Voedingen voor elektronische apparaten - apparaat en werkingsprincipe van de hoofdcircuits

Elektronische apparaten kunnen in twee groepen worden verdeeld: mobiel en stationair. De eerste gebruikt de zogenaamde primaire stroombronnen, - galvanische batterijen of accu's die stroom leveren.

Het roept onmiddellijk mobiele telefoons, camera's, afstandsbedieningen en vele andere draagbare apparaten op. In dit geval zijn oplaadbare batterijen en batterijen niet concurrerend, omdat er gewoon niets is om ze mee te vervangen. Het enige ongemak, de kosten van mobiliteit, is dat de duur van dergelijke apparaten wordt beperkt door de capaciteit van de batterijen en in de regel klein is. Een uitzondering op deze regel zijn misschien horloges. Hun energieverbruik is erg laag, wat al in de ontwerpfase is opgenomen, zodat de klok een heel jaar of zelfs langer op één batterij kan werken.

Stationaire apparatenontvangt in de regel voedsel uit secundaire bronnen. Dergelijke bronnen van eigen energie produceren niet, maar zetten alleen de elektrische stroom om in de vereiste parameters: van een 220V netspanning genereren de voedingen verminderde spanningen die nodig zijn om halfgeleiderapparatuur van stroom te voorzien. Dergelijke voedingen worden vaak genoemd netwerken.

Gevaarlijke voedingen

De eenvoudigste zijn voedingen met een bluscondensator of weerstand. Soortgelijke blokken werden beschreven in radiomagazines in de jaren negentig van de vorige eeuw. De efficiëntie van dergelijke voedingen is extreem klein, niet meer dan 20%, dus ze worden gebruikt voor het voeden van apparaten waarvan het vermogen niet meer is dan een paar watt: u kunt een of twee microschakelingen voeden.

Het grootste nadeel van dergelijke blokken is dat ze zijn niet galvanisch geïsoleerd van het primaire netwerk, waardoor het hele circuit - de consument ook onder gevaarlijk potentieel staat. Het aanraken van een element van een dergelijk circuit is volledig ongewenst en zelfs gevaarlijk. Daarom wordt de oprichting van dergelijke structuren uitgevoerd met behulp van een isolatietransformator die in het artikel wordt beschreven “Hoe maak je een veiligheidstransformator”.

Maar zelfs met een dergelijke aanpassing blijven deze schema's nog steeds gevaarlijk, daarom moeten ze niet worden aanbevolen voor gebruik. Als toch een dergelijk schema niet kan worden vermeden (wat is het nut van het maken van een afzonderlijke bron voor macht fotorelaisdie hoog aan een bericht hangt?), kan men alleen maar hopen op de nauwkeurigheid en geletterdheid van de gebruiker.

Veilige blokken met blindcondensator

Het voedingscircuit met een bluscondensator en galvanische isolatie van het netwerk wordt in het artikel beschreven "Thermostaat voor het lassen van kunststoffen" en getoond in figuur 1. De auteur van het schema V. Kuznetsov.

Figuur 1. Voedingscircuit met een blinde condensator en galvanische isolatie van het netwerk

Het schema is gedetailleerd beschreven in het genoemde artikel, werd vele malen herhaald (meer dan een dozijn keer) en vertoonde uitstekende resultaten. Daarom noteren we hier alleen de belangrijkste punten. De netspanning door de bluscondensator Cl wordt gecorrigeerd door de brug VD1 en gestabiliseerd op 24 V door de stabilisator op de transistor VT3. Een generator gemaakt op transistors VT1, VT2 wordt gevoed vanuit deze stabilisator. De "power" transformator Tr2 is gemaakt op een ferrietring met een diameter van 20 mm.

Een dergelijke transformator met een frequentie van 40 ... 50 KHz kan een belasting tot 7 watt geven, wat voldoende is om het in het artikel beschreven circuit te voeden. De uitgangsspanningen worden gestabiliseerd door de eenvoudigste parametrische stabilisatoren op de Zener-diodes VD5, VD6. Vanwege de aanwezigheid van scheidingstransformator Tr2 is de geleverde belasting galvanisch gescheiden van het netwerk, wat de elektrische veiligheid van het circuit waarborgt.

