В повечето устройства се използват импулсни вериги на захранващи устройства (UPS) поради високите им електрически характеристики и стабилност в работата. Но в същото време се използват аналогови източници на енергия, които имат лекота на производство и висока надеждност. Има огромен брой опции за направата на собствени захранвания, като се използват различни схематични решения.

Видове и принцип на работа

Захранващият блок (PSU) е завършен самостоятелно или е закупено серийно копие, изискванията към него са непроменени, а именно: висока ефективност (ефективност), малък размер, висока стабилност на изходния сигнал, липса на електрически шум и висока надеждност.

Основната класификация на захранванията се извършва според режима на работа, тя е линейна и инверторна. Съответно Б. П. са разделени:

  • на аналогов (линеен);
  • на цифров (инвертор).

От важните параметри на BP, има:

  1. Вид на изходния сигнал. В резултат на преобразуването изходното напрежение може да бъде променливо или постоянно.
  2. Ел. Характеризира се с тока, който устройството издава, без да влошава характеристиките на изходното напрежение. Мерна единица вата.
  3. Коефициент на изпълнение. Показва ефективността на устройството, т.е. съотношението на преобразуваната енергия към предаваната. Колкото по-голям е индикаторът, толкова по-малко устройство загрява по време на работа.
  4. Защита от претоварване Способността на устройството да реагира на извънредни ситуации в устройствата, които захранва.
  5. Охлаждаща система. По вид охлаждане те се делят на пасивни и активни. Пасивната форма включва радиатори или свободно охлаждане, активната форма, въздушни вентилатори или водно охлаждане.

Аналогово захранване

Такива източници на напрежение се характеризират с надеждна работа и лекота на производство. Недостатъците са размерите и теглото , както и високите цени .

Основните елементи на линеен източник на напрежение са:

  • предпазител от пренапрежение;
  • трансформатор.

За да се получи постоянно напрежение, след трансформатора се добавят диоден мост и електролитен кондензатор.

Трансформаторите се използват в различни дизайни, като единствената им първична намотка трябва да бъде проектирана за свързване към 220 волтова мрежа. На външен вид те се спускат и повдигат. Самият трансформатор е електрически продукт, състоящ се от две части. Ядро, сглобено от стомана или ферит и намотки, направени под формата на намотки от проводим материал. За да се получи по-ниско ниво на сигнала на изхода, отколкото на входа, броят на завоите във вторичната намотка е по-малък. По този начин, променяйки това съотношение, може да се получи всяко напрежение.

Линейният филтър предотвратява навлизането на смущения от работещото оборудване в мрежата и обратно. Обикновено капацитивна индуктивна верига.

Принцип на работа на BP

Веригата на захранването на трансформатора работи както следва. Главното напрежение преминава през филтъра и от него стига до първичната намотка на трансформатора. Когато през него преминава променлив ток, се образува променливо магнитно поле. Това поле прониква в сърцевината и всички намотки, в които се появява ЕМП. Ако към вторичната намотка е свързан товар, тогава под въздействието на ЕМП, през него започва да тече променлив ток.

За да се получи постоянно напрежение, сигналът от вторичната намотка на трансформатора се предава на токоизправителния блок. Това устройство е сглобено на четири диода, свързани чрез мостова верига, и електролитен кондензатор. От електролита се проектира постоянно напрежение за захранване на устройствата.

Превключващо захранване

Работата на UPS се основава на двойно преобразуване на напрежението. Първо входният сигнал се преобразува в постоянно напрежение, а след това във високочестотни импулси. Трансформаторът, използван във веригата, не изисква големи размери. Когато трансформаторът и транзисторът са включени заедно в ключов режим, се формира блокиращ генератор. Промяната и стабилизирането на изходния сигнал става чрез намаляване на продължителността на отвореното състояние на транзистора, което се управлява от специализиран чип. Работата й се основава на принципа на импулсна модулация на ширината (PWM). Предимството на този тип PSU:

  • леко тегло;
  • ниска цена;
  • Ефективността достига 98%;
  • защита срещу късо съединение и претоварвания.

Сред недостатъците се отбелязва сложността на схемата и фактът, че такъв източник на енергия въвежда високочестотни смущения в електропровода .

Принцип на работа на UPS

Главното напрежение влиза във веригата през предпазителя, след това към капацитивния шумов филтър. На следващо място, към блока на изправителите на диоди. Към изхода на токоизправителя е свързан изглаждащ електролитен капацитет. Напрежението в кондензатора намалява чрез верига от резистори и ценеров диод, за да се осигури начална стойност за микросхемата. Чипът контролира работата на ключовия транзистор чрез ограничаващ резистор.

Когато правоъгълен импулс пристигне към транзистора, той се отваря и през намотката на импулсния трансформатор тече ток. В резултат на това EMF се индуцира и напрежението се появява на вторичната намотка. Ако продължителността на импулса, пристигащ в ключовия транзистор, се увеличава, тогава стойността на изходния сигнал също се увеличава, докато намалява, намалява съответно.

Обратната връзка се използва за получаване на стабилен сигнал. Тя отива на оптрони и резистори. С увеличаване на стойността на сигнала върху вторичната намотка на трансформатора, токът, преминаващ през оптрона, също се увеличава, което води до намаляване на съпротивлението на фототранзистора на оптрона. В резултат на това падането на напрежението през резистора се увеличава и намалява на входа на PWM контролера. Продължителността на импулса, изпратен от чипа към транзисторния превключвател, се увеличава.

