Alimentazione: con e senza regolazione, da laboratorio, pulsata, apparecchio, riparazione. Elenco degli elementi circuitali per un alimentatore regolabile su LM317 Alimentatore potente su KT819GM

Realizzare un alimentatore con le proprie mani ha senso non solo per i radioamatori entusiasti. Un alimentatore (PSU) fatto in casa creerà comodità e farà risparmiare una quantità considerevole nei seguenti casi:

• Per alimentare utensili elettrici a bassa tensione, per risparmiare risorse costose batteria(batteria);
• Per l'elettrificazione di locali particolarmente pericolosi per il grado di scossa elettrica: scantinati, garage, capannoni, ecc. Se alimentato da corrente alternata, una grande quantità di essa nei cavi a bassa tensione può creare interferenze con elettrodomestici ed elettronica;
• Nel design e nella creatività per un taglio preciso, sicuro e senza sprechi di plastica espansa, gommapiuma, plastica a basso punto di fusione con nicromo riscaldato;
• Nella progettazione illuminotecnica, l'uso di alimentatori speciali ne prolungherà la durata Striscia LED e ottenere effetti di luce stabili. Alimentare illuminatori subacquei, ecc. dalla rete elettrica domestica è generalmente inaccettabile;
• Per caricare telefoni, smartphone, tablet, laptop lontano da fonti di alimentazione stabili;
• Per elettroagopuntura;
• E molti altri scopi non direttamente legati all'elettronica.

Semplificazioni accettabili

Gli alimentatori professionali sono progettati per alimentare qualsiasi tipo di carico, incl. reattivo. I possibili consumatori includono apparecchiature di precisione. Il pro-BP deve mantenere la tensione specificata con la massima precisione per un tempo indefinitamente lungo e la sua progettazione, protezione e automazione devono consentire il funzionamento da parte di personale non qualificato in condizioni difficili, ad esempio. biologi per alimentare i loro strumenti in una serra o durante una spedizione.

Un alimentatore da laboratorio amatoriale è esente da queste limitazioni e pertanto può essere notevolmente semplificato mantenendo indicatori di qualità sufficienti per l'uso personale. Inoltre, attraverso anche semplici miglioramenti, è possibile ricavarne un alimentatore speciale. Cosa faremo ora?

Abbreviazioni

1. KZ – cortocircuito.
2. XX – regime minimo, ovvero improvvisa disconnessione del carico (consumatore) o interruzione del suo circuito.
3. VS – coefficiente di stabilizzazione della tensione. È uguale al rapporto tra la variazione della tensione di ingresso (in % o volte) e la stessa tensione di uscita con un consumo di corrente costante. Per esempio. La tensione di rete è scesa completamente, da 245 a 185V. Rispetto alla norma di 220 V, questo sarà del 27%. Se il VS dell'alimentatore è 100, la tensione di uscita cambierà dello 0,27%, che, con il suo valore di 12V, darà una deriva di 0,033V. Più che accettabile per la pratica amatoriale.
4. L'IPN è una fonte di tensione primaria non stabilizzata. Può trattarsi di un trasformatore in ferro con un raddrizzatore o un inverter di tensione di rete a impulsi (VIN).
5. IIN - funzionano a una frequenza più elevata (8-100 kHz), che consente l'uso di trasformatori in ferrite compatti e leggeri con avvolgimenti da diverse a diverse dozzine di giri, ma non sono privi di inconvenienti, vedere di seguito.
6. RE – elemento regolatore dello stabilizzatore di tensione (SV). Mantiene l'output al valore specificato.
7. ION – sorgente di tensione di riferimento. Imposta il suo valore di riferimento, in base al quale, insieme ai segnali feedback Sul RE agisce il dispositivo di controllo OS della centrale.
8. SNN – stabilizzatore di tensione continua; semplicemente “analogico”.
9. ISN – stabilizzatore di impulsi voltaggio.
10. UPS - blocco degli impulsi nutrizione.

Nota: sia SNN che ISN possono funzionare sia da un alimentatore a frequenza industriale con trasformatore su ferro, sia da un alimentatore elettrico.

Informazioni sugli alimentatori per computer

Gli UPS sono compatti ed economici. E nella dispensa molte persone hanno in giro l'alimentatore di un vecchio computer, obsoleto, ma abbastanza funzionante. Quindi è possibile adattare un alimentatore switching da un computer per scopi amatoriali/lavorativi? Sfortunatamente, un UPS per computer è un dispositivo piuttosto altamente specializzato e le possibilità del suo utilizzo a casa/al lavoro sono molto limitate:

Forse è consigliabile per l'amatore medio utilizzare un UPS convertito da computer solo per alimentare elettroutensili; su questo vedi sotto. Il secondo caso è se un dilettante è impegnato nella riparazione e/o creazione di PC circuiti logici. Ma poi sa già come adattare l'alimentatore di un computer a questo scopo:

1. Caricare i canali principali +5V e +12V (fili rosso e giallo) con spirali in nicromo al 10-15% del carico nominale;
2. Il filo verde di avvio graduale (pulsante a bassa tensione sul pannello anteriore dell'unità di sistema) sul PC è in cortocircuito su comune, ad es. su uno qualsiasi dei fili neri;
3. L'accensione/spegnimento avviene meccanicamente, tramite un interruttore a levetta posto sul pannello posteriore dell'alimentatore;
4. Con I/O meccanici (ferro) “on duty”, cioè indipendente Alimentazione USB Anche le porte +5V verranno disattivate.

Andare al lavoro!

A causa delle carenze degli UPS, oltre alla loro complessità fondamentale e circuitale, alla fine ne esamineremo solo un paio, ma semplici e utili, e parleremo del metodo di riparazione dell'IPS. La parte principale del materiale è dedicata a SNN e IPN con trasformatori di frequenza industriali. Permettono a una persona che ha appena preso in mano un saldatore di costruire molto bene un alimentatore Alta qualità. E avendolo in fattoria, sarà più facile padroneggiare le tecniche “fini”.

IPN

Innanzitutto, diamo un'occhiata all'IPN. Lasciamo più in dettaglio quelli a impulsi fino alla sezione sulle riparazioni, ma hanno qualcosa in comune con quelli "di ferro": un trasformatore di potenza, un raddrizzatore e un filtro di soppressione delle ondulazioni. Insieme, possono essere implementati in vari modi a seconda dello scopo dell'alimentatore.

Pos. 1 nella fig. 1 – raddrizzatore a semionda (1P). La caduta di tensione attraverso il diodo è la più piccola, ca. 2B. Ma la pulsazione della tensione raddrizzata ha una frequenza di 50 Hz ed è "irregolare", cioè con intervalli tra gli impulsi, quindi il condensatore del filtro di pulsazione Sf dovrebbe avere una capacità 4-6 volte maggiore rispetto ad altri circuiti. L'uso del trasformatore di potenza Tr per l'alimentazione è del 50%, perché Viene raddrizzata solo 1 semionda. Per lo stesso motivo, nel circuito magnetico Tr si verifica uno squilibrio del flusso magnetico e la rete lo “vede” non come un carico attivo, ma come un'induttanza. Pertanto, i raddrizzatori 1P vengono utilizzati solo per basse potenze e dove non esiste altro modo, ad esempio. in IIN sul blocco dei generatori e con un diodo smorzatore, vedere sotto.

Nota: perché 2 V, e non 0,7 V, alla quale si apre la giunzione p-n nel silicio? Il motivo è attraverso la corrente, che verrà discussa di seguito.

Pos. 2 – 2 semionde con punto medio (2PS). Le perdite dei diodi sono le stesse di prima. caso. L'ondulazione è continua di 100 Hz, quindi è necessaria la Sf più piccola possibile. Utilizzo di Tr – Svantaggio del 100% – doppio consumo di rame sull'avvolgimento secondario. All'epoca in cui i raddrizzatori venivano realizzati utilizzando lampade kenotron, questo non aveva importanza, ma ora è decisivo. Pertanto, i 2PS vengono utilizzati nei raddrizzatori a bassa tensione, principalmente a frequenze più elevate con diodi Schottky negli UPS, ma i 2PS non hanno limitazioni fondamentali sulla potenza.

Pos. 3 – Ponte a 2 semionde, 2RM. Le perdite sui diodi sono raddoppiate rispetto a pos. 1 e 2. Il resto è uguale a 2PS, ma la quantità di rame secondario necessaria è quasi la metà. Quasi, perché è necessario avvolgere più spire per compensare le perdite su una coppia di diodi "extra". Il circuito più comunemente utilizzato è per tensioni da 12V.

Pos. 3 – bipolare. Il “ponte” è rappresentato in modo convenzionale, come è consuetudine negli schemi elettrici (abituatevi!), ed è ruotato di 90 gradi in senso antiorario, ma in realtà si tratta di una coppia di 2PS collegati in polarità opposte, come si vede chiaramente più avanti Fico. 6. Il consumo di rame è lo stesso di 2PS, le perdite dei diodi sono le stesse di 2PM, il resto è lo stesso di entrambi. È costruito principalmente per alimentare dispositivi analogici che richiedono simmetria di tensione: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC, ecc.

