Elektronikus eszközök tápegységei - a fő áramkörök eszköze és működési elve

Az elektronikus eszközöket két csoportra lehet osztani: mobil és helyhez kötött. Az elsők az úgynevezett primer áramforrásokat használják, - galvanikus elemeket vagy akkumulátorokat, amelyek villamos energiát szolgáltatnak.

Azonnal visszahívja a mobiltelefonokat, fényképezőgépeket, távirányítókat és sok más hordozható eszközt. Ebben az esetben az újratölthető akkumulátorok és az akkumulátorok nem képesek versenyben állni, mivel egyszerűen nincs semmi, amelyikkel helyettesítheti őket. Az egyetlen kellemetlenség, a mobilitás költsége, hogy az ilyen eszközök időtartamát az akkumulátorok kapacitása korlátozza, és rendszerint kicsi. Kivételt képez e szabály alól az óra. Az energiafogyasztásuk nagyon alacsony, amit beépítenek a tervezési szakaszba, tehát az óra akár egyetlen évig akár egy éven át akár egy akkumulátort is felhasználhat, vagy még ennél is hosszabb ideig.

Helyhez kötött eszközökáltalában energiát kapnak másodlagos forrásokból. Ezek a saját energiaforrások nem termelnek, hanem csak a szükséges paraméterekre konvertálják az elektromos áramot: a 220 V-os hálózati feszültségből az áramellátás csökkentett feszültségeket generál, amelyek a félvezető berendezések táplálásához szükségesek. Az ilyen tápegységeket gyakran hívják hálózatba.

Veszélyes tápegységek

A legegyszerűbbek tápegységek fojtó kondenzátorral vagy ellenállással. Hasonló blokkokat írtak le a rádiós magazinokban a múlt század kilencvenes éveiben. Az ilyen tápegységek hatékonysága rendkívül kicsi, legfeljebb 20%, tehát olyan készülékek táplálására használják őket, amelyek teljesítménye nem haladja meg a néhány wattot: egy vagy két mikroáramot táplálhat.

Az ilyen blokkok fő hátránya az nincs galvanikusan elkülönítve az elsődleges hálózatról, amelynek eredményeként az egész áramkör - a fogyasztó szintén veszélyes potenciálnak van kitéve. Egy ilyen áramköri elem megérintése teljesen nem kívánatos, sőt veszélyes is. Ezért az ilyen szerkezetek létrehozását a cikkben leírt szigetelő transzformátor segítségével hajtják végre “Hogyan készítsünk biztonsági transzformátort”.

De még ilyen beállítás mellett ezek a rendszerek továbbra is veszélyesek, ezért nem javasolhatók használatuk. Ha ennek ellenére nem lehet elkerülni egy ilyen rendszert (mi értelme külön tápellátást létrehozni) fotó reléami magasan lóg egy bejegyzésnél?), csak a felhasználó pontosságára és írástudására lehet remélni.

Biztonsági blokkok kondenzátorral

A hűtő kondenzátorral ellátott tápellátási áramkört és a hálózat galvanikus leválasztását a cikk ismerteti "Termosztát műanyagok hegesztésére" és az 1. ábrán látható. A rajz szerzője V. Kuznetsov.

1. ábra: Tápellátási áramkör ürítőkondenzátorral és galvanikus leválasztással a hálózattól

A reakcióvázlatot a fent említett cikk részletesen leírja, sokszor (több mint egy tucatszor) megismételték és kiváló eredményeket mutattak. Ezért itt csak a fő pontokat vesszük észre. A C1 hűtőkondenzátoron keresztüli hálózati feszültséget a VD1 híd egyenirányítja és 24 V-os stabilizálja a VT3 tranzisztoron található stabilizátor segítségével. Ebből a stabilizátorból a VT1, VT2 tranzisztorokon előállított generátor táplálja. A Tr2 „teljesítmény” transzformátort egy 20 mm átmérőjű ferritgyűrűre készítik.

Egy ilyen transzformátor 40 ... 50 KHz frekvencián akár 7 watt terhelést is eredményezhet, amely elegendő a cikkben ismertetett áramkör táplálásához. A kimeneti feszültségeket a VD5, VD6 Zener diódák legegyszerűbb paraméteres stabilizátorai stabilizálják. A Tr2 leválasztó transzformátor jelenlétének köszönhetően a mellékelt terhelést galvanikusan elkülönítik a hálózatról, ami biztosítja az áramkör elektromos biztonságát.

