Surse de alimentare pentru dispozitive electronice - dispozitiv și principiul funcționării circuitelor principale

Dispozitivele electronice pot fi împărțite în două grupuri: mobil și staționar. Primele dintre ele folosesc așa-numitele surse de energie primară, - baterii galvanice sau acumulatori care au o alimentare cu energie electrică.

Reamintește imediat telefoane mobile, camere de luat vederi, telecomenzi și multe alte dispozitive portabile. În acest caz, bateriile și bateriile reîncărcabile sunt dincolo de concurență, deoarece pur și simplu nu există nimic cu care să le înlocuim. Singurul inconvenient, costul mobilității este că durata acestor dispozitive este limitată de capacitatea bateriilor și, de regulă, este mică. O excepție de la această regulă sunt, poate, ceasurile. Consumul lor de energie este foarte redus, care este încorporat în faza de proiectare, astfel încât ceasul poate merge pe o singură baterie pentru un an întreg, sau chiar mai mult.

Dispozitive staționare, de regulă, primiți alimente din surse secundare. Astfel de surse de energie proprie nu produc, ci doar transformă curentul electric în parametrii necesari: de la o tensiune de rețea de 220V, sursele de alimentare generează tensiuni reduse necesare alimentării echipamentelor semiconductoare. Asemenea surse de alimentare sunt adesea numite crearea de rețele.

Surse de alimentare periculoase

Cele mai simple sunt surse de alimentare cu un condensator sau rezistor de stingere. Blocuri similare au fost descrise în revistele radio din anii nouăzeci ai secolului trecut. Eficiența unor astfel de surse de alimentare este extrem de mică, nu mai mult de 20%, astfel încât sunt folosite pentru alimentarea dispozitivelor a căror putere nu este mai mare de câțiva wați: puteți alimenta unul sau două microcircuite.

Principalul dezavantaj al unor astfel de blocuri este că acestea nu sunt izolate galvanic de rețeaua primară, în urma căreia întregul circuit - consumatorul este, de asemenea, sub potențial periculos. Atingerea unui element al unui astfel de circuit este complet nedorită și chiar periculoasă. Prin urmare, stabilirea unor astfel de structuri se realizează cu ajutorul unui transformator de izolare descris în articol „Cum să faci un transformator de siguranță”.

Dar chiar și cu o astfel de ajustare, aceste scheme rămân în continuare periculoase, prin urmare, nu ar trebui recomandate pentru utilizare. Dacă totuși, o astfel de schemă nu poate fi evitată (care este rostul creării unei surse separate de energie) releu fotocare se blochează la o postare?), nu putem decât să sperăm pentru acuratețea și alfabetizarea utilizatorului.

Blocuri sigure cu condensator de acoperire

Circuitul de alimentare cu un condensator de stingere și izolare galvanică din rețea este descris în articol "Termostat pentru sudarea materialelor plastice" și arătat în figura 1. Autorul schemei V. Kuznetsov.

Figura 1. Circuitul de alimentare cu un condensator de acoperire și izolarea galvanică din rețea

Schema este descrisă detaliat în articolul menționat, a fost repetată de mai multe ori (de mai mult de o duzină de ori) și a prezentat rezultate excelente. Prin urmare, aici notăm doar principalele puncte. Tensiunea de alimentare prin condensatorul de stingere C1 este rectificată de puntea VD1 și stabilizată la 24V de stabilizatorul de pe tranzistorul VT3. Un generator fabricat pe tranzistoarele VT1, VT2 este alimentat de la acest stabilizator. Transformatorul „de putere” Tr2 este realizat pe un inel de ferită cu un diametru de 20 mm.

Un astfel de transformator la o frecvență de 40 ... 50 KHz poate oferi o încărcare de până la 7 wați, ceea ce este suficient pentru a alimenta circuitul descris în articol. Tensiunile de ieșire sunt stabilizate de cei mai simpli stabilizatori parametrici de pe diodele Zener VD5, VD6. Datorită prezenței transformatorului de izolare Tr2, sarcina furnizată este izolată galvanic din rețea, ceea ce asigură siguranța electrică a circuitului.

