Вічний блок живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

 Коментарі до статті

Для роботи телевізора, комп'ютера, радіоприймача обов'язково потрібний блок стабілізованого живлення. Пристрої, включені в мережу цілодобово, а також схеми, зібрані радіоаматором-початківцем, вимагають абсолютно надійного блоку живлення (БП), щоб не було пошкодження схеми або займання блоку живлення.

А тепер – кілька "страшних" історій:

• в одного мого друга при пробої регулюючого транзистора "вилетіло" багато мікросхем у саморобному комп'ютері;
• в іншого - після замикання ніжкою стільця проводів, що йдуть до імпортного радіотелефону, розплавився блок живлення;
• у третього - те саме з харчуванням "радянського" промислового ТА з АОН; у радіолюбителя-початківця після КЗ блок живлення почав давати на вихід велику напругу; на виробництві КЗ лінії вимірювальних приладів майже обов'язково призводить до припинення роботи та необхідності термінового ремонту.

Схеми імпульсних блоків ми торкатися не будемо внаслідок їх складності та невисокої надійності, а розглянемо схемукомпенсаційного послідовного стабілізатора живлення (Рис.1). У цій "звичайній" схеми є два слабкі місця: первинна обмотка мережевого трансформатора і вихідний (регулюючий) транзистор. Первинна обмотка силового трансформатора захищена плавким запобіжником. При поступовому зростанні струму навантаження, а особливо при поступовому зростанні напруги мережі "глибоко" захована в трансформаторі первинна обмотка встигає розігрітися до пробою міжвиткової ізоляції. Далі - сценарій зрозумілий: неминучий вихід трансформатора з ладу, якщо при цьому запобіжник таки перегорить. Твердження, що "треба розумно навантажувати блок живлення" або "напруга в електромережах СНД не буває завищеною", було б голослівним.

Регулюючий транзистор виходить з ладу з двох причин: 1) перегрів під час роботи " влітку " чи за підвищеної навантаженні; 2) різкий пробій при КЗ на виході блоку живлення. Перегрів. У разі зростання навантаження на БП через регулюючий транзистор протікає великий струм, до того ж час напруга е-к має велику величину. Відбувається перегрів, а надалі – пробій транзистора.

Пробій. Електролітичний конденсатор у блоці живлення запасає певну енергію. На момент КЗ на виході ця енергія йде на нагрівання регулюючого транзистора. Особливо шкідливим є перевищення допустимого для транзистора імпульсного струму колектора, який при нульовому опорі навантаження є значним!

Крім перерахованих вище причин до виходу з ладу блоку живлення наводять такі:

• пробою переходу е-б транзистора, з'єднаного зі стабілітроном, при зростанні вихідної напруги стабілізатора, що працює без навантаження при підвищених температурах; перегрів випрямних діодів у момент включення в мережу блоку, що має конденсатори фільтра великої ємності;
• недостатнє охолодження регулюючого транзистора, встановленого всередині коробочки на маленькому радіаторі;
• пробою переходу е-б транзистора при підключенні блоку живлення до приймача з батарейками та відключеної мережі (якщо схема блоку живлення нехитра) та ін.

Наведені нижче схеми випробувані (5-25)-річною експлуатацією. У їх схему спочатку закладено можливість роботи при підвищеній напрузі мережі, КЗ та перевантаження по виходу.

Обгрунтування захисту від навантаження можна знайти у літературі [1 і 2], приклад виконання конкретного блоку живлення - у [3].

Блок живлення імпортного радіотелефону (рис.2)

Резистор R1 послаблює імпульси струму через випрямний міст у момент включення, обмежує струм через первинну обмотку Т1 при підвищеному напрузі в електромережі і перегоряє у випадках дуже великої напруги в мережі або виникненні міжвиткового замикання трансформатора. Стабілітрон VD2 визначає величину вихідної напруги (при необхідності підібрати екземпляр стабілітрона при відключеному навантаженні). Лампа розжарювання HL1 служить для обмеження потужності, що виділяється на транзисторі VT1, в номінальному режимі і обмеження струму КЗ. Якщо під навантаженням напруга зменшується більш ніж на 1 В, слід застосувати потужнішу лампу (можна припаяти паралельно HL1 одну-дві лампи від гірлянди на 13,5 В).

Радіатор, що охолоджує транзистор VT1, вирізають із лудженої жерсті. Для кращого відведення тепла жерсть радіатора слід притискати до металу транзистора з двох сторін, форма і розміри радіатора повинні охоплювати більше місця в наявній коробочці. Виведення колектора відкушують, струм до колектора транзистора підводять через радіатор. Можливе підведення струму до колектора як через пелюсток на гвинті кріплення, так і з майданчика на друкованій платі через гвинт, що кріпить.

