Categories: Electrònica pràctica, Reparació d'aparells, Com funciona
Nombre de visualitzacions: 68101
Comentaris sobre l'article: 3
Fonts d’energia per a dispositius electrònics: dispositiu i principi de funcionament dels circuits principals
Els dispositius electrònics es poden dividir en dos grups: mòbil i estacionari. El primer d’ells utilitza les anomenades fonts d’energia primària, - piles galvaniques o acumuladors amb subministrament d’electricitat.
Recorda immediatament telèfons mòbils, càmeres, comandaments a distància i molts altres dispositius portàtils. En aquest cas, les bateries i les bateries recarregables estan fora de la competència, ja que simplement no hi ha res per substituir-les. L’únic inconvenient, el cost de la mobilitat és que la durada d’aquests dispositius està limitada per la capacitat de les bateries i, per regla general, és reduïda. Una excepció a aquesta regla són, potser, els rellotges. El seu consum d’energia és molt baix, que s’incorpora a l’etapa de disseny, de manera que el rellotge pot anar amb una sola bateria durant un any complet, o fins i tot més.
Dispositius estacionaris, per regla general, reben aliments de fonts secundàries. Aquestes fonts d’energia pròpia no produeixen, sinó que només converteixen el corrent elèctric als paràmetres requerits: a partir d’una tensió de corrent de 220V, les fonts d’alimentació generen tensions reduïdes necessàries per alimentar equips de semiconductor. Sovint s'anomenen fonts d'alimentació en xarxa.
Fonts d’energia perilloses
Els més senzills són fonts d'alimentació amb un condensador o resistor d'apagat. Es van descriure blocs similars a les revistes de ràdio dels anys noranta del segle passat. L’eficiència d’aquestes fonts d’alimentació és extremadament petita no superior al 20%, de manera que s’utilitzen per alimentar dispositius la potència dels quals no sigui superior a uns quants watts: podeu alimentar un o dos microcircuits.
El principal desavantatge d’aquests blocs és que no estan aïllats galvànicament de la xarxa primària, a conseqüència del qual tot el circuit - el consumidor també es troba en potencial perillós. Tocar un element d’aquest esquema és completament indesitjable i, fins i tot, perillós. Per tant, l'establiment d'aquestes estructures es realitza mitjançant un transformador d'aïllament descrit a l'article "Com fer un transformador de seguretat".
Però, fins i tot amb aquest ajustament, aquests esquemes continuen sent perillosos, per tant, no s’han de recomanar per al seu ús. Tot i això, aquest esquema no es pot evitar (quin és el punt de crear una font independent d'energia relleu fotogràficen una publicació?), només es pot esperar l'exactitud i l'alfabetització de l'usuari.
Blocs segurs amb condensador de buidatge
A l’article es descriu el circuit d’alimentació amb un condensador d’apagament i un aïllament galvànic de la xarxa "Termostat per soldar plàstics" i es mostra a la figura 1. L’autor de l’esquema V. Kuznetsov.
Figura 1. Circuit d’alimentació amb un condensador de buidatge i aïllament galvànic de la xarxa
L’esquema es descriu detalladament a l’esmentat article, es va repetir moltes vegades (més d’una dotzena de vegades) i va mostrar resultats excel·lents. Per tant, aquí notem només els punts principals. La tensió de xarxa a través del condensador C1 de rectificació es rectifica pel pont VD1 i s’estabilitza a 24V mitjançant l’estabilitzador del transistor VT3. Un generador fabricat en transistors VT1, VT2 s'alimenta des d'aquest estabilitzador. El transformador de "potència" Tr2 es realitza sobre un anell de ferrita amb un diàmetre de 20 mm.
Aquest transformador amb una freqüència de 40 ... 50 KHz pot donar una càrrega de fins a 7 watts, cosa suficient per alimentar el circuit descrit a l'article. Les tensions de sortida s’estabilitzen mitjançant els estabilitzadors paramètrics més simples dels díodes Zener VD5, VD6. Gràcies a la presència del transformador d’aïllament Tr2, la càrrega subministrada s’aïlla galvànicament de la xarxa, cosa que garanteix la seguretat elèctrica del circuit.
