu. (Pre jednosmerný prúd je kondenzátor otvorený.) Veľkosť tohto odporu závisí od frekvencie vstupného napätia a kapacity kondenzátora a dá sa vypočítať pomocou vzorca. Kondenzátor C1 hrá úlohu odporu predradníka, na ktorý bude klesať väčšina vstupného napätia v sieti.

Môžete mať odôvodnenú otázku: Prečo nemôžete namiesto C1 dať bežný odpor? Je to možné, ale sila sa na ňu rozptýli, v dôsledku čoho sa zahreje. S kondenzátorom sa tak nestane - činný výkon, ktorý sa naň uvoľní po dobu jednej periódy sieťového napätia, je nulový. Vo výpočtoch sa tohto bodu dotkneme.

Časť vstupného napätia teda klesá na kondenzátore C1. (Úbytok napätia na odpore R2 sa nemôže brať do úvahy, pretože má malý odpor.) Zvyšné napätie sa privedie na zenerovu diódu VD1.
  V kladnom pol cykle bude vstupné napätie obmedzené zenerovou diódou na úrovni menovitého stabilizačného napätia. V zápornom polovičnom cykle sa vstupné napätie privedie na zenerovu diódu v smere dopredu a zenerova dióda bude mať napätie približne mínus 0,7 V.

  Takéto pulzujúce napätie samozrejme nie je vhodné na napájanie mikrokontroléra, takže po zenerovej dióde je reťazec polovodičovej diódy VD2 a elektrolytického kondenzátora C2. Ak je napätie na zenerovej dióde kladné, prúd prúdi cez diódu VD2. V tomto okamihu je kondenzátor C2 nabitý a záťaž je napájaná. Keď napätie na Zenerovej dióde klesne, dióda VD2 sa zablokuje a kondenzátor C2 vydá uloženú energiu do záťaže.
  Napätie na kondenzátore C2 bude kolísať (zvlnenie). V kladnom polčase sieťového napätia sa zvýši na Ust mínus napätie na VD2, v zápornom polčase poklesne v dôsledku vybíjania do záťaže. Amplitúda kolísania napätia na C2 bude závisieť od jeho kapacity a prúdu spotrebovaného záťažou. Čím väčšia je kapacita kondenzátora C2 a čím menší je záťažový prúd, tým menšie budú tieto zvlnenia.
  Ak je zaťažovací prúd a zvlnenie malé, potom je už po kondenzátore C2 možné zaťaženie vložiť, ale pre zariadenia na mikrokontroléroch je lepšie stále používať obvod so stabilizátorom. Ak správne spočítame menovité hodnoty všetkých komponentov, dostaneme na výstupe stabilizátora konštantné napätie.
  Obvod je možné vylepšiť pridaním diódy. Napájanie bude potom využívať obidve polovice vstupného napätia - kladné aj záporné. To umožní získať lepšie parametre zvlnenia s menším kondenzátorom C2. Diódu medzi zenerovou diódou a kondenzátorom možno z tohto obvodu vylúčiť.

Pokračovanie ...

Mnoho šuniek nezohľadňuje napájanie bez transformátorov. Napriek tomu sa používajú pomerne aktívne. Najmä v bezpečnostných zariadeniach, v rádiových riadiacich obvodoch lustru, bremien a v mnohých ďalších zariadeniach. V tomto video tutoriále zvážte jednoduchý dizajn takého 5 voltového usmerňovača, 40-50 mA. Môžete však zmeniť obvod a získať takmer akékoľvek napätie.

Zdroje bez transformátorov sa používajú aj ako nabíjačky a používajú sa pri napájaní LED žiaroviek a v čínskych lampášoch.

Pokiaľ ide o šunky, v tomto čínskom obchode je všetko.

Analýza obvodov.

Zvážte jednoduchý transformátor bez obvodu. Napätie zo siete 220 voltov cez obmedzovací odpor, ktorý súčasne pôsobí ako poistka, prechádza do zhášacieho kondenzátora. Výstupom je tiež sieťové napätie, ale prúd sa opakovane znižuje.