Képzelje el, hogy nézne ki hőelemhálózati potenciál alatt! De meg kell jegyezni, hogy minden, ami az ábrán látható a Tr2 transzformátor magjától jobbra, a hálózat potenciálja alatt van, és gondos és gondos kezelést igényel. Az oltó kondenzátorral ellátott biztonságos tápegység további diagramját a 2. ábra mutatja.

2. ábra: Az oltó kondenzátor biztonságos áramellátásának vázlata

A kis méretű tápegységek transzformátorának primer tekercse több (négy ... hét) ezer fordulatot tartalmaz ultravékony huzalt, - 0,05 ... 0,06 mm. Annak elkerülése érdekében, hogy ilyen tekercset ne tekercseljenek, javasoljuk, hogy az elsődleges tekercs feszültségét 30 ... 40 V-ra csökkentse egy edzőkondenzátor segítségével. Ebben az esetben az elsődleges tekercs legfeljebb 600 ... 700 fordulatot tartalmaz egy elég vastag huzalt (0,1 ... 0,15 mm). A másodlagos tekercset a szokásos módon kiszámítják a szükséges feszültségre.

A transzformátor az előfizetői hangszóróból a *12 * 15 mágneses áramkörön tekercselhető. Pontosabban, a feszültség értéke a C1 kondenzátor segítségével választható ki. Transzformátor használatával a tápegység kimenetét galvanikusan elkülönítik a hálózatról. Egy ilyen tápegység elegendő volt ahhoz, hogy egy egyszerű generátort (a K561 sorozat hat vagy hét chipe) táplálja a TV-k beállításához. A tápegység feszültsége 9 V volt. A készülékkel és az áramellátással kapcsolatos részleteket a 12_98 számú "Rádió" folyóiratban találja.

A modern berendezések tápegységei

A modern iparilag gyártott berendezések, például számítógépek, zeneközpontok, televíziók, nagyrészt megvannak kapcsoló tápegységek.

Az ilyen források fő gondolata a következő. Az egyenirányító hálózati feszültségét az inverter több tíz, néha száz kilohertz váltakozó frekvenciává alakítja. Ilyen frekvenciákon a transzformátorok nagyon kicsiben készülnek, ami jelentősen csökkentheti a tápegységek méretét és súlyát.

A transzformátor után az impulzusfeszültségeket szűrők javítják és simítják, amelyek mérete a magas frekvencia miatt szintén kicsi a hálózati frekvencián működő hagyományos tápegységekhez képest. A kimeneti feszültség stabilizálását az elsődleges áramkörben impulzusszélességű modulációval (PWM) hajtjuk végre, amely szintén hozzájárul a hatékonyság növeléséhez és az energiaellátás méretének csökkentéséhez.

Nem is olyan régen azt hitték, hogy a tápfeszültség-váltók csak 100 watt teljesítménytől indokolják önmagukat. Ebben az esetben a fajlagos hatalmat tekintették a fő kritériumnak, azaz teljesítmény / tápfeszültség 1 köbméter deciméterre vonatkoztatva. Ha az impulzusos forrás teljesítménye 100 W alatt van, akkor az impulzusos forrás fajlagos teljesítménye alacsonyabb volt, mint egy hagyományos tápegységnél. Egyszerűen fogalmazva: egy impulzusos forrás méretei nagyobbnak bizonyulhatnak, mint egy hagyományos transzformátoré.

A technológia azonban nem áll meg, az elektronika elemi alapja nagyon gyorsan fejlődik. A modern ipar mindössze néhány watt kapacitással elsajátította az impulzusforrások előállítását, elegendő legalább visszahívni töltők mobiltelefonokhoz és „ujj” akkumulátorokhoz.

Itt csak látásból áll, hogy az ilyen források fajlagos teljesítménye meghaladja a hasonló „töltőket” (nemrégiben voltak ilyenek) egy hálózati transzformátorral. Így jók a dolgok az ipari termelésben: önmagában a tekercselő huzalokon, de a transzformátor vas- és miniatűr tokokban óriási megtakarítások érhetők el.

A amatőr műszaki kreativitás feltételei között, ha a mintát egyetlen példányban készítik, ez nagyon megfelelő hagyományos tápegység hálózati transzformátorral. Bár időnként nem szabványos megoldásokat kell keresnie az energiaellátási problémára, például a berendezések javításakor.