Стабилизация на изхода

Ако е необходимо да се получи стабилизиран сигнал на изхода, преди натоварването е свързан интегрален стабилизатор. Например, постоянно ниво на сигнала KREN5A, 7812 или с неговото регулиране LM 317T и др. Стабилизаторите се характеризират с входен работен диапазон, тоест когато входният сигнал се промени в този диапазон, входът винаги ще има постоянна стойност на напрежението.

В допълнение към интегралните схеми се използва и параметричен стабилизатор. Конструкцията му се характеризира с това, че ценеров диод с необходимото стабилизационно напрежение е свързан успоредно с товара. Съответно на товара и ценеровия диод, съпротивлението е включено. С увеличаване на тока във веригата, напрежението в ценеровия диод няма да се промени поради характеристиките на ток-напрежение. И цялото излишно напрежение ще падне върху съпротивлението. За увеличаване на коефициента на стабилизация във веригата се прилага допълнително включване на транзистори както последователно, така и паралелно на ценеровия диод.

Регулатор на изходното напрежение

Ако е необходимо да промените стабилизирания сигнал на изхода, се използва регулатор на стойността на нивото на сигнала. Един от простите регулатори на напрежението за захранването е монтиран на специализиран чип LM 317.

Чипът LM 317 осигурява регулиране на сигнала в диапазона от 1, 2 до 37 волта с максимален ток от 1, 5 ампера. Промяната в самото напрежение става чрез регулиране на съпротивлението на резистора R1. Чипът е оборудван със защита от късо съединение.

Трябва да се отбележи, че в случай на използване на UPS, чипът на PWM контролера, поради стесняване и разширяване на импулсния фронт, променя мощността, предавана на трансформатора и играе ролята на регулатор на напрежението. Промени се случват с променлив резистор, свързан към контролните щифтове на чипа.

Контрол на променливотоковото напрежение

PSU с постоянно ниво на сигнала не винаги е необходим, понякога се изисква променливо напрежение на изхода. За плавно регулиране на изходния променлив сигнал се използва схема с мощно управление на тиристора.

Такава схема се използва както с активни, така и с реактивни натоварвания. Входното напрежение може да варира от 125 до 220 волта.

Токоизправителният мост включва тиристор, който играе ролята на контролен ключ. Веднага след като кондензатор С1 се освободи през резистор R2, тиристорът се отваря. Големината на сигнала, при който тиристорът се отваря, се контролира от променлив резистор R1. Изходното напрежение варира от нула до стойността на входния сигнал.

Диаграми за захранване

За независимо производство на PSU ще бъдат необходими наличието на радиоелементи, точност и схема на веригата. Пуснете аналогово, домашно захранване, обикновено не създава трудности. Докато правите регулируемо захранващо захранване със собствените си ръце, ще бъде трудно дори за обучен радиолюбител.

Линейно захранване

Най-скъпата част от такъв източник на напрежение ще бъде трансформатор. За улеснение на производството е по-добре да потърсите трансформатор от типа торус. Останалите радиоелементи не са оскъдни и винаги могат да бъдат лесно достигнати. За да извършите обикновено регулирано захранване, ще трябва:

  • понижаващ трансформатор;
  • четири изправителни диода или завършен диоден мост;
  • електролитен капацитет от 68-220 микрофарада на 400 волта;
  • 200 ома резистор;
  • 6.8 kΩ променлив резистор;
  • интегрален стабилизатор LM 317.

Трансформаторът е избран с вторична намотка от около 25 волта. Ако е необходимо, необходимия брой завои ще трябва да се пренавие или повдигне независимо. Трябва да се отбележи, че при използване на диоден мост, изходното напрежение се повишава с величина, равна на произведението на променливото напрежение с числото 1.41. Цялата схема е сглобена на платка или монтирана на стена. Контролът на нивото на сигнала се осъществява чрез промяна на съпротивлението на съпротивлението на сградата. Такова захранване може да произвежда от 1, 2 до 37 волта при ток от 1, 5 ампера.

Цифрово захранване

Направете сам такъв PSU не е лесно. За да извършите сами обикновен импулсен блок, първо трябва да направите печатна платка. За това се използва методът на лазерно гладене (LUT) у дома. След като платката е готова и радиокомпонентите са закупени, ще е необходимо правилно да спойкате всичко.

Работата на веригата се състои в използване на микросхема TL 494. Вграденият в нея генератор захранва последователно транзисторите VT1, VT2, работещи в ключов режим, импулси с честота 30 kHz. Транзисторите са свързани към контролен трансформатор TR1, който управлява VT3, VT4. Кондензаторите C3, C4 са захранващ филтър.

Веригата R7, C8 формира захранващото напрежение за микросхемата в първия момент на включване, след разряда C8 вече се подава мощност през третата намотка на трансформатора TR2. Диодът на Зенер VD2 и капацитетът C6 са проектирани да генерират сигнал, който осигурява работата на микросхемата. Напрежението от третия изход на трансформатора през диодите на Schottky и C9, C10 се подава към входа на радиоустройството.

След като събра източника на напрежение, проучил работата му, в бъдеще няма да е трудно да поправите импулсните блокове за захранване на телевизорите. Да, и същият ремонт на PSU в компютърни системи или зарядни устройства лесно ще се извърши независимо.

С независимото производство на устройства трябва да се внимава и да се помни за електрическата безопасност при работа с 220 волтова мрежа за променлив ток. По правило правилно изпълненият PSU от обслужващите се части няма да изисква конфигуриране и веднага започва работа.

Категория:

Строителство и ремонт