Unidad de alimentación: con y sin ajuste, laboratorio, impulso, dispositivo, reparación

 

Contenido

1. Simplificaciones aceptables
2. Acerca de las fuentes de alimentación de la computadora
3. ¡Ponerse a trabajar!
4. Acerca de la reparación de BP
5. Un par de impulsos
6. Para postre

No solo tiene sentido que un radioaficionado entusiasta haga una unidad de fuente de alimentación con sus propias manos. Una unidad de fuente de alimentación (PSU) casera creará comodidad y ahorrará una cantidad considerable también en los siguientes casos:

• Para alimentar herramientas eléctricas de bajo voltaje, con el fin de ahorrar el recurso de una costosa batería recargable (batería de acumulador);
• Para la electrificación de locales especialmente peligrosos en cuanto al grado de descarga eléctrica: sótanos, garajes, galpones, etc. Cuando se alimenta con corriente alterna, su gran valor en el cableado de bajo voltaje puede interferir con los electrodomésticos y la electrónica;
• En diseño y creatividad para un corte preciso, seguro y sin desperdicios de espuma plástica, goma espuma, plásticos de bajo punto de fusión con nicrom calentado
• En el diseño de iluminación, el uso de fuentes de alimentación especiales prolongará la vida útil de la tira de LED y obtendrá efectos de iluminación estables. El suministro de energía de las luces subacuáticas de una fuente, estanque, etc. de una red eléctrica doméstica es generalmente inaceptable;
• Para cargar teléfonos, teléfonos inteligentes, tabletas, computadoras portátiles lejos de fuentes de energía estables;
• Para electroacupuntura;
• Y muchos otros objetivos, no directamente relacionados con la electrónica.

Simplificaciones aceptables

Las fuentes de alimentación profesionales están diseñadas para alimentar cargas de cualquier tipo, incl. reactivo. Los equipos de precisión se encuentran entre los consumidores potenciales. El voltaje preestablecido de la pro-PSU debe mantenerse con la mayor precisión durante un tiempo indefinido, y su diseño, protección y automatización deben permitir la operación por parte de personal no calificado en condiciones difíciles, por ejemplo. biólogos para alimentar sus dispositivos en un invernadero o en una expedición.

Una unidad de fuente de alimentación de laboratorio aficionado está libre de estas limitaciones y, por lo tanto, puede simplificarse significativamente manteniendo indicadores de calidad suficientes para su propio uso. Además, a través de mejoras también simples, es posible obtener una unidad de fuente de alimentación para fines especiales. Qué vamos a hacer ahora.

Abreviaturas

Más adelante en el texto, en aras de la brevedad, se utilizan abreviaturas generalmente aceptadas en tecnología sobre este tema. La mayoría de las veces se encontrará con:

1. Cortocircuito – cortocircuito.
2. XX – inactivo, es decir desconexión repentina de la carga (consumidor) o un circuito abierto en su circuito.
3. KSN – coeficiente de estabilización de voltaje. Es igual a la relación entre el cambio en la tensión de entrada (en% o veces) y la misma tensión de salida a una corriente de consumo constante. Ex. el voltaje de la red cayó “al máximo”, de 245 a 185V. En relación a la norma de 220V, será 27%. Si el VSD de la fuente de alimentación es 100, el voltaje de salida cambiará en un 0,27%, que a su valor de 12 V dará una deriva de 0,033 V. Para la práctica amateur, más que aceptable.
4. PPI es una fuente de voltaje primario no estabilizado. Puede ser un transformador de hierro con rectificador o un inversor de tensión de red por impulsos (IIN).
5. IIN: funciona a una frecuencia aumentada (8-100 kHz), lo que permite el uso de transformadores compactos livianos en ferrita con devanados de varias o varias decenas de vueltas, pero no están exentos de inconvenientes, ver a continuación.
6. RE es un elemento regulador de un estabilizador de voltaje (CH). Mantiene el valor especificado en la salida.
7. ION: una fuente de voltaje de referencia. Establece su valor de referencia, según el cual, junto con las señales de retroalimentación del OS, la unidad de control CU actúa sobre el RE.
8. SNN – estabilizador de voltaje continuo; simplemente «analógico».
9. ISN – regulador de voltaje de pulso.
10. UPS es una fuente de alimentación conmutada.

Nota: tanto SNN como IIN pueden operar tanto desde una frecuencia industrial PSI con un transformador en hierro, como desde un IIN.

Acerca de las fuentes de alimentación de la computadora

Los UPS son compactos y económicos. Y en el armario, muchos tienen una fuente de alimentación de una computadora vieja, moralmente desactualizada, pero bastante útil. Entonces, ¿es posible adaptar una fuente de alimentación conmutada de una computadora para fines de aficionado / trabajo? Desafortunadamente, una computadora UPS es un dispositivo bastante altamente especializado y las posibilidades de su uso en la vida cotidiana / en el trabajo son muy limitadas:

• 

  UPS no está clasificado para XX. En tal caso, tienen un dispositivo de protección (EE. UU.), Pero los frecuentes viajes de emergencia a largo plazo reducen la confiabilidad del UPS a un nivel inaceptablemente bajo.

• El UPS genera altos niveles de interferencia de RF en los circuitos de suministro de energía. la lógica no es muy sensible a ellos, y la supresión constructiva encarece mucho el desarrollo y la producción.
• Los UPS están diseñados para cambios en el consumo de corriente dentro de un rango relativamente pequeño, por lo tanto, su impedancia de salida diferencial δr (más sobre esto más adelante) es bastante grande.
• Es imposible regular el voltaje de salida del UPS sin su revisión.

