categorie: Elettronica pratica, Riparazione di apparecchi, Come funziona
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Alimentatori per dispositivi elettronici - dispositivo e principio di funzionamento dei circuiti principali
I dispositivi elettronici possono essere divisi in due gruppi: mobile e fisso. I primi usano le cosiddette fonti di energia primarie, ovvero batterie galvaniche o accumulatori che hanno una fornitura di elettricità.
Richiama immediatamente telefoni cellulari, fotocamere, telecomandi e molti altri dispositivi portatili. In questo caso, le batterie ricaricabili e le batterie sono oltre la concorrenza, dal momento che non c'è semplicemente nulla con cui sostituirle. L'unico inconveniente, il costo della mobilità è che la durata di tali dispositivi è limitata dalla capacità delle batterie e, di norma, è ridotta. Un'eccezione a questa regola è, forse, un orologio. Il loro consumo di energia è molto basso, che è incorporato in fase di progettazione, quindi l'orologio può andare su una singola batteria per un anno intero o anche di più.
Dispositivi fissi, di norma, riceve cibo da fonti secondarie. Tali fonti della propria energia non producono, ma convertono solo la corrente elettrica nei parametri richiesti: da una tensione di rete di 220 V, gli alimentatori generano tensioni ridotte necessarie per alimentare le apparecchiature a semiconduttore. Tali alimentatori sono spesso chiamati networking.
Alimentatori pericolosi
I più semplici sono alimentatori con condensatore o resistenza di spegnimento. Blocchi simili sono stati descritti nelle riviste radiofoniche negli anni novanta del secolo scorso. L'efficienza di tali alimentatori è estremamente ridotta non oltre il 20%, quindi vengono utilizzati per alimentare dispositivi la cui potenza non supera i pochi watt: è possibile alimentare uno o due microcircuiti.
Lo svantaggio principale di tali blocchi è quello non sono galvanicamente isolati dalla rete primaria, a seguito della quale l'intero circuito - il consumatore è anche in potenziale pericolo. Toccare un elemento di un tale circuito è completamente indesiderabile e persino pericoloso. Pertanto, la creazione di tali strutture viene eseguita utilizzando un trasformatore di isolamento descritto nell'articolo "Come realizzare un trasformatore di sicurezza".
Ma anche con tale adeguamento, questi schemi rimangono ancora pericolosi, quindi, non dovrebbero essere raccomandati per l'uso. Se tuttavia tale schema non può essere evitato (qual è il punto di creare una fonte separata per il potere relè fotograficoche si blocca in alto su un post?), si può solo sperare nella precisione e alfabetizzazione dell'utente.
Blocchi sicuri con condensatore cieco
Il circuito di alimentazione con un condensatore di spegnimento e l'isolamento galvanico dalla rete è descritto nell'articolo "Termostato per saldatura di materie plastiche" e mostrato in figura 1. L'autore del regime V. Kuznetsov.
Figura 1. Circuito di alimentazione con condensatore cieco e isolamento galvanico dalla rete
Lo schema è descritto in dettaglio nel suddetto articolo, è stato ripetuto molte volte (più di una dozzina di volte) e ha mostrato risultati eccellenti. Pertanto, notiamo solo i punti principali qui. La tensione di rete attraverso il condensatore di spegnimento C1 viene rettificata dal ponte VD1 e stabilizzata a 24 V dallo stabilizzatore sul transistor VT3. Da questo stabilizzatore è alimentato da un generatore realizzato su transistor VT1, VT2. Il trasformatore "power" Tr2 è realizzato su un anello di ferrite con un diametro di 20 mm.
Un tale trasformatore ad una frequenza di 40 ... 50 KHz può fornire un carico fino a 7 watt, che è sufficiente per alimentare il circuito descritto nell'articolo. Le tensioni di uscita sono stabilizzate dai più semplici stabilizzatori parametrici sui diodi Zener VD5, VD6. A causa della presenza del trasformatore di isolamento Tr2, il carico fornito è galvanicamente isolato dalla rete, il che garantisce la sicurezza elettrica del circuito.
