Strömförsörjning: med och utan reglering, laboratorie, pulsad, enhet, reparation. Lista över kretselement för en justerbar strömförsörjning på LM317 Kraftfull strömförsörjning på KT819GM

Att göra en strömförsörjning med dina egna händer är inte bara vettigt för entusiastiska radioamatörer. En hemmagjord strömförsörjningsenhet (PSU) kommer att skapa bekvämlighet och spara en avsevärd summa i följande fall:

• För att driva lågspänningsverktyg, för att spara dyra resurser batteri(batteri);
• För elektrifiering av lokaler som är särskilt farliga när det gäller graden av elchock: källare, garage, bodar m.m. När den drivs med växelström kan en stor mängd av den i lågspänningsledningar skapa störningar med hushållsapparater och elektronik;
• I design och kreativitet för exakt, säker och avfallsfri skärning av skumplast, skumgummi, lågsmältande plast med uppvärmd nikrom;
• I ljusdesign - användningen av speciella strömförsörjningar förlänger livslängden LED-remsa och få stabila ljuseffekter. Det är i allmänhet oacceptabelt att driva undervattensbelysningsapparater etc. från ett hushållsnätverk;
• För laddning av telefoner, smartphones, surfplattor, bärbara datorer borta från stabila strömkällor;
• För elektroakupunktur;
• Och många andra ändamål som inte är direkt relaterade till elektronik.

Godtagbara förenklingar

Professionella nätaggregat är designade för att driva alla typer av belastning, inkl. reaktiv. Möjliga konsumenter inkluderar precisionsutrustning. Pro-BP måste bibehålla den specificerade spänningen med högsta noggrannhet under obestämd lång tid, och dess design, skydd och automatisering måste tillåta drift av okvalificerad personal under till exempel svåra förhållanden. biologer för att driva sina instrument i ett växthus eller på en expedition.

En amatörlaboratorieströmförsörjning är fri från dessa begränsningar och kan därför avsevärt förenklas samtidigt som kvalitetsindikatorer bibehålls som är tillräckliga för personligt bruk. Vidare är det, även genom enkla förbättringar, möjligt att erhålla en speciell strömförsörjning från den. Vad ska vi göra nu?

Förkortningar

1. KZ – kortslutning.
2. XX – tomgångsvarvtal, dvs. plötslig frånkoppling av lasten (konsument) eller ett avbrott i dess krets.
3. VS – spänningsstabiliseringskoefficient. Den är lika med förhållandet mellan förändringen i inspänning (i % eller gånger) och samma utspänning vid konstant strömförbrukning. T.ex. Nätspänningen sjönk helt, från 245 till 185V. I förhållande till normen på 220V kommer detta att vara 27%. Om strömförsörjningens VS är 100 kommer utspänningen att ändras med 0,27%, vilket med sitt värde på 12V ger en drift på 0,033V. Mer än acceptabelt för amatörträning.
4. IPN är en källa till ostabiliserad primärspänning. Detta kan vara en järntransformator med en likriktare eller en pulsad nätverksspänningsomvandlare (VIN).
5. IIN - arbetar med en högre (8-100 kHz) frekvens, vilket tillåter användning av lätta kompakta ferrittransformatorer med lindningar på flera till flera dussin varv, men de är inte utan nackdelar, se nedan.
6. RE – reglerelement för spänningsstabilisatorn (SV). Behåller utgången vid det angivna värdet.
7. ION – referensspänningskälla. Ställer in dess referensvärde, enligt vilket, tillsammans med signalerna respons Styrenhetens OS-styrenhet verkar på RE.
8. SNN – kontinuerlig spänningsstabilisator; helt enkelt "analog".
9. ISN – pulsstabilisator Spänning.
10. UPS är en switchande strömkälla.

Notera: både SNN och ISN kan drivas både från en industriell frekvensströmkälla med en transformator på järn, och från en elektrisk strömkälla.

Om datorströmförsörjning

UPS:er är kompakta och ekonomiska. Och i skafferiet har många en strömförsörjning från en gammal dator liggande, föråldrad, men ganska funktionsduglig. Så är det möjligt att anpassa en strömförsörjning från en dator för amatör-/arbetsändamål? Tyvärr är en dator UPS en ganska mycket specialiserad enhet och möjligheterna att använda den hemma/på jobbet är mycket begränsade:

Det är kanske tillrådligt för den genomsnittlige amatören att använda en UPS som konverterats från en dator endast till elverktyg; om detta se nedan. Det andra fallet är om en amatör är engagerad i PC-reparation och/eller skapande logiska kretsar. Men då vet han redan hur man anpassar en strömförsörjning från en dator för detta:

1. Ladda huvudkanalerna +5V och +12V (röda och gula ledningar) med nikromspiraler vid 10-15% av den nominella belastningen;
2. Den gröna mjukstartskabeln (lågspänningsknapp på frontpanelen på systemenheten) pc on är kortsluten till gemensam, dvs. på någon av de svarta ledningarna;
3. På/av utförs mekaniskt med hjälp av en vippströmbrytare på baksidan av strömförsörjningsenheten;
4. Med mekanisk (järn) I/O "on duty", d.v.s. oberoende USB-ström+5V-portar kommer också att stängas av.

Börja jobba!

På grund av bristerna hos UPS-enheter, plus deras grundläggande och kretskomplexitet, kommer vi bara att titta på ett par av dem i slutet, men enkla och användbara, och prata om metoden för att reparera IPS. Huvuddelen av materialet ägnas åt SNN och IPN med industriella frekvenstransformatorer. De tillåter en person som just har plockat upp en lödkolv att bygga en strömförsörjning mycket Hög kvalitet. Och att ha det på gården blir det lättare att behärska "fina" tekniker.

IPN

Låt oss först titta på IPN. Vi lämnar pulsen mer i detalj till avsnittet om reparationer, men de har något gemensamt med "järn": en krafttransformator, en likriktare och ett filter för rippeldämpning. Tillsammans kan de implementeras på olika sätt beroende på syftet med strömförsörjningen.

Pos. 1 i fig. 1 – halvvågs (1P) likriktare. Spänningsfallet över dioden är minst, ca. 2B. Men pulseringen av den likriktade spänningen är med en frekvens på 50 Hz och är "raggad", d.v.s. med intervaller mellan pulserna, så pulsationsfilterkondensatorn Sf bör vara 4-6 gånger större i kapacitet än i andra kretsar. Användningen av krafttransformator Tr för kraft är 50%, eftersom Endast 1 halvvåg korrigeras. Av samma anledning uppstår en magnetisk flödesobalans i den magnetiska Tr-kretsen och nätverket "ser" det inte som en aktiv last, utan som induktans. Därför används 1P likriktare endast för låg effekt och där det inte finns något annat sätt, till exempel. i IIN på blockerande generatorer och med spjälldiod, se nedan.

Notera: varför 2V, och inte 0,7V, där p-n-övergången i kisel öppnas? Anledningen är genom ström, som diskuteras nedan.

Pos. 2 – 2-halvvåg med mittpunkt (2PS). Diodförlusterna är desamma som tidigare. fall. Rippeln är 100 Hz kontinuerlig, så minsta möjliga Sf behövs. Användning av Tr – 100 % nackdel – dubbel förbrukning av koppar på sekundärlindningen. På den tiden då likriktare tillverkades med kenotronlampor spelade detta ingen roll, men nu är det avgörande. Därför används 2PS i lågspänningslikriktare, främst vid högre frekvenser med Schottky-dioder i UPS, men 2PS har inga grundläggande begränsningar på effekt.

Pos. 3 – 2-halvvågsbrygga, 2RM. Förlusterna på dioder fördubblas jämfört med pos. 1 och 2. Resten är samma som 2PS, men den sekundära kopparn behövs nästan hälften så mycket. Nästan - för att flera varv måste lindas för att kompensera för förlusterna på ett par "extra" dioder. Den vanligaste kretsen är för spänningar från 12V.

Pos. 3 – bipolär. "Bron" avbildas konventionellt, som är brukligt i kretsscheman (vän dig!), och roteras 90 grader moturs, men i själva verket är det ett par 2PS kopplade i motsatta polariteter, vilket tydligt kan ses längre fram i Fikon. 6. Kopparförbrukning är samma som 2PS, diodförluster är samma som 14:00, resten är samma som båda. Den är byggd främst för att driva analoga enheter som kräver spänningssymmetri: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC, etc.

Pos. 4 – bipolär enligt parallellfördubblingsschemat. Ger ökad spänningssymmetri utan ytterligare åtgärder, eftersom asymmetri hos sekundärlindningen är utesluten. Använder Tr 100%, ripplar 100 Hz, men rivs, så Sf behöver dubbel kapacitet. Förlusterna på dioderna är ungefär 2,7V på grund av ömsesidigt utbyte av genomströmmar, se nedan, och vid en effekt på mer än 15-20 W ökar de kraftigt. De är byggda huvudsakligen som lågeffektshjälpmedel för oberoende strömförsörjning av operationsförstärkare (op-amps) och andra lågeffekts, men krävande analoga komponenter när det gäller strömförsörjningskvalitet.

Hur väljer man en transformator?

I en UPS är hela kretsen oftast tydligt bunden till standardstorleken (mer exakt, till volymen och tvärsnittsarean Sc) för transformatorn/transformatorerna, eftersom användningen av fina processer i ferrit gör det möjligt att förenkla kretsen samtidigt som den blir mer tillförlitlig. Här handlar "på något sätt på ditt eget sätt" om att strikt följa utvecklarens rekommendationer.

Den järnbaserade transformatorn väljs med hänsyn till egenskaperna hos SNN, eller tas med i beräkningen när den beräknas. Spänningsfallet över RE Ure bör inte tas mindre än 3V, annars kommer VS att sjunka kraftigt. När Ure ökar, ökar VS något, men den förbrukade RE-effekten växer mycket snabbare. Därför tas Ure vid 4-6 V. Till det lägger vi till 2(4) V förluster på dioderna och spänningsfallet på sekundärlindningen Tr U2; för ett effektområde på 30-100 W och spänningar på 12-60 V tar vi det till 2,5 V. U2 uppstår i första hand inte från lindningens ohmska resistans (det är i allmänhet försumbart i kraftfulla transformatorer), utan på grund av förluster på grund av magnetiseringsomkastning av kärnan och skapandet av ett ströfält. Helt enkelt, en del av nätverksenergin, "pumpad" av primärlindningen in i magnetkretsen, förångas till yttre rymden, vilket är vad värdet på U2 tar hänsyn till.

Så vi beräknade till exempel för en brolikriktare, 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V extra. Vi lägger till den till den erforderliga utspänningen för strömförsörjningsenheten; låt det vara 12V, och dividera med 1,414, vi får 22,5/1,414 = 15,9 eller 16V, detta kommer att vara den lägsta tillåtna spänningen för sekundärlindningen. Om TP är fabrikstillverkat tar vi 18V från standardsortimentet.

Nu kommer sekundärströmmen in i bilden, som naturligtvis är lika med den maximala belastningsströmmen. Låt oss säga att vi behöver 3A; multiplicera med 18V blir det 54W. Vi har erhållit den totala effekten Tr, Pg, och vi kommer att hitta märkeffekten P genom att dividera Pg med effektiviteten Tr η, som beror på Pg:

• upp till 10W, η = 0,6.
• 10-20 W, n = 0,7.
• 20-40 W, n = 0,75.
• 40-60 W, n = 0,8.
• 60-80 W, n = 0,85.
• 80-120 W, n = 0,9.
• från 120 W, n = 0,95.

I vårt fall kommer det att finnas P = 54/0,8 = 67,5 W, men det finns inget sådant standardvärde, så du måste ta 80 W. För att få 12Vx3A = 36W vid utgången. Ett ånglok, och det är allt. Det är dags att lära sig att beräkna och linda "transerna" själv. Dessutom utvecklades i Sovjetunionen metoder för beräkning av transformatorer på järn som gör det möjligt att utan förlust av tillförlitlighet pressa ut 600 W ur en kärna, som, när den beräknas enligt amatörradioreferensböcker, kan producera endast 250 W. "Iron Trance" är inte så dum som den verkar.

SNN

Den likriktade spänningen måste stabiliseras och oftast regleras. Om belastningen är kraftigare än 30-40 W är också kortslutningsskydd nödvändigt, annars kan ett fel på strömförsörjningen orsaka ett nätverksfel. SNN gör allt detta tillsammans.

Enkel referens

Det är bättre för en nybörjare att inte engagera sig direkt. hög kraft, och gör en enkel, mycket stabil 12V ELV för provet enligt diagrammet i Fig. 2. Den kan sedan användas som en referensspänningskälla (dess exakta värde ställs in av R5), för kontroll av enheter eller som en högkvalitativ ELV ION. Den maximala belastningsströmmen för denna krets är bara 40mA, men VSC på den antediluvianska GT403 och den lika antika K140UD1 är mer än 1000, och när man ersätter VT1 med en medelkraftig kisel en och DA1 på någon av de moderna op-förstärkarna kommer att överstiga 2000 och till och med 2500. Lastströmmen kommer också att öka till 150 -200 mA, vilket redan är användbart.

0-30

Nästa steg är en strömförsörjning med spänningsreglering. Den förra gjordes enligt den sk. kompenserande jämförelsekrets, men det är svårt att omvandla en till en hög ström. Vi kommer att göra ett nytt SNN baserat på en emitterföljare (EF), där RE och CU kombineras i bara en transistor. KSN kommer att vara någonstans runt 80-150, men detta kommer att räcka för en amatör. Men SNN på ED tillåter, utan några speciella knep, att få en utström på upp till 10A eller mer, så mycket som Tr ger och RE kommer att motstå.

Kretsen för en enkel 0-30V strömförsörjning visas i pos. 1 Fig. 3. IPN för det är en färdig transformator som TPP eller TS för 40-60 W med en sekundärlindning för 2x24V. Likriktare typ 2PS med dioder klassade på 3-5A eller mer (KD202, KD213, D242, etc.). VT1 är installerad på en radiator med en yta på 50 kvadratmeter eller mer. centimeter; En gammal PC-processor kommer att fungera mycket bra. Under sådana förhållanden är denna ELV inte rädd för en kortslutning, bara VT1 och Tr kommer att värmas upp, så en 0,5A säkring i den primära lindningskretsen av Tr räcker för skydd.

Pos. Figur 2 visar hur bekväm en strömförsörjning på en elektrisk strömkälla är för en amatör: det finns en 5A strömförsörjningskrets med justering från 12 till 36 V. Denna strömförsörjning kan leverera 10A till belastningen om det finns en 400W 36V strömförsörjning . Dess första funktion är den integrerade SNN K142EN8 (helst med index B) fungerar i en ovanlig roll som styrenhet: till sin egen 12V-utgång läggs, delvis eller helt, hela 24V, spänningen från ION till R1, R2, VD5 VD6. Kondensatorerna C2 och C3 förhindrar excitering på HF DA1 som arbetar i ett ovanligt läge.

Nästa punkt är kortslutningsskyddet (PD) på R3, VT2, R4. Om spänningsfallet över R4 överstiger ungefär 0,7V, kommer VT2 att öppnas, stänga baskretsen för VT1 till den gemensamma ledningen, den kommer att stänga och koppla bort belastningen från spänningen. R3 behövs för att den extra strömmen inte ska skada DA1 när ultraljudet utlöses. Det finns inget behov av att öka dess valör, eftersom när ultraljudet utlöses måste du låsa VT1 säkert.

Och det sista är den till synes överdrivna kapacitansen hos utgångsfilterkondensatorn C4. I det här fallet är det säkert, eftersom Den maximala kollektorströmmen för VT1 på 25A säkerställer dess laddning när den slås på. Men denna ELV kan leverera en ström på upp till 30A till lasten inom 50-70 ms, så denna enkla strömförsörjning är lämplig för att driva lågspänningsverktyg: dess startström överstiger inte detta värde. Du behöver bara göra (åtminstone från plexiglas) en kontaktblocksko med en kabel, sätta på hälen på handtaget och låta "Akumych" vila och spara resurser innan du lämnar.

Om kylning

Låt oss säga att i den här kretsen är utgången 12V med maximalt 5A. Det här är bara den genomsnittliga kraften hos en sticksåg, men till skillnad från en borr eller skruvmejsel tar den det hela tiden. Vid C1 stannar den på ca 45V, d.v.s. på RE VT1 förblir den någonstans runt 33V vid en ström på 5A. Effektförlusten är mer än 150 W, till och med mer än 160, om man betänker att VD1-VD4 också behöver kylas. Det framgår av detta att varje kraftfull justerbar strömförsörjning måste vara utrustad med ett mycket effektivt kylsystem.

En fläns-/nålradiator med naturlig konvektion löser inte problemet: beräkningar visar att det behövs en försvinnande yta på 2000 kvm. se och tjockleken på kylarkroppen (plattan från vilken fenorna eller nålarna sträcker sig) är från 16 mm. Att äga så mycket aluminium i en formad produkt var och förblir en dröm i ett kristallslott för en amatör. En CPU-kylare med luftflöde är inte heller lämplig den är designad för mindre kraft.

Ett av alternativen för hemhantverkaren är en aluminiumplatta med en tjocklek på 6 mm och dimensioner på 150x250 mm med hål med ökande diameter borrade längs radierna från installationsplatsen för det kylda elementet i ett rutmönster. Den kommer också att fungera som den bakre väggen på strömförsörjningshuset, som i fig. 4.

Ett oumbärligt villkor för effektiviteten hos en sådan kylare är ett svagt, men kontinuerligt flöde av luft genom perforeringarna från utsidan till insidan. För att göra detta, installera en lågeffektsfläkt i huset (helst i toppen). En dator med en diameter på 76 mm eller mer passar till exempel. Lägg till. HDD kylare eller grafikkort. Den är ansluten till stift 2 och 8 på DA1, det finns alltid 12V.

Notera: Faktum är att ett radikalt sätt att övervinna detta problem är en sekundärlindning Tr med kranar för 18, 27 och 36V. Primärspänningen växlas beroende på vilket verktyg som används.

Och ändå UPS

Den beskrivna strömförsörjningen till verkstaden är bra och mycket pålitlig, men det är svårt att ta med den på resor. Det är här en datorströmförsörjning kommer att passa in: elverktyget är okänsligt för de flesta av dess brister. En viss modifiering handlar oftast om att installera en utgående (närmast belastningen) elektrolytisk kondensator med stor kapacitet för det ändamål som beskrivs ovan. Det finns många recept för att konvertera datorströmförsörjning för elverktyg (främst skruvmejslar, som inte är särskilt kraftfulla, men mycket användbara) i RuNet en av metoderna visas i videon nedan, för ett 12V-verktyg.

Video: 12V strömförsörjning från en dator

Med 18V-verktyg är det ännu enklare: för samma ström förbrukar de mindre ström. En mycket mer prisvärd tändanordning (förkopplingsdon) från en 40 W eller mer energisparlampa kan vara användbar här; den kan placeras helt i fallet med ett dåligt batteri, och endast kabeln med nätkontakten kommer att vara utanför. Hur man gör en strömförsörjning för en 18V skruvmejsel från ballast från en bränd hushållerska, se följande video.

Video: 18V strömförsörjning för en skruvmejsel

Hög klass

Men låt oss återvända till SNN på ES; deras kapacitet är långt ifrån uttömd. I fig. 5 – bipolär kraftfull strömförsörjning med 0-30 V-reglering, lämplig för Hi-Fi-ljudutrustning och andra kräsna konsumenter. Utspänningen ställs in med en ratt (R8), och kanalernas symmetri bibehålls automatiskt vid valfritt spänningsvärde och vilken belastningsström som helst. En pedant-formalist kan bli grå framför hans ögon när han ser den här kretsen, men författaren har haft en sådan strömförsörjning fungerande i cirka 30 år.

Den största stötestenen under dess skapelse var δr = δu/δi, där δu och δi är små momentana ökningar av spänning respektive ström. För att utveckla och sätta upp högkvalitativ utrustning är det nödvändigt att δr inte överstiger 0,05-0,07 Ohm. δr bestämmer helt enkelt strömförsörjningens förmåga att omedelbart reagera på överspänningar i strömförbrukningen.

För SNN på EP är δr lika med det för ION, dvs. zenerdiod dividerat med strömöverföringskoefficienten βRE. Men för kraftfulla transistorer sjunker β avsevärt vid en stor kollektorström, och δr för en zenerdiod sträcker sig från några till tiotals ohm. Här, för att kompensera för spänningsfallet över RE och minska temperaturdriften för utspänningen, var vi tvungna att montera en hel kedja av dem i hälften med dioder: VD8-VD10. Därför avlägsnas referensspänningen från ION genom en ytterligare ED på VT1, dess β multipliceras med β RE.

Nästa funktion i denna design är kortslutningsskydd. Den enklaste, som beskrivs ovan, passar inte in i en bipolär krets på något sätt, så skyddsproblemet löses enligt principen "det finns inget trick mot skrot": det finns ingen skyddsmodul som sådan, men det finns redundans i parametrarna för kraftfulla element - KT825 och KT827 vid 25A och KD2997A vid 30A. T2 är inte kapabel att ge en sådan ström, och medan den värms upp kommer FU1 och/eller FU2 att hinna brinna ut.

Notera: Det är inte nödvändigt att indikera trasiga säkringar på miniatyrglödlampor. Det är bara det att LED-lampor vid den tiden fortfarande var ganska få, och det fanns flera handfulla SMOKs i förrådet.

Det återstår att skydda RE från de extra urladdningsströmmarna från pulsationsfiltret C3, C4 under en kortslutning. För att göra detta är de anslutna genom lågresistansbegränsande motstånd. I detta fall kan pulsationer uppträda i kretsen med en period lika med tidskonstanten R(3,4)C(3,4). De förhindras av C5, C6 med mindre kapacitet. Deras extra strömmar är inte längre farliga för RE: laddningen rinner ut snabbare än kristallerna i den kraftfulla KT825/827 värms upp.

Utgångssymmetri säkerställs av op-amp DA1. RE för den negativa kanalen VT2 öppnas av ström genom R6. Så snart minus på utgången överstiger plusvärdet i absolut värde, kommer den att öppna VT3 något, vilket kommer att stänga VT2 och de absoluta värdena för utspänningarna kommer att vara lika. Driftskontroll över utgångens symmetri utförs med hjälp av en mätklocka med en nolla i mitten av P1-skalan (i infällningen - dess utseende), och justering vid behov - R11.

Den sista höjdpunkten är utgångsfiltret C9-C12, L1, L2. Denna design är nödvändig för att absorbera eventuell HF-störning från belastningen, för att inte störa din hjärna: prototypen är buggig eller strömförsörjningen är "vinglig". Med enbart elektrolytiska kondensatorer, shuntade med keramik, finns det ingen fullständig säkerhet här att "elektrolyternas" stora självinduktans stör. Och drosslar L1, L2 delar "återgången" av lasten över hela spektrumet och till var och en sin egen.

Denna strömförsörjningsenhet, till skillnad från de tidigare, kräver viss justering:

1. Anslut en belastning på 1-2 A vid 30V;
2. R8 är inställd på max, i det högsta läget enligt diagrammet;
3. Med hjälp av en referensvoltmeter (vilken digital multimeter som helst fungerar nu) och R11, ställs kanalspänningarna in till att vara lika i absolutvärde. Kanske, om op-ampen inte har förmågan att balansera, måste du välja R10 eller R12;
4. Använd R14-trimmern för att ställa in P1 exakt på noll.

Om reparation av nätaggregat

PSU:er misslyckas oftare än andra elektroniska apparater: de tar det första slaget av nätverkskasten, de får mycket av lasten. Även om du inte tänker göra din egen strömförsörjning, kan en UPS, förutom en dator, finnas i en mikrovågsugn, tvättmaskin och andra hushållsapparater. Förmågan att diagnostisera en strömförsörjning och kunskap om grunderna för elsäkerhet gör det möjligt, om inte att fixa felet själv, så att kompetent pruta om priset med reparatörer. Låt oss därför titta på hur en strömförsörjning diagnostiseras och repareras, särskilt med ett IIN, eftersom över 80 % av misslyckanden är deras andel.

Mättnad och drag

Först av allt, om några effekter, utan att förstå vilka det är omöjligt att arbeta med en UPS. Den första av dem är mättnaden av ferromagneter. De är inte kapabla att absorbera energier av mer än ett visst värde, beroende på materialets egenskaper. Hobbyister möter sällan mättnad på järn det kan magnetiseras till flera Tesla (Tesla, en måttenhet för magnetisk induktion). Vid beräkning av järntransformatorer tas induktionen till 0,7-1,7 Tesla. Ferriter tål endast 0,15-0,35 T, deras hystereslinga är "mer rektangulär" och fungerar vid högre frekvenser, så deras sannolikhet att "hoppa in i mättnad" är storleksordningar högre.

