Elektroninių prietaisų maitinimo šaltiniai - prietaisas ir pagrindinių grandinių veikimo principas

Elektroninius prietaisus galima suskirstyti į dvi grupes: mobilus ir stacionarus. Pirmieji iš jų naudoja vadinamuosius pirminius energijos šaltinius, - galvanines baterijas ar akumuliatorius, kurie tiekia elektrą.

Tai iškart primena mobiliuosius telefonus, fotoaparatus, nuotolinio valdymo pultus ir daugelį kitų nešiojamų prietaisų. Šiuo atveju įkraunamos baterijos ir baterijos nekonkuruoja, nes paprasčiausiai nėra ko jas pakeisti. Vieninteliai nepatogumai, mobilumo kaina yra tai, kad tokių prietaisų veikimo laiką riboja baterijų talpa, ir, kaip taisyklė, jie yra maži. Galbūt šios taisyklės išimtis yra laikrodžiai. Jų energijos suvartojimas yra labai mažas, o tai įtraukiama į projektavimo etapą, todėl laikrodis gali veikti su viena baterija visus metus ar net daugiau.

Stacionarūs prietaisaipaprastai gauna maistą iš antrinių šaltinių. Tokie jų pačių energijos šaltiniai negamina, o tik paverčia elektros srovę reikiamais parametrais: iš 220 V tinklo įtampos maitinimo šaltiniai sukuria sumažintą įtampą, reikalingą puslaidininkių įrangai maitinti. Tokie maitinimo šaltiniai dažnai vadinami tinkle.

Pavojingi maitinimo šaltiniai

Paprasčiausi yra maitinimo šaltiniai su gesinimo kondensatoriumi arba rezistoriumi. Panašūs blokai buvo aprašyti radijo žurnaluose praėjusio amžiaus 9-ajame dešimtmetyje. Tokių maitinimo šaltinių efektyvumas yra ypač mažas, ne daugiau kaip 20%, todėl jie yra naudojami prietaisams, kurių galia ne didesnė kaip keli vatai, maitinti: galite maitinti vieną ar du mikroschemus.

Pagrindinis tokių blokų trūkumas yra tas jie nėra galvaniškai atskirti nuo pirminio tinklo, todėl visa grandinė - vartotojas taip pat yra pavojingas. Paliesti tokios grandinės elementą yra visiškai nepageidautina ir netgi pavojinga. Todėl tokių konstrukcijų nustatymas atliekamas naudojant izoliacijos transformatorių, aprašytą straipsnyje „Kaip pasidaryti saugos transformatorių“.

Bet net ir atlikus tokį derinimą, šios schemos vis tiek išlieka pavojingos, todėl jų nerekomenduojama naudoti. Jei vis dėlto tokios schemos negalima išvengti (kokia prasmė sukurti atskirą energijos šaltinį) foto relėkad kabo aukštai ant įrašo?), galima tik tikėtis vartotojo tikslumo ir raštingumo.

Saugūs blokai su tuštinamuoju kondensatoriumi

Maitinimo grandinė su gesinimo kondensatoriumi ir galvaninė izoliacija nuo tinklo aprašyta straipsnyje "Termostatas plastikų suvirinimui" ir parodyta 1 paveiksle. Schemos autorius V. Kuznecovas.

1 pav. Maitinimo grandinė su tuštinamuoju kondensatoriumi ir galvaninė izoliacija nuo tinklo

Schema išsamiai aprašyta minėtame straipsnyje, buvo pakartota daug kartų (daugiau nei tuziną kartų) ir parodė puikius rezultatus. Todėl čia pažymime tik pagrindinius dalykus. Pagrindinę tinklo įtampą per gesinimo kondensatorių C1 ištaiso tiltas VD1 ir stabilizuoja esant 24 V tranzistoriaus VT3 stabilizatoriui. Iš šio stabilizatoriaus tiekiamas generatorius, pagamintas ant tranzistorių VT1, VT2. „Galios“ transformatorius Tr2 pagamintas ant ferito žiedo, kurio skersmuo 20 mm.

Toks transformatorius, kurio dažnis yra 40 ... 50 KHz, gali suteikti iki 7 vatų apkrovą, kurios pakanka maitinti grandinę, aprašytą straipsnyje. Išėjimo įtampa stabilizuojama paprasčiausiais Zenerio diodų VD5, VD6 parametriniais stabilizatoriais. Dėka izoliacinio transformatoriaus Tr2, tiekiama apkrova yra galvaniškai izoliuota nuo tinklo, o tai užtikrina grandinės elektrinę saugą.