Вентиляційні отвори повинні забезпечити відведення тепла від лампи, щоб у робочому режимі випрямний міст та транзистор були холодними, а при КЗ трохи нагрівалися. За специфікою телефону з трубкою-приймачем (наявність акумулятора) не можна навантажувати вихід блоку живлення резистором, щоб не розрядити акумулятор при відключенні напруги в електромережі. Принцип надійного блоку живлення не дозволяє включати розрядний резистор, навіть якщо відомо, що у схемі радіотелефону є свої діоди та блокування! Якщо після нагрівання блоку настільною лампою при відключеному навантаженні виявиться, що вихідна напруга починає зростати, необхідно зашунтувати перехід б-е транзистора резистором опором 5 кОм ... 500 Ом.

Робоча напруга лампи HL1 у даній схемі вибрана без запасу, щоб тривалі КЗ призводили до перегорання лампи розжарювання та знеструмлення схеми, а за відсутності господарів телефону аварійний режим роботи не тривав місяці. Для надійного відключення схеми при міжвитковому замиканні в трансформаторі живлення слід переконатися, що при нормальній роботі під навантаженням протягом 1 години резистор R1 теплий на дотик (вилку з мережі вимкнути в момент перевірки!). І загальне правило ставити блок живлення не на м'яку підставку, яка погіршує вентиляцію, а на жорсткий майданчик.

Ще одне зауваження: за специфікою роботи радіотелефону навантаження на блок живлення максимальне в момент очікування - трубка укладена, відбувається заряджання акумуляторної батареї. У зв'язку з цим при розробці схеми не ставилася мета сильно придушити пульсації напруги живлення, більш важливим було зменшити габарити пристрою. При повторенні цієї схеми живлення інших пристроїв можливо доведеться збільшити ємність конденсатора С1, і навіть підключити конденсатор до виходу стабілізатора.

Шунтувати стабілітрон конденсатором великої ємності (більше тисяч пікофарад) не можна: при КЗ виходу стабілізатора можливий пробій е-б переходу регулюючого транзистора!

Блок живлення імпортного кнопкового телефону із радянською логікою (АОН) (рис.3)

На просторах СНД "живуть" та кнопкові ТА з логікою АОН на 155 серії мікросхем. Ця "дика" комбінація слаботочної імпортної схеми з потужною (по ВАТ!) логікою вимагає і відповідного блоку живлення, тим більше що "рідний" БП легко перегорає!

Відмінності від попередньої схеми менша вихідна напруга і більший струм навантаження, причому в робочому режимі (звучання гучномовця) споживання струму більше, тому потрібно сильніше придушити пульсацію напруги мережі. Розглянемо відмінності від попередньої схеми.

Випрямний місток VD1 потужніший, конденсатор фільтра живлення більшої ємності. Лампа HL2 розрахована на більший струм (якщо напруга вторинної обмотки трансформатора живлення дозволить, можна встановити дві лампи 12 х 4 Вт в паралель).

Транзистор VT1 потужніший, до металевої пластини корпусу якого можна надійно притиснути дві пластини тепловідведення (або одну пластину, відповідним чином зігнуту).

Лампа розжарювання HL2 дозволяє стабілітрону VD2 працювати в ширшому діапазоні напруги живлення, а конденсатор С2 зменшує пульсації напруги на стабілітроні. Резистор R2 необхідний захисту переходу б-е регулюючого транзистора від пробою енергією конденсатора З2 при КЗ виходу.

При налагодженні слід проконтролювати напругу на виході без навантаження, за необхідності підібрати стабілітрон! Якщо напруга під навантаженням зменшуватиметься або прослуховуватиметься фон 100 Гц, необхідно встановити потужнішу лампу HL1, щоб напруга е-к транзистора VT1 була в межах 2...4 В. Якщо напруга вторинної обмотки трансформатора буде вищою (20 В), схема залишиться без змін, потрібно лише підбір лампи HL1. При монтажі слід розташувати деталі, щоб лампи були у верхній частині корпусу, тепле повітря від них не гріло інші деталі, а випромінювання HL1 можна відобразити назовні за допомогою металевої фольги. За 1 год роботи під навантаженням нагрівання деталей не повинно бути помітним, за такий самий час КЗ виходу має грітися HL1, бути теплим R1.

Якщо цей резистор сильно гріється, потрібно зменшити його опір і навпаки (залежить від даних застосованого трансформатора). Нагадаємо, якщо R1 буде дуже мало грітися, то час його перегорання у разі міжвиткового замикання трансформатора Т1 буде дещо більшим! Якщо ж напруга в електромережі дуже нестабільна, доведеться замінити R1 лампою розжарювання 220 х 10...15 Вт.