Para usar un UPS convertido desde una computadora, es recomendable que un aficionado común, tal vez, solo alimente una herramienta eléctrica; ver más abajo sobre esto. El segundo caso es si un aficionado se dedica a la reparación de PC y / o la creación de circuitos lógicos. Pero entonces ya sabe cómo adaptar la fuente de alimentación de la computadora para esto:

1. Cargue los canales principales + 5V y + 12V (cables rojo y amarillo) con bobinas de nicrom al 10-15% de la carga nominal;
2. Cable verde de arranque suave (con un botón de baja corriente en el panel frontal de la unidad del sistema) PC a uno común, es decir en cualquiera de los cables negros;
3. Encender / apagar mecánicamente, con un interruptor de palanca en el panel trasero de la unidad de fuente de alimentación;
4. Con una «sala de trabajo» de E / S mecánica (de hierro), es decir la fuente de alimentación independiente de los puertos USB de + 5V también se apagará.

¡Ponerse a trabajar!

Debido a las deficiencias del UPS, además de su complejidad fundamental y de circuitos, solo al final consideraremos un par de estos, pero simples y útiles, y hablaremos sobre el método de reparación del IIN. La mayor parte del material está dedicada a SNV e IIT con transformadores de frecuencia industrial. Permiten que una persona que acaba de tomar un soldador construya una fuente de alimentación de muy alta calidad. Y al tenerlo en la finca, será más fácil dominar la técnica «thinner».

IIT

Consideremos primero el IIT. Dejaremos los de impulso con más detalle hasta el apartado de reparación, pero tienen algo en común con los de «hierro»: un transformador de potencia, un rectificador y un filtro supresor de ondulaciones. En el complejo, se pueden implementar de varias maneras de acuerdo con el propósito de la unidad de fuente de alimentación.

Circuitos rectificadores de CA

Pos. 1 en la Fig. 1 – rectificador de media onda (1P). La caída de voltaje a través del diodo es la más pequeña, aprox. 2B. Pero la ondulación del voltaje rectificado – con una frecuencia de 50 Hz y «irregular», es decir. con intervalos entre pulsos, por lo tanto, el condensador del filtro de ondulación Cf debe ser 4-6 veces mayor que en otros circuitos. El uso de un transformador de potencia Tr en términos de potencia es del 50%, ya que solo se rectifica 1 media onda. Por la misma razón, se produce un desequilibrio del flujo magnético en el circuito magnético Tr, y la red «lo ve» no como una carga activa, sino como una inductancia. Por lo tanto, los rectificadores 1P se utilizan solo a baja potencia y donde no hay otra forma, por ejemplo. en IIN sobre generadores de bloqueo y con un diodo amortiguador, ver más abajo.

Nota: ¿por qué 2 V, y no 0,7 V, en el que se abre la unión p-n en silicio? La razón es la corriente a través, sobre la cual ver más abajo.

Pos. 2 – 2 semiciclo con un punto medio (2PS). Las pérdidas en los diodos son las mismas que antes. caso. La ondulación es sólida de 100 Hz, por lo que Sph necesita lo más pequeño posible. Uso de Tr – 100% Desventaja – doble consumo de cobre para el devanado secundario. En los días en que los rectificadores se fabricaban con lámparas de kenotrón, esto no importaba, pero ahora es decisivo. Por lo tanto, 2PS se usa en rectificadores de bajo voltaje, principalmente de frecuencia aumentada con diodos Schottky en UPS, sin embargo, 2PS no tiene limitaciones de potencia fundamentales.

Pos. 3 – Puente de 2 medios periodos, 2RM. Pérdidas en diodos: duplicadas en comparación con pos. 1 y 2. El resto es igual que en 2PS, pero el cobre para el secundario necesita casi la mitad. Casi – porque se deben completar varias vueltas para compensar las pérdidas en un par de diodos «extra». El circuito más común para voltaje de 12V.

Pos. 3 – bipolar. El «puente» se representa de forma convencional, como es habitual en los diagramas esquemáticos (¡acostúmbrate!), Y girado 90 grados en sentido antihorario, pero en realidad es un par de 2PS conectados en diferentes polaridades, como se puede ver claramente más adelante en la fig. . 6. Consumo de cobre como en 2PS, pérdidas de diodos como en 2PM, el resto como en ambos. Está construido principalmente para alimentar dispositivos analógicos que requieren simetría de voltaje: Hi-Fi UMZCH, DAC / ADC, etc.

Pos. 4 – bipolar según el esquema de duplicación en paralelo. Proporciona sin medidas adicionales una mayor simetría de voltaje, porque se excluye la asimetría secundaria. El uso de Tr es del 100%, la ondulación es de 100 Hz, pero desgarrada, por lo tanto, Sph necesita el doble de capacidad. Las pérdidas en los diodos son de aproximadamente 2,7 V debido al intercambio mutuo de corrientes pasantes, ver más abajo, y con una potencia de más de 15-20 W aumentan considerablemente. Se construyen principalmente como auxiliares de baja potencia para la alimentación independiente de amplificadores operacionales (OA) y otras unidades analógicas de baja potencia, pero exigentes en la calidad de la fuente de alimentación.

¿Cómo elegir un transformador?

En un SAI, todo el circuito suele estar claramente vinculado al tamaño estándar (más precisamente, al volumen y al área de la sección transversal Sс) del transformador / transformadores, ya que el uso de procesos sutiles en ferrita permite simplificar el circuito con su mayor confiabilidad. Aquí «de alguna manera a su manera» se reduce a la observancia exacta de las recomendaciones del desarrollador.

Un transformador sobre hierro se elige teniendo en cuenta las características de CHN, o es coherente con ellas a la hora de calcularlo. La caída de voltaje en el RE Ure no debe ser inferior a 3 V, de lo contrario, el SVR caerá bruscamente. Con un aumento de Ure, el KCH aumenta ligeramente, pero la potencia disipada por el RE crece mucho más rápido. Por lo tanto, Ure toma 4-6 V. A esto le sumamos 2 (4) pérdidas de V en los diodos y la caída de voltaje en el devanado secundario Tr U2; para un rango de potencia de 30-100 W y voltajes de 12-60 V, lo tomamos 2.5 V. U2 no surge principalmente de la resistencia óhmica del devanado (generalmente es insignificante para transformadores potentes), sino como resultado de pérdidas debido a la inversión de magnetización del núcleo y la creación de un campo parásito. Simplemente, parte de la energía de la red, «bombeada» por el devanado primario al circuito magnético, se evapora en el espacio mundial, lo que se tiene en cuenta mediante el valor de U2.

Entonces, contamos, por ejemplo, para un puente rectificador, 4 + 4 + 2.5 = 10.5V de exceso. Lo agregamos al voltaje de salida requerido de la fuente de alimentación; déjelo ser 12V, y dividido por 1.414, obtenemos 22.5 / 1.414 = 15.9 o 16V, este será el voltaje más bajo permitido del devanado secundario. Si Tr es de fábrica, tomamos 18 V del rango estándar.

Ahora se usa la corriente secundaria, que, por supuesto, es igual a la corriente de carga máxima. Necesitamos 3A; multiplique por 18V, será 54W. Hemos obtenido la potencia total Tr, Pg, y encontraremos el pasaporte P dividiendo Pg por la eficiencia Tr η, que depende de Pg:

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

En nuestro caso, será P = 54 / 0.8 = 67.5W, pero no existe un valor tan típico, por lo que tendrá que tomar 80W. Para llegar a la salida 12Vx3A = 36W. Una locomotora y nada más. Es hora de aprender a contar y enrollar los «trances» usted mismo. Además, en la URSS, se desarrollaron métodos para calcular transformadores en hierro, lo que permite sin pérdida de confiabilidad exprimir 600W del núcleo, que, cuando se calcula de acuerdo con los libros de referencia de radioaficionados, es capaz de producir solo 250W. El Iron Trance no es tan tonto como parece.

SNN

El voltaje rectificado debe estabilizarse y, en la mayoría de los casos, regularse. Si la carga es más potente que 30-40 W, también es necesaria la protección contra cortocircuitos; de lo contrario, una falla en la fuente de alimentación puede causar una falla en la red. Todo esto junto lo hace SNN.

Referencia simple

Es mejor para un principiante no entrar inmediatamente en altas potencias, sino hacer un CHN simple y altamente estable para 12v para la muestra de acuerdo con el diagrama de la Fig. 2. Luego se puede utilizar como fuente de voltaje de referencia (su valor exacto lo establece R5), para verificar instrumentos o como voltaje de referencia SNV de alta calidad. La corriente de carga máxima de este circuito es solo 40 mA, pero el KCH en el GT403 antediluviano y el mismo K140UD1 antiguo es más de 1000, y si VT1 se reemplaza con una potencia media de silicio y DA1 en cualquiera de los amplificadores operacionales modernos, lo hará supere los 2000 e incluso los 2500. La corriente de carga también aumentará a 150-200 mA, lo que ya es bueno para los negocios.

Regulador de voltaje simple de alta precisión

0-30

El siguiente paso es una fuente de alimentación regulada por voltaje. El anterior se realiza según el llamado. circuito de compensación de comparación, pero es difícil rehacerlo para una corriente alta. Realizaremos un nuevo SNN basado en un seguidor de emisor (EP), en el que RE y UU se combinan en solo 1 transistor. CSN se lanzará entre 80 y 150, pero esto será suficiente para un aficionado. Por otro lado, SNN en el accionamiento eléctrico permite, sin ningún truco especial, obtener una corriente de salida de hasta 10 A o más, cuánto Tr dará y resistirá el RE.

Fuentes de alimentación reguladas simples de baja potencia y 5A

En la pos. Figura 1 3. IIT para él es un transformador listo para usar del tipo TPP o TS para 40-60 W con un devanado secundario para 2x24V. Rectificador tipo 2PS sobre diodos de 3-5A y más (KD202, KD213, D242, etc.). VT1 está instalado en un radiador con un área de 50 metros cuadrados. cm; una PC vieja de un procesador funcionará muy bien. En tales condiciones, este SNN no teme un cortocircuito, solo VT1 y Tr se calentarán, por lo que un fusible de 0.5A en el circuito primario de Tr será suficiente para la protección.

Pos. 2 muestra lo conveniente que es para un SNN aficionado en un accionamiento eléctrico: hay un circuito de alimentación de 5A con un ajuste de 12 a 36 V. Esta fuente de alimentación también puede dar 10A a la carga si hay un Tr de 400W 36V. Su primera característica es la integral SNN K142EN8 (preferiblemente con el índice B) que actúa en un papel inusual de la centralita: a su propia salida de 12V, todos los 24V se agregan, parcial o totalmente, todos los 24V, la tensión del ION a R1 , R2, VD5, VD6. Las capacidades C2 y C3 evitan la excitación en el RF DA1 operando en un modo inusual.

El siguiente punto es un dispositivo de protección contra cortocircuitos (UZ) en R3, VT2, R4. Si la caída de voltaje en R4 excede aproximadamente 0.7V, VT2 se abrirá, cerrará el circuito base VT1 al cable común, se cerrará y desconectará la carga del voltaje. Se necesita R3 para que la corriente adicional cuando se activa el ultrasonido no inhabilite DA1. No es necesario aumentar su denominación, porque cuando se activa el ultrasonido, VT1 debe estar bloqueado de forma segura.