Immagina come sarebbe termocoppiasotto il potenziale di rete! Ma va notato che tutto ciò che è mostrato nel diagramma a destra del nucleo del trasformatore Tr2 è sotto il potenziale della rete e richiede una gestione attenta e attenta. Un altro diagramma di un alimentatore sicuro con un condensatore di spegnimento è mostrato nella Figura 2.
Figura 2. Schema di un alimentatore sicuro con un condensatore di spegnimento
L'avvolgimento primario del trasformatore di alimentatori di piccole dimensioni contiene diversi (quattro ... sette) mila giri di filo ultrasottile, - 0,05 ... 0,06 mm. Per non avvolgere un simile avvolgimento, si propone di ridurre la tensione sull'avvolgimento primario a 30 ... 40 V usando un condensatore di spegnimento. In questo caso, l'avvolgimento primario non contiene più di 600 ... 700 giri di un filo sufficientemente spesso (0,1 ... 0,15 mm). L'avvolgimento secondario viene calcolato come al solito per la tensione richiesta.
Il trasformatore può essere avvolto sul circuito magnetico Ш12 * 15 da un altoparlante dell'abbonato. Più precisamente, il valore della tensione può essere selezionato usando il condensatore C1. Attraverso l'uso di un trasformatore, l'uscita dell'alimentatore è galvanicamente isolata dalla rete. La potenza di un tale alimentatore era sufficiente per alimentare un semplice generatore (sei o sette chip della serie K561) per installare i televisori. La tensione di alimentazione era di 9 V. I dettagli del dispositivo e la creazione di questo alimentatore sono riportati nel giornale "Radio" n. 12_98.
Alimentatori di attrezzature moderne
La maggior parte delle moderne attrezzature industriali, come computer, centri musicali, televisori alimentatori a commutazione.
L'idea principale di tali fonti è la seguente. La tensione di rete rettificata viene convertita da un inverter in una frequenza alternata di diverse decine e talvolta centinaia di kilohertz. A tali frequenze, i trasformatori sono ottenuti in dimensioni molto piccole, che possono ridurre significativamente le dimensioni e il peso degli alimentatori.
Dopo il trasformatore, la tensione degli impulsi viene rettificata e livellata dai filtri, la cui dimensione a causa dell'alta frequenza è anche ridotta rispetto agli alimentatori tradizionali che funzionano alla frequenza di rete. La stabilizzazione della tensione di uscita viene eseguita nel circuito primario utilizzando la modulazione della larghezza di impulso - PWM, che aiuta anche ad aumentare l'efficienza e ridurre le dimensioni dell'alimentatore.
Non molto tempo fa, si riteneva che gli alimentatori a commutazione si giustificassero solo a partire da una potenza di almeno 100 watt. In questo caso, il potere specifico è stato considerato il criterio principale, vale a dire potenza per 1 decimetro cubo del volume di alimentazione. Quando la potenza della sorgente pulsata è inferiore a 100 W, la potenza specifica della sorgente pulsata era inferiore a quella di un alimentatore convenzionale. In poche parole, le dimensioni di una sorgente ad impulsi potrebbero rivelarsi più grandi di quelle di un trasformatore convenzionale.
Ma la tecnologia non si ferma, la base elementare dell'elettronica si sta sviluppando molto rapidamente. L'industria moderna ha dominato la produzione di fonti pulsate con una capacità di solo pochi watt, è sufficiente ricordare almeno Caricabatterie per telefoni cellulari e batterie "finger".
È già facile vedere qui che la potenza specifica di tali fonti è superiore a quella di simili "caricabatterie" (recentemente ce ne sono stati) con un trasformatore di rete. Ecco come vanno le cose buone nella produzione industriale: si ottengono enormi risparmi sul solo cavo degli avvolgimenti, sul ferro del trasformatore e sulle custodie in miniatura.
Nelle condizioni della creatività tecnica amatoriale per la fabbricazione di un disegno in una sola copia è abbastanza adatto alimentatore tradizionale con trasformatore di rete. Anche se di tanto in tanto è necessario cercare soluzioni non standard al problema di alimentazione, ad esempio durante la riparazione delle apparecchiature.