Блок живлення для початківців (рис.4)

Початківцю радіоаматору потрібен блок живлення (БП), який можна зібрати навіть з неперевірених деталей, припускаючись помилок при монтажі, але при цьому не повинно бути поганих наслідків. З іншого боку, хотілося б мати на виході різні напруги, щоб швидко перевірити працездатність плеєра, логічних пристроїв, радіоприймачів з різними напругами живлення, телефонного апарату, діодів, стабілітронів,...

Регулювання вихідних напруг змінними резисторами має недоліки: радіоаматор-початківець може взяти резистор з "підгорілою" доріжкою, поганий контакт у резисторі здатний привести до виходу з ладу навіть регулюючий транзистор, не кажучи вже про підключене навантаження.

Для контролю вихідної напруги обов'язково потрібний вольтметр. Перемикати вихідну напругу перемикачами теж погано - можуть бути різкі викиди напруги та пошкодження радіоелементів.

Багаторічна практика показала, що перемикати напругу надійніше за допомогою підключення (відключення) додаткового стабілітрона, причому "стрибок" напруги повинен бути не більше 5 В. Для охоплення широкого діапазону напруг раджу застосовувати три самостійні блоки стабілізованого живлення, які при необхідності можна з'єднувати послідовно. Так, у схемі на рис.4 блок "А" видає напругу 3 і 5, блок "Б" - 9 і 14 В, блок "В" має клеми з напругою 20, 40, 80 В. З'єднуючи ці блоки разом, неважко отримати напруги від 3 до 180 В з інтервалом 2...3 В!

І нехай блок високої напруги забезпечує менші струми навантаження, все ж таки з його допомогою можна перевірити багато пристроїв. Розглянемо пристрій блоку в послідовності його монтажу радіоаматором-початківцем. З'єднуємо HL1 із Т1. Вимірюємо напруги на первинній обмотці (на холостому ходу - майже мережеве, у поганого трансформатора - значно менше), лампа НL1 не повинна світитися. Якщо лампа яскраво світить, вимірюємо напруги на вторинних обмотках: та з них, на якій напруга приблизно дорівнює мережевому і буде первинною (під час неправильного включення трансформатора нічого не вийшло!).

Вимірюємо напруги інших обмотках, переконуємося, що вони підходять нашої схеми. Після цього короткочасно закорочуємо кожну з обмоток. Якщо закорочування даної обмотки викликає яскраве світіння НL1, отже, дана обмотка може давати порівняно великий струм у навантаження, якщо ні, перевіряємо дротяним резистором відповідного опору, яка напруга буде на обмотці в робочому режимі (для тих, хто знайомий із законом Ома). Якщо трансформатор не має обмоток з відведенням від середини, використовуємо схеми випрямляючих містків на чотирьох аналогічних діодах (рис.5, а) та схему подвоєння (рис.5, б), остання погано працює при великих навантаженнях).

Збираємо макет схеми "В" та вимірюємо напруги на кожній з трьох ділянок послідовного ланцюга стабілітронів. Якщо напруга на якійсь ділянці занижена на 0,6...2, необхідно послідовно з даним стабілітроном включити 1...3 діода Д226 і повторно заміряти напругу. У разі перевищення напруги чи великого заниження потрібна заміна стабілітрона. На виході "80 В" (стабілітрони VD13, VD14) ми спеціально встановлюємо два стабілітрони замість одного на 80 В, щоб потужність, що розсіюється, на кожному корпусі була меншою. У цьому блоці спеціально застосовуємо схему випрямляча з подвоєнням напруги, яка має здатність навантаження: при зростанні струму навантаження знижується напруга на конденсаторах фільтра С5, С6.

Разом зі зростанням опору спіралі HL8 при збільшенні струму це забезпечує невелику зміну струму на виході блоку "В" у різних режимах.

Замикаємо виходи "20 В", "40 В" і "80 В" перемичками, спостерігаючи за напругою на інших ділянках. Якщо в будь-яких режимах напруга на окремих ділянках змінюється не більше 1...2 (більше на високовольтній ділянці), вважаємо перевірку завершеною. Залишилося спостерігати за нагріванням елементів схеми:

• в режимі холостого ходу лампа повинна бути слабо розжареною, стабілітрон слабо нагріватися за 1 год роботи;
• одна гілка стабілізації при замкнутих двох інших має бути теплою (це режим максимального теплового навантаження однієї гілки);
• при короткому замиканні (КЗ) крайніх вихідних клем напруга на HL8 і її нагрівання повинні бути не вищими за номінальні.

Якщо перевірка схеми покаже нагрівання стабілітронів, необхідно кожен встановити окремий радіатор з листового алюмінію.