Om den magnetiska kretsen är mättad, växer induktionen i den inte längre och sekundärlindningarnas EMF försvinner, även om den primära redan har smält (minns du skolfysik?). Stäng nu av primärströmmen. Magnetfältet i mjuka magnetiska material (hårda magnetiska material är permanenta magneter) kan inte existera stationärt, som elektrisk laddning eller vatten i tanken. Den kommer att börja försvinna, induktionen kommer att sjunka och en EMF med motsatt polaritet i förhållande till den ursprungliga polariteten kommer att induceras i alla lindningar. Denna effekt används ganska flitigt i IIN.

Till skillnad från mättnad är genomström i halvledarenheter (helt enkelt drag) ett absolut skadligt fenomen. Det uppstår på grund av bildandet/resorptionen av rymdladdningar i p- och n-regionerna; för bipolära transistorer - främst i basen. Fälteffekttransistorer och Schottky-dioder är praktiskt taget fria från drag.

Till exempel, när spänning påläggs/borttas till en diod, leder den ström i båda riktningarna tills laddningarna samlas/löses upp. Det är därför spänningsförlusten på dioderna i likriktare är mer än 0,7V: i växlingsögonblicket har en del av laddningen av filterkondensatorn tid att flöda genom lindningen. I en parallell dubbleringslikriktare rinner draget genom båda dioderna samtidigt.

Ett drag av transistorer orsakar en spänningsstöt på kollektorn, vilket kan skada enheten eller, om en last är ansluten, skada den genom extra ström. Men även utan det ökar ett transistordrag de dynamiska energiförlusterna, som ett dioddrag, och minskar enhetens effektivitet. Kraftfull fälteffekttransistorer de är nästan inte mottagliga för det, eftersom ackumulera inte laddning i basen på grund av dess frånvaro, och byter därför mycket snabbt och smidigt. "Nästan", eftersom deras source-gate-kretsar är skyddade från omvänd spänning av Schottky-dioder, som är något, men genomgående.

TIN-typer

UPS spårar deras ursprung till blockeringsgeneratorn, pos. 1 i fig. 6. När den är påslagen öppnas Uin VT1 något av ström genom Rb, ström flyter genom lindningen Wk. Det kan inte omedelbart växa till gränsen (kom ihåg skolfysiken igen en emf induceras i basen Wb och lastlindningen Wn). Från Wb till Sb framtvingar den upplåsningen av VT1. Ingen ström flyter genom Wn ännu och VD1 startar inte.

När magnetkretsen är mättad stannar strömmarna i Wb och Wn. Sedan, på grund av förlusten (resorption) av energi, sjunker induktionen, en EMF med motsatt polaritet induceras i lindningarna, och den omvända spänningen Wb låser (blockerar) omedelbart VT1, vilket sparar den från överhettning och termisk nedbrytning. Därför kallas ett sådant schema en blockeringsgenerator, eller helt enkelt blockering. Rk och Sk skär av HF-störningar, varav blockering producerar mer än tillräckligt. Nu kan en del användbar ström tas bort från Wn, men bara genom 1P-likriktaren. Denna fas fortsätter tills Sat är helt laddat eller tills den lagrade magnetiska energin är slut.

Denna effekt är dock liten, upp till 10W. Om du försöker ta mer kommer VT1 att brinna ut från ett starkt drag innan det låser sig. Eftersom Tp är mättad är blockeringseffektiviteten inte bra: mer än hälften av energin som lagras i magnetkretsen flyger iväg för att värma andra världar. Det är sant att på grund av samma mättnad stabiliserar blockering i viss mån varaktigheten och amplituden för dess pulser, och dess krets är mycket enkel. Därför används ofta blockeringsbaserade TIN i billiga telefonladdare.

Notera: värdet av Sb till stor del, men inte helt, som de skriver i amatöruppslagsböcker, bestämmer pulsupprepningsperioden. Värdet på dess kapacitans måste kopplas till magnetkretsens egenskaper och dimensioner och transistorns hastighet.

Blockering gav vid ett tillfälle upphov till linjeavsöknings-TV med katodstrålerör (CRT), och det födde en INN med en spjälldiod, pos. 2. Här tvångsöppnar/låser styrenheten, baserat på signaler från Wb och DSP-återkopplingskretsen, VT1 innan Tr är mättad. När VT1 är låst stängs backströmmen Wk genom samma spjälldiod VD1. Detta är arbetsfasen: redan större än vid blockering avlägsnas en del av energin i lasten. Det är stort för när det är helt mättat flyger all extra energi iväg, men här finns det inte tillräckligt med det extra. På så sätt är det möjligt att ta bort ström upp till flera tiotals watt. Men eftersom styranordningen inte kan fungera förrän Tr har närmat sig mättnad, visar transistorn fortfarande igenom starkt, de dynamiska förlusterna är stora och kretsens effektivitet lämnar mycket mer att önska.

IIN med en dämpare är fortfarande levande i tv-apparater och CRT-skärmar, eftersom IIN och den horisontella skanningsutgången kombineras i dem: krafttransistorn och Tr är vanliga. Detta minskar produktionskostnaderna avsevärt. Men ärligt talat är ett IIN med en dämpare i grunden försvagad: transistorn och transformatorn tvingas arbeta hela tiden på gränsen till misslyckande. Ingenjörerna som lyckades få denna krets till acceptabel tillförlitlighet förtjänar den djupaste respekten, men det rekommenderas starkt inte att sticka in en lödkolv utom för proffs som har genomgått professionell utbildning och har lämplig erfarenhet.

Push-pull INN med separat återkopplingstransformator används mest, eftersom har de bästa kvalitetsindikatorerna och tillförlitligheten. Men när det gäller RF-störningar, syndar det också fruktansvärt i jämförelse med "analoga" strömförsörjningar (med transformatorer på hårdvara och SNN). För närvarande finns detta schema i många modifikationer; kraftfulla bipolära transistorer i den är nästan helt ersatta av fälteffekter som styrs av speciella enheter. IC, men funktionsprincipen förblir oförändrad. Det illustreras av originaldiagrammet, pos. 3.

Begränsningsanordningen (LD) begränsar laddningsströmmen för kondensatorerna på ingångsfiltret Sfvkh1(2). Deras stora storlek är ett oumbärligt villkor för driften av enheten, eftersom Under en arbetscykel tas en liten del av den lagrade energin från dem. Grovt sett spelar de rollen som en vattentank eller luftmottagare. Vid laddning "kort" kan den extra laddningsströmmen överstiga 100A under en tid på upp till 100 ms. Rc1 och Rc2 med ett motstånd i storleksordningen MOhm behövs för att balansera filterspänningen, eftersom den minsta obalans i hans axlar är oacceptabelt.

När Sfvkh1(2) laddas genererar ultraljudstriggerenheten en triggerpuls som öppnar en av armarna (vilken en inte spelar någon roll) på inverteraren VT1 VT2. En ström flyter genom lindningen Wk på en stor krafttransformator Tr2 och den magnetiska energin från dess kärna genom lindningen Wn förbrukas nästan helt på likriktning och på belastningen.

En liten del av energin Tr2, bestämd av värdet på Rogr, tas bort från lindningen Woc1 och tillförs lindningen Woc2 på en liten grundläggande återkopplingstransformator Tr1. Den mättas snabbt, den öppna armen stängs och, på grund av förlust i Tr2, öppnas den tidigare stängda, som beskrivits för blockering, och cykeln upprepas.

I huvudsak är ett push-pull IIN 2 blockerare som "skjuter" varandra. Eftersom den kraftfulla Tr2 inte är mättad är draget VT1 VT2 litet, "sjunker" helt in i magnetkretsen Tr2 och går i slutändan in i lasten. Därför kan en tvåtakts IPP byggas med en effekt på upp till flera kW.

Det är värre om han hamnar i XX-läge. Sedan, under halvcykeln, kommer Tr2 att hinna mätta sig själv och ett starkt drag kommer att bränna både VT1 och VT2 på en gång. Men nu finns det kraftferriter till försäljning för induktion upp till 0,6 Tesla, men de är dyra och försämras från oavsiktlig magnetiseringsomkastning. Ferriter med en kapacitet på mer än 1 Tesla utvecklas, men för att IIN ska uppnå "järn"-tillförlitlighet krävs minst 2,5 Tesla.

Diagnostisk teknik

Vid felsökning av en "analog" strömförsörjning, om den är "dumt tyst", kontrollera först säkringarna, sedan skyddet, RE och ION, om den har transistorer. De ringer normalt – vi går vidare element för element, som beskrivs nedan.

I IIN, om det "startar" och omedelbart "stoppar ut", kontrollerar de först styrenheten. Strömmen i den begränsas av ett kraftfullt lågresistansmotstånd, sedan shuntad av en optotyristor. Om "motståndet" uppenbarligen är bränt, byt ut det och optokopplaren. Andra delar av styrenheten misslyckas extremt sällan.