Commutazione dell'alimentazione da un trasformatore elettronico
Ecco un buon esempio pratico. Nel mixer audio importato per qualche motivo, l'avvolgimento primario del trasformatore di potenza si è interrotto, che è stato eseguito su un circuito magnetico anulare.
La potenza di questo trasformatore era di circa 20 watt, il che ha portato a tristi pensieri secondo cui il numero di giri dell'avvolgimento primario probabilmente non è di mille giri (minore è la dimensione del trasformatore, maggiore è il numero di giri per un volt e il filo è più sottile). Ma riavvolgimento manuale sull'anello ... Ma questa non era la cosa principale: l'altezza del trasformatore ad anello era così piccola che non era possibile sostituirlo con un altro a forma di Sh già pronto, le dimensioni del caso non lo consentivano.
L'uso di un trasformatore elettronico ha permesso di risolvere il problema, tuttavia, è stato necessario un certo perfezionamento, come descritto nell'articolo "Come fare un alimentatore da un trasformatore elettronico?". Il significato dell'alterazione è questo trasformatore elettronico È progettato per funzionare con lampade a incandescenza che sono costantemente collegate ad esso, ovvero il trasformatore si avvia sotto carico. Se non c'è carico, il circuito non si avvia. Lo stesso effetto si osserva con un leggero carico.
Immagina che il carico sia un potente amplificatore della frequenza del suono: non appena il suono si ferma, - pausa, quindi l'alimentazione si spegne e non si avvia più. Ecco il perfezionamento del trasformatore elettronico e si riduce al fatto che l'alimentazione basata su di esso si accende e funziona anche senza carico.
Un trasformatore elettronico è solo il caso in cui la produzione di una sorgente pulsata è semplificata al limite: tutto è già stato fatto, le parti sono tutte al loro posto, i trasformatori sono tutti finiti, e il prezzo è semplicemente ridicolo. Fai il kit da solo! Anche in caso di esperimento fallito, buttare via non sarà un peccato. Se acquisti parti al dettaglio, sarà molto più costoso. Pertanto, a casa è più semplice realizzare un trasformatore convenzionale.
Schede di rete dalla Cina
Nel caso in cui la potenza del carico sia ridotta, una scheda di rete di fabbricazione cinese potrebbe salvare la situazione. Questo è un blocco noto realizzato sotto forma di una grande spina di rete con una coda che termina in un connettore, che è per qualche motivo chiamato "jack". All'interno della spina è presente un trasformatore di rete con una capacità non superiore a 5 ... 7 watt, un ponte raddrizzatore e un condensatore di livellamento.
In alcuni blocchi è presente un interruttore a scorrimento che consente di modificare gradualmente la tensione di uscita tra 5 ... 15V. La tensione di uscita indicata sull'interruttore corrisponde al funzionamento sotto carico. Ad esempio, se viene indicato 12 V, è possibile utilizzare quasi 18 V senza carico. Solo il condensatore si carica al valore di ampiezza. Ma sotto carico, comunque, ci saranno 12 V, che corrispondono al valore del valore effettivo della tensione alternata.
Il design di tali adattatori è semplificato al limite: i cinesi non si sono nemmeno preoccupati di installare un fusibile. Nel complesso, non è troppo qui. L'avvolgimento primario è avvolto da un filo così sottile che in sé è una buona miccia. Se l'avvolgimento primario si brucia, allora rimane da lanciare questo adattatore e acquistarne uno nuovo.
Il prezzo di tali adattatori è basso per ripararli. I risparmi nel filo magnetico in questi adattatori sono molto evidenti. Tali alimentatori sono notevolmente riscaldati anche al minimo, senza carico.
Il prossimo articolo spiegherà come realizzare autonomamente un alimentatore semplice e affidabile per il laboratorio di casa.
Boris Aladyshkin
Continuazione dell'articolo: Alimentatori per laboratorio domestico
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