Pos. 4 – bipolare secondo lo schema del raddoppio parallelo. Fornisce una maggiore simmetria di tensione senza misure aggiuntive, perché è esclusa l'asimmetria dell'avvolgimento secondario. Usando Tr al 100%, increspa 100 Hz, ma strappa, quindi Sf necessita di una capacità doppia. Le perdite sui diodi sono di circa 2,7 V dovute allo scambio reciproco di correnti passanti, vedere sotto, e con una potenza superiore a 15-20 W aumentano notevolmente. Sono costruiti principalmente come ausiliari a bassa potenza per l'alimentazione indipendente di amplificatori operazionali (amplificatori operazionali) e altri componenti analogici a bassa potenza, ma esigenti in termini di qualità dell'alimentazione.

Come scegliere un trasformatore?

In un UPS, l'intero circuito è molto spesso chiaramente legato alle dimensioni standard (più precisamente, al volume e alla sezione Sc) del trasformatore/trasformatori, perché l'utilizzo di lavorazioni fini in ferrite permette di semplificare il circuito rendendolo più affidabile. Qui, "in qualche modo a modo tuo" si riduce al rigoroso rispetto delle raccomandazioni dello sviluppatore.

Il trasformatore a base di ferro viene selezionato tenendo conto delle caratteristiche del SNN, oppure viene preso in considerazione nel calcolo. La caduta di tensione sul RE Ure non deve essere inferiore a 3 V, altrimenti il ​​VS diminuirà bruscamente. All’aumentare dell’Ure, la VS aumenta leggermente, ma la potenza RE dissipata cresce molto più velocemente. Pertanto Ure viene preso a 4-6 V. Ad esso aggiungiamo 2(4) V di perdite sui diodi e la caduta di tensione sul secondario Tr U2; per un range di potenza di 30-100 W e tensioni di 12-60 V, lo portiamo a 2,5 V. L'U2 non deriva principalmente dalla resistenza ohmica dell'avvolgimento (generalmente è trascurabile nei trasformatori potenti), ma dalle perdite dovute all'inversione della magnetizzazione del nucleo e alla creazione di un campo disperso. Semplicemente, parte dell'energia della rete, “pompata” dall'avvolgimento primario nel circuito magnetico, evapora nello spazio, di cui tiene conto il valore di U2.

Quindi, abbiamo calcolato, ad esempio, per un raddrizzatore a ponte, 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V in più. Lo aggiungiamo alla tensione di uscita richiesta dell'alimentatore; lasciamo che sia 12V e dividiamo per 1,414, otteniamo 22,5/1,414 = 15,9 o 16V, questa sarà la tensione più bassa consentita per l'avvolgimento secondario. Se TP è prodotto in fabbrica, prendiamo 18 V dalla gamma standard.

Ora entra in gioco la corrente secondaria, che, naturalmente, è uguale alla corrente di carico massima. Diciamo che abbiamo bisogno di 3A; moltiplicandolo per 18V otterremo 54W. Abbiamo ottenuto la potenza complessiva Tr, Pg, e troveremo la potenza nominale P dividendo Pg per il rendimento Tr η, che dipende da Pg:

• fino a 10 W, η = 0,6.
• 10-20 W, η = 0,7.
• 20-40 W, η = 0,75.
• 40-60 W, η = 0,8.
• 60-80 W, η = 0,85.
• 80-120 W, η = 0,9.
• da 120 W, η = 0,95.

Nel nostro caso ci sarà P = 54/0,8 = 67,5 W, ma non esiste un valore standard del genere, quindi dovrai prendere 80 W. In modo da ottenere in uscita 12Vx3A = 36W. Una locomotiva a vapore e basta. È tempo di imparare a calcolare e avvolgere tu stesso le "trance". Inoltre, in URSS, sono stati sviluppati metodi per il calcolo dei trasformatori su ferro che consentono, senza perdita di affidabilità, di spremere 600 W da un nucleo che, se calcolato secondo i libri di consultazione dei radioamatori, è in grado di produrre solo 250 W. "Iron Trance" non è così stupido come sembra.

SNN

La tensione raddrizzata deve essere stabilizzata e, molto spesso, regolata. Se il carico è più potente di 30-40 W è necessaria anche la protezione da cortocircuito, altrimenti un malfunzionamento dell'alimentatore potrebbe causare un guasto della rete. SNN fa tutto questo insieme.

Riferimento semplice

È meglio per un principiante non lasciarsi coinvolgere subito. ad alta potenza e creare un ELV da 12 V semplice e altamente stabile per il campione secondo il diagramma in Fig. 2. Può quindi essere utilizzato come sorgente di tensione di riferimento (il suo valore esatto è impostato da R5), per controllare i dispositivi o come ELV ION di alta qualità. La corrente di carico massima di questo circuito è di soli 40 mA, ma il VSC sull'antidiluviano GT403 e sull'altrettanto antico K140UD1 è superiore a 1000, e quando si sostituisce VT1 con uno al silicio di media potenza e DA1 su uno qualsiasi dei moderni amplificatori operazionali esso supererà 2000 e anche 2500. Anche la corrente di carico aumenterà fino a 150 -200 mA, il che è già utile.

0-30

La fase successiva è un alimentatore con regolazione della tensione. Il precedente è stato fatto secondo il cosiddetto. circuito di confronto compensativo, ma è difficile convertirne uno in una corrente elevata. Realizzeremo un nuovo SNN basato su un inseguitore di emettitore (EF), in cui RE e CU sono combinati in un solo transistor. Il KSN sarà intorno a 80-150, ma per un dilettante sarà sufficiente. Ma l'SNN sull'ED consente, senza accorgimenti particolari, di ottenere una corrente di uscita fino a 10 A o più, tanto quanto Tr darà e RE resisterà.

Il circuito di un semplice alimentatore 0-30 V è mostrato in pos. 1 fig. 3. IPN perché è un trasformatore già pronto come TPP o TS per 40-60 W con un avvolgimento secondario per 2x24V. Raddrizzatore tipo 2PS con diodi da 3-5A o più (KD202, KD213, D242, ecc.). VT1 viene installato su un radiatore con una superficie di 50 mq o più. cm; Un vecchio processore per PC funzionerà molto bene. In tali condizioni, questo ELV non ha paura di un cortocircuito, solo VT1 e Tr si surriscaldano, quindi un fusibile da 0,5 A nel circuito dell'avvolgimento primario di Tr è sufficiente per la protezione.

Pos. La Figura 2 mostra quanto sia conveniente per un dilettante un'alimentazione su un alimentatore elettrico: è presente un circuito di alimentazione da 5 A con regolazione da 12 a 36 V. Questo alimentatore può fornire 10 A al carico se è presente un Tr da 400 W 36 V. La sua prima caratteristica è che la SNN K142EN8 integrata (preferibilmente con indice B) svolge un insolito ruolo di unità di controllo: alla propria uscita a 12 V vengono aggiunti, parzialmente o completamente, tutti i 24 V, la tensione dallo ION a R1, R2, VD5 , VD6. I condensatori C2 e C3 impediscono l'eccitazione sull'HF DA1 che funziona in una modalità insolita.

Il punto successivo è il dispositivo di protezione da cortocircuito (PD) su R3, VT2, R4. Se la caduta di tensione su R4 supera circa 0,7 V, VT2 si aprirà, chiuderà il circuito di base di VT1 al filo comune, si chiuderà e disconnetterà il carico dalla tensione. R3 è necessario affinché la corrente extra non danneggi DA1 quando vengono attivati ​​gli ultrasuoni. Non è necessario aumentarne la denominazione, perché quando viene attivato l'ecografia, è necessario bloccare in modo sicuro VT1.

E l'ultima cosa è la capacità apparentemente eccessiva del condensatore del filtro di uscita C4. In questo caso è sicuro, perché La corrente massima di collettore del VT1 di 25A ne garantisce la carica all'accensione. Ma questo ELV può fornire una corrente fino a 30 A al carico entro 50-70 ms, quindi questo semplice alimentatore è adatto per alimentare utensili elettrici a bassa tensione: la sua corrente di avviamento non supera questo valore. Devi solo realizzare (almeno dal plexiglass) una scarpa di contatto con un cavo, indossare il tallone della maniglia e lasciare riposare l '"Akumych" e risparmiare risorse prima di partire.

A proposito di raffreddamento

Diciamo che in questo circuito l'uscita è 12V con un massimo di 5A. Questa è solo la potenza media di un seghetto alternativo ma, a differenza di un trapano o di un cacciavite, lo impiega sempre. A C1 rimane a circa 45 V, cioè su RE VT1 rimane intorno ai 33 V con una corrente di 5 A. La dissipazione di potenza è superiore a 150 W, addirittura superiore a 160, se si considera che anche VD1-VD4 necessita di raffreddamento. Da ciò risulta chiaro che qualsiasi potente alimentatore regolabile deve essere dotato di un sistema di raffreddamento molto efficace.

Un radiatore alettato/a spilli che sfrutta la convezione naturale non risolve il problema: i calcoli indicano che è necessaria una superficie dissipante di 2000 mq. vedi e lo spessore del corpo radiatore (la piastra da cui sporgono le alette o spilli) è da 16 mm. Possedere così tanto alluminio in un prodotto sagomato era e rimane per un dilettante il sogno di un castello di cristallo. Anche un dispositivo di raffreddamento della CPU con flusso d'aria non è adatto, poiché è progettato per una minore potenza.