Om IIN är "tyst, som en fisk på is", börjar diagnosen också med OU (kanske har "reziken" helt utbränt). Sedan - ultraljud. I billiga modeller använder de transistorer i lavinbrytningsläge, vilket är långt ifrån mycket tillförlitligt.

Nästa steg i någon strömförsörjning är elektrolyter. Brott på höljet och läckage av elektrolyt är inte alls lika vanliga som de skriver på RuNet, men kapacitetsförlust inträffar mycket oftare än fel på aktiva element. Elektrolytiska kondensatorer kontrolleras med en multimeter som kan mäta kapacitans. Under det nominella värdet med 20% eller mer - vi sänker ner de "döda" i slammet och installerar en ny, bra.

Sedan finns det de aktiva elementen. Du vet förmodligen hur man ringer dioder och transistorer. Men det finns 2 knep här. Den första är att om en Schottky-diod eller zenerdiod anropas av en testare med ett 12V-batteri, kan enheten visa ett haveri, även om dioden är ganska bra. Det är bättre att ringa dessa komponenter med hjälp av en pekare med ett 1,5-3 V batteri.

Den andra är kraftfulla fältarbetare. Ovan (märkte du?) sägs det att deras I-Z är skyddade av dioder. Därför verkar kraftfulla fälteffekttransistorer låta som funktionsdugliga bipolära transistorer, även om de är oanvändbara om kanalen är "utbränd" (försämrad) inte helt.

Här är det enda sättet som finns hemma att ersätta dem med kända bra, båda på en gång. Om det finns en bränd kvar i kretsen, drar den omedelbart en ny fungerande med sig. Elektronikingenjörer skämtar om att kraftfulla fältarbetare inte kan leva utan varandra. En annan prof. skämt – "ersättande gaypar." Detta innebär att transistorerna i IIN-armarna måste vara strikt av samma typ.

Slutligen film- och keramiska kondensatorer. De kännetecknas av interna avbrott (hittade av samma testare som kontrollerar "luftkonditioneringarna") och läckage eller haveri under spänning. För att "fånga" dem måste du montera en enkel krets enligt fig. 7. Steg-för-steg-testning av elektriska kondensatorer för haveri och läckage utförs enligt följande:

• Vi ställer in på testaren, utan att ansluta den någonstans, den minsta gränsen för att mäta likspänning (oftast - 0,2V eller 200mV), upptäck och registrera enhetens eget fel;
• Vi slår på mätgränsen på 20V;
• Vi ansluter den misstänkta kondensatorn till punkterna 3-4, testaren till 5-6, och till 1-2 applicerar vi en konstant spänning på 24-48 V;
• Växla ner multimeterns spänningsgränser till den lägsta;
• Om den på någon testare visar något annat än 0000.00 (åtminstone - något annat än sitt eget fel), är kondensatorn som testas inte lämplig.

Det är här den metodiska delen av diagnosen slutar och den kreativa delen börjar, där alla instruktioner bygger på din egen kunskap, erfarenhet och överväganden.

Ett par impulser

UPS är en speciell artikel på grund av deras komplexitet och kretsmångfald. Här, till att börja med, kommer vi att överväga ett par prover som använder pulsbreddsmodulering (PWM), vilket gör att vi kan erhålla bästa kvalitet POSTEN. Det finns många PWM-kretsar i RuNet, men PWM är inte så läskigt som det är gjort för att vara...

För ljusdesign

Du kan helt enkelt tända LED-remsan från valfri strömkälla som beskrivs ovan, förutom den i fig. 1, ställ in önskad spänning. SNN med pos. 1 Fig. 3, det är lätt att göra 3 av dessa, för kanalerna R, G och B. Men hållbarheten och stabiliteten hos lysdiodernas glöd beror inte på spänningen som appliceras på dem, utan på strömmen som flyter genom dem. Därför bör en bra strömförsörjning för LED-remsor innehålla en belastningsströmstabilisator; tekniskt sett - en stabil strömkälla (IST).

Ett av scheman för att stabilisera ljusremsströmmen, som kan upprepas av amatörer, visas i fig. 8. Den är monterad på en integrerad timer 555 ( inhemsk analog– K1006VI1). Ger en stabil bandström från en strömförsörjningsspänning på 9-15 V. Mängden stabil ström bestäms av formeln I = 1/(2R6); i detta fall - 0,7A. Kraftfull transistor VT3 är nödvändigtvis ett fält från ett utkast, på grund av basens laddning kommer en bipolär PWM helt enkelt inte att bildas. Induktor L1 är lindad på en ferritring 2000NM K20x4x6 med en 5xPE 0,2 mm sele. Antal varv – 50. Dioder VD1, VD2 – valfri kisel RF (KD104, KD106); VT1 och VT2 – KT3107 eller analoger. Med KT361 osv. Ingångsspänningen och ljusstyrkan kommer att minska.

Kretsen fungerar så här: först laddas tidsinställningskapacitansen C1 genom R1VD1-kretsen och laddas ur genom VD2R3VT2, öppen, d.v.s. i mättnadsläge, genom R1R5. Timern genererar en sekvens av pulser med maximal frekvens; mer exakt - med en minimal arbetscykel. Den tröghetsfria omkopplaren VT3 genererar kraftfulla impulser, och dess VD3C4C3L1-kabel slätar ut dem till likström.

Notera: Arbetscykeln för en serie pulser är förhållandet mellan deras repetitionsperiod och pulsens varaktighet. Om till exempel pulslängden är 10 μs, och intervallet mellan dem är 100 μs, blir arbetscykeln 11.

Strömmen i lasten ökar, och spänningsfallet över R6 öppnar VT1, d.v.s. överför det från avstängningsläget (låsningsläget) till det aktiva (förstärkningsläget). Detta skapar en läckagekrets för basen av VT2 R2VT1+Upit och VT2 går också in i aktivt läge. Urladdningsströmmen C1 minskar, urladdningstiden ökar, seriens arbetscykel ökar och medelströmvärdet sjunker till normen specificerad av R6. Detta är kärnan i PWM. Vid minsta ström, d.v.s. vid maximal arbetscykel urladdas C1 genom VD2-R4-intern timeromkopplarkrets.

I den ursprungliga designen tillhandahålls inte möjligheten att snabbt justera strömmen och följaktligen ljusstyrkan på glöden; Det finns inga 0,68 ohm potentiometrar. Det enklaste sättet att justera ljusstyrkan är genom att, efter justering, ansluta en 3,3-10 kOhm potentiometer R* i gapet mellan R3 och VT2-sändaren, markerad i brunt. Genom att flytta dess motor ner i kretsen kommer vi att öka urladdningstiden för C4, arbetscykeln och minska strömmen. En annan metod är att kringgå basövergången för VT2 genom att slå på en potentiometer på cirka 1 MOhm vid punkterna a och b (markerade i rött), mindre föredraget, eftersom justeringen blir djupare, men grövre och skarpare.

Tyvärr, för att ställa in detta användbara inte bara för IST-ljusband, behöver du ett oscilloskop:

1. Minsta +Upit tillförs kretsen.
2. Genom att välja R1 (impuls) och R3 (paus) uppnår vi en arbetscykel på 2, d.v.s. Pulslängden måste vara lika med pausens längd. Du kan inte ge en arbetscykel mindre än 2!
3. Servera maximalt +Upit.
4. Genom att välja R4 uppnås märkvärdet för en stabil ström.

För laddning

I fig. 9 – diagram över det enklaste ISN med PWM, lämplig för laddning av en telefon, smartphone, surfplatta (en bärbar dator fungerar tyvärr inte) från ett hemmagjort solbatteri, vindgenerator, motorcykel- eller bilbatteri, magneto ficklampa "bugg" och annat lågeffekt instabil slumpmässig källa strömförsörjning Se diagrammet för inspänningsområdet, det är inget fel där. Denna ISN är verkligen kapabel att producera en utspänning som är större än ingången. Liksom i den föregående finns här effekten av att ändra polariteten på utgången i förhållande till ingången. Låt oss hoppas att du efter att ha läst den föregående noggrant kommer att förstå arbetet med denna lilla sak själv.