Перепал лампи як КЗ виходу свідчить необхідність заміни лампи більш високовольтну чи дві аналогічні, включені послідовно. Зрозуміло, трансформатор і лампи можуть бути не такими, які вказані на схемі, тому і необхідно знати методику підбору елементів схеми стабілізації-захисту,

Після завершення перевірки схеми скористаємося налагодженою ділянкою для перевірки деталей схем "А" та "Б":

• підключення діодів на вихід блоку в одній полярності не викликає спалаху HL8, а в протилежному - лампа світить (справний діод);
• Стабілітрони перевіряємо на клемах "20 В": включений в один бік стабілітрон має падіння напруги близько 0,6 В, а в протилежну - напруга стабілізації.

Блок стабілізації "В" видає струм у навантаження близько 20 мА. Якщо необхідно перевірити пристрій у імпульсному режимі при великому короткочасному струмі, необхідно виготовити блок "Г" (рис.6).

Цей блок можна вмонтувати в загальний корпус або використовувати як навісний елемент. Вхідні його клеми можна приєднувати під напругу 20, 40, 80, а також 60 (20 + 40), 120 (40 + 80), 100 (20 + 80, виходи "40" замкнуті) або 140 ( крайні клеми блоку "B"). В кожному випадку Діод VD17 дозволяє конденсаторам C7, C8 заряджатися від ланцюжка стабілітронів і в той же час не дозволяє зарядом конденсатора вищої напруги пробити стабілітрон. Для поступового розряду конденсаторів С7, С8 до них підключений ланцюг розряду - резистор R6, тому через деякий час після відключення блоку "Г" від напруги живлення конденсатори виявляються розрядженими, це підвищує безпеку роботи.

Макетуємо блоки "А" і "Б", які багато в чому подібні:

• С1 та С3 - вхідні конденсатори фільтра живлення;
• С2 і С4 - вихідні конденсатори пасивного фільтра, що згладжує;
• R1 та R3 - резистори захисту переходів ЕК регулюючого транзистора від пробою імпульсним струмом при КЗ виходу блоку; R2 і R4 - шунтують ЕБ перехід регулюючого транзистора, щоб зменшити тепловий струм;
• HL3 і HL6 - малопотужні лампи розжарювання, що обмежують малий струм у навантаженні;
• HL4 та HL7 - лампи розжарювання, що обмежують більший струм у навантаженні (підключають за допомогою вимикачів S3 та S1 відповідно);
• HL2 і НL5 - лампи розжарювання, що трохи стабілізують струм через стабілітрони при змінах напруги живлення, що підвищує стабільність роботи схеми вихідної напруги;
• діоди VD1, VD2 та VD5, VD6 випрямляючі;
• VD4 і VD8 - підключені постійно опорні діоди (стабілітрони), яким відповідає більша вихідна напруга; VD3 і VD7 - підключаються за допомогою перемикачів S2 і S4 опорні діоди нижчої напруги;
• VD15 та VD16 - потужні захисні діоди. Їхня роль - закоротити сторонню зворотну напругу (зовнішні батарейки, заряджені конденсатори, блоки живлення), яка могла б спалити весь блок стабілізації! Для забезпечення неспалимості захисних діодів вихідну клему приєднують до діодів тонким дротом FU1, FU2, який повинен перегорати при струмі 2 А (такі ж провідники-запобіжники в блоці "В" повинні працювати при струмах до 1 А - FU3-FU5);
• VТ2 та VT4 - регулюючі транзистори.

Схема побудована так, що корпус-колектор регулюючого транзистора, на якому виділяється велика теплова потужність, з'єднаний із корпусом всього пристрою. Це дуже зручно, тому що можна закріпити транзистори безпосередньо на задній алюмінієвій стінці корпусу, що значно покращує їхнє охолодження! Транзистори VT1 ​​і VT3 порівнюють опорну напругу стабілітрона з вихідною напругою блоку стабілізації. Якщо вихідне напруження мало, транзистор дає посилений сигнал розбалансу з урахуванням регулюючого транзистора. Якщо напруга велика - обидва транзистори закриваються. Звернімо увагу на наступний факт: при КЗ по виходу обидва транзистори максимально відкриваються, напруга на них прагне нуля (у цей час лампи розжарювання обмежують силу струму!), тому в режимі КЗ транзистори практично не нагріваються.