Įsivaizduok, kaip tai atrodytų termoelementaspagal tinklo potencialą! Tačiau reikia pažymėti, kad viskas, kas pavaizduota schemoje dešinėje nuo transformatoriaus Tr2 šerdies, yra tinklo potenciale, todėl reikia kruopštaus ir kruopštaus tvarkymo. Kita saugaus maitinimo su gesinimo kondensatoriumi schema parodyta 2 paveiksle.

2 pav. Saugaus maitinimo su gesinimo kondensatoriumi schema

Pirminėje mažo dydžio maitinimo šaltinio transformatoriaus apvijoje yra keli (keturi ... septyni) tūkstančiai ypač plonos vielos posūkių, - 0,05 ... 0,06 mm. Kad nebūtų apvijos tokia apvija, siūloma sumažinti pirminės apvijos įtampą iki 30 ... 40V, naudojant gesinimo kondensatorių. Šiuo atveju pirminėje apvijoje yra ne daugiau kaip 600 ... 700 apsukų pakankamai storos vielos (0,1 ... 0,15 mm). Antrinė apvija apskaičiuojama kaip įprasta reikiamai įtampai.

Transformatorių galima apvynioti magnetic12 * 15 magnetine grandine iš abonento garsiakalbio. Tiksliau, įtampos vertę galima pasirinkti naudojant kondensatorių C1. Naudojant transformatorių, maitinimo šaltinis yra galvaniškai izoliuotas nuo tinklo. Tokio maitinimo šaltinio užteko, kad būtų galima įjungti paprastą generatorių (šeši ar septyni „K561“ serijos lustai) televizoriams nustatyti. Maitinimo įtampa buvo 9 V. Išsamią informaciją apie prietaisą ir šio maitinimo šaltinio nustatymą galite rasti žurnale „Radijas“ Nr. 12_98.

Šiuolaikinės įrangos maitinimo šaltiniai

Šiuolaikinę pramoninę įrangą, tokią kaip kompiuteriai, stereo sistemos, televizoriai, daugiausia perjungimo maitinimo šaltiniai.

Pagrindinė tokių šaltinių mintis yra tokia. Ištaisytą tinklo įtampą keitiklis paverčia kintama dažne, kuri yra kelios dešimtys, o kartais ir šimtai kilohercų. Tokiais dažniais gaunami labai maži transformatoriai, kurie gali žymiai sumažinti maitinimo šaltinių dydį ir svorį.

Po transformatoriaus impulsų įtampa ištaisoma ir išlyginami filtrais, kurių dydis dėl aukšto dažnio taip pat yra mažas, palyginti su tradiciniais maitinimo šaltiniais, veikiančiais tinklo dažniu. Išėjimo įtampos stabilizavimas atliekamas pirminėje grandinėje, naudojant impulsų pločio moduliaciją - PWM, kuri taip pat padeda padidinti efektyvumą ir sumažinti maitinimo šaltinio dydį.

Ne taip seniai buvo manoma, kad perjungiamieji maitinimo šaltiniai pateisina save tik nuo mažiausiai 100 vatų galios. Šiuo atveju pagrindiniu kriterijumi buvo laikoma specifinė galia, t. galia 1 kubinio decimetro maitinimo šaltinio tūrio. Kai impulsinio šaltinio galia yra mažesnė nei 100 W, impulsinio šaltinio savitoji galia buvo mažesnė nei įprasto maitinimo šaltinio. Paprasčiau tariant, impulsų šaltinio matmenys gali būti didesni nei įprasto transformatoriaus.

Tačiau technologija nestovi vietoje, elementarioji elektronikos bazė vystosi labai greitai. Šiuolaikinė pramonė įvaldė impulsinių šaltinių, kurių galia yra tik keli vatai, gamybą, užtenka bent priminti įkrovikliai mobiliesiems telefonams ir „pirštų“ baterijoms.

Čia tiesiog iš žvilgsnio matyti, kad specifinė tokių šaltinių galia yra didesnė nei panašių „įkroviklių“ (neseniai tokių buvo) su tinklo transformatoriais. Štai kokie geri dalykai yra pramoninėje gamyboje: vien tik apvijos vielos, bet transformatorinės geležies ir miniatiūrinių dėklų dėka sutaupoma daug lėšų.

Mėgėjiškos techninės kūrybiškumo sąlygomis gaminant dizainą viename egzemplioriuje jis yra gana tinkamas tradicinis maitinimas su tinklo transformatoriumi. Nors retkarčiais tenka ieškoti nestandartinių energijos problemos sprendimų, pavyzdžiui, taisant įrangą.