Imagineu-vos com seria termoparsota el potencial de la xarxa Però cal destacar que tot el que es mostra al diagrama a la dreta del nucli del transformador Tr2 es troba sota el potencial de la xarxa i requereix una manipulació acurada i acurada. A la figura 2 es mostra un altre esquema d’una font d’alimentació segura amb un condensador d’apagament.
Figura 2. Esquema d’una font d’alimentació segura amb condensador d’apagament
El bobinatge primari del transformador d'alimentació de mida petita conté diversos (quatre ... set) mil girs de fil ultra-prim, - 0,05 ... 0,06 mm. Per tal de no llançar tal bobinatge, es proposa reduir la tensió de l’enrotllament primari a 30 ... 40V mitjançant un condensador d’apagat. En aquest cas, el bobinat primari no conté més de 600 ... 700 voltes d'un fil suficientment gruixut (0,1 ... 0,15 mm). El bobinat secundari es calcula com és habitual per a la tensió requerida.
El transformador es pot enrotllar al circuit magnètic Ш12 * 15 des d'un altaveu subscriptor. Més precisament, es pot seleccionar el valor de la tensió mitjançant el condensador C1. Mitjançant l’ús d’un transformador, la sortida de l’alimentació s’aïlla galvànicament de la xarxa. L'alimentació d'aquesta font d'alimentació era suficient per alimentar un generador simple (sis o set xips de la sèrie K561) per configurar televisors. La tensió d'alimentació era de 9 V. Els detalls del dispositiu i l'establiment d'aquesta font d'alimentació es poden trobar a la revista "Radio" núm. 12_98.
Fonts d’energia d’equips moderns
En la seva majoria, hi ha equipaments moderns de fabricació industrial, com ara ordinadors, centres musicals, televisors fonts d'alimentació de commutació.
La idea principal d'aquestes fonts és la següent. La tensió de xarxa rectificada és convertida per un inversor en una freqüència alterna de diverses desenes i, de vegades, de centenars de quilohertz. A aquestes freqüències, els transformadors s’obtenen en mides molt petites, cosa que pot reduir significativament la mida i el pes de les fonts d’alimentació.
Després del transformador, els voltatges de pols es rectifiquen i es suavitzen mitjançant filtres, la mida dels quals a causa de l’alta freqüència també és petita en comparació amb les fonts d’alimentació tradicionals que funcionen a la freqüència de xarxa. L’estabilització de la tensió de sortida es realitza en el circuit primari mitjançant la modulació d’amplada d’amplificacions polsades - PWM, que també ajuda a augmentar l’eficiència i reduir la mida de l’alimentació.
No fa gaire, es creia que les fonts d’alimentació de commutació només es justifiquen partint d’una potència d’almenys 100 watts. En aquest cas, es va considerar el criteri principal la potència específica, és a dir. potència per 1 decímetre cúbic de volum d’alimentació. Quan la potència de la font polsada és inferior a 100 W, la potència específica de la font polsada era inferior a la d’una font d’alimentació convencional. En poques paraules, les dimensions d’una font polsada podrien ser més grans que les d’un transformador convencional.
Però la tecnologia no s’atura, la base elemental de l’electrònica es desenvolupa molt ràpidament. La indústria moderna ha dominat la producció de fonts polsades amb una capacitat de només uns quants watts; n'hi ha prou amb recordar-ne carregadors per a telèfons mòbils i bateries “digitals”.
Aquí només és a la vista que la potència específica d’aquestes fonts és superior als “carregadors” similars (recentment n’hi havia) amb un transformador de xarxa. Així són les coses bones a la producció industrial: només amb fils sinuosos, però en ferro transformador i estoigs en miniatura, s’obtenen grans estalvis.