Y el último es el aparente exceso de capacitancia del condensador del filtro de salida C4. En este caso, es seguro, porque la corriente máxima de colector VT1 de 25A asegura su carga cuando se enciende. Pero, por otro lado, este SNN puede entregar una corriente de hasta 30A a la carga en 50-70 ms, por lo que esta simple fuente de alimentación es adecuada para alimentar una herramienta eléctrica de bajo voltaje: su corriente de arranque no excede este valor. Solo necesita hacer (al menos de plexiglás) un bloque de contacto con un cable, ponerse el talón del mango y dejar que el «Akumych» descanse y guarde el recurso antes de partir.

Sobre el enfriamiento

Digamos que en este circuito la salida es de 12V con un máximo de 5A. Esta es solo la potencia promedio de una sierra de calar, pero, a diferencia de un taladro o un destornillador, lo toma constantemente. C1 mantiene unos 45 V, es decir en el RE VT1, permanece en algún lugar alrededor de 33 V a una corriente de 5 A. La potencia disipada es de más de 150W, incluso más de 160, considerando que el VD1-VD4 también necesita ser refrigerado. Por lo tanto, está claro que cualquier fuente de alimentación regulada potente debe estar equipada con un sistema de refrigeración muy eficiente.

Radiador eficiente hecho en casa para una fuente de alimentación potente

Un radiador acanalado / de aguja en convección natural no resuelve el problema: el cálculo muestra que una superficie de dispersión de 2000 sq. ver y el grosor del cuerpo del radiador (la placa de la que parten las nervaduras o agujas) a partir de 16 mm. Era y sigue siendo un sueño en un castillo de cristal conseguir tanto aluminio en un artículo con forma como propiedad para un aficionado. Un enfriador de procesador enfriado por ventilador tampoco es adecuado, está diseñado para menos energía.

Una de las opciones para el artesano del hogar es una placa de aluminio con un grosor de 6 mm y más y dimensiones de 150×250 mm con orificios de diámetro creciente perforados a lo largo de los radios desde el sitio de instalación del elemento refrigerado en un patrón de tablero de ajedrez. También servirá como la pared posterior de la caja de la fuente de alimentación, como en la Fig. cuatro.

Una condición indispensable para la efectividad de dicho enfriador es un flujo de aire débil pero continuo a través de las perforaciones desde el exterior hacia el interior. Para esto, se instala un extractor de aire de baja potencia en la carcasa (preferiblemente en la parte superior). Una computadora con un diámetro de 76 mm, por ejemplo. agregar. un disco duro más fresco o una tarjeta de video. Está conectado a los pines 2 y 8 de DA1, siempre hay 12V.

Nota: en general, una forma radical de superar este problema es el devanado secundario de Tr con tomas a 18, 27 y 36V. La tensión primaria se conmuta según la herramienta que esté en funcionamiento.

Aún así, UPS

La fuente de alimentación descrita para el taller es buena y muy confiable, pero es difícil llevarla contigo en la carretera. Aquí es donde una fuente de alimentación de computadora resulta útil: la herramienta eléctrica es insensible a la mayoría de sus defectos. Algunos refinamientos se reducen con mayor frecuencia a instalar un condensador electrolítico de salida (el más cercano a la carga) de gran capacidad para el propósito descrito anteriormente. Hay muchas recetas para alterar las fuentes de alimentación de la computadora para una herramienta eléctrica (principalmente destornilladores, ya que no son muy potentes, pero muy útiles) en runet, hay muchas conocidas, uno de los métodos se muestra en el video a continuación, para una herramienta de 12V.

Video: fuente de alimentación de 12V de la computadora

Con herramientas de 18V es aún más fácil: con la misma potencia, consumen menos corriente. Aquí, un dispositivo de encendido (balasto) mucho más asequible de una lámpara doméstica de 40 W o más puede ser útil; se puede colocar completamente en el estuche de la batería inservible, y solo quedará afuera el cable con el enchufe de red. Cómo hacer una fuente de alimentación para un destornillador de 18 V con lastre de un ama de llaves quemado, vea el siguiente video.

Video: BP 18V para un destornillador

Clase alta

Pero volviendo a SNN en EP, sus capacidades están lejos de agotarse. En la Fig. 5 es una potente fuente de alimentación bipolar con ajuste de 0-30 V, adecuada para equipos de sonido Hi-Fi y otros consumidores exigentes. El ajuste de la tensión de salida se realiza con un mando (R8) y la simetría de los canales se mantiene automáticamente en cualquier valor y corriente de carga. Un pedante formalista al ver este esquema puede volverse gris ante nuestros ojos, pero para el autor, tal unidad de fuente de alimentación ha estado funcionando correctamente durante unos 30 años.

Potente fuente de alimentación regulada bipolar

El principal escollo en su creación fue δr = δu / δi, donde δu y δi son pequeños incrementos instantáneos de voltaje y corriente, respectivamente. Para el desarrollo y ajuste de equipos de alta calidad, es necesario que δr no exceda de 0.05-0.07 Ohm. Simplemente, δr determina la capacidad de la fuente de alimentación para responder instantáneamente al consumo de corriente de entrada.

Para SNN en ED, δr es igual a la del ION, es decir diodo Zener dividido por la relación de transferencia de corriente β RE. Pero en potentes transistores β en un colector grande, la corriente cae bruscamente, y δr de un diodo Zener varía de unidades a decenas de ohmios. Aquí, para compensar la caída de voltaje en el OM y reducir la desviación de temperatura del voltaje de salida, tuvimos que marcar toda su cadena a la mitad con diodos: VD8-VD10. Por lo tanto, el voltaje de referencia del ION se elimina mediante un accionamiento eléctrico adicional en VT1, su β se multiplica por β RE.

La siguiente característica de este diseño es la protección contra cortocircuitos. El más simple descrito anteriormente no encaja en un circuito bipolar, por lo que la tarea de protección se resuelve de acuerdo con el principio de «no recepción contra chatarra»: no hay módulo de protección como tal, pero hay redundancia en los parámetros de los elementos potentes – KT825 y KT827 a 25A y KD2997A a 30A. T2 no es capaz de dar tal corriente, pero mientras se calienta, FU1 y / o FU2 tendrán tiempo de quemarse.

Nota: No es necesario mostrar fusibles fundidos en bombillas en miniatura. Era solo que entonces los LED todavía eran bastante escasos y había varios puñados de SMok en la tienda.

Queda por salvar el RE de las extracorrientes de la descarga del filtro de pulsaciones C3, C4 en cortocircuito. Para ello, se conectan mediante resistencias limitadoras de baja resistencia. En este caso, pueden aparecer en el circuito pulsaciones con un período igual a la constante de tiempo R (3,4) C (3,4). Los previene C5, C6 de menor capacidad. Sus corrientes extra ya no son peligrosas para los dispositivos electrónicos: la carga se agotará más rápido de lo que se calentarán los cristales del poderoso KT825 / 827.

La simetría de salida la proporciona el amplificador operacional DA1. El RE del canal negativo VT2 se abre por la corriente a través de R6. Tan pronto como el menos de la salida en módulo exceda el más, abrirá levemente VT3 y cerrará VT2 y los valores absolutos de los voltajes de salida serán iguales. El control operativo sobre la simetría de la salida se lleva a cabo mediante un comparador con un cero en el medio de la escala P1 (en el recuadro, su apariencia) y el ajuste, si es necesario, – R11.

El último punto culminante es el filtro de salida C9-C12, L1, L2. Una construcción de este tipo es necesaria para absorber la posible interferencia de alta frecuencia de la carga, a fin de no romperse los sesos: el prototipo tiene errores o la fuente de alimentación está «atascada». Con algunos condensadores electrolíticos en derivación con cerámica, no hay una certeza completa aquí, la gran autoinductancia de los «electrolitos» interfiere. Y los estranguladores L1, L2 comparten el «retorno» de la carga en todo el espectro, y cada uno lo suyo.

Esta fuente de alimentación, a diferencia de las anteriores, requiere algunos ajustes:

1. Conecte una carga de 1-2 A a 30 V;
2. R8 se establece al máximo, a la posición superior extrema según el esquema;
3. Usando un voltímetro de referencia (cualquier multímetro digital ahora es adecuado) y R11 establezca los voltajes de canal iguales en valor absoluto. Quizás, si el amplificador operacional no está equilibrado, tendrá que elegir R10 o R12;
4. Con la recortadora R14, ajuste P1 exactamente a cero.

Nota: Los radiadores RE son similares al descrito anteriormente, pero de un tamaño mayor, 180×340 mm. Forman las paredes laterales de la caja. C7, C8 – antiparasitario.

Acerca de la reparación de BP

Las unidades de suministro de energía fallan con más frecuencia que otros dispositivos electrónicos: reciben el primer golpe de las sobrecargas de red, pero también se benefician mucho de la carga. Incluso si no tiene la intención de hacer su propia fuente de alimentación, hay un UPS, además de una computadora, en un horno de microondas, lavadora y otros electrodomésticos. La capacidad de diagnosticar una unidad de fuente de alimentación y el conocimiento de los conceptos básicos de seguridad eléctrica harán posible, si no eliminar el mal funcionamiento usted mismo, negociar a sabiendas el precio con los reparadores. Por lo tanto, veamos cómo se realiza el diagnóstico y reparación de la unidad de fuente de alimentación, especialmente con IIN, ya que más del 80% de los fallos se explican por ellos.

Saturación y calado

En primer lugar, sobre algunos de los efectos, sin comprender que es imposible trabajar con el SAI. El primero de ellos es la saturación de ferroimanes. No pueden aceptar energías de más de cierto valor, dependiendo de las propiedades del material. En el hierro, los aficionados rara vez encuentran saturación; se puede magnetizar hasta varios T (Tesla, una unidad para medir la inducción magnética). Al calcular los transformadores de hierro, la inducción se toma 0.7-1.7 T. Las ferritas soportan solo 0,15-0,35 T, su circuito de histéresis es «rectangular» y operan a frecuencias más altas, por lo que la probabilidad de «saltar a la saturación» es varios órdenes de magnitud mayor.

Si el circuito magnético está saturado, la inducción en él ya no crece y la EMF de los devanados secundarios desaparece, incluso si el primario ya se ha derretido (¿recuerdas la física de la escuela?). Ahora apague la corriente primaria. Un campo magnético en materiales magnéticos blandos (los materiales magnéticos duros son imanes permanentes) no puede existir estacionario, como una carga eléctrica o agua en un tanque. Comenzará a disiparse, la inducción disminuirá y se inducirá un EMF en todos los devanados de la polaridad opuesta en relación con la polaridad original. Este efecto se usa ampliamente en IIN.

A diferencia de la saturación, la corriente de paso en los dispositivos semiconductores (simplemente una corriente de aire) es ciertamente dañina. Surge debido a la formación / reabsorción de cargas espaciales en las regiones p y n; para transistores bipolares, principalmente en la base. Los transistores de efecto de campo y los diodos Schottky están prácticamente libres de corrientes de aire.

Por ejemplo, cuando el voltaje se aplica / elimina al diodo, conduce corriente en ambas direcciones hasta que las cargas se recogen / disipan. Es por eso que la pérdida de voltaje a través de los diodos en los rectificadores es superior a 0,7 V: en el momento de la conmutación, parte de la carga del condensador del filtro tiene tiempo de drenarse a través del devanado. En un rectificador de duplicación en paralelo, el tiro fluye a través de ambos diodos a la vez.

El tiro de los transistores provoca una sobretensión en el colector, que puede dañar el dispositivo o, si se conecta una carga, dañarlo con una corriente extra. Pero incluso sin eso, un tiro de transistor aumenta las pérdidas de energía dinámica, como un tiro de diodo, y reduce la eficiencia del dispositivo. Los potentes transistores de efecto de campo casi no son susceptibles a él, porque no acumula carga en la base debido a su ausencia, y por lo tanto cambia muy rápida y suavemente. «Casi», porque sus circuitos fuente-puerta están protegidos de voltaje inverso por diodos Schottky, que son un poco, pero se ven a través.

Tipos de TIN

Los UPS rastrean su ascendencia hasta el generador de bloqueo, pos. 1 en la Fig. 6. Cuando se enciende Uin VT1, se abre ligeramente por la corriente a través de Rb, la corriente fluye a través del devanado Wk. No puede crecer instantáneamente hasta el límite (recordamos nuevamente la física de la escuela), se induce un EMF en la base Wb y el devanado de carga W-. Con Wb, fuerza el desbloqueo de VT1 a través de Sat. La corriente aún no fluye a través de Wn, VD1 no se inicia.

Circuitos típicos de inversores de voltaje de conmutación

Cuando el circuito magnético está saturado, las corrientes en Wb y Wn se detienen. Luego, debido a la disipación (reabsorción) de energía, la inducción cae, se induce un EMF de la polaridad opuesta en los devanados y el voltaje inverso Wb bloquea (bloquea) instantáneamente VT1, evitando el sobrecalentamiento y la ruptura térmica. Por lo tanto, dicho esquema se denomina generador de bloqueo o simplemente bloqueo. Rk y Ck cortan la interferencia de HF, que el bloqueo da más que suficiente. Ahora, se puede eliminar algo de energía útil de Wn, pero solo a través del rectificador 1P. Esta fase continúa hasta que Sat se recarga por completo o hasta que se agota la energía magnética almacenada.

Esta potencia, sin embargo, es pequeña, hasta 10W. Si intenta tomar más, VT1 se quemará por el tiro más fuerte antes de ser bloqueado. Como Tr está saturado, la eficiencia de bloqueo es inútil: más de la mitad de la energía almacenada en el circuito magnético vuela para calentar otros mundos. Es cierto que debido a la misma saturación, el bloqueo estabiliza hasta cierto punto la duración y amplitud de sus pulsos, y su esquema es muy simple. Por lo tanto, un TIN basado en bloqueo se usa a menudo en cargadores de teléfono baratos.

Nota: El valor de Sat en gran parte, pero no completamente, como dicen los libros de referencia para aficionados, determina el período de repetición del pulso. El valor de su capacidad debe estar vinculado a las propiedades y dimensiones del circuito magnético y la velocidad del transistor.

El bloqueo en un momento dio lugar a un escaneo de línea de televisores con tubos de rayos catódicos (CRT), y ella – TIN con un diodo amortiguador, pos. 2. Aquí, la unidad de control, de acuerdo con las señales de Wb y el circuito de retroalimentación DSP, abre / bloquea a la fuerza VT1 antes de que Tr se sature. Cuando VT1 está bloqueado, la corriente inversa Wc se cierra a través del mismo diodo amortiguador VD1. Esta es la fase de trabajo: ya más que en el bloqueo, parte de la energía se extrae a la carga. Grande porque con la saturación total, todo el exceso de energía se va volando, pero aquí este exceso no es suficiente. De esta manera, es posible eliminar la energía hasta varias decenas de vatios. Sin embargo, dado que la CU no puede funcionar hasta que Tr haya alcanzado la saturación, el transistor todavía se muestra con fuerza, las pérdidas dinámicas son altas y la eficiencia del circuito deja mucho que desear.

Los IIN con amortiguador siguen vivos en televisores y pantallas con CRT, ya que en ellos se combinan el IIN y la salida de escaneo horizontal: un transistor potente y Tr son comunes. Esto reduce en gran medida los costos de producción. Pero, francamente, un IIN con un amortiguador está fundamentalmente atrofiado: el transistor y el transformador se ven obligados a trabajar todo el tiempo al borde de un accidente. Los ingenieros que han logrado llevar este esquema a una confiabilidad aceptable merecen el más profundo respeto, pero se desaconseja encarecidamente colocar un soldador allí, a excepción de los maestros que hayan recibido capacitación profesional y tengan experiencia relevante.

El INN push-pull con un transformador de retroalimentación separado se usa más ampliamente, porque cuenta con los mejores indicadores de calidad y confiabilidad. Sin embargo, en términos de interferencia de alta frecuencia, y está pecando terriblemente en comparación con la unidad de alimentación «analógica» (con transformadores de hierro y SNN). Actualmente, este esquema existe en muchas modificaciones; los potentes transistores bipolares que contiene son reemplazados casi por completo por efecto de campo, controlado por especiales. IC, pero el principio de funcionamiento permanece sin cambios. Está ilustrado por el diagrama original, pos. 3.

El dispositivo limitador (UO) limita la corriente de carga de los condensadores del filtro de entrada Sfvx1 (2). Su gran tamaño es una condición indispensable para el funcionamiento del dispositivo, porque en un ciclo de trabajo, se les quita una pequeña fracción de la energía almacenada. En términos generales, desempeñan el papel de un tanque de agua o un receptor de aire. Cuando se carga «en breve», la corriente extra de la carga puede superar los 100 A durante un período de hasta 100 ms. Se necesitan Rc1 y Rc2 con una resistencia del orden de MΩ para equilibrar la tensión del filtro, ya que el más mínimo desequilibrio en sus hombros es inaceptable.

Cuando se carga Cfvx1 (2), el dispositivo de disparo ultrasónico genera un pulso de disparo que abre uno de los brazos (que es el mismo) del inversor VT1 VT2. Una corriente fluye a través del devanado Wk de un gran transformador de potencia Tr2 y la energía magnética de su núcleo a través del devanado Wn va casi por completo a la rectificación y a la carga.

Una pequeña parte de la energía Tr2, determinada por el valor de Rlim, se extrae del devanado Woc1 y se alimenta al devanado Woc2 de un pequeño transformador de retroalimentación básico Tr1. Se satura rápidamente, el brazo abierto se cierra y, debido a la disipación en Tr2, el brazo previamente cerrado se abre, como se describe para el bloqueo, y el ciclo se repite.

En esencia, un IIN push-pull son 2 bloqueos, «empujándose» entre sí. Dado que el potente Tr2 no está saturado, el tiro VT1 VT2 es pequeño, se «hunde» completamente en el circuito magnético Tr2 y finalmente entra en la carga. Por lo tanto, se puede construir un IIN push-pull para potencias de hasta varios kW.

Peor aún si termina en modo XX. Luego, en un medio ciclo, Tr2 tendrá tiempo para obtener suficiente y el tiro más fuerte quemará tanto VT1 como VT2 a la vez. Sin embargo, ahora están a la venta ferritas de potencia para inducción de hasta 0,6 T, pero son caras y se degradan por la inversión accidental de la magnetización. Se están desarrollando ferritas con una capacidad de más de 1 T, pero para que el IIN logre la confiabilidad del «hierro», se necesitan al menos 2,5 T.

Técnica diagnóstica

Al buscar fallas en la fuente de alimentación «analógica», si está «estúpidamente silenciosa», primero verifique los fusibles, luego la protección, RE e ION, si tiene transistores. Llaman normalmente: vamos más allá elemento por elemento, como se describe a continuación.

En el IIN, si “arranca” e inmediatamente “se detiene”, se verifica primero el UO. La corriente en él está limitada por una poderosa resistencia de baja resistencia, luego derivada por un tiristor óptico. Si el «rezik» aparentemente está quemado, cámbielo y el optoacoplador. Otros elementos de la UO fallan muy raramente.

Si el IIN es «silencioso, como un pez en el hielo», el diagnóstico también se inicia con el UO (tal vez el «rezik» esté completamente quemado). Entonces – US. En los modelos baratos, usan transistores en modo de avería por avalancha, que está lejos de ser muy confiable.

La siguiente etapa, en cualquier fuente de alimentación, son los electrolitos. La destrucción de la carcasa y la fuga de electrolito están lejos de ser tan comunes como escriben en Internet, pero la pérdida de capacidad ocurre con mucha más frecuencia que la falla de los elementos activos. Los condensadores electrolíticos se comprueban con un multímetro con capacidad para medir la capacitancia. Por debajo del nominal en un 20% o más, colocamos lo «muerto» en el lodo y colocamos uno nuevo y bueno.

Entonces – elementos activos. Probablemente sepa cómo hacer sonar diodos y transistores. Pero aquí hay 2 trucos. Primero, si un probador con una batería de 12 V llama a un diodo Schottky o un diodo Zener, entonces el dispositivo puede mostrar una falla, aunque el diodo es completamente útil. Es mejor llamar a estos componentes con un indicador de cuadrante con una batería de 1,5-3 V.

El segundo son los trabajadores de campo poderosos. Arriba (¿notado?) Se dice que sus E-Z están protegidas por diodos. Por lo tanto, los transistores de efecto de campo potentes parecen sonar como transistores bipolares útiles, incluso inutilizables, si el canal está «quemado» (degradado) no por completo.

Aquí, la única forma disponible en casa es reemplazarlo por uno que se sepa que se pueda reparar, y ambos a la vez. Si queda uno quemado en el circuito, inmediatamente sacará uno nuevo que se pueda reparar. Los ingenieros electrónicos bromean diciendo que los trabajadores de campo poderosos no pueden vivir sin los demás. Otro prof. broma – «reemplazo de una pareja gay». Esto significa que los transistores de los brazos IIN deben ser estrictamente del mismo tipo.

Finalmente, condensadores cerámicos y de película. Se caracterizan por roturas internas (las encuentra el mismo probador que verifica los «acondicionadores de aire») y fugas o averías bajo tensión. Para «atraparlos», debe ensamblar un diagrama esquemático simple de acuerdo con la Fig. 7. Se lleva a cabo una verificación paso a paso de los condensadores eléctricos para detectar averías y fugas de la siguiente manera:

Circuito para comprobar los condensadores eléctricos en busca de averías y fugas de tensión.

• Colocamos en el probador, sin conectarlo en ningún lugar, el límite de medición de voltaje CC más pequeño (generalmente 0.2V o 200mV), anotamos y registramos el error del dispositivo;
• Activamos el límite de medición de 20V;
• Conectamos un condensador sospechoso a los puntos 3-4, el probador a 5-6 y a 1-2 suministramos un voltaje constante de 24-48 V;
• Cambiamos los límites de voltaje del multímetro al más bajo;
• Si en cualquier probador mostró al menos algo diferente a 0000.00 (como mínimo, algo que no sea su propio error), el condensador probado no es adecuado.

Aquí es donde termina la parte metodológica del diagnóstico y comienza la creativa, donde todas las instrucciones son su propio conocimiento, experiencia y consideraciones.

Un par de impulsos

UPS es un artículo especial debido a su complejidad y variedad de circuitos. Aquí primero echaremos un vistazo a un par de muestras sobre modulación de ancho de pulso (PWM), lo que le permitirá obtener el UPS de la mejor calidad. Hay muchos circuitos PWM en Runet, pero PWM no es tan terrible como está pintado …

Para el diseño de iluminación

Simplemente puede encender la tira de LED desde cualquier fuente de alimentación descrita anteriormente, excepto la de la Fig. 1 configurando el voltaje requerido. CHN con pos. Figura 1 3, es fácil hacer 3 de estos, para los canales R, G y B. Pero la durabilidad y estabilidad del brillo del LED no dependen del voltaje que se les aplique, sino de la corriente que fluye a través de ellos. Por lo tanto, una buena fuente de alimentación para una tira de LED debería incluir un regulador de corriente de carga; técnicamente – una fuente de corriente estable (IST).