Una delle opzioni per l'artigiano domestico è una piastra di alluminio con uno spessore di 6 mm e dimensioni di 150x250 mm con fori di diametro crescente praticati lungo i raggi dal sito di installazione dell'elemento raffreddato secondo uno schema a scacchiera. Servirà anche come parete posteriore dell'alloggiamento dell'alimentatore, come in Fig. 4.

Una condizione indispensabile per l'efficacia di un tale dispositivo di raffreddamento è un flusso d'aria debole ma continuo attraverso le perforazioni dall'esterno verso l'interno. Per fare ciò, installare una ventola di scarico a bassa potenza nell'alloggiamento (preferibilmente nella parte superiore). È adatto ad esempio un computer con un diametro di 76 mm o più. aggiungere. Dispositivo di raffreddamento dell'HDD o scheda video. Si collega ai pin 2 e 8 di DA1, c'è sempre 12V.

Nota: In effetti, un modo radicale per superare questo problema è un avvolgimento secondario Tr con prese per 18, 27 e 36 V. La tensione primaria viene commutata a seconda dello strumento utilizzato.

Eppure l'UPS

L'alimentatore descritto per l'officina è buono e molto affidabile, ma è difficile portarlo con sé durante i viaggi. È qui che si adatterà l'alimentatore del computer: l'utensile elettrico è insensibile alla maggior parte dei suoi difetti. Alcune modifiche molto spesso si riducono all'installazione di un condensatore elettrolitico di uscita (il più vicino al carico) di grande capacità per lo scopo sopra descritto. Ci sono molte ricette per convertire gli alimentatori dei computer per utensili elettrici (principalmente cacciaviti, che non sono molto potenti, ma molto utili) in RuNet; uno dei metodi è mostrato nel video qui sotto, per uno strumento da 12V.

Video: alimentazione 12V da un computer

Con gli utensili a 18V è ancora più semplice: a parità di potenza consumano meno corrente. In questo caso può essere utile un dispositivo di accensione (alimentatore) molto più conveniente di una lampada a risparmio energetico da 40 W o più; può essere riposto completamente in caso di batteria scarica, e all'esterno rimarrà solo il cavo con la spina di alimentazione. Come realizzare un alimentatore per un cacciavite da 18 V dalla zavorra di una governante bruciata, vedere il seguente video.

Video: alimentatore 18V per un avvitatore

Alta classe

Ma torniamo a SNN su ES; le loro capacità sono lungi dall’essere esaurite. Nella fig. 5 – potente alimentatore bipolare con regolazione 0-30 V, adatto per apparecchiature audio Hi-Fi e altri consumatori esigenti. La tensione di uscita viene impostata utilizzando una manopola (R8) e la simmetria dei canali viene mantenuta automaticamente a qualsiasi valore di tensione e corrente di carico. Un formalista pedante potrebbe impallidire davanti ai suoi occhi vedendo questo circuito, ma l'autore ha un alimentatore del genere che funziona correttamente da circa 30 anni.

L'ostacolo principale durante la sua creazione è stato δr = δu/δi, dove δu e δi sono rispettivamente piccoli incrementi istantanei di tensione e corrente. Per sviluppare e installare apparecchiature di alta qualità, è necessario che δr non superi 0,05-0,07 Ohm. Semplicemente, δr determina la capacità dell'alimentatore di rispondere istantaneamente ai picchi di consumo di corrente.

Per il SNN sull'EP, δr è uguale a quello dello ION, cioè diodo zener diviso per il coefficiente di trasferimento di corrente β RE. Ma per i transistor potenti, β diminuisce significativamente con una corrente di collettore elevata e δr di un diodo zener varia da poche a decine di ohm. Qui, per compensare la caduta di tensione sul RE e ridurre la deriva termica della tensione di uscita, abbiamo dovuto assemblarne un'intera catena a metà con diodi: VD8-VD10. Pertanto, la tensione di riferimento dallo ION viene rimossa tramite un ED aggiuntivo su VT1, il suo β viene moltiplicato per β RE.

La prossima caratteristica di questo progetto è la protezione da cortocircuito. Il più semplice, sopra descritto, non si inserisce in alcun modo in un circuito bipolare, quindi il problema della protezione è risolto secondo il principio “non c'è trucco contro i rottami”: non esiste un modulo protettivo in quanto tale, ma c'è ridondanza in i parametri degli elementi potenti: KT825 e KT827 a 25A e KD2997A a 30A. T2 non è in grado di fornire tale corrente e, mentre si riscalda, FU1 e/o FU2 avranno il tempo di bruciarsi.

Nota: Non è necessario indicare i fusibili bruciati sulle lampade a incandescenza miniaturizzate. È solo che a quel tempo i LED erano ancora piuttosto scarsi e nella scorta c’erano diverse manciate di SMOK.

Resta da proteggere l'RE dalle correnti di scarica extra del filtro pulsazioni C3, C4 durante un cortocircuito. Per fare ciò, sono collegati tramite resistori limitatori a bassa resistenza. In questo caso nel circuito possono comparire pulsazioni con un periodo pari alla costante di tempo R(3,4)C(3,4). Sono impediti da C5, C6 di capacità minore. Le loro correnti extra non sono più pericolose per RE: la carica si scarica più velocemente di quanto si riscaldino i cristalli del potente KT825/827.

La simmetria dell'uscita è assicurata dall'amplificatore operazionale DA1. Il RE del canale negativo VT2 viene aperto dalla corrente attraverso R6. Non appena il meno dell'uscita supera il più in valore assoluto, si aprirà leggermente VT3, che chiuderà VT2 e i valori assoluti delle tensioni di uscita saranno uguali. Il controllo operativo sulla simmetria dell'uscita viene effettuato utilizzando un comparatore con uno zero al centro della scala P1 (nel riquadro - il suo aspetto) e aggiustamento se necessario - R11.

L'ultimo punto forte è il filtro di uscita C9-C12, L1, L2. Questo design è necessario per assorbire possibili interferenze HF dal carico, in modo da non tormentarvi: il prototipo è difettoso o l'alimentazione è “traballante”. Con i soli condensatori elettrolitici, shuntati con ceramica, non c'è una certezza completa qui, la grande autoinduttanza degli "elettroliti" interferisce. E le induttanze L1, L2 dividono il "ritorno" del carico attraverso lo spettro e ciascuno per conto suo.

Questo alimentatore, a differenza dei precedenti, necessita di qualche aggiustamento:

1. Collegare un carico di 1-2 A a 30V;
2. R8 è impostato al massimo, nella posizione più alta secondo lo schema;
3. Utilizzando un voltmetro di riferimento (qualsiasi multimetro digitale adesso va bene) e R11, le tensioni dei canali sono impostate per essere uguali in valore assoluto. Forse, se l'amplificatore operazionale non ha la capacità di bilanciarsi, dovrai selezionare R10 o R12;
4. Utilizzare il trimmer R14 per impostare P1 esattamente a zero.

Informazioni sulla riparazione dell'alimentatore

Gli alimentatori si guastano più spesso di altri dispositivi elettronici: prendono il primo colpo dei tiri a rete, ottengono tantissimo dal carico. Anche se non intendi realizzare tu stesso l'alimentatore, un UPS può essere trovato, oltre al computer, nel forno a microonde, nella lavatrice e in altri elettrodomestici. La capacità di diagnosticare un alimentatore e la conoscenza delle basi della sicurezza elettrica consentiranno, se non di riparare da soli il guasto, di contrattare con competenza il prezzo con i riparatori. Pertanto, diamo un'occhiata a come viene diagnosticato e riparato un alimentatore, in particolare con un IIN, perché oltre l'80% dei fallimenti è dovuto alla loro quota.

Saturazione e tiraggio

Prima di tutto, su alcuni effetti, senza capire quali è impossibile lavorare con un UPS. Il primo di questi è la saturazione dei ferromagneti. Non sono in grado di assorbire energie superiori a un certo valore, a seconda delle proprietà del materiale. Gli hobbisti incontrano raramente la saturazione del ferro; può essere magnetizzato a diversi Tesla (Tesla, un'unità di misura dell'induzione magnetica). Quando si calcolano i trasformatori di ferro, l'induzione viene considerata pari a 0,7-1,7 Tesla. Le ferriti possono sopportare solo 0,15-0,35 T, il loro ciclo di isteresi è “più rettangolare” e operano a frequenze più alte, quindi la loro probabilità di “saltare nella saturazione” è più alta di ordini di grandezza.

Se il circuito magnetico è saturo, l'induzione al suo interno non cresce più e l'EMF degli avvolgimenti secondari scompare, anche se il primario si è già sciolto (ricordate la fisica scolastica?). Ora spegni la corrente primaria. Il campo magnetico nei materiali magnetici dolci (i materiali magnetici duri sono magneti permanenti) non può esistere stazionario, come carica elettrica o acqua nel serbatoio. Inizierà a dissiparsi, l'induzione diminuirà e in tutti gli avvolgimenti verrà indotto un campo elettromagnetico di polarità opposta rispetto alla polarità originale. Questo effetto è abbastanza ampiamente utilizzato in IIN.

A differenza della saturazione, la corrente nei dispositivi a semiconduttore (semplicemente tiraggio) è un fenomeno assolutamente dannoso. Nasce a causa della formazione/riassorbimento di cariche spaziali nelle regioni p e n; per transistor bipolari - principalmente nella base. I transistor ad effetto di campo e i diodi Schottky sono praticamente esenti da correnti d'aria.

Ad esempio, quando viene applicata/rimossa tensione a un diodo, questo conduce corrente in entrambe le direzioni finché le cariche non vengono raccolte/dissolte. Ecco perché la perdita di tensione sui diodi nei raddrizzatori è superiore a 0,7 V: al momento della commutazione, parte della carica del condensatore del filtro ha il tempo di fluire attraverso l'avvolgimento. In un raddrizzatore raddoppio parallelo, il tiraggio scorre attraverso entrambi i diodi contemporaneamente.

Una corrente di transistor provoca un picco di tensione sul collettore, che può danneggiare il dispositivo o, se è collegato un carico, danneggiarlo tramite corrente extra. Ma anche senza questo, un progetto di transistor aumenta le perdite di energia dinamica, come un progetto di diodo, e riduce l’efficienza del dispositivo. Potente transistor ad effetto di campo non sono quasi suscettibili ad esso, perché non accumulano carica nella base a causa della sua assenza, quindi cambiano molto rapidamente e senza intoppi. "Quasi", perché i loro circuiti source-gate sono protetti dalla tensione inversa da diodi Schottky, che sono leggermente, ma passanti.

Tipi di CIF

Gli UPS fanno risalire la loro origine al generatore di blocco, pos. 1 nella fig. 6. Quando è acceso, Uin VT1 è leggermente aperto dalla corrente attraverso Rb, la corrente scorre attraverso l'avvolgimento Wk. Non può crescere istantaneamente fino al limite (ricordate ancora la fisica scolastica); una fem viene indotta nella base Wb e nell'avvolgimento di carico Wn. Da Wb, attraverso Sb, forza lo sblocco di VT1. Attraverso Wn non circola ancora corrente e VD1 non si avvia.

Quando il circuito magnetico è saturo, le correnti in Wb e Wn si fermano. Quindi, a causa della dissipazione (riassorbimento) di energia, l'induzione diminuisce, negli avvolgimenti viene indotto un EMF della polarità opposta e la tensione inversa Wb blocca istantaneamente (blocca) VT1, salvandolo dal surriscaldamento e dal guasto termico. Pertanto, tale schema è chiamato generatore di blocchi o semplicemente blocco. Rk e Sk eliminano le interferenze HF, di cui il blocco produce più che sufficiente. Ora è possibile rimuovere parte della potenza utile da Wn, ma solo attraverso il raddrizzatore 1P. Questa fase continua finché il Sat non si ricarica completamente o finché non si esaurisce l'energia magnetica immagazzinata.

Questa potenza, tuttavia, è piccola, fino a 10 W. Se provi a prenderne di più, VT1 si brucerà a causa di una forte corrente d'aria prima di bloccarsi. Poiché Tp è saturo, l’efficienza del blocco non è buona: più della metà dell’energia immagazzinata nel circuito magnetico vola via per riscaldare altri mondi. È vero, a causa della stessa saturazione, il blocco stabilizza in una certa misura la durata e l'ampiezza dei suoi impulsi e il suo circuito è molto semplice. Pertanto, i TIN basati sul blocco vengono spesso utilizzati nei caricabatterie telefonici economici.

Nota: il valore di Sb in gran parte, ma non completamente, come scrivono nei libri di consultazione amatoriale, determina il periodo di ripetizione dell'impulso. Il valore della sua capacità deve essere legato alle proprietà e alle dimensioni del circuito magnetico e alla velocità del transistor.

Il blocco un tempo ha dato origine ai televisori a scansione lineare con tubi a raggi catodici (CRT) e ha dato vita a una locanda con un diodo smorzatore, pos. 2. Qui l'unità di controllo, in base ai segnali provenienti da Wb e al circuito di feedback DSP, apre/blocca forzatamente VT1 prima che Tr sia saturato. Quando VT1 è bloccato, la corrente inversa Wk viene chiusa attraverso lo stesso diodo smorzatore VD1. Questa è la fase di lavoro: già maggiore che nel bloccaggio, parte dell'energia viene sottratta al carico. È grande perché quando è completamente saturo, tutta l’energia in eccesso vola via, ma qui non ce n’è abbastanza. In questo modo è possibile prelevare potenze fino a diverse decine di watt. Tuttavia, poiché il dispositivo di controllo non può funzionare finché Tr non si avvicina alla saturazione, il transistor è ancora fortemente visibile, le perdite dinamiche sono elevate e l'efficienza del circuito lascia molto a desiderare.

L'IIN con uno smorzatore è ancora vivo nei televisori e nei display CRT, poiché in essi l'IIN e l'uscita della scansione orizzontale sono combinati: il transistor di potenza e Tr sono comuni. Ciò riduce notevolmente i costi di produzione. Ma, francamente, l'IIN con uno smorzatore è fondamentalmente rachitico: il transistor e il trasformatore sono costretti a lavorare continuamente sull'orlo del guasto. Gli ingegneri che sono riusciti a portare questo circuito ad un'affidabilità accettabile meritano il più profondo rispetto, ma l'inserimento di un saldatore lì dentro è fortemente sconsigliato, tranne che ai professionisti che hanno seguito una formazione professionale e hanno l'esperienza adeguata.

La INN push-pull con un trasformatore di feedback separato è quella più utilizzata, perché ha i migliori indicatori di qualità e affidabilità. Tuttavia, in termini di interferenze RF, pecca terribilmente anche rispetto agli alimentatori “analogici” (con trasformatori su hardware e SNN). Attualmente, questo schema esiste in molte modifiche; i potenti transistor bipolari al suo interno sono quasi completamente sostituiti da quelli ad effetto di campo controllati da dispositivi speciali. IC, ma il principio di funzionamento rimane invariato. È illustrato dal diagramma originale, pos. 3.

Il dispositivo limitatore (LD) limita la corrente di carica dei condensatori del filtro di ingresso Sfvkh1(2). Le loro grandi dimensioni sono una condizione indispensabile per il funzionamento del dispositivo, perché Durante un ciclo di funzionamento viene prelevata una piccola frazione dell'energia immagazzinata. In parole povere, svolgono il ruolo di un serbatoio dell'acqua o di un serbatoio dell'aria. Durante la ricarica “breve”, la corrente di carica aggiuntiva può superare i 100 A per un tempo massimo di 100 ms. Rc1 e Rc2 con una resistenza dell'ordine di MOhm sono necessari per bilanciare la tensione del filtro, perché il minimo squilibrio delle sue spalle è inaccettabile.

Quando Sfvkh1(2) viene caricato, il dispositivo di trigger a ultrasuoni genera un impulso di trigger che apre uno dei bracci (quale non ha importanza) dell'inverter VT1 VT2. Una corrente scorre attraverso l'avvolgimento Wk di un grande trasformatore di potenza Tr2 e l'energia magnetica dal suo nucleo attraverso l'avvolgimento Wn viene quasi completamente spesa per la rettifica e per il carico.

Una piccola parte dell'energia Tr2, determinata dal valore di Rogr, viene prelevata dall'avvolgimento Woc1 e fornita all'avvolgimento Woc2 di un piccolo trasformatore basico retroazionato Tr1. Si satura velocemente, il braccio aperto si chiude e, per dissipazione in Tr2, quello precedentemente chiuso si apre, come descritto per il blocco, ed il ciclo si ripete.

In sostanza, un IIN push-pull è composto da 2 bloccanti che si “spingono” a vicenda. Poiché il potente Tr2 non è saturato, il tiraggio VT1 VT2 è piccolo, “affonda” completamente nel circuito magnetico Tr2 e alla fine entra nel carico. Pertanto, è possibile costruire un IPP a due tempi con una potenza fino a diversi kW.

È peggio se finisce in modalità XX. Poi, durante il mezzo ciclo, Tr2 avrà il tempo di saturarsi e un forte tiraggio brucerà contemporaneamente sia VT1 che VT2. Tuttavia, ora sono in vendita ferriti di potenza per induzione fino a 0,6 Tesla, ma sono costose e si degradano a causa dell'inversione accidentale della magnetizzazione. Sono in fase di sviluppo ferriti con una capacità superiore a 1 Tesla, ma affinché gli IIN raggiungano l'affidabilità del "ferro", sono necessari almeno 2,5 Tesla.

Tecnica diagnostica

Quando si risolve un problema con un alimentatore "analogico", se è "stupidamente silenzioso", controllare prima i fusibili, quindi la protezione, RE e ION, se ha transistor. Suonano normalmente: procediamo elemento per elemento, come descritto di seguito.

Nell'IIN, se “si avvia” e immediatamente “si ferma”, controllano prima l'unità di controllo. La corrente al suo interno è limitata da un potente resistore a bassa resistenza, quindi deviata da un optotiristore. Se il "resistore" è apparentemente bruciato, sostituirlo insieme al fotoaccoppiatore. Altri elementi del dispositivo di controllo si guastano molto raramente.

Se l'IIN è “silenzioso, come un pesce sul ghiaccio”, anche la diagnosi inizia con l'OU (forse il “rezik” si è completamente bruciato). Quindi - ultrasuoni. I modelli economici utilizzano transistor in modalità di guasto a valanga, che è lungi dall'essere molto affidabile.

La fase successiva in qualsiasi alimentatore sono gli elettroliti. La frattura dell'alloggiamento e la perdita di elettrolita non sono così comuni come scrivono su RuNet, ma la perdita di capacità si verifica molto più spesso del guasto degli elementi attivi. I condensatori elettrolitici vengono controllati con un multimetro in grado di misurare la capacità. Al di sotto del valore nominale del 20% o più: abbassiamo i "morti" nei fanghi e ne installiamo uno nuovo e buono.

Poi ci sono gli elementi attivi. Probabilmente sai come comporre diodi e transistor. Ma ci sono 2 trucchi qui. Il primo è che se un tester con una batteria da 12 V richiama un diodo Schottky o un diodo zener, il dispositivo potrebbe mostrare un guasto, sebbene il diodo sia abbastanza buono. È meglio chiamare questi componenti utilizzando un dispositivo puntatore con una batteria da 1,5-3 V.

Il secondo sono i potenti lavoratori sul campo. Sopra (avete notato?) è detto che i loro I-Z sono protetti da diodi. Pertanto, i potenti transistor ad effetto di campo sembrano suonare come transistor bipolari riparabili, anche se sono inutilizzabili se il canale è "bruciato" (degradato) non completamente.

Qui, l’unico modo disponibile a casa è sostituirli con altri noti e buoni, entrambi contemporaneamente. Se nel circuito ne è rimasto uno bruciato, ne porterà immediatamente con sé uno nuovo e funzionante. Gli ingegneri elettronici scherzano dicendo che i potenti lavoratori sul campo non possono vivere gli uni senza gli altri. Un altro prof. scherzo – “coppia gay sostitutiva”. Ciò significa che i transistor dei bracci IIN devono essere rigorosamente dello stesso tipo.

Infine, condensatori a film e ceramici. Sono caratterizzati da rotture interne (rilevate dallo stesso tester che controlla i “condizionatori”) e perdite o rotture sotto tensione. Per “catturarli” è necessario assemblare un semplice circuito secondo la Fig. 7. Il test passo passo dei condensatori elettrici per guasti e perdite viene eseguito come segue:

• Impostiamo sul tester, senza collegarlo da nessuna parte, il limite minimo per misurare la tensione continua (il più delle volte 0,2 V o 200 mV), rileviamo e registriamo l'errore del dispositivo;
• Attiviamo il limite di misurazione di 20 V;
• Colleghiamo il condensatore sospetto ai punti 3-4, il tester a 5-6, e a 1-2 applichiamo una tensione costante di 24-48 V;
• Imposta i limiti di tensione del multimetro al minimo;
• Se su qualsiasi tester viene visualizzato qualcosa di diverso da 0000.00 (almeno qualcosa di diverso dal proprio errore), il condensatore testato non è adatto.

Qui finisce la parte metodologica della diagnosi e inizia la parte creativa, dove tutte le istruzioni si basano sulle proprie conoscenze, esperienze e considerazioni.

Un paio di impulsi

Gli UPS sono un articolo speciale a causa della loro complessità e diversità di circuiti. Qui, per cominciare, considereremo un paio di campioni utilizzando la modulazione di larghezza di impulso (PWM), che ci consente di ottenere migliore qualità UPS. Ci sono molti circuiti PWM in RuNet, ma il PWM non è così spaventoso come sembra...

Per la progettazione illuminotecnica

Puoi semplicemente accendere la striscia LED da qualsiasi alimentatore sopra descritto, ad eccezione di quello in Fig. 1, impostando la tensione richiesta. SNN con pos. 1 fig. 3, è facile realizzarne 3, per i canali R, G e B. Ma la durata e la stabilità della luminosità dei LED non dipende dalla tensione applicata ad essi, ma dalla corrente che li attraversa. Pertanto, un buon alimentatore per strip LED dovrebbe includere uno stabilizzatore di corrente di carico; in termini tecnici: una fonte di corrente stabile (IST).

Uno degli schemi per stabilizzare la corrente della striscia luminosa, che può essere ripetuto dai dilettanti, è mostrato in Fig. 8. E' montato su un timer integrato 555 ( analogo domestico– K1006VI1). Fornisce una corrente stabile sul nastro da una tensione di alimentazione di 9-15 V. La quantità di corrente stabile è determinata dalla formula I = 1/(2R6); in questo caso - 0,7 A. Transistor potente VT3 è necessariamente un campo, da una brutta copia, a causa della carica della base, semplicemente non si formerà un PWM bipolare. L'induttore L1 è avvolto su un anello di ferrite 2000NM K20x4x6 con un cablaggio 5xPE 0,2 mm. Numero di giri – 50. Diodi VD1, VD2 – qualsiasi RF al silicio (KD104, KD106); VT1 e VT2 – KT3107 o analoghi. Con KT361, ecc. La tensione di ingresso e gli intervalli di controllo della luminosità diminuiranno.

Il circuito funziona in questo modo: in primo luogo, la capacità di impostazione del tempo C1 viene caricata attraverso il circuito R1VD1 e scaricata attraverso VD2R3VT2, aperta, cioè in modalità saturazione, tramite R1R5. Il timer genera una sequenza di impulsi con la frequenza massima; più precisamente - con un ciclo di lavoro minimo. L'interruttore senza inerzia VT3 genera impulsi potenti e il suo cablaggio VD3C4C3L1 li attenua corrente continua.

Nota: Il ciclo di lavoro di una serie di impulsi è il rapporto tra il loro periodo di ripetizione e la durata dell'impulso. Se, ad esempio, la durata dell'impulso è 10 μs e l'intervallo tra loro è 100 μs, il ciclo di lavoro sarà 11.

La corrente nel carico aumenta e la caduta di tensione su R6 apre VT1, ad es. lo trasferisce dalla modalità di interruzione (blocco) alla modalità attiva (rinforzo). Ciò crea un circuito di dispersione per la base di VT2 R2VT1+Upit e anche VT2 passa in modalità attiva. La corrente di scarica C1 diminuisce, il tempo di scarica aumenta, il ciclo di lavoro della serie aumenta e il valore della corrente media scende alla norma specificata da R6. Questa è l'essenza del PWM. Alla corrente minima, cioè al ciclo di lavoro massimo, C1 viene scaricato attraverso il circuito dell'interruttore del timer interno VD2-R4.

Nel design originale non è prevista la possibilità di regolare rapidamente la corrente e, di conseguenza, la luminosità del bagliore; Non sono presenti potenziometri da 0,68 ohm. Il modo più semplice per regolare la luminosità è collegare, dopo la regolazione, un potenziometro R* da 3,3-10 kOhm nell'intercapedine tra R3 e l'emettitore VT2, evidenziato in marrone. Spostando il motore lungo il circuito, aumenteremo il tempo di scarica di C4, il ciclo di lavoro e ridurremo la corrente. Un altro metodo consiste nel bypassare la giunzione di base del VT2 attivando un potenziometro da circa 1 MOhm nei punti a e b (evidenziati in rosso), meno preferibile, perché la regolazione sarà più profonda, ma più approssimativa e netta.

Sfortunatamente, per impostare questo utile non solo per i nastri luminosi IST, è necessario un oscilloscopio:

1. Al circuito viene fornito il minimo +Upit.
2. Selezionando R1 (impulso) e R3 (pausa) otteniamo un ciclo di lavoro pari a 2, ovvero La durata dell'impulso deve essere uguale alla durata della pausa. Non puoi dare un ciclo di lavoro inferiore a 2!
3. Servi il massimo +Upit.
4. Selezionando R4 si ottiene il valore nominale di una corrente stabile.

Per la ricarica

Nella fig. 9 – diagramma dell'ISN più semplice con PWM, adatto per caricare un telefono, uno smartphone, un tablet (un laptop, sfortunatamente, non funzionerà) da una batteria solare fatta in casa, un generatore eolico, una batteria per moto o per auto, una torcia magnetica "bug" e altro alimentatore con fonti casuali instabili a bassa potenza Vedere il diagramma per l'intervallo della tensione di ingresso, non sono presenti errori. Questo ISN è infatti in grado di produrre una tensione di uscita maggiore di quella di ingresso. Come nel precedente, anche qui si ha l'effetto di cambiare la polarità dell'uscita rispetto all'ingresso; questa è generalmente una caratteristica proprietaria dei circuiti PWM. Speriamo che dopo aver letto attentamente quello precedente, capirai tu stesso il lavoro di questa piccola cosa.

Per inciso, sulla ricarica e sulla ricarica

La ricarica delle batterie è un processo fisico e chimico molto complesso e delicato, la cui violazione riduce la loro durata più volte o decine di volte, ad es. numero di cicli di carica-scarica. Il caricabatterie deve, in base a piccolissime variazioni della tensione della batteria, calcolare quanta energia è stata ricevuta e regolare di conseguenza la corrente di carica secondo una determinata legge. Ecco perché Caricabatterie non è affatto un alimentatore e solo le batterie dei dispositivi con regolatore di carica integrato possono essere caricate da normali alimentatori: telefoni, smartphone, tablet, alcuni modelli di fotocamere digitali. E la ricarica, che è un caricabatterie, è argomento di discussione separata.

Question-remont.ru ha detto:

Ci saranno delle scintille dal raddrizzatore, ma probabilmente non è un grosso problema. Il punto è il cosiddetto. impedenza di uscita differenziale dell'alimentatore. Per le batterie alcaline è di circa mOhm (milliohm), per le batterie acide è ancora meno. Una trance con ponte senza livellamento ha decimi e centesimi di ohm, cioè ca. 100 – 10 volte di più. Inoltre, la corrente di avviamento di un motore CC con spazzole può essere 6-7 o addirittura 20 volte maggiore della corrente operativa. La tua è molto probabilmente più vicina a quest'ultima: i motori ad accelerazione rapida sono più compatti e più economici e l'enorme capacità di sovraccarico di le batterie ti consentono di fornire al motore tutta la corrente che può gestire per l'accelerazione. Un trans con un raddrizzatore non fornirà la stessa corrente istantanea e il motore accelera più lentamente di quanto è stato progettato e con un ampio slittamento dell'armatura. Da questo, dal grande scorrimento, nasce una scintilla, che poi rimane in funzione per autoinduzione negli avvolgimenti.

Cosa posso consigliare qui? Primo: dai un'occhiata più da vicino: come si accende? Devi guardarlo in funzione, sotto carico, ad es. durante il taglio.

Se in certi punti sotto le spazzole danzano scintille, va bene. Il mio potente trapano Konakovo brilla così tanto dalla nascita, e per l'amor del cielo. In 24 anni ho cambiato le spazzole una volta, le ho lavate con alcool e ho lucidato il commutatore: tutto qui. Se si collega uno strumento da 18 V a un'uscita da 24 V, una piccola scintilla è normale. Svolgere l'avvolgimento o estinguere la tensione in eccesso con qualcosa come un reostato di saldatura (un resistore di circa 0,2 Ohm per una potenza di dissipazione di 200 W o più), in modo che il motore funzioni alla tensione nominale e, molto probabilmente, la scintilla scoppierà lontano. Se lo colleghi a 12 V, sperando che dopo la rettifica diventi 18, invano: la tensione raddrizzata diminuisce significativamente sotto carico. E al motore elettrico del commutatore, tra l'altro, non importa se è alimentato da corrente continua o alternata.

Nello specifico: prendere 3-5 m di filo di acciaio con un diametro di 2,5-3 mm. Arrotolare formando una spirale del diametro di 100-200 mm in modo che le spire non si tocchino. Posizionare su un cuscinetto dielettrico ignifugo. Pulisci le estremità del filo fino a renderle lucide e piegale in "orecchie". È meglio lubrificare immediatamente con lubrificante alla grafite per prevenire l'ossidazione. Questo reostato è collegato all'interruzione di uno dei fili che portano allo strumento. Inutile dire che i contatti devono essere avvitati, serrati saldamente, con rondelle. Collegare l'intero circuito all'uscita 24V senza rettifica. La scintilla è scomparsa, ma anche la potenza sull'albero è diminuita: il reostato deve essere ridotto, uno dei contatti deve essere spostato di 1-2 giri più vicino all'altro. Fa ancora scintille, ma meno: il reostato è troppo piccolo, devi aggiungere più giri. È meglio rendere immediatamente il reostato ovviamente grande per non avvitare sezioni aggiuntive. È peggio se il fuoco è lungo tutta la linea di contatto tra le spazzole e il commutatore o se dietro di esse si trascinano code di scintille. Quindi il raddrizzatore necessita di un filtro anti-aliasing da qualche parte, secondo i tuoi dati, a partire da 100.000 µF. Non è un piacere economico. Il “filtro” in questo caso sarà un dispositivo di accumulo di energia per accelerare il motore. Ma potrebbe non essere d'aiuto se la potenza complessiva del trasformatore non è sufficiente. L'efficienza dei motori DC con spazzole è di ca. 0,55-0,65, cioè è necessario il trans da 800-900 W. Cioè, se il filtro è installato, ma scintilla ancora di fuoco sotto l'intera spazzola (sotto entrambe, ovviamente), il trasformatore non è all'altezza del compito. Sì, se installi un filtro, i diodi del ponte devono essere dimensionati per il triplo della corrente operativa, altrimenti potrebbero volare via a causa del picco di corrente di carica quando sono collegati alla rete. E poi lo strumento può essere avviato 5-10 secondi dopo la connessione alla rete, in modo che le “banche” abbiano il tempo di “pomparsi”.

E la cosa peggiore è se le code di scintille delle spazzole raggiungono o quasi raggiungono la spazzola opposta. Questo si chiama fuoco a tutto tondo. Brucia molto rapidamente il collezionista fino al punto di completa rovina. Ci possono essere diverse ragioni per un incendio circolare. Nel tuo caso, la cosa più probabile è che il motore fosse acceso a 12 V con rettifica. Quindi, con una corrente di 30 A, la potenza elettrica nel circuito è di 360 W. L'ancora scorre di oltre 30 gradi per giro, e questo è necessariamente un fuoco continuo e a tutto tondo. È anche possibile che l'armatura del motore sia avvolta con un'onda semplice (non doppia). Tali motori elettrici sono più bravi a superare i sovraccarichi istantanei, ma hanno una corrente di avviamento: mamma, non preoccuparti. Non posso dirlo con maggiore precisione in contumacia, e non ha senso: non c’è quasi nulla che possiamo aggiustare qui con le nostre mani. Allora probabilmente sarà più economico e più facile trovare e acquistare nuove batterie. Ma prima prova ad accendere il motore con una tensione leggermente più alta attraverso il reostato (vedi sopra). Quasi sempre, in questo modo è possibile abbattere un fuoco continuo a tutto tondo al costo di una piccola riduzione (fino al 10-15%) della potenza sull'albero.

Concorso radioamatoriale per principianti
“Il mio progetto radioamatoriale”

Design semplice blocco laboratorio alimentazione su transistor da “0” a “12” volt e descrizione dettagliata l'intero processo di produzione del dispositivo

Progetto di concorso per un radioamatore principiante:
“Alimentatore regolabile 0-12 V transistorizzato”

Ciao cari amici e ospiti del sito!
Presento alla vostra considerazione il quarto progetto del concorso.
Autore del disegno - Folkin Dmitry, Zaporozhye, Ucraina.

Alimentazione a transistor regolabile 0-12 V

Avevo bisogno di un alimentatore regolabile da 0 a... B (più è, meglio è). Ho rivisto diversi libri e ho optato per il design proposto nel libro di Borisov “ Giovane radioamatore" Lì è tutto organizzato molto bene, solo per un radioamatore principiante. Nel processo di creazione di un dispositivo così complesso per me, ho commesso alcuni errori, la cui analisi ho effettuato in questo materiale. Il mio apparecchio è composto da due parti: la parte elettrica e il corpo in legno.

Parte 1. Parte elettrica dell'alimentatore.

Immagine 1 - Fondamentale schema elettrico alimentatore dal libro

Ho iniziato selezionando le parti necessarie. Alcuni li ho trovati a casa, altri li ho comprati al mercatino delle radio.

Figura 2 - Parti elettriche

Nella fig. 2 vengono presentati i seguenti dettagli:

1 – voltmetro, che mostra la tensione di uscita dell'alimentatore (ho acquistato un voltmetro senza nome con tre scale, a cui è necessario selezionare un resistore di shunt per letture corrette);
2 – forchetta alimentazione di rete BP(Ho preso un caricabatterie Motorola, ho tolto la scheda e ho lasciato la spina);
3 – lampadina con portalampada, che servirà da indicatore che l'alimentatore è collegato alla rete (lampadina da 12,5 V 0,068 A, ne ho trovate due in qualche vecchia radio);
4 – staccare la prolunga di alimentazione per un computer (all'interno c'è una lampadina, purtroppo la mia era bruciata);
Resistenza a regolazione variabile da 5 – 10 kOhm del gruppo A, cioè. con lineare caratteristica funzionale e una maniglia per questo; necessario per modificare agevolmente la tensione di uscita dell'alimentatore (ho preso SP3-4am e la manopola dalla radio);
6 – Terminali rosso “+” e nero “-”., utilizzato per collegare il carico all'alimentazione;
7 – fusibile 0,5 A, installato in morsetti sulle gambe (ho trovato un fusibile di vetro 6T500 con quattro gambe in una vecchia radio);
8 – trasformatore abbassatore 220 V/12 V anche su quattro gambe (è possibile il TVK-70; ne avevo uno senza segni, ma il venditore ci ha scritto sopra "12 V");
9 – quattro diodi con corrente raddrizzata massima di 0,3 A per un ponte a diodi raddrizzatore (puoi usare D226, serie D7 con qualsiasi lettera o blocco raddrizzatore KTs402; ho preso D226B);
10 – transistor di media o alta potenza con radiatore e flangia di fissaggio (puoi usare P213B oppure P214 - P217; ho preso subito il P214 con radiatore in modo che non si scaldi);
11 – due condensatori elettrolitici da 500 µF o più, uno 15 V o più, il secondo 25 V o più (K50-6 è possibile; ho preso K50-35 entrambi a 1000 uF, uno 16 V, il secondo 25 V);
12 – diodo zener con tensione di stabilizzazione 12 V(puoi usare D813, D811 o D814G; io ho preso D813);
13 – transistor a bassa frequenza a bassa potenza(puoi MP39, MP40 - MP42; ho MP41A);
14 – resistenza costante 510 Ohm, 0,25 W(puoi usare MLT; io ho preso il trimmer SP4-1 per 1 kOhm, perché bisognerà selezionarne la resistenza);
15 – resistenza costante 1 kOhm, 0,25 W(Ne ho trovato uno estremamente preciso ±1%);
16 – resistenza costante 510 Ohm, 0,25 W(Ho MLT)
Inoltre per la parte elettrica mi serviva:
– textolite in lamina unilaterale(figura 3);
– mini trapano fatto in casa con punte di diametro 1, 1,5, 2, 2,5 mm;
– fili, bulloni, dadi e altri materiali e strumenti.