Beztransformátorový usmerňovací obvod

Ďalej, na polvlnovom usmerňovači diód, na jeho výstupe získame konštantný prúd, ktorý je stabilizovaný pomocou stabilizátora VD5 a vyhladený kondenzátorom. V našom prípade je kondenzátor 25 V, 100 μF, elektrolytický. Paralelne so zdrojom je inštalovaný ďalší malý kondenzátor.

Potom ide na lineárny regulátor napätia. V tomto prípade sa použil lineárny stabilizátor 7808. V obvode je malé preklep, výstupné napätie je v skutočnosti približne 8 V. Prečo je v obvode lineárny stabilizátor, zenerova dióda? Vo väčšine prípadov nie je dovolené napájať stabilizátory napätia nad 30 V. do lineárnych stabilizátorov napätia, preto je v obvode potrebná zenerova dióda. Menovitý výstupný prúd je vo väčšej miere určený kapacitou chladiaceho kondenzátora. V tomto uskutočnení má kapacitu 0,33 μF, s menovitým napätím 400 V. Paralelne s kondenzátorom je nainštalovaný vybíjací odpor s odporom 1 MΩ. Hodnota všetkých odporov môže byť 0, 25 alebo 0, 5 wattov. Tento rezistor tak, že po vypnutí obvodu zo siete kondenzátor nedrží zvyškové napätie, to znamená, že je vybitý.

Diódový mostík môže byť zostavený zo štyroch usmerňovačov na 1 A. Reverzné napätie diód musí byť najmenej 400 V. Môžete použiť aj hotové zostavy diód typu KTs405. V adresári sa musíte pozrieť na prípustné reverzné napätie cez diódový mostík. Zenerova dióda je výhodne 1 watt. Stabilizačné napätie tejto zenerovej diódy by malo byť od 6 do 30 V, nie viac. Prúd na výstupe z obvodu závisí od výkonu tohto kondenzátora. Pri kapacite 1 μF bude prúd v oblasti 70 mA. Kapacitu kondenzátora by ste nemali zvyšovať o viac ako 0,5 μF, pretože pomerne veľký prúd samozrejme horí zenerovu diódu. Táto schéma je dobrá v tom, že je malá, ktorú môžete zbierať z improvizovaných prostriedkov. Nevýhodou je však to, že nemá galvanické oddelenie od siete. Ak ho chcete používať, nezabudnite ho použiť v uzavretom obale, aby ste sa nedotkli vysokonapäťových častí obvodu. A samozrejme, nemali by ste spájať veľké nádeje s týmto obvodom, pretože výstupný prúd obvodu je malý. To je dosť na napájanie nízkoenergetických zariadení s prúdom až 50 mA. Najmä napájanie LED diód a konštrukcia LED svetiel a nočných svetiel. Prvý štart sa musí vykonať v sérii so žiarovkou.

V tomto uskutočnení je k dispozícii odpor 300 ohmov, ktorý je v prípade poruchy. Tento rezistor už na doske nemáme, preto sme pridali žiarovku, ktorá sa počas prevádzky nášho obvodu trochu rozsvieti. Aby sme skontrolovali výstupné napätie, použijeme najbežnejší multimeter, konštantný merač 20 V. Pripojíme obvod k sieti 220 V. Keďže máme ochranné svetlo, situácia sa zachráni, ak sa vyskytnú nejaké problémy. Pri prevádzke s vysokým napätím buďte mimoriadne opatrní, pretože do obvodu je dodaných stále 220 V.

Záver.

Výstup je 4,94, čo je takmer 5 V. Pri prúde najviac 40-50 mA. Skvelé pre LED s nízkou spotrebou. Z tohto obvodu môžete napájať pravítka diód LED, stabilizátor je možné nahradiť iba 12 voltovým, napríklad 7812. Na výstupe môžete v zásade získať akékoľvek primerané napätie. To je všetko. Nezabudnite sa prihlásiť na odber kanála a zanechať svoj názor na ďalšie videá.

Varovanie! Keď je napájací zdroj zmontovaný, je dôležité umiestniť zostavu do plastového puzdra alebo starostlivo izolovať všetky kontakty a vodiče, aby sa predišlo náhodnému kontaktu s nimi, pretože obvod je pripojený k 220 voltovej sieti, čo zvyšuje pravdepodobnosť úrazu elektrickým prúdom! Buďte opatrní a TB!