Налагодження блоків "А" та "Б" наводимо в наступному порядку:

1. перевіряємо вихідну напругу та підбираємо стабілітрони VD4 (5 B), VD8 (14 В), після цього перевіряємо стабілітрони, що підключаються перемикачами VD3 (3 В) та VD7 (9 В). При необхідності підвищити вихідну напругу на 0,6 можна послідовно зі стабілітроном включити кремнієвий діод Д226;
2. перевіряємо роботу блоку під навантаженням (малий струм): на межі "5" навантажуємо блок "А" резистором 15 Ом. При цьому на регулювальному транзисторі VТ2 має бути напруга близько 2 В. Якщо падіння напруги на транзисторі сильно відрізняється від цього значення, необхідно підібрати відповідну лампу HL3. Замикаємо перемикач S1, навантажуємо блок "А" на резистор 4,7 Ом та аналогічно при необхідності підбираємо лампу HL4. Після цих операцій на нижній межі напруги блок зможе забезпечити необхідні навантаження;
3. навантажуємо блок "Б" резистором 47 Ом, підбираємо лампу HL6, замикаємо S3 та під навантаженням 15 Ом підбираємо HL7.

У цій ситуації можна піти і іншим, легшим шляхом: підключивши до виходу кожного блоку вольтметр, амперметр і реостат (регульований дротяний опір), заміряти, при яких максимальних струмах вихідна напруга блоку ще не зменшується. Надалі ці струми для нижньої та верхньої меж струму записати проти певних положень перемикачів S1 і S2. Для радіоаматора-початківця не так важливо, який струм забезпечує блок у навантаженні на кожній межі, як свідомість того, що у нього є абсолютно надійний в роботі блок живлення.

Тепер про силовий трансформатор. Разом із лампою розжарювання HL1 трансформатор Т1 потужністю 60...200 Вт повинен забезпечити живлення трьох стабілізаторів живлення. Перевіряємо потужність трансформатора наступним чином:

• КЗ на виході одного з блоків "А" або "Б" не повинне впливати на напругу холостого ходу іншого блоку;
• КЗ на виходах двох перших блоків не повинно знижувати напругу на виході високовольтного блоку "В";
• КЗ всіх трьох блоків не повинно призводити до зниження напруги на первинній обмотці Т1 нижче за 100 В.

При цьому потужність HL1 повинна бути не більшою за номінальну потужність Т1. Найпростіше – використовувати Т1 від лампового телевізора. Для початку необхідно включити трансформатор у мережу та перевірити його справність, заміряти напруги напружених обмоток. Після цього змотуємо всі обмотки (крім мережевих та екранних), порахувавши кількість витків напружених обмоток. Простим розподілом кількості витків на напругу отримуємо число витків на 1 В напруги (обов'язково врахувати десяті частки витка на 1 В!) Помноживши кількість витків на 1 на напругу обмоток, отримаємо кількість витків вторинних обмоток. Залишилося правильно вибрати провід для намотування.

Струм в обмотках можна визначити авометром або амперметром у режимі КЗ виходу відповідного стабілізатора. Для цього блок стабілізатора треба тимчасово запитати від джерела змінної напруги. Це можна виконати регулювальним автотрансформатором або понижувальним трансформатором із явно великою вихідною напругою (рис.7). Таке з'єднання дозволяє, мало навантажуючи ролик-контакт ЛАТР, отримувати на виході достатній струм, ізолювавши вихід від мережі живлення (для безпеки людини).

Орієнтовно струм КЗ кожного блоку можна оцінити по робочих струмах захисних ламп розжарювання, що застосовуються, збільшивши сумарний струм всіх ламп на 20...30 %. Діаметр обмотувального дроту залежить від струму в обмотці:

d=0,9 Іном,

де d - мм; Іншим - в А.А.

Розміщувати обмотки на одному стрижні просто. На двох стрижнях ШЛ-магнітопроводу ми повинні рівномірно розподілити потужності навантаження: на одному стрижні - обмотки блоків "А" та "В", на іншому стрижні - обмотки блоку "Б".

Якщо трансформатор мав велику потужність і після намотування на каркасах залишилося місце, обов'язково його використовуйте, намотавши відповідним проводом обмотки на напругу, наприклад 24 В.

Після збирання трансформатор підключаємо через НL1. Яскраве свічення лампи при дуже заниженому напруженні на секціях обмотки вказує на неправильне фазування однієї секції первинної обмотки!

Якщо вся напруга дорівнює необхідним, випробовуємо обмотки на можливість нести навантаження, по черзі їх замикаючи. Тільки тепер прикидаємо розміри корпусу та розташування деталей у ньому (попередні операції ми проводили з макетами схеми).

На рис.8 показаний ескіз передньої панелі найпростішого варіанта виконання. Номери перемикачів зрозумілі із підписів біля них. У верхній частині пристрою знаходяться лампи розжарювання, які захищають пристрій та сигналізують про режим його роботи. Лампи можна кріпити в патронах (мережну HL1 - обов'язково!) або за допомогою хомутиків до верхньої текстолітової стінки пристрою. Зверху всіх ламп необхідно закріпити захисну решітку.

Вихідні клеми кожного блоку розташовані в такому порядку, щоб зручно з'єднувати їх, збільшуючи напруження різних блоків. Нагадаємо, що для отримання високої вихідної напруги необхідно замикати деякі секції високої напруги перемичкою. У зв'язку з тим що наш пристрій не має на виходах блоків електролітичних конденсаторів, будь-які закорочення вихідних клем воно переносить "з посмішкою" (треба тільки пам'ятати, що напруга 20...80 є небезпечними для людини, тому комутації необхідно проводити при відключеному від мережі пристрої). Вимикач мережі ми принципово не застосовуємо, оскільки пристрій розрахований тривалу роботу; вимикач, особливо встановлений на один провід, не знімає напругу мережі з усього пристрою; вимкнення вилки з розетки мережі є надійним способом зняття напруги з пристрою!

З розрахунку потужностей блоків пристрою видно, що силовий трансформатор лампового телевізора для даної схеми має великий запас потужності. Це дозволяє підготовленому радіоаматору ввести додаткові межі робочих струмів по блоках, намотавши обмотки більш товстим проводом і, можливо, застосувавши потужніші напівпровідникові прилади.

Схеми блоків "А" та "Б" розраховані на таку модернізацію.

А тепер кілька слів про призначення високовольтного блоку "В":

• під'єднуючи до вихідних клем діод у прямому та зворотному напрямках (не перевищувати робочої напруги діода!), ми легко визначаємо його придатність;
• під'єднуючи стабілітрон з маркуванням, визначаємо його напругу стабілізації, використовуючи вольтметр;
• під'єднуючи через баластовий резистор опором 100 кОм (уточнити) неонові лампи, газорозрядні стабілітрони, цифрові та буквені індикатори, ми легко перевіряємо їх та знаходимо потрібні висновки;
• під'єднуючи на 20 або 40 В один або два телефонні апарати (послідовно або паралельно), перевіряємо їхню працездатність (зазвичай радіоаматори не можуть перевірити ТА без абонентської лінії);
• шунтуючи клеми цього блоку відповідним стабілітроном, отримуємо живлення для антенного підсилювача,...
• цими ж клемами зручно перевіряти обмотки трансформаторів, продзвонювати кабельні жили (буває, що низьковольтний тестер не виявляє з'єднання жил "містком" пробою, а включення до мережі викликає повторний пробій); приєднуючи в прямій і зворотній (якщо дозволяє довідник) полярності тиристор, переконуємося, що 140 не дають його помилкового включення, а короткочасне з'єднання анода з керуючим електродом викликає включення.

Невеликий досвід дозволить по світіння HL8 швидко виконувати ці та інші операції з перевірки деталей та вузлів радіоапаратури.

БП вимірювального пристрою

Пристрої вимірювання, сигналізації, кабельні та антенні підсилювачі призначені для тривалої безаварійної роботи. Разом з тим потужні транзистори при пробоі здатні сильно проводити струм між висновками ЕК. Застосування послідовного компенсаційного стабілізатора напруги у разі змін напруги живлення ризиковано. Пристрої вимірювань часто мають потужність споживання, що лімітується, тому блок живлення необов'язково повинен давати великий струм у навантаження, нерідко поломка вимірювальної схеми викликає велике споживання струму. Усі ці міркування змушують згадати схему паралельного стабілізатора напруги (рис.9).

Мережеве живлення підводиться до трансформатора Т1 через лампу розжарювання HL1. Потужність лампи дорівнює потужності трансформатора в номінальному режимі, тому при зростанні напруги мережі до 400 напруга на первинній обмотці обмежується насиченням заліза трансформатора. Решта напруги гаситься лампою розжарювання, опір якої при нагріванні збільшується, що дозволяє пристрої працювати в такому широкому діапазоні напруг. Випрямляч VD1, VD2 навантажений на конденсатор фільтра С1. Лампа HL2 і конденсатор С2 є іншими елементами П-фільтра. Після баластного резистора R1 включена схема стабілізації напруги.

Вихідна напруга визначається ланцюжком стабілітрон-діод VD3, VD4. У той же час напівпровідниковий діод VD4 є елементом термостабілізації вихідної напруги. Резистор R2 необхідний забезпечення певного струму через стабілітрон під час роботи транзистора VТ1 в активної області. Резистор R3 обмежує струм через транзистори при виході з ладу будь-яких елементів (коли робота блоку вже зовсім порушена, потрібно тільки щоб перегоріло менше його деталей). Транзистори VТ2, VT3 є регулюючими - вони замикають надлишок струму на виході пристрою, щоб при змінах навантаження вихідна напруга залишалася незмінною. Резистор R4 забезпечує закривання регулюючих транзисторів за відсутності команди з їхньої відкривання з транзистора VT1.