Fuente de alimentación para tira de LED

Uno de los esquemas para estabilizar la corriente de la tira de luz, disponible para ser repetido por aficionados, se muestra en la Fig. 8. Se montó en un temporizador 555 integrado (analógico doméstico – K1006VI1). Proporciona una corriente de cinta estable desde una unidad de fuente de alimentación con un voltaje de 9-15 V. El valor de una corriente estable se determina mediante la fórmula I = 1 / (2R6); en este caso – 0,7A. Un potente transistor VT3 es necesariamente un efecto de campo, debido a un tiro debido a la carga de la base del PWM bipolar, simplemente no se formará. El estrangulador L1 se enrolla en un anillo de ferrita 2000NM K20x4x6 con un haz de 5xPE de 0,2 mm. Número de vueltas – 50. Diodos VD1, VD2 – cualquier silicio HF (KD104, KD106); VT1 y VT2 – KT3107 o análogos. Con KT361, etc. el voltaje de entrada y los rangos de atenuación disminuirán.

El circuito funciona así: primero, la capacitancia de temporización C1 se carga a través del circuito R1VD1 y se descarga a través de VD2R3VT2, abierto, es decir. en modo de saturación a través de R1R5. El temporizador genera una secuencia de pulsos con la frecuencia máxima; más precisamente, con un ciclo de trabajo mínimo. La llave sin inercia VT3 genera pulsos potentes, y su flejado VD3C4C3L1 los suaviza a corriente continua.

Nota: el ciclo de trabajo de una serie de pulsos es la relación entre su período de repetición y la duración del pulso. Si, por ejemplo, la duración del pulso es de 10 μs y el intervalo entre ellos es de 100 μs, el ciclo de trabajo será 11.

La corriente en la carga aumenta y la caída de voltaje en R6 abre ligeramente VT1, es decir, lo transfiere del modo de corte (bloqueo) al modo activo (amplificación). Esto crea un circuito de fuga de corriente base VT2 R2VT1 + Usup y VT2 también entra en modo activo. La corriente de descarga C1 disminuye, el tiempo de descarga aumenta, el ciclo de trabajo de la serie aumenta y el valor promedio de la corriente cae a la norma establecida por R6. Esta es la esencia de PWM. A la corriente mínima, es decir en el ciclo de trabajo máximo, C1 se descarga a lo largo de la tecla del temporizador interno del circuito VD2-R4.

En el diseño original, no se proporciona la capacidad de ajustar rápidamente la corriente y, en consecuencia, el brillo del brillo; no hay potenciómetros de 0,68 ohmios. La forma más fácil de ajustar el brillo es encendiendo el potenciómetro de 3.3-10 kΩ R * en el espacio entre R3 y el emisor VT2 después del ajuste, resaltado en marrón. Moviendo su control deslizante hacia abajo en el diagrama, aumentaremos el tiempo de descarga de C4, el ciclo de trabajo y disminuiremos la corriente. Otra forma es omitir la transición de base VT2 activando el potenciómetro en aproximadamente 1 MΩ en los puntos ayb (resaltados en rojo), es menos preferible, porque el ajuste será más profundo, pero tosco y agudo.

Desafortunadamente, para establecer esta utilidad no solo para las tiras de luz IST, se necesita un osciloscopio:

1. El mínimo + Usup se suministra al circuito.
2. Al seleccionar R1 (impulso) y R3 (pausa), se logra un ciclo de trabajo de 2, es decir, la duración del pulso debe ser igual a la duración de la pausa. ¡No puede dar un ciclo de trabajo inferior a 2!
3. Sirva máximo + Usup.
4. Seleccionando R4, se alcanza el valor nominal de la corriente estable.

Para cargar

En la Fig. 9 es un diagrama del ISN más simple con PWM, adecuado para cargar un teléfono, teléfono inteligente, tableta (una computadora portátil, desafortunadamente, no funciona) de una batería solar casera, un generador de viento, una batería de motocicleta o automóvil, una linterna magneto: «error» y otras fuentes de alimentación aleatorias inestables de baja potencia. Vea el diagrama para el rango de voltaje de entrada, no hay error. De hecho, este ISN es capaz de generar un voltaje mayor que el voltaje de entrada. Como en el anterior, aquí existe el efecto de invertir la polaridad de la salida con respecto a la entrada, este es generalmente un chip propietario de circuitos PWM. Esperemos que, después de leer atentamente el anterior, descubras tú mismo el trabajo de este pequeño.

Fuente de alimentación de conmutación simple con PWM para cargar el teléfono

En el camino sobre la carga y la carga

La carga de baterías es un proceso fisicoquímico muy complejo y delicado, cuya violación reduce su recurso varias veces y decenas de veces, es decir, número de ciclos de carga-descarga. El cargador debe, basándose en cambios muy pequeños en el voltaje de la batería, calcular cuánta energía se recibe y ajustar la corriente de carga en consecuencia de acuerdo con una determinada ley. Por lo tanto, el cargador no es de ninguna manera una fuente de alimentación, y es posible cargar desde unidades de fuente de alimentación convencionales solo con baterías en dispositivos con un controlador de carga incorporado: teléfonos, teléfonos inteligentes, tabletas, modelos individuales de cámaras digitales. Y la carga, que es un cargador, es un tema de conversación por separado.

Para postre

Hace aproximadamente 3 años, un mensaje poco notado pero curioso apareció en las noticias: la cantidad de transistores producidos por la industria electrónica global, incluidas las estructuras de transistores en chips, superó la cantidad de granos de cereales cultivados en toda la historia de la humanidad, excepto por arroz. La naturaleza todavía está por delante …