En condicions de creativitat tècnica amateur per a la fabricació d’un disseny en una sola còpia és força adequat alimentació tradicional amb transformador de xarxa. Tot i que de tant en tant heu de buscar solucions no estàndard al problema de l’energia, per exemple, a l’hora de reparar equips.
Alimentació de commutació d’un transformador electrònic
Aquí teniu un bon exemple pràctic. Per alguna raó, en el mesclador de so de la producció importada, es va desconnectar la bobinada primària del transformador de potència, que es va realitzar en un circuit magnètic anular.
La potència d’aquest transformador era d’uns 20 watts, cosa que va provocar tristos pensaments que el nombre de voltes de l’enrotllament primari no és molt probable que mil voltes (com més petita sigui la mida del transformador, més gran sigui el nombre de voltes per un volt i el fil més prim). Però rebobinant manualment l’anell… Però això no era el principal: l’alçada del transformador d’anells era tan petita que no era possible substituir-lo per un altre, en forma de Sh, preparat a punt, les dimensions del estoig no ho permetien.
L'ús d'un transformador electrònic va permetre resoldre el problema, però va agafar un cert perfeccionament, que es descriu a l'article "Com fer una font d'alimentació a partir d'un transformador electrònic?". El significat de l’alteració és que transformador electrònic Està dissenyat per treballar amb làmpades incandescents que hi estan connectades constantment, és a dir, el transformador es posa en marxa sota càrrega. Si no hi ha càrrega, el circuit no s’inicia. El mateix efecte s’observa amb una lleugera càrrega.
Imagineu-vos que la càrrega és un potent amplificador de freqüència de so: tan aviat com el so es va aturar, feu una pausa, de manera que l’alimentació es va apagar i ja no va començar. Aquí teniu el perfeccionament del transformador electrònic i es redueix al fet que l’alimentació basada en aquest s’encén i funciona fins i tot sense càrrega.
Un transformador electrònic és el cas que la fabricació d’una font polsada es simplifiqui fins al límit: ja s’ha fet tot, les peces estan totes al seu lloc, els transformadors estan acabats, i el preu és ridícul. Fes-ho tu mateix! Fins i tot en cas d’experiment infructuós, llençar-se no serà una llàstima. Si compres peces al detall, serà molt més car. Per tant, a casa és més fàcil fer una alimentació convencional del transformador.
Adaptadors de xarxa de la Xina
En cas que la potència de càrrega sigui petita, un adaptador de xarxa fabricat a la Xina pot estalviar la situació. Es tracta d’un bloc conegut fet en forma d’un gran tap de xarxa amb una cua que s’acaba en un connector, que per alguna raó s’anomena “presa”. A l'interior de la presa hi ha un transformador de xarxa amb una capacitat de no més de 5 ... 7 watts, un pont rectificador i un condensador de suavització.
En alguns blocs, hi ha un commutador de diapositives que permet canviar a la velocitat de la sortida a 5 ... 15V. La tensió de sortida indicada en l’interruptor correspon a l’operació sota càrrega. Per exemple, si s’indica 12V, es poden utilitzar gairebé 18V sense càrrega. El condensador només carrega el valor de l'amplitud. Però sota la càrrega, igualment, hi haurà 12V, que correspon al valor del valor efectiu de la tensió alterna.
El disseny d'aquests adaptadors es simplifica fins al límit: els xinesos ni tan sols es van molestar a instal·lar un fusible. En general, no és massa aquí. L’enrotllament primari s’enrotlla amb un fil tan prim que en si mateix és un bon fusible. Si el bobinatge primari es crema, només queda llençar aquest adaptador i comprar-ne un.
El preu d'aquests adaptadors és baix per reparar-los. Els estalvis sinuosos d’aquests adaptadors són molt notables. Aquestes fonts d’alimentació s’escalfen sensiblement fins i tot al ralentí, sense càrrega.
El següent article explicarà com podeu fer de forma independent una font d’alimentació simple i fiable per al vostre laboratori domèstic.
Boris Aladyshkin
Continuació de l'article: Subministraments elèctrics per a laboratori
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: