U većini uređaja koriste se impulsni sklopovi napajanja (UPS) zbog visokih električnih performansi i stabilnosti u radu. Ali istodobno se koriste analogni izvori energije koji imaju jednostavnost izrade i visoku pouzdanost. Postoji ogroman broj opcija za izradu kućnih napajanja pomoću različitih shematskih rješenja.

Vrste i princip rada

Jedinica za napajanje (PSU) dovršena je samostalno ili je kupljena serijska kopija, zahtjevi za nju su nepromijenjeni, a to su: visoka učinkovitost (učinkovitost), mala veličina, velika stabilnost izlaznog signala, nedostatak električne buke i visoka pouzdanost.

Glavna klasifikacija napajanja provodi se prema načinu rada, to je linearno i pretvarač. Prema tome, B. P. su podijeljeni:

  • na analognom (linearnom);
  • na digitalnom (pretvaraču).

Od važnih parametara BP-a postoje:

  1. Vrsta izlaznog signala. Kao rezultat pretvorbe, izlazni napon može biti promjenjiv ili konstantan.
  2. Snaga. Karakterizira ga struja koju uređaj odašilje bez pogoršanja karakteristika izlaznog napona. Mjerna jedinica vata.
  3. Koeficijent učinka. Prikazuje učinkovitost uređaja, tj. Omjer pretvorene energije u prenesenoj. Što je indikator veći, to se manje zagrijava tijekom rada.
  4. Zaštita od preopterećenja. Sposobnost uređaja da reagira na izvanredne situacije na uređajima koje napaja.
  5. Sustav hlađenja. Prema vrsti hlađenja dijele se na pasivno i aktivno. Pasivni oblik uključuje radijatore ili slobodno hlađenje, aktivni oblik, puhanje zraka ili vodeno hlađenje.

Analogno napajanje

Takvi izvori napona odlikuju pouzdan rad i jednostavnost izrade. Nedostaci su dimenzije i težina , kao i visoke cijene .

Ključni elementi linearnog naponskog izvora su:

  • zaštitnik od prenapona;
  • transformator.

Da bi se postigao konstantan napon, nakon transformatora dodaju se diodni most i elektrolitički kondenzator.

Transformatori se koriste u raznim izvedbama, njihovo jedino primarno navijanje treba biti dizajnirano za spajanje na 220 voltnu mrežu. Po izgledu se spuštaju i podižu. Sam transformator je električni proizvod, koji se sastoji od dva dijela. Jezgra sastavljena od čelika ili ferita i namoti izrađeni u obliku zavojnica vodljivog materijala. Da bi se postigla niža razina signala na izlazu nego na ulazu, broj okretaja u sekundarnom namotu je manji. Dakle, promjenom tog omjera, može se dobiti bilo koji napon.

Linijski filter sprečava da interferencija radne opreme prodre u mrežu i obrnuto. Obično je kapacitivni induktivni lanac.

Princip rada BP-a

Krug napajanja transformatora djeluje na sljedeći način. Mrežni napon prolazi kroz filtar, a iz njega dolazi do primarnog namota transformatora. Kad kroz njega prolazi izmjenična struja, nastaje izmjenično magnetsko polje. Ovo polje prodire u jezgru i sva namotaja u kojima se pojavljuje EMF. Ako je do sekundarnog namota spojeno opterećenje, tada pod utjecajem EMF-a kroz njega počinje teći izmjenična struja.

Da bi se dobio konstantan napon, signal iz sekundarnog namota transformatora šalje se u ispravljački sklop. Ovaj je uređaj sastavljen na četiri diode povezane s mostnim krugom i elektrolitičkim kondenzatorom. Od elektrolita je predviđen stalni napon koji napaja uređaje.

Prekidačko napajanje

Rad UPS-a zasnovan je na dvostrukoj pretvorbi napona. Prvo se ulazni signal pretvara u konstantni napon, a potom u visokofrekventne impulse. Transformator koji se koristi u krugu ne zahtijeva velike veličine. Kad se transformator i tranzistor uključe zajedno u ključnom načinu, stvara se blokirajući generator. Promjena i stabilizacija izlaznog signala događa se smanjenjem trajanja otvorenog stanja tranzistora, što se kontrolira specijaliziranim čipom. Njezin se rad temelji na principu modulacije širine impulsa (PWM). Prednost ove vrste PSU-a:

  • lagana težina;
  • niska cijena;
  • Učinkovitost doseže 98%;
  • zaštita od kratkog spoja i preopterećenja.

Među nedostacima je istaknuta složenost strujnog kruga i činjenica da takav izvor napajanja unosi visokofrekventne smetnje u dalekovod .

Princip rada UPS-a

Mrežni napon ulazi u krug preko osigurača, a zatim do kapacitivnog filtra buke. Zatim na ispravljački blok dioda. Zaglavljeni elektrolitički kapacitet povezan je s izlazom ispravljača. Napon preko kondenzatora opada, putem lanca otpornika i zener diode, kako bi se dobila početna vrijednost mikro kruga. Čip kontrolira rad ključnog tranzistora putem ograničavajućeg otpora.

Kad pravokutni impuls dođe do tranzistora, on se otvara, a struja teče kroz namot impulsa transformatora. Kao rezultat toga, inducira se EMF i pojavljuje se napon na sekundarnom namotu. Ako se povećava trajanje impulsa do ključnog tranzistora, tada se i vrijednost izlaznog signala povećava, a smanjuje se i smanjuje.

Povratne informacije koriste se za dobivanje stabilnog signala. Ona ide na optoelektor i otpornik. S povećanjem vrijednosti signala na sekundarnom namotu transformatora, struja koja protječe kroz optoparnik također se povećava, što dovodi do smanjenja otpora fototransistora optoelektora. Kao rezultat toga, pad napona preko otpornika povećava se i smanjuje na ulazu PWM regulatora. Trajanje impulsa koje čip šalje tranzistorskom prekidaču povećava se.

Stabilizacija izlaza