För övrigt om laddning och laddning

Att ladda batterier är en mycket komplex och känslig fysisk och kemisk process, vars överträdelse minskar deras livslängd flera gånger eller tiotals gånger, d.v.s. antal laddnings-urladdningscykler. Laddaren ska utifrån mycket små förändringar i batterispänningen beräkna hur mycket energi som tagits emot och reglera laddströmmen därefter enligt en viss lag. Det är därför Laddareär inte på något sätt en strömkälla och endast batterier i enheter med en inbyggd laddningskontroll kan laddas från vanliga nätaggregat: telefoner, smartphones, surfplattor, vissa modeller av digitalkameror. Och laddning, som är en laddare, är ett ämne för en separat diskussion.

Question-remont.ru sa:

Det kommer att bli en del gnistor från likriktaren, men det är nog ingen stor grej. Poängen är den sk. differentiell utgångsimpedans för strömförsörjningen. För alkaliska batterier handlar det om mOhm (milliohm), för sura batterier är det ännu mindre. En trans med en bro utan utjämning har tiondels och hundradels ohm, dvs ca. 100-10 gånger mer. Och startströmmen för en borstad likströmsmotor kan vara 6-7 eller till och med 20 gånger större än din är troligen närmare den senare - snabbaccelererande motorer är mer kompakta och mer ekonomiska, och den enorma överbelastningskapaciteten på. batterierna gör att du kan ge motorn så mycket ström som den klarar för acceleration. En trans med en likriktare kommer inte att ge lika mycket momentan ström, och motorn accelererar långsammare än den var konstruerad för, och med en stor glidning av ankaret. Från detta, från den stora glidningen, uppstår en gnista, och förblir sedan i drift på grund av självinduktion i lindningarna.

Vad kan jag rekommendera här? Först: ta en närmare titt - hur gnistar det? Du måste se den i drift, under belastning, dvs. under sågning.

Om gnistor dansar på vissa ställen under borstarna är det okej. Min kraftfulla Konakovo borr gnistrar så mycket från födseln, och för guds skull. På 24 år bytte jag borstarna en gång, tvättade dem med alkohol och polerade kommutatorn - det är allt. Om du anslutit ett 18V-instrument till en 24V-utgång är det normalt med lite gnistor. Rulla av lindningen eller släck överspänningen med något som en svetsreostat (ett motstånd på cirka 0,2 Ohm för en effektförlust på 200 W eller mer), så att motorn arbetar med märkspänningen och, med största sannolikhet, gnistan försvinner bort. Om du ansluter den till 12 V, i hopp om att den efter rättelse skulle vara 18, då förgäves - den likriktade spänningen sjunker avsevärt under belastning. Och kommutatorns elmotor bryr sig förresten inte om den drivs av likström eller växelström.

Närmare bestämt: ta 3-5 m ståltråd med en diameter på 2,5-3 mm. Rulla till en spiral med en diameter på 100-200 mm så att varven inte rör vid varandra. Lägg på en brandsäker dielektrisk dyna. Rengör ändarna på tråden tills de blir blanka och vik dem till "öron". Det är bäst att omedelbart smörja med grafitsmörjmedel för att förhindra oxidation. Denna reostat är ansluten till brottet i en av ledningarna som leder till instrumentet. Det säger sig självt att kontakterna ska vara skruvar, hårt åtdragna, med brickor. Anslut hela kretsen till 24V-utgången utan likriktning. Gnistan är borta, men kraften på axeln har också sjunkit - reostaten måste minskas, en av kontakterna måste kopplas 1-2 varv närmare den andra. Det gnistor fortfarande, men mindre - reostaten är för liten, du måste lägga till fler varv. Det är bättre att omedelbart göra reostaten uppenbart stor för att inte skruva på ytterligare sektioner. Det är värre om elden är längs hela kontaktlinjen mellan borstarna och kommutatorn eller gnistsvansarna bakom dem. Sedan behöver likriktaren ett kantutjämningsfilter någonstans, enligt dina data, från 100 000 µF. Inte ett billigt nöje. "Filtret" i detta fall kommer att vara en energilagringsenhet för att accelerera motorn. Men det kanske inte hjälper om transformatorns totala effekt inte räcker. Verkningsgraden för borstade DC-motorer är ca. 0,55-0,65, dvs. överföring behövs från 800-900 W. Det vill säga, om filtret är installerat, men fortfarande gnistor med eld under hela borsten (under båda, förstås), så håller inte transformatorn. Ja, om du installerar ett filter, måste dioderna på bryggan vara klassade för tredubbla driftströmmen, annars kan de flyga ut från laddningsströmstyrkan när de är anslutna till nätverket. Och sedan kan verktyget startas 5-10 sekunder efter att ha anslutits till nätverket, så att "bankerna" hinner "pumpa upp".

Och det värsta är om gnistorarna från borstarna når eller nästan når den motsatta borsten. Detta kallas allroundbrand. Det bränner mycket snabbt ut uppsamlaren till en punkt av fullständig förfall. Det kan finnas flera orsaker till en cirkulär brand. I ditt fall är det mest troliga att motorn slogs på med 12 V med likriktning. Sedan, vid en ström på 30 A, är den elektriska effekten i kretsen 360 W. Ankaret glider mer än 30 grader per varv, och detta är nödvändigtvis en kontinuerlig allroundbrand. Det är också möjligt att motorankaret är lindat med en enkel (inte dubbel) våg. Sådana elmotorer är bättre på att övervinna momentana överbelastningar, men de har en startström - mamma, oroa dig inte. Jag kan inte säga mer exakt i frånvaro, och det är ingen mening med det - det finns knappast något vi kan fixa här med våra egna händer. Då blir det förmodligen billigare och lättare att hitta och köpa nya batterier. Men försök först att starta motorn med en något högre spänning genom reostaten (se ovan). Nästan alltid är det på detta sätt möjligt att skjuta ner en kontinuerlig allroundbrand till priset av en liten (upp till 10-15%) effektminskning på axeln.

Radioamatörtävling för nybörjare
"Min amatörradiodesign"

Enkel design laboratorieblock strömförsörjning på transistorer från "0" till "12" volt, och detaljerad beskrivning hela enhetens tillverkningsprocess

Tävlingsdesign för en nybörjare radioamatör:
"Justerbar strömförsörjning 0-12 V transistoriserad"

Hej kära vänner och webbplatsgäster!
Jag presenterar det fjärde tävlingsbidraget för dig.
Författare till designen - Folkin Dmitry, Zaporozhye, Ukraina.

Justerbar 0-12 V transistorströmförsörjning

Jag behövde en strömkälla som var justerbar från 0 till ... B (ju fler, desto bättre). Jag recenserade flera böcker och bestämde mig för designen som föreslagits i Borisovs bok " Ung radioamatör" Allt är väldigt bra upplagt där, bara för en nybörjare radioamatör. I processen att skapa en så komplex enhet för mig gjorde jag några misstag, vars analys jag gjorde i detta material. Min enhet består av två delar: den elektriska delen och träkroppen.

Del 1. Elektrisk del av strömförsörjningsenheten.

Bild 1 - Grundläggande elschema strömförsörjning från boken

Jag började med att välja de nödvändiga delarna. Jag hittade några av dem hemma och köpte andra på radiomarknaden.

Figur 2 - Elektriska delar

I fig. 2 presenteras följande detaljer:

1 – voltmeter, som visar strömförsörjningsenhetens utspänning (jag köpte en icke namngiven voltmeter med tre skalor, till vilken ett shuntmotstånd måste väljas för korrekta avläsningar);
2 - gaffel nätström BP(Jag tog en laddare från Motorola, tog ut brädan och lämnade kontakten);
3 – glödlampa med sockel, som kommer att fungera som en indikator på att strömförsörjningen är ansluten till nätverket (12,5 V 0,068 A glödlampa, jag hittade två av dessa i någon gammal radio);
4 – byta från strömförlängningssladden för datorn (det finns en glödlampa inuti den, tyvärr var min utbränd);
5 – 10 kOhm variabelt justeringsmotstånd i grupp A, dvs. med linjär funktionell egenskap och ett handtag för det; behövs för att smidigt ändra utspänningen på strömförsörjningen (jag tog SP3-4am och knappen från radion);
6 – röda "+" och svarta "-" anslutningar, används för att ansluta lasten till strömförsörjningen;
7 – säkring 0,5 A, installerad i klämmor på benen (jag hittade en glassäkring 6T500 med fyra ben i en gammal radio);
8 – nedtrappningstransformator 220 V/12 V också på fyra ben (TVK-70 är möjlig; jag hade en utan markeringar, men säljaren skrev "12 V" på den);
9 – fyra dioder med en maximal likriktad ström på 0,3 A för en likriktardiodbrygga (du kan använda D226, D7-serien med valfri bokstav eller likriktarblock KTs402; jag tog D226B);
10 – medel- eller högeffekttransistor med en kylare och en fixeringsfläns (du kan använda P213B eller P214 - P217; Jag tog P214 omedelbart med en kylare så att den inte blir varm);
11 – två 500 µF elektrolytiska kondensatorer eller mer, en 15 V eller mer, den andra 25 V eller mer (K50-6 är möjlig; jag tog K50-35 båda på 1000 uF, en 16 V, den andra 25 V);
12 – zenerdiod med stabiliseringsspänning 12 V(du kan använda D813, D811 eller D814G; jag tog D813);
13 – lågfrekvent lågfrekvent transistor(du kan MP39, MP40 - MP42; jag har MP41A);
14 – konstant motstånd 510 Ohm, 0,25 W(du kan använda MLT; jag tog SP4-1-trimmern för 1 kOhm, eftersom dess motstånd måste väljas);
15 – konstant motstånd 1 kOhm, 0,25 W(Jag stötte på en mycket exakt ±1%);
16 – konstant motstånd 510 Ohm, 0,25 W(Jag har MLT)
Även för den elektriska delen jag behövde:
– ensidig folietextolit(Fig. 3);
– hemmagjord miniborr med borrar med en diameter på 1, 1,5, 2, 2,5 mm;
– vajrar, bultar, muttrar och andra material och verktyg.