Figura 3 – Al mercato radiofonico mi sono imbattuto in una textolite sovietica molto vecchia

Successivamente, misurando le dimensioni geometriche degli elementi esistenti, ho disegnato la futura tavola in un programma che non richiede installazione. Poi ho iniziato a creare scheda a circuito stampato Metodo LUT. L'ho fatto per la prima volta, quindi ho usato questo video tutorial _http://habrahabr.ru/post/45322/.

Fasi di produzione di un circuito stampato:

1 . Stampato presso la tipografia stampante laser Ho disegnato una tavola su carta lucida da 160 g/m2 e l'ho ritagliata (Fig. 4).

Figura 4 – Immagine di tracce e disposizione degli elementi su carta lucida

2 . Ho tagliato un pezzo di PCB che misura 190x90 mm. In assenza di forbici di metallo, ho usato normali forbici da ufficio, che impiegavano molto tempo ed erano difficili da tagliare. Utilizzando carta vetrata di grana zero e alcol etilico al 96%, ho preparato la textolite per il trasferimento del toner (Fig. 5).

Figura 5 – Textolite in lamina preparata

3 . Per prima cosa, utilizzando un ferro da stiro, ho trasferito il toner dalla carta alla parte metallizzata del PCB e l'ho riscaldato a lungo, circa 10 minuti (Fig. 6). Poi mi sono ricordato che volevo fare anche la serigrafia, cioè disegnare un'immagine alla lavagna dal lato delle parti. Ho applicato la carta con l'immagine delle parti sulla parte non metallizzata del PCB, l'ho riscaldata per un breve periodo, circa 1 minuto, è andata piuttosto male. Tuttavia prima è stato necessario serigrafare, e poi trasferire le tracce.

Figura 6 – Carta su PCB dopo il riscaldamento con un ferro da stiro

4 . Successivamente, è necessario rimuovere questa carta dalla superficie del PCB. Ho usato acqua tiepida e una spazzola per scarpe con setole metalliche al centro (Figura 7). Ho strofinato la carta con molta diligenza. Forse è stato un errore.

Figura 7 – Spazzola per calzature

5 . Dopo aver lavato via la carta lucida, nella Figura 8 è possibile vedere che il toner si è asciugato, ma alcune tracce sono strappate. Ciò è probabilmente dovuto al duro lavoro con il pennello. Ho quindi dovuto acquistare un pennarello per dischi CD\DVD e utilizzarlo per disegnare manualmente quasi tutte le tracce e i contatti (Fig. 9).

Figura 8 - Textolite dopo aver trasferito il toner e rimosso la carta

Figura 9 – Percorsi completati con pennarello

6 . Successivamente, è necessario eliminare il metallo non necessario dal PCB, lasciando le tracce disegnate. Ho fatto così: ho versato 1 litro di acqua tiepida in una ciotola di plastica, ci ho versato mezzo barattolo di cloruro ferrico e ho mescolato con un cucchiaino di plastica. Quindi ho inserito lì il PCB in alluminio con le tracce contrassegnate (Fig. 10). Su un barattolo di cloruro ferrico, il tempo di attacco promesso è di 40-50 minuti (Fig. 11). Dopo aver atteso il tempo specificato, non ho trovato alcuna modifica sulla futura scheda. Pertanto, ho versato nell'acqua tutto il cloruro ferrico che era nel barattolo e l'ho mescolato. Durante il processo di incisione, ho mescolato la soluzione con un cucchiaio di plastica per accelerare il processo. Ci è voluto molto tempo, circa 4 ore. Per accelerare l'incisione sarebbe possibile riscaldare l'acqua, ma non avevo questa opportunità. La soluzione di cloruro ferrico può essere ricostituita utilizzando chiodi di ferro. Non ne avevo, quindi ho usato bulloni spessi. Il rame si depositò sui bulloni e nella soluzione apparve un precipitato. Ho versato la soluzione in una bottiglia di plastica da tre litri con il collo spesso e l'ho riposta nella dispensa.

Figura 10 – Il pezzo grezzo di un circuito stampato galleggia in una soluzione di cloruro ferrico

Figura 11 – Barattolo di cloruro ferrico (peso non indicato)

7 . Dopo l'incisione (Fig. 12), ho lavato accuratamente la tavola con acqua tiepida e sapone e ho rimosso il toner dalle piste con alcool etilico (Fig. 13).

Figura 12 – Textolite con tracce incise e toner

Figura 13 – Textolite con tracce incise senza toner

8 . Successivamente ho iniziato a praticare i fori. Per questo ho un mini trapano fatto in casa (Fig. 14). Per realizzarlo abbiamo dovuto smontare quello vecchio rotto. Stampante Canon i250. Da lì ho preso un motore da 24 V, 0,8 A, un alimentatore e un pulsante. Quindi, al mercato della radio, ho acquistato un mandrino a pinza per un albero da 2 mm e 2 set di punte con un diametro di 1, 1,5, 2, 2,5 mm (Fig. 15). Il mandrino viene inserito sull'albero motore, un trapano con supporto viene inserito e bloccato. Sopra il motore ho incollato e saldato un pulsante che alimenta il mini-trapano. Le frese non sono particolarmente facili da centrare, quindi “derivano” un po' di lato durante il lavoro, ma possono essere utilizzate per scopi amatoriali.

Figura 14 –

Figura 15 –

Figura 16 – Scheda con fori

9 . Quindi copro la tavola con il fondente, lubrificandola con uno spesso strato di glicerina farmaceutica usando un pennello. Successivamente, puoi stagnare le tracce, ad es. ricopriteli con uno strato di stagno. Partendo da tracce larghe, ho spostato una grossa goccia di lega sul saldatore lungo le tracce fino a stagnare completamente la scheda (Fig. 17).

Figura 17 – Tavola stagnata

10. Alla fine ho installato le parti sulla scheda. Ho iniziato con il trasformatore e il radiatore più massicci e ho finito con i transistor (ho letto da qualche parte che i transistor sono sempre saldati all'estremità) e i cavi di collegamento. Sempre al termine dell'installazione, il circuito del diodo zener, contrassegnato in Fig. 1 con una croce, ho acceso il multimetro e ho selezionato la resistenza del resistore di sintonizzazione SP4-1 in modo che in questo circuito venga stabilita una corrente di 11 mA. Questa configurazione è descritta nel libro di Borisov “Young Radio Amateur”.

Figura 18 – Scheda con parti: vista dal basso

Figura 19 – Scheda con parti: vista dall'alto

Nella Figura 18 puoi vedere che ho sbagliato leggermente la posizione dei fori per il montaggio del trasformatore e del radiatore, quindi ho dovuto forare di più. Inoltre, quasi tutti i fori per i componenti radio erano leggermente più piccoli di diametro, perché le gambe dei componenti radio non si adattavano. Forse i fori sono diventati più piccoli dopo la stagnatura con la lega per saldatura, quindi dovrebbero essere perforati dopo la stagnatura. Separatamente, va detto dei fori per i transistor: anche la loro posizione si è rivelata errata. Qui ho dovuto disegnare il diagramma con più attenzione e attenzione nel programma Sprint-Layout. Nel sistemare la base, l'emettitore e il collettore del transistor P214, avrei dovuto tenere conto del fatto che il radiatore è installato sulla scheda con il suo lato inferiore (Fig. 20). Per saldare i terminali del transistor P214 alle tracce richieste, ho dovuto utilizzare spezzoni di filo di rame. E per il transistor MP41A era necessario piegare il terminale di base nella direzione opposta (Fig. 21).

Figura 20 – Fori per i terminali del transistor P214

Figura 21 – Fori per i terminali del transistor MP41A

Parte 2. Realizzazione di una custodia in legno per alimentatore.

Per il caso di cui avevo bisogno:
- 4 tavole in compensato 220x120 mm;
– 2 tavole in compensato 110x110 mm;
– 4 pezzi di compensato 10x10x110 mm;
– 4 pezzi di compensato 10x10x15 mm;
– chiodi, 4 tubetti di supercolla.