Stel je voor hoe het eruit zou zien thermoelementonder netwerkpotentieel! Maar het moet worden opgemerkt dat alles wat wordt weergegeven in het diagram rechts van de kern van de transformator Tr2 onder het potentieel van het netwerk valt en een zorgvuldige en zorgvuldige afhandeling vereist. Een ander diagram van een veilige voeding met een bluscondensator wordt getoond in figuur 2.

Figuur 2. Diagram van een veilige stroomvoorziening met een bluscondensator

De primaire wikkeling van de transformator van kleine voedingen bevat verschillende (vier ... zeven) duizend windingen ultradunne draad, - 0,05 ... 0,06 mm. Om een ​​dergelijke wikkeling niet te winden, wordt voorgesteld om een ​​bluscondensator te gebruiken om de spanning op de primaire wikkeling te verminderen tot 30 ... 40V. In dit geval bevat de primaire wikkeling niet meer dan 600 ... 700 windingen van een voldoende dikke draad (0,1 ... 0,15 mm). De secundaire wikkeling wordt zoals gebruikelijk berekend voor de vereiste spanning.

De transformator kan op het Ш12 * 15 magnetische circuit worden gewikkeld vanuit een abonnee-luidspreker. Meer precies kan de spanningswaarde worden geselecteerd met behulp van de condensator C1. Door het gebruik van een transformator wordt de uitgang van de voeding galvanisch gescheiden van het netwerk. De kracht van een dergelijke voeding was voldoende om een ​​eenvoudige generator (zes of zeven chips van de K561-serie) van stroom te voorzien voor het instellen van tv's. De voedingsspanning was 9 V. Details van het apparaat en de oprichting van deze voeding is te vinden in het tijdschrift "Radio" nr. 12_98.

Voedingen van moderne apparatuur

Moderne industriële apparatuur, zoals computers, muziekcentra, televisies, heeft dat grotendeels schakelende voedingen.

Het belangrijkste idee van dergelijke bronnen is als volgt. De gelijkgerichte netwerkspanning wordt door een omvormer omgezet in een alternerende frequentie van enkele tientallen en soms honderden kilohertz. Bij dergelijke frequenties worden transformatoren in zeer kleine afmetingen verkregen, die de grootte en het gewicht van de voedingen aanzienlijk kunnen verminderen.

Na de transformator wordt de pulsspanning gelijkgericht en afgevlakt door filters, waarvan de grootte vanwege de hoge frequentie ook klein is in vergelijking met traditionele voedingen die op de netfrequentie werken. Uitgangsspanningsstabilisatie wordt uitgevoerd in het primaire circuit met behulp van pulsbreedtemodulatie - PWM, wat ook helpt om de efficiëntie te vergroten en de grootte van de voeding te verminderen.

Nog niet zo lang geleden geloofde men dat schakelende voedingen zichzelf rechtvaardigen alleen uitgaande van een vermogen van ten minste 100 watt. In dit geval werd het specifieke vermogen als het belangrijkste criterium beschouwd, d.w.z. vermogen per 1 kubieke decimeter voedingsvolume. Wanneer het vermogen van de gepulseerde bron lager is dan 100 W, was het specifieke vermogen van de gepulseerde bron lager dan dat van een conventionele voeding. Simpel gezegd, de afmetingen van een gepulseerde bron kunnen groter blijken te zijn dan die van een conventionele transformator.

Maar de technologie staat niet stil, de elementaire basis van elektronica ontwikkelt zich zeer snel. De moderne industrie beheerst de productie van gepulseerde bronnen met een capaciteit van slechts een paar watt, het is voldoende om op zijn minst terug te roepen Chargers voor mobiele telefoons en "vinger" batterijen.

Het is hier al gemakkelijk te zien dat de specifieke kracht van dergelijke bronnen groter is dan die van vergelijkbare "laders" (onlangs waren er dergelijke) met een netwerktransformator. Dit is hoe goed de dingen in industriële productie zijn: enorme besparingen worden behaald op alleen wikkeldraad, transformatorijzer en miniatuurbehuizingen.

In de omstandigheden van amateur is technische creativiteit voor de vervaardiging van een ontwerp in een enkele kopie heel geschikt traditionele stroomvoorziening met transformator. Hoewel u af en toe moet zoeken naar niet-standaardoplossingen voor het stroomprobleem, bijvoorbeeld bij het repareren van apparatuur.