Bild 3 – På radiomarknaden stötte jag på en mycket gammal sovjetisk textolit

Därefter, när jag mätte de geometriska dimensionerna för de befintliga elementen, ritade jag den framtida brädet i ett program som inte kräver installation. Sen började jag göra tryckt kretskort LUT-metoden. Jag gjorde detta för första gången, så jag använde den här videohandledningen _http://habrahabr.ru/post/45322/.

Stadier för tillverkning av ett tryckt kretskort:

1 . Tryckt på tryckeriet laserskrivare Jag ritade en tavla på glansigt papper 160 g/m2 och klippte ut den (bild 4).

Bild 4 – Bild av spår och arrangemang av element på glansigt papper

2 . Jag skar en bit PCB som mäter 190x90 mm. I avsaknad av metallsax använde jag en vanlig kontorssax, som tog lång tid och var svår att klippa. Med hjälp av nollgradigt sandpapper och 96 % etylalkohol förberedde jag textoliten för toneröverföring (Fig. 5).

Bild 5 – Förberedd folietextolit

3 . Först, med hjälp av ett strykjärn, överförde jag tonern från papperet till den metalliserade delen av PCB:n och värmde den under lång tid, cirka 10 minuter (fig. 6). Sedan kom jag ihåg att jag också ville hålla på med silkscreentryck, d.v.s. rita en bild på tavlan från delarnas sida. Jag applicerade papperet med bilden av delarna på den icke-metalliserade delen av kretskortet, värmde det en kort tid, cirka 1 minut, det blev ganska dåligt. Ändå var det först nödvändigt att screentrycka och sedan överföra spåren.

Bild 6 – Papper på PCB efter uppvärmning med strykjärn

4 . Därefter måste du ta bort detta papper från ytan på PCB:n. Jag använde varmt vatten och en skoborste med metallborst i mitten (Figur 7). Jag skurade pappret väldigt flitigt. Kanske var det ett misstag.

Bild 7 – Borste för skor

5 . Efter att ha tvättat bort det glansiga papperet kan du i figur 8 se att tonern har torkat ut, men några av spåren är trasiga. Det beror förmodligen på det hårda arbetet med borsten. Därför var jag tvungen att köpa en markör för CD\DVD-skivor och använda den för att rita nästan alla spår och kontakter manuellt (fig. 9).

Figur 8 - Textolite efter att ha överfört toner och tagit bort papper

Bild 9 – Banor färdiga med markör

6 . Därefter måste du etsa bort den onödiga metallen från PCB:n och lämna de ritade spåren. Jag gjorde så här: Jag hällde 1 liter varmt vatten i en plastskål, hällde en halv burk järnklorid i den och rörde om med en plastsked. Sedan satte jag folie-PCB med markerade spår där (fig. 10). På en burk järnklorid är den utlovade etstiden 40-50 minuter (fig. 11). Efter att ha väntat på den angivna tiden hittade jag inga ändringar på den framtida tavlan. Därför hällde jag all järnklorid som fanns i burken i vatten och rörde om. Under etsningsprocessen rörde jag om lösningen med en plastsked för att påskynda processen. Det tog lång tid, ca 4 timmar. För att snabba på etsningen skulle det gå att värma vattnet, men jag hade inte en sådan möjlighet. Järnkloridlösningen kan rekonstitueras med järnspik. Jag hade inga, så jag använde tjocka bultar. Koppar satte sig på bultarna och en fällning dök upp i lösningen. Jag hällde lösningen i en tre-liters plastflaska med tjock hals och placerade den i skafferiet.

Figur 10 – Ett kretskortsämne flyter i en järnkloridlösning

Bild 11 – Burk med järnklorid (vikt anges ej)

7 . Efter etsning (fig. 12) tvättade jag försiktigt brädan med varmt vatten och tvål och tog bort tonern från spåren med etylalkohol (fig. 13).

Bild 12 – Textolite med etsade spår och toner

Bild 13 – Textolite med etsade spår utan toner

8 . Sedan började jag borra hålen. Till detta har jag en hemmagjord miniborr (bild 14). För att göra det var vi tvungna att plocka isär den gamla trasiga. Canon skrivare i250. Därifrån tog jag en 24 V, 0,8 A motor, en strömkälla till den och en knapp. Sedan, på radiomarknaden, köpte jag en spännhylsa för en 2 mm axel och 2 uppsättningar borrar med en diameter på 1, 1,5, 2, 2,5 mm (Fig. 15). Chucken sätts på motoraxeln, en borr med hållare sätts in och kläms fast. Ovanpå motorn limmade och lödde jag en knapp som driver miniborren. Borrarna är inte särskilt lätta att centrera, så de "driver" lite åt sidorna när de arbetar, men de kan användas för amatörändamål.

Bild 14 –

Bild 15 –

Bild 16 – Skiva med borrade hål

9 . Sedan täcker jag brädan med flussmedel, smörjer den med ett tjockt lager av farmaceutiskt glycerin med en borste. Efter detta kan du tenna spåren, d.v.s. täck dem med ett lager plåt. Jag började med breda spår och flyttade en stor droppe lod på lödkolven längs spåren tills jag förtennade brädan helt (fig. 17).

Figur 17 – Konserverad skiva

10. I slutet installerade jag delarna på brädan. Jag började med den mest massiva transformatorn och kylaren och avslutade med transistorer (jag läste någonstans att transistorer alltid är lödda i slutet) och anslutningsledningar. Också i slutet av installationen öppnas zenerdiodkretsen, markerad i fig. 1 med ett kors slog jag på multimetern och valde resistansen för inställningsmotståndet SP4-1 så att en ström på 11 mA etableras i denna krets. Denna inställning beskrivs i Borisovs bok "Ung radioamatör".

Bild 18 – Tavla med delar: bottenvy

Bild 19 – Bräda med delar: ovanifrån

I figur 18 kan du se att jag hade lite fel med placeringen av hålen för montering av transformator och radiator, så jag fick borra mer. Dessutom visade sig nästan alla hål för radiokomponenter vara något mindre i diameter, eftersom benen på radiokomponenterna inte passade. Kanske blev hålen mindre efter förtenning med lod, så de bör borras efter förtenning. Separat bör det sägas om hålen för transistorer - deras placering visade sig också vara felaktig. Här fick jag rita diagrammet mer noggrant och noggrant i programmet Sprint-Layout. När jag arrangerade basen, emittern och kollektorn för P214-transistorn borde jag ha tagit hänsyn till att radiatorn är installerad på kortet med dess undersida (Fig. 20). För att löda terminalerna på P214-transistorn till de erforderliga spåren var jag tvungen att använda koppartråd. Och för MP41A-transistorn var det nödvändigt att böja basterminalen i den andra riktningen (fig. 21).

Bild 20 – Hål för terminalerna på transistorn P214

Bild 21 – Hål för terminalerna på MP41A-transistorn

Del 2. Tillverkning av ett nätaggregat i trä.

För fallet jag behövde:
- 4 plywoodskivor 220x120 mm;
– 2 plywoodskivor 110x110 mm;
– 4 plywoodbitar 10x10x110 mm;
– 4 plywoodbitar 10x10x15 mm;
– naglar, 4 tuber superlim.