Imaginează-ți cum ar arăta termocuplusub potențialul rețelei! Trebuie menționat însă că tot ceea ce este arătat în diagrama din dreapta nucleului transformatorului Tr2 se află sub potențialul rețelei și necesită o manipulare atentă și atentă. O altă diagramă a unei alimentări sigure cu un condensator de stingere este prezentată în figura 2.

Figura 2. Schema unei alimentări sigure cu un condensator de stingere

Înfășurarea primară a transformatorului de surse de alimentare de dimensiuni mici conține mai multe (patru ... șapte) mii de fire de fir subțire, - 0,05 ... 0,06 mm. Pentru a nu face o astfel de înfășurare, se propune utilizarea unui condensator de stingere pentru a reduce tensiunea la înfășurarea primară la 30 ... 40V. În acest caz, înfășurarea primară nu conține mai mult de 600 ... 700 de rotații ale unui fir suficient de gros (0,1 ... 0,15 mm). Înfășurarea secundară este calculată ca de obicei pentru tensiunea necesară.

Transformatorul poate fi conectat pe circuitul magnetic Ш12 * 15 de la un difuzor abonat. Mai precis, valoarea tensiunii poate fi selectată folosind condensatorul C1. Prin utilizarea unui transformator, ieșirea sursei de alimentare este izolată galvanic de rețea. Puterea unei astfel de surse de alimentare era suficientă pentru a alimenta un generator simplu (șase sau șapte jetoane din seria K561) pentru configurarea televizoarelor. Tensiunea de alimentare a fost de 9 V. Detaliile dispozitivului și stabilirea acestei surse de alimentare pot fi găsite în revista „Radio” nr. 12_98.

Surse de alimentare cu echipamente moderne

În mare parte, există echipamente moderne fabricate industrial, cum ar fi computere, centre muzicale, televizoare surse de alimentare cu comutare.

Ideea principală a unor astfel de surse este următoarea. Tensiunea de rețea redusă este convertită de un invertor într-o frecvență alternativă de câteva zeci și uneori sute de kilohertz. La astfel de frecvențe, transformatoarele sunt obținute în dimensiuni foarte mici, ceea ce poate reduce semnificativ dimensiunea și greutatea surselor de alimentare.

După transformator, tensiunile de impuls sunt reduse și netezite de filtre, dimensiunea cărora datorită frecvenței ridicate este de asemenea mică în comparație cu sursele de alimentare tradiționale care funcționează la frecvența de rețea. Stabilizarea tensiunii de ieșire se realizează în circuitul primar folosind modularea lățimii pulsului - PWM, care contribuie, de asemenea, la creșterea eficienței și reducerea dimensiunii sursei de alimentare.

Nu cu mult timp în urmă, se credea că sursele de alimentare comutatoare se justifică pornind doar de la o putere de cel puțin 100 de wați. În acest caz, puterea specifică a fost considerată criteriul principal, adică. putere la 1 decimetru cub de volum de alimentare. Atunci când puterea sursei cu impulsuri este sub 100 W, puterea specifică a sursei cu impulsuri a fost mai mică decât cea a unei surse de alimentare convenționale. Mai simplu spus, dimensiunile sursei de impulsuri s-ar putea dovedi a fi mai mari decât cele ale unui transformator convențional.

Dar tehnologia nu stă nemișcată, baza elementară a electronicelor se dezvoltă foarte repede. Industria modernă a stăpânit producția de surse pulsate cu o capacitate de doar câțiva wați, este suficient să reamintim cel puțin încărcătoare pentru telefoanele mobile și bateriile „cu degetul”.

Aici este doar la vedere că puterea specifică a acestor surse este mai mare decât „încărcătoarele” similare (de curând existau asemenea) cu un transformator de rețea. Așa stau lucrurile bune în producția industrială: doar pe sârmă de înfășurare, dar pe fier transformator și cutii în miniatură, se obțin economii uriașe.

În condițiile de creativitate tehnică amator pentru fabricarea unui design într-o singură copie, este destul de potrivit alimentare tradițională cu transformator de rețea. Deși, ocazional, trebuie să căutați soluții non-standard la problema alimentării, de exemplu, atunci când reparați echipamentele.