Kapcsolja be az áramellátást egy elektronikus transzformátorból

Itt egy jó gyakorlati példa. Az importált hangkeverőben valamilyen okból kifolyólag megszakadt a transzformátor primer tekercse, amelyet egy gyűrű alakú mágneses áramkörön hajtottak végre.

Ennek a transzformátornak a teljesítménye körülbelül 20 watt volt, ami szomorú gondolatokhoz vezetett, hogy az elsődleges tekercs fordulatszáma valószínűleg nem ezer fordulat (minél kisebb a transzformátor mérete, annál nagyobb az egy volta fordulatszám, és a huzal vékonyabb). De kézzel visszahúzva a gyűrűt ... De ez nem volt a legfontosabb: a gyűrűs transzformátor magassága olyan kicsi volt, hogy nem lehetett helyettesíteni egy másik, kész Sh-alakúval, az eset méretei nem tettek lehetővé.

Az elektronikus transzformátor használata lehetővé tette a probléma megoldását, azonban finomítást igényelt, amelyet a cikk ismertet "Hogyan lehet áramellátást biztosítani egy elektronikus transzformátorból?". A változtatás jelentése elektronikus transzformátor Úgy tervezték, hogy működjön együtt állandóan csatlakoztatott izzólámpákkal, azaz a transzformátor terhelés alatt indul. Ha nincs terhelés, akkor az áramkör nem indul el. Ugyanez a hatás figyelhető meg enyhe terhelés esetén.

Képzelje el, hogy a rakomány a hangfrekvencia erőteljes erősítője: amint a hang leállt, - szüneteltetni, tehát az áramellátás kikapcsolt és nem indult tovább. Itt van az elektronikus transzformátor finomítása, és abból a tényből fakad, hogy az arra épülő tápegység bekapcsol és terhelés nélkül is működik.

Az elektronikus transzformátor csak abban az esetben áll fenn, amikor az impulzusos forrás gyártását egyszerűsítik a határokig: minden már megtörtént, az alkatrészek mind a helyén vannak, a transzformátorok mind fel vannak csévélve, és az ár csak nevetséges. Csak csináld magad készlet! Még sikertelen kísérlet esetén sem lesz kár az eldobás. Ha alkatrészeket vásárol a kiskereskedelemben, az sokkal drágább lesz. Ezért otthon könnyebb előállítani a hagyományos transzformátor tápegységet.

Hálózati adapterek Kínából

Ha a terhelhetőség kicsi, egy kínai hálózati adapter megmentheti a helyzetet. Ez egy közismert blokk, amelyet egy nagy hálózati csatlakozó formájában készítenek, amelynek farka egy csatlakozóval végződik, és ezt valamilyen okból “jacknek” hívják. A dugó belsejében egy legfeljebb 5 ... 7 watt kapacitású hálózati transzformátor, egyenirányító híd és simító kondenzátor található.

Egyes blokkokban van egy csúszókapcsoló, amely lehetővé teszi a kimeneti feszültség fokozatos megváltoztatását 5 ... 15 V-on belül. A kapcsolón feltüntetett kimeneti feszültség megegyezik a terhelés alatt történő működéssel. Például, ha 12 V van jelölve, akkor szinte 18 V is használható terhelés nélkül. Csak a kondenzátor töltődik az amplitúdóértékig. De terhelés alatt ugyanakkor 12 V lesz, amely megfelel a váltakozó feszültség effektív értékének.

Az ilyen adapterek tervezését a határig egyszerűsítették: a kínai nem is gondolta a biztosíték felszerelését. Összességében itt nem túl sok. Az elsődleges tekercset olyan vékony huzallal feltekercselik, hogy önmagában jó biztosíték. Ha az elsődleges tekercs kiég, akkor ki kell dobnia ezt az adaptert, és újat kell vásárolni.

Az ilyen adapterek ára alacsony a javításukhoz. Ezekben az adapterekben a mágnesszál megtakarítása nagyon észrevehető. Az ilyen tápegységek még alapjáraton is terhelés nélkül észlelhetők.

A következő cikk elmagyarázza, hogyan lehet önállóan egyszerű és megbízható tápegységet készíteni otthoni laboratóriumához.

Boris Aladyshkin 

A cikk folytatása: Otthoni laboratóriumi tápegységek