Fasi di produzione della custodia:

1 . Per prima cosa ho segato un grande pezzo di compensato in assi e pezzi della dimensione richiesta (Fig. 22).

Figura 22 – Tavole di compensato segato per la carrozzeria

2 . Poi ho usato un mini trapano per praticare un foro per i fili della spina di alimentazione.
3 . Quindi ho collegato il fondo e le pareti laterali della custodia utilizzando chiodi e supercolla.
4 . Successivamente ho incollato le parti interne in legno della struttura. Lunghi rack (10x10x110 mm) sono incollati sul fondo e sui lati, tenendo insieme le pareti laterali. Sul fondo ho incollato dei piccoli quadratini sui quali verrà installato e fissato il circuito stampato (Fig. 23). Ho anche fissato i fermacavi all'interno della spina e sul retro della custodia (Fig. 24).

Figura 23 – Custodia: vista frontale (macchie di colla visibili)

Figura 24 – Caso: vista laterale (e qui la colla si fa sentire)

5 . Sul pannello frontale della custodia c'erano: un voltmetro, una lampadina, un interruttore, un resistore variabile e due terminali. Avevo bisogno di praticare cinque fori rotondi e uno rettangolare. L'operazione ha richiesto molto tempo, poiché non c'erano gli strumenti necessari e abbiamo dovuto utilizzare ciò che avevamo a portata di mano: un mini trapano, una lima rettangolare, forbici, carta vetrata. Nella fig. 25 è visibile un voltmetro, a uno dei contatti del quale è collegato un resistore di regolazione shunt da 100 kOhm. Sperimentalmente, utilizzando una batteria da 9 V e un multimetro, si è riscontrato che il voltmetro fornisce letture corrette con una resistenza di shunt di 60 kOhm. Il portalampada era incollato perfettamente con la supercolla e l'interruttore era fissato saldamente nel foro rettangolare anche senza colla. Il resistore variabile si avvitava bene nel legno e i terminali erano fissati con dadi e bulloni. Ho rimosso la lampadina della retroilluminazione dall'interruttore, quindi invece di tre erano rimasti due contatti sull'interruttore.

Figura 25 – Interni dell'alimentatore

Dopo aver fissato la scheda nella custodia, installato gli elementi necessari sul pannello frontale, collegato i componenti tramite fili e fissato la parete frontale con supercolla, ho ricevuto un dispositivo funzionale già pronto (Fig. 26).

Figura 26 – Alimentazione pronta

Nella fig. 26 si vede dal colore che la lampadina è diversa da quella scelta in origine. Infatti, collegando una lampadina da 12,5 V nominale per una corrente di 0,068 A all'avvolgimento secondario del trasformatore (come indicato nel libro), questa si è bruciata dopo pochi secondi di funzionamento. Probabilmente a causa dell'elevata corrente nell'avvolgimento secondario. È stato necessario trovare una nuova posizione per collegare la lampadina. Ho sostituito la lampadina con una intera con gli stessi parametri, ma dipinta di blu scuro (in modo che non mi abbagliasse gli occhi) e utilizzando dei fili l'ho saldata in parallelo dopo il condensatore C1. Ora funziona a lungo, ma il libro indica che la tensione in quel circuito è 17 V e temo che dovrò cercare di nuovo un nuovo posto per la lampadina. Anche nella Fig. 26 si vede che nell'interruttore è inserita una molla dall'alto. È necessario per il funzionamento affidabile del pulsante, che era allentato. La maniglia sul resistore variabile, che modifica la tensione di uscita dell'alimentatore, è stata accorciata per una migliore ergonomia.
Quando accendo l'alimentazione, controllo le letture del voltmetro e del multimetro (Fig. 27 e 28). La tensione di uscita massima è 11 V (1 V è scomparso da qualche parte). Successivamente, ho deciso di misurare la corrente massima in uscita e quando ho impostato il limite massimo di 500 mA sul multimetro, l'ago è andato fuori scala. Ciò significa che la corrente di uscita massima è leggermente superiore a 500 mA. Quando si gira la maniglia senza intoppi resistore variabile Anche la tensione di uscita dell'alimentatore cambia gradualmente. Ma la variazione di tensione da zero non inizia immediatamente, ma dopo circa 1/5 di giro della manopola.

Quindi, dopo aver dedicato una notevole quantità di tempo, sforzi e risorse finanziarie, ho finalmente assemblato un alimentatore con una tensione di uscita regolabile di 0 - 11 V e una corrente di uscita di oltre 0,5 A. Se ho potuto farlo io, allora può farlo anche chiunque altro. Buona fortuna a tutti!

Figura 27 – Controllo dell'alimentazione

Figura 28 – Controllo delle letture corrette del voltmetro

Figura 29 – Impostazione della tensione di uscita su 5 V e controllo con una luce di prova

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Alimentazione 1-30V su LM317 + 3 x TIP41C
oppure 3x2SC5200.

L'articolo discute il circuito di un semplice alimentatore regolato, implementato sul chip stabilizzatore LM317, che controlla tre potenti transistor NPN collegati in parallelo. I limiti di regolazione della tensione di uscita sono 1,2...30 Volt con una corrente di carico fino a 10 A. I transistor TIP41C nel pacchetto TO220 vengono utilizzati come uscite potenti; la loro corrente di collettore è di 6 A, la dissipazione di potenza è di 65 Watt. Di seguito è riportato lo schema elettrico dell'alimentatore:

Come uscite, puoi anche utilizzare l'alloggiamento TIP132C, TO220, la corrente del collettore di questi transistor è di 8 A, la dissipazione di potenza è di 70 Watt secondo la scheda tecnica.

Le posizioni dei pin per i transistor TIP132C, TIP41C sono le seguenti:

Disposizione dei pin dello stabilizzatore regolabile LM317:

I transistor nel package TO220 sono saldati direttamente nel circuito stampato e collegati a un comune dissipatore di calore utilizzando mica, pasta termica e boccole isolanti. Ma puoi anche utilizzare i transistor nel pacchetto TO-3; quelli importati sono adatti, ad esempio, 2N3055, la cui corrente di collettore è fino a 15 A, la dissipazione di potenza è di 115 Watt, o transistor KT819GM ​​di produzione nazionale, sono 15 A con una potenza dissipata di 100 Watt. In questo caso, i terminali dei transistor sono collegati alla scheda tramite fili.

Come opzione, puoi prendere in considerazione l'utilizzo di transistor TOSHIBA 2SC5200 da 15 A importati con una dissipazione di potenza di 150 Watt. È stato questo transistor che ho utilizzato durante il rifacimento del kit KIT di un alimentatore acquistato su Aliexpress.

SU diagramma schematico i terminali PAD1 e PAD2 sono destinati al collegamento di un amperometro, i terminali X1-1 (+) e X1-2 (-) forniscono la tensione di ingresso dal raddrizzatore (ponte a diodi), X2-1 (-) e X2-2 (+) sono alimentazione terminali di uscita, un voltmetro è collegato alla morsettiera JP1.

La prima versione del circuito stampato è progettata per l'installazione di transistor di potenza in un pacchetto TO220, il formato LAY6 è il seguente:

Vista fotografica della scheda in formato LAY6:

La seconda versione del circuito stampato per l'installazione di transistor del tipo 2SC5200, tipo LAY6 formato di seguito:

Vista fotografica della seconda versione del circuito di alimentazione:

La terza versione del circuito stampato è la stessa, ma senza il gruppo diodi, la troverete in archivio con il resto dei materiali.

Elenco degli elementi del circuito di alimentazione regolata su LM317:

Resistori:

R1 – potenziometro 5K – 1 pz.
R2 – 240R 0,25 W – 1 pz.
R3, R4, R5 – resistenze ceramiche 5W 0R1 – 3 pz.
R6 – 2K2 0,25W – 1 pz.

Condensatori:

C1, C2 – 4700...6800mF/50V – 2 pz.
C3 – 1000...2200mF/50V – 1 pz.
C4 – 150...220mF/50V – 1 pz.
C5, C6, C7 – 0,1 mF = 100 n – 3 pz.

Diodi:

D1 – 1N5400 – 1 pz.
D1 – 1N4004 – 1 pz.
LED1 – LED – 1 pz.
Assemblaggio diodi: non avevo assemblaggi per una corrente leggermente inferiore, quindi la scheda è stata progettata per utilizzare KBPC5010 (50 Ampere) - 1 pz.

Transistor, microcircuiti:

IC1 – LM317MB – 1 pz.
Q1, Q2, Q3 – TIP132C, TIP41C, KT819GM, 2N3055, 2SC5200 – 3 pz.

Riposo:

Connettori a 2 pin con morsetto a bullone (ingresso, uscita, amperometro) – 3 pz.
Connettore 2 pin 2,54 mm (LED, variabile di controllo) – 2 pz.
In linea di principio non è necessario installare connettori.
Radiatore impressionante per i fine settimana – 1 pz.
Trasformatore, secondario a 22...24 Volt alternati, in grado di trasportare una corrente di circa 10...12 Ampere.

La dimensione del file di archivio con i materiali sull'alimentatore per LM317 10A è 0,6 Mb.