Comutarea alimentării de la un transformator electronic

Iată un bun exemplu practic. În mixerul sonor importat dintr-un anumit motiv, înfășurarea primară a transformatorului de putere s-a întrerupt, care a fost efectuată pe un circuit magnetic inelar.

Puterea acestui transformator a fost de aproximativ 20 de wați, ceea ce a dus la gânduri triste că numărul de rotații ale înfășurării primare nu este cel mai probabil de o mie de rotații (cu cât dimensiunea transformatorului este mai mică, cu atât este mai mare numărul de rotații pe un volt, iar firul este mai subțire). Dar revizuirea manuală pe inel ... Dar acest lucru nu a fost principalul lucru: înălțimea transformatorului de inel era atât de mică încât nu a fost posibil să-l înlocuim cu un alt, gata în formă de Sh, dimensiunile carcasei nu i-au permis.

Utilizarea unui transformator electronic a permis rezolvarea problemei, însă a fost necesară o rafinare, care este descrisă în articol "Cum să faci o sursă de alimentare de la un transformator electronic?". Sensul modificării este că transformator electronic Este proiectat să funcționeze cu lămpi incandescente care sunt conectate constant la acesta, adică transformatorul pornește sub sarcină. Dacă nu există nicio încărcare, atunci circuitul nu pornește. Același efect se observă cu o ușoară încărcare.

Imaginează-ți că sarcina este un amplificator puternic al frecvenței sunetului: de îndată ce sunetul s-a oprit, - pauză, astfel că sursa de alimentare s-a oprit și nu a mai început. Iată rafinamentul transformatorului electronic și se reduce la faptul că sursa de alimentare bazată pe acesta se aprinde și funcționează chiar și fără încărcare.

Un transformator electronic este doar cazul în care fabricarea unei surse pulsate este simplificată până la limită: totul a fost deja făcut, piesele sunt toate la locul lor, transformatoarele sunt toate stricate, iar prețul este ridicol. Do it kit-ul tău! Chiar și în cazul unui experiment nereușit, aruncarea nu va fi păcat. Dacă cumpărați piese de vânzare cu amănuntul, acestea vor fi mult mai scumpe. Prin urmare, acasă este mai ușor să faceți o sursă de alimentare convențională pentru transformator.

Adaptori de rețea din China

În cazul în care puterea de încărcare este mică, un adaptor de rețea fabricat din China poate salva situația. Aceasta este o unitate binecunoscută, realizată sub forma unui conector de rețea mare, cu o coadă care se termină într-un conector, care, din anumite motive, se numește „jack”. În interiorul fișei se află un transformator de rețea cu o capacitate de cel mult 5 ... 7 wați, o punte redresoare și un condensator de netezire.

În unele blocuri există un comutator de glisare care vă permite să modificați treptat tensiunea de ieșire în 5 ... 15V Tensiunea de ieșire indicată pe comutator corespunde funcționării sub sarcină. De exemplu, dacă este indicat 12V, atunci aproape 18V pot fi utilizate fără sarcină. Doar condensatorul se încarcă la valoarea amplitudinii. Dar sub sarcină, la fel, vor fi 12V, ceea ce corespunde valorii efective a tensiunii alternative.

Proiectarea unor astfel de adaptoare este simplificată până la limită: chinezii nici nu s-au deranjat să instaleze o siguranță. În mare, nu este prea mult aici. Înfășurarea primară este înfășurată cu un fir atât de subțire încât în ​​sine este o siguranță bună. Dacă înfășurarea primară se arde, atunci rămâne să aruncați acest adaptor și să cumpărați unul nou.

Prețul acestor adaptoare este mic pentru a le repara. Economiile de lichiditate în aceste adaptoare sunt foarte vizibile. Astfel de alimentări sunt încălzite în mod vizibil chiar și la ralanti, fără sarcină.

Următorul articol va descrie cum puteți face în mod independent o sursă de alimentare simplă și fiabilă pentru laboratorul de acasă.

Boris Aladyshkin 

Continuarea articolului: Surse de alimentare pentru laborator