Схема побудована так, що вихідні (регулюючі) транзистори з'єднані з корпусом пристрою. Це дозволяє використовувати в ролі радіатора металеву стінку пристрою. При зростанні мережевої напруги нагрівання спіралей ламп розжарювання, а також насичення заліза мережевого трансформатора різко обмежують величину струму, що проходить через вихідні транзистори, тому потужність, що розсіюється на них, не досягає значної величини.

Примітно, що збільшення струму навантаження на такий стабілізатор призводить до полегшення режиму транзисторів.

Коротке замикання вихідних клем пристрою призводить до знеструмлення транзисторів та припинення їх нагріву. Це властивість паралельного стабілізатора напруги і дозволяє ефективно використовувати його у важких умовах експлуатації, а також у випадках, коли потрібна висока надійність пристроїв вимірювань або кабельних підсилювачів.

Ще одна важлива деталь - при завищенні параметра, що вимірюється приладом, або якихось порушень штатного режиму роботи, є можливість по лінії живлення передати аварійний сигнал шляхом замикання проводів живлення між собою. Персонал, який не помітив порушення параметра вимірювальних приладів, може швидко помітити яскраве свічення HL2, якщо її встановити в помітному місці.

Коефіцієнт стабілізації пристрою не дуже високий, тому відповідальні каскади вимірювальної схеми запитуємо від окремого параметричного стабілізатора на прецизійному стабілітроні.

Стабілізатор живлення - зарядний пристрій

Зарядний пристрій - це особливий блок живлення, тому що він живить батарею акумуляторів, що має величезну запасну енергію і є джерелом живлення. При неправильному з'єднанні неминуче настає аварійний режим!

Особливістю роботи батареї у складі автомобіля є два "крайні" режими роботи:

• в момент пуску автомобільного мотора напруга батареї неминуче різко знижується, що може призвести до перевантаження нехитрого зарядного пристрою;
• після запуску напруга на батареї різко зростає, та ще й діють викиди напруги від системи запалювання.

Спільними для зарядного пристрою та стабілізатора живлення є завдання підтримки стабільної постійної напруги.

Схема (рис.10), яка підходить для обох згаданих режимів та витримує погані режими роботи, містить такі елементи:

• HL1 і Т1 - лампа захисту та силовий трансформатор;
• VD1, VD2 – випрямляч;
• С1 - конденсатор фільтра (у зарядному пристрої може бути відсутнім, як ненадійна деталь);
• HL2 – обмежувальна лампа слабкого струму стабілізатора (підзарядного струму батареї);
• НL3 – обмежувальна лампа сильного струму стабілізатора (зарядний режим акумуляторної батареї);
• VD3 - стабілітрон, що визначає вихідну напругу;
• VD4 - діод, що захищає схему від переполюсування акумулятора;
• R1 - резистор, який створює правильний режим роботи стабілітрона;
• R2 - резистор, що обмежує тепловий (непотрібний) струм регулюючого транзистора VТ2;
• VТ1 - транзистор вузла порівняння опорної та вихідної напруги;
• VD5 - діод, що усуває розряд акумуляторної батареї на елементи схеми та небезпечні режими для транзисторного пристрою за відсутності напруги у мережі.

На відміну від інших блоків живлення, де обмежувальні лампи підбирають виходячи з бажань радіоаматора, у цій схемі струми визначаються потребами акумуляторної батареї: для мотоциклетного акумулятора 50 мА та 0,9 А; для автомобільного акумулятора 250 мА та 2...5 А.

Важливо пам'ятати, що старий акумулятор (особливо влітку) має великий струм саморозряду, тому вимагає встановлення більшого струму в режимі підзаряду. Це зауваження, незважаючи на наявність стабілізації, дуже суттєве. Створюючи надійний підзарядно-зарядний пристрій, ми повинні розраховувати і можливість пробою регулюючого транзистора, щоб у випадку, коли підзаряд буде безперервним, за пару тижнів нічого поганого з батареєю не сталося.

Умови роботи пристрою разом з акумулятором наступні:

• режим заряду можна включати лише у присутності господаря, свічення ламп HL1 та НL3 вказує на наявність та струм заряду. Заряджена батарея не бере струм заряду;
• режим підзаряду можна включати на тривалий час, тільки людині слід психологічно звикнути до того, що цей пристрій "розумний", і він допомагає людині. Перевірка полягає у наступному. Після зменшення струму заряду потрібно швидко включити фари або звуковий сигнал, поспостерігати за тим, що пристрій поступово приведе акумулятор в норму!