Stadier av tillverkning av fodralet:

1 . Först sågade jag en stor bit plywood till brädor och bitar av önskad storlek (bild 22).

Bild 22 – Sågade plywoodskivor för kroppen

2 . Sedan använde jag en miniborr för att borra ett hål för ledningarna till nätkontakten.
3 . Sedan kopplade jag ihop botten- och sidoväggarna på fallet med spik och superlim.
4 . Därefter limmade jag de inre trädelarna av strukturen. Långa ställ (10x10x110 mm) limmas på botten och sidorna och håller ihop sidoväggarna. Jag limmade små fyrkantiga bitar på botten; det tryckta kretskortet kommer att installeras och säkras på dem (fig. 23). Jag fäste även trådhållare inuti kontakten och på baksidan av fodralet (bild 24).

Bild 23 – Hus: framifrån (limfläckar synliga)

Bild 24 – Fodral: sidovy (och här gör limmet sig självt)

5 . På frontpanelen av höljet fanns: en voltmeter, en glödlampa, en strömbrytare, ett variabelt motstånd och två terminaler. Jag behövde borra fem runda och ett rektangulärt hål. Detta tog lång tid, eftersom det inte fanns några nödvändiga verktyg och vi var tvungna att använda det som fanns till hands: en miniborr, en rektangulär fil, sax, sandpapper. I fig. 25 kan du se en voltmeter, till vars ena kontakter ett 100 kOhm shunttrimmotstånd är anslutet. Experimentellt, med ett 9 V-batteri och en multimeter, fann man att voltmetern ger korrekta avläsningar med ett shuntmotstånd på 60 kOhm. Glödlampssockeln limmades perfekt med superlim, och strömbrytaren var ordentligt fastsatt i det rektangulära hålet även utan lim. Det variabla motståndet skruvades väl in i träet och terminalerna säkrades med muttrar och bultar. Jag tog bort bakgrundsbelysningslampan från strömbrytaren, så istället för tre fanns det två kontakter kvar på strömbrytaren.

Figur 25 – PSU interna delar

Efter att ha säkrat brädan i höljet, installerat de nödvändiga elementen på frontpanelen, anslutit komponenterna med ledningar och fäst framväggen med superlim, fick jag en färdig funktionell enhet (fig. 26).

Bild 26 – Klar strömförsörjning

I fig. 26 kan du se på färgen att glödlampan skiljer sig från den som ursprungligen valdes. Faktum är att när man ansluter en 12,5 V glödlampa klassad för en ström på 0,068 A till transformatorns sekundärlindning (som anges i boken), brann den ut efter några sekunders drift. Förmodligen på grund av den höga strömmen i sekundärlindningen. Det var nödvändigt att hitta en ny plats för anslutning av glödlampan. Jag ersatte glödlampan med en hel av samma parametrar, men målade mörkblå (så att den inte skulle blända mina ögon) och med hjälp av kablar lödde jag den parallellt efter kondensator C1. Nu fungerar det länge, men boken anger att spänningen i den kretsen är 17 V och jag är rädd att jag måste leta efter en ny plats för glödlampan igen. Även i fig. 26 kan man se att en fjäder är insatt i strömbrytaren uppifrån. Det är nödvändigt för tillförlitlig drift av knappen, som var lös. Handtaget på det variabla motståndet, som ändrar strömförsörjningsenhetens utspänning, har förkortats för bättre ergonomi.
När jag slår på strömförsörjningen kontrollerar jag avläsningarna av voltmetern och multimetern (fig. 27 och 28). Den maximala utspänningen är 11 V (1 V försvann någonstans). Därefter bestämde jag mig för att mäta den maximala utströmmen och när jag satte den maximala gränsen på 500 mA på multimetern gick nålen av skalan. Detta innebär att den maximala utströmmen är något större än 500 mA. När du vrider handtaget mjukt variabelt motstånd Utspänningen från nätaggregatet ändras också smidigt. Men spänningsändringen från noll startar inte omedelbart, utan efter ca 1/5 vrid på ratten.

Så, efter att ha spenderat en betydande mängd tid, ansträngning och ekonomi, monterade jag äntligen en strömförsörjning med en justerbar utspänning på 0 - 11 V och en utström på mer än 0,5 A. Om jag kunde göra det, så kan vem som helst göra det. annan. Lycka till allihopa!

Bild 27 – Kontrollerar strömförsörjningen

Bild 28 – Kontrollera korrekt voltmeteravläsning

Bild 29 – Ställer in utspänningen till 5V och kontrollerar med en testlampa

Kära vänner och platsgäster!

Glöm inte att uttrycka din åsikt om tävlingsbidragen och delta i diskussioner på sajtens forum. Tack.

Tillämpningar på designen:

(15,0 KiB, 1 658 träffar)

(38,2 KiB, 1 537 träffar)

(21,0 KiB, 1 045 träffar)

Strömförsörjning 1-30V på LM317 + 3 x TIP41C
eller 3 x 2SC5200.

Artikeln diskuterar kretsen för en enkel reglerad strömförsörjning, implementerad på LM317 stabilisatorchip, som styr kraftfulla tre NPN-transistorer kopplade parallellt. Justeringsgränserna för utspänningen är 1,2...30 volt med en belastningsström på upp till 10 ampere. TIP41C-transistorer i ett TO220-paket används som kraftfulla utgångar; deras kollektorström är 6 Ampere, effektförlusten är 65 Watt. Kopplingsschemat för strömförsörjningen visas nedan:

Som utgångar kan du också använda TIP132C, TO220 hölje, kollektorströmmen för dessa transistorer är 8 Amp, effektförlust är 70 Watt enligt databladet.

Stiftplatserna för transistorerna TIP132C, TIP41C är följande:

Stiftlayout för den justerbara stabilisatorn LM317:

Transistorer i TO220-paketet löds direkt in i kretskortet och fästs på en gemensam kylfläns med hjälp av glimmer, termisk pasta och isolerande bussningar. Men du kan också använda transistorer i TO-3-paketet som är lämpliga, till exempel 2N3055, vars kollektorström är upp till 15 ampere, effektförlust är 115 watt, eller inhemskt producerade KT819GM-transistorer, de är 15 ampere; med en effektförlust på 100 watt. I det här fallet är transistorernas terminaler anslutna till kortet med ledningar.

Som ett alternativ kan du överväga att använda importerade 15-amp TOSHIBA 2SC5200 transistorer med en effektförlust på 150 watt. Det var den här transistorn som jag använde när jag gjorde om KIT-satsen för strömförsörjningen köpt på Aliexpress.

På schematiskt diagram Plintarna PAD1 och PAD2 är avsedda för anslutning av en amperemeter, plintarna X1-1 (+) och X1-2 (-) matar inspänning från likriktaren (diodbrygga), X2-1 (-) och X2-2 (+) är utgångsplintar strömförsörjning, en voltmeter är ansluten till plint JP1.

Den första versionen av kretskortet är designad för installation av krafttransistorer i ett TO220-paket, LAY6-formatet är som följer:

Fotovy av tavlan i LAY6-format:

Den andra versionen av kretskortet för installation av transistorer av typ 2SC5200, typ LAY6-format nedan:

Fotovy av den andra versionen av strömförsörjningskretskortet:

Den tredje versionen av kretskortet är densamma, men utan diodmonteringen hittar du den i arkivet med resten av materialet.

Lista över element i den reglerade strömförsörjningskretsen på LM317:

Motstånd:

R1 – potentiometer 5K – 1 st.
R2 – 240R 0,25W – 1 st.
R3, R4, R5 – keramiska motstånd 5W 0R1 – 3 st.
R6 – 2K2 0,25W – 1 st.

Kondensatorer:

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

Dioder:

D1 – 1N5400 – 1 st.
D1 – 1N4004 – 1 st.
LED1 – LED – 1 st.
Diodmontering - Jag hade inga sammansättningar för en något lägre ström, så kortet var designat för att använda KBPC5010 (50 Ampere) - 1 st.

Transistorer, mikrokretsar:

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

Resten:

2 stiftkontakter med bultklämma (ingång, utgång, amperemeter) – 3 st.
Kontakt 2 Pin 2,54mm (LED, reglerbar) – 2 st.
I princip behöver du inte installera kontakter.
Imponerande kylare för helgresenärer – 1 st.
Transformator, sekundär vid 22...24 Volt alternerande, kapabel att bära en ström på ca 10...12 Amp.

Arkivfilstorleken med material på strömförsörjningen för LM317 10A är 0,6 Mb.