Maitinimo šaltinis iš elektroninio transformatoriaus

Čia yra geras praktinis pavyzdys. Importuotame garso maišytuve dėl tam tikrų priežasčių nutrūko pirminė galios transformatoriaus apvija, kuri buvo atlikta žiedinėje magnetinėje grandinėje.

Šio transformatoriaus galia buvo apie 20 vatų, todėl kilo liūdnų minčių, kad pirminės apvijos apsisukimų skaičius greičiausiai ne vienas tūkstantis apsisukimų (kuo mažesnis transformatoriaus dydis, tuo didesnis apsisukimų skaičius vienam voltui, o viela plonesnė). Ir rankiniu būdu pervynioti ant žiedo ... Bet tai nebuvo pagrindinis dalykas: žiedo transformatoriaus aukštis buvo toks mažas, kad atrodė neįmanoma jį pakeisti kitu, jau paruoštu Sh formos, dėklo matmenys to neleido.

Elektroninio transformatoriaus naudojimas leido išspręsti problemą, tačiau prireikė šiek tiek patobulinimų, kurie aprašyti straipsnyje "Kaip padaryti maitinimą iš elektroninio transformatoriaus?". Pakeitimo prasmė ta elektroninis transformatorius Jis skirtas dirbti su kaitrinėmis lempomis, kurios yra nuolat prie jo prijungtos, tai yra, transformatorius pradeda veikti esant apkrovai. Jei nėra apkrovos, grandinė neprasideda. Tas pats efektas pastebimas ir su nedidele apkrova.

Įsivaizduokite, kad krovinys yra galingas garso dažnio stiprintuvas: kai tik garsas sustojo, - padarykite pertraukėlę, todėl maitinimo šaltinis išsijungė ir daugiau nebebuvo pradėtas. Čia patobulinamas elektroninis transformatorius ir verda tai, kad juo paremtas maitinimo šaltinis įsijungia ir veikia net be apkrovos.

Elektroninis transformatorius yra tiesiog tas atvejis, kai impulsinio šaltinio gamyba yra supaprastinta iki ribos: viskas jau padaryta, visos dalys sudėtos į vietą, visi transformatoriai yra suvynioti, o kaina yra tiesiog juokinga. Tiesiog pasidaryk pats rinkinį! Net ir nesėkmingo eksperimento metu mesti nebus gaila. Jei perkate detales mažmeninėje prekyboje, ji bus daug brangesnė. Todėl namuose lengviau pasidaryti įprastą transformatoriaus maitinimą.

Tinklo adapteriai iš Kinijos

Jei įkrovos galia nedidelė, Kinijoje pagamintas tinklo adapteris gali padėti išgelbėti situaciją. Tai yra gerai žinomas blokas, pagamintas iš didelio tinklo kištuko, kurio uodega baigiasi jungtimi, kuri dėl tam tikrų priežasčių yra vadinama „lizdu“. Kištuko viduje yra tinklo transformatorius, kurio talpa ne didesnė kaip 5 ... 7 vatai, lygintuvo tiltas ir išlyginamasis kondensatorius.

Kai kuriuose blokuose yra slenkantis jungiklis, leidžiantis palaipsniui keisti išėjimo įtampą per 5 ... 15 V. Jungiklyje nurodyta išėjimo įtampa atitinka veikimą esant apkrovai. Pavyzdžiui, jei nurodoma 12 V, tada beveik 18 V galima naudoti be apkrovos. Tiesiog kondensatorius įkraunamas iki amplitudės vertės. Bet esant apkrovai vis tiek bus 12 V, o tai atitinka kintamos įtampos faktinės vertės vertę.

Tokių adapterių dizainas supaprastintas iki ribos: kinai net nesivargino įrengti saugiklio. Bet apskritai čia jų nėra per daug. Pirminė apvija apvyniota tokia plona viela, kad ji savaime yra geras saugiklis. Jei pirminė apvija perdegs, belieka mesti šį adapterį ir nusipirkti naują.

Tokių adapterių kaina yra maža, kad juos sutaisytų. Šiuose adapteriuose sutaupytos magneto vielos yra labai pastebimos. Tokie maitinimo šaltiniai pastebimai įkaista net tuščiąja eiga, be apkrovos.

Kitas straipsnis paaiškins, kaip jūs galite savarankiškai pasidaryti paprastą ir patikimą maitinimo šaltinį savo namų laboratorijai.

Borisas Aladyshkinas 

Straipsnio tęsinys: Namų laboratorijos maitinimo šaltiniai