Stroomvoorziening via een elektronische transformator

Hier is een goed praktisch voorbeeld. In de geïmporteerde geluidsmixer was om de een of andere reden de primaire wikkeling van de transformator ontkoppeld, die op een ringvormig magnetisch circuit werd uitgevoerd.

Het vermogen van deze transformator was ongeveer 20 watt, wat leidde tot droevige gedachten dat het aantal windingen van de primaire wikkeling hoogstwaarschijnlijk geen duizend windingen is (hoe kleiner de grootte van de transformator, hoe groter het aantal windingen per één volt en de draad is dunner). En handmatig terugspoelen op de ring ... Maar dit was niet het belangrijkste: de hoogte van de ringtransformator was zo klein dat het niet mogelijk was om deze te vervangen door een andere, kant-en-klare Sh-vormige, de afmetingen van de behuizing lieten het niet toe.

Het gebruik van een elektronische transformator kon het probleem oplossen, maar het vergde enige verfijning, die in het artikel wordt beschreven "Hoe maak je een stroomvoorziening vanuit een elektronische transformator?". De betekenis van de wijziging is dat elektronische transformator Het is ontworpen om te werken met gloeilampen die er constant mee verbonden zijn, dat wil zeggen dat de transformator onder belasting start. Als er geen belasting is, start het circuit niet. Hetzelfde effect wordt waargenomen met een lichte belasting.

Stel je voor dat de belasting een krachtige versterker van audiofrequentie is: zodra het geluid stopt, - pauzeren, zodat de voeding werd uitgeschakeld en niet meer startte. Hier is de verfijning van de elektronische transformator en komt erop neer dat de daarop gebaseerde voeding wordt ingeschakeld en zelfs zonder belasting werkt.

Een elektronische transformator is precies het geval waarbij de productie van een gepulseerde bron tot het uiterste is vereenvoudigd: alles is al gedaan, de onderdelen zijn allemaal op hun plaats, de transformatoren zijn allemaal opgewonden en de prijs is gewoon belachelijk. Doe het gewoon zelf! Zelfs in het geval van een mislukt experiment is weggooien geen medelijden. Als u onderdelen in de detailhandel koopt, is dit veel duurder. Daarom is het thuis gemakkelijker om een ​​conventionele transformatorvoeding te maken.

Netwerkadapters uit China

In het geval dat het laadvermogen klein is, kan een in China gemaakte netwerkadapter de situatie wellicht redden. Dit is een bekende eenheid, gemaakt in de vorm van een grote netwerkstekker met een staart eindigend in een connector, die om een ​​of andere reden een "aansluiting" wordt genoemd. In de stekker zit een netwerktransformator met een capaciteit van niet meer dan 5 ... 7 watt, een gelijkrichterbrug en een afvlakcondensator.

In sommige blokken is er een schuifschakelaar waarmee u stapsgewijs de uitgangsspanning binnen 5 ... 15V kunt wijzigen. De uitgangsspanning op de schakelaar komt overeen met bedrijf onder belasting. Als bijvoorbeeld 12V wordt aangegeven, kan bijna 18V onbelast worden gebruikt. Alleen de condensator laadt op naar de amplitudewaarde. Maar onder belasting zal er toch 12V zijn, wat overeenkomt met de waarde van de effectieve waarde van de wisselspanning.

Het ontwerp van dergelijke adapters is tot het uiterste vereenvoudigd: de Chinezen hebben niet eens de moeite genomen om een ​​lont te installeren. Over het algemeen is het hier niet teveel. De primaire wikkeling is gewikkeld met zo'n dunne draad dat het op zichzelf een goede lont is. Als de primaire wikkeling opbrandt, dan blijft het om deze adapter te gooien en een nieuwe te kopen.

De prijs van dergelijke adapters is laag om ze te repareren. De kronkelende besparingen in deze adapters zijn zeer merkbaar. Dergelijke voedingen worden merkbaar verwarmd, zelfs bij inactiviteit, zonder belasting.

In het volgende artikel wordt uitgelegd hoe u onafhankelijk een eenvoudige en betrouwbare stroomvoorziening voor uw thuislaboratorium kunt maken.

Boris Aladyshkin 

Vervolg van het artikel: Home Lab voedingen