Важливими особливостями справності схеми та провідників (контактів) є те, що акумулятор завжди заряджений (перевіряти звуковим сигналом під час відвідування гаража), а також відсутність свічення підзарядної лампи. Якщо при появі господаря підзаряд відбувається, це свідчить про одну із ситуацій: небагато підзарядного струму (поганий акумулятор); пропаданні напруги (може навіть контакту вилки в розетці!); пробою регулюючого транзистора. Ситуації вказані у порядку ймовірності. Необхідно пам'ятати, що цей підзарядний пристрій не допускає перезаряджання акумулятора, що зменшує википання електроліту, і підтримує акумулятор у "формі".

Проте для правильної експлуатації потрібно хоча б кілька разів на рік провести контроль електроліту і деякий перезаряд. Це необхідно для повного заряду "поганої" секції, тієї, яка першою вийде з ладу.

Деталі та режими роботи

У всіх блоках живлення використані, на перший погляд, дуже сильні деталі, "зайві" загартовування, враховуються як би неможливі варіанти перевантажень, але інакше не можна (див. назву статті!). 1967 р. до с.Рибчинців на Вінниччині одному семикласнику привезли 8 шт. діодів Д7Ж, які і були в той же день занапащені у складі випрямних мостів, включених до мережі. Тоді ж виникла мрія – нехай випрямлячі не перегорають!

Зараз ринок наповнений гарними пристроями, які часто не містять елементів стабілізації, тим паче захисту! БП гарного радіотелефону може призвести до пожежі у квартирі! Секрет простий – нам везуть дешевку. Транзистори, діоди, стабілітрони в схемах повинні охолоджуватися радіаторами так, щоб їхнє нагрівання було невідчутним.

Маленький штрих: ми не застосовуємо хороші діоди КД105, тому що випаяний зі схеми такий діод після кількох вигинів пластинчастих висновків іноді втрачає контакт! У ланцюжку зі стабілітроном це призводить до максимальної напруги на виході.

Підбір ламп (у вас під рукою будуть такі лампи). Зауважимо, що вище яскравість свічення лампи, то вище її стабілізуючий і захисний ефекти. Можна завжди з'єднувати однакові лампи послідовно для збільшення потужності та робочої напруги. Паралельно можна з'єднувати лампи однакової робочої напруги (іноді підключаємо перемикачем потужну низьковольтну лампу до малопотужної високовольтної, за такої комбінації потужна лампа не перегорає, а ступінь стабілізації підвищується).

Захисні резистори в мережевому дроті повинні бути помітно нагрітими, щоб швидше перегорали у потрібних випадках. Дріт спіраль перегорає за більший час! В імпортних пристроях можна побачити на місці запобіжника деталь із опором.

Автор: Н.П.Горейко

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Одержання діамантів з арахісової олії 22.07.2020 Вчені з Баварського науково-дослідного інституту геофізики та геохімії (Bayerisches Geoinstitut) змогли зробити лабораторну імітацію умов нижньої мантії Землі. Ця частина знаходиться під астеносферою, де на глибині 2900 кілометрів тиск вищий за атмосферний у 1,3 мільйона разів. В результаті експерименту дослідники виявили інноваційні способи виробництва алмазів. Згідно з однією з теорій, алмази утворюються з вуглецю під дією дуже високого тиску. Вуглець містять майже всі продукти харчування, тому дослідникам вдалося отримати в лабораторії штучний алмаз зі звичайної арахісової олії. Однак водень, який в арахісовій олії пов'язаний з вуглецем, значно ускладнює процес, і тому навіть за найбільш сприятливих обставин перетворення відбувається повільно: для виробництва алмазу розміром 2-3 міліметри потрібно кілька тижнів. Тим не менш, виробництво штучних алмазів може бути досить перспективним для їхнього промислового застосування. Наразі вчені намагаються з'ясувати, чи можна отримати штучні алмази з різними властивостями. Наприклад, з'єднання алмазів з бором могли б значно покращити властивості електронних напівпровідників, які схильні до перегріву. Крім того, використовуючи інші властивості вуглецю, можна було б одержати новий вигляд. Наприклад, можна було б поліпшити електронні напівпровідники, схильні до перегріву, а використовуючи інші структури вуглецю, можна було б навіть знайти новий тип супертвердого алмазу - міцнішого, ніж будь-який з нині відомих матеріалів.

Інші цікаві новини:

▪ Шкідливість газових плит

▪ Кава та лисина

▪ Nubia Red Magic 3 – смартфон з вентилятором

▪ Приватники зібралися на Місяць

▪ Сенсор OmniVision OV12890 з пікселями 1,55 мікрона

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Регулятори струму, напруги, потужності. Добірка статей

▪ стаття Відправити на звалище історії. Крилатий вислів

▪ стаття Якою мовою говорить сатана в перекладі Нового Завіту шотландською? Детальна відповідь

▪ стаття Критмум морський. Легенди, вирощування, способи застосування

▪ стаття Резонансний частотомір. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Пропорційна система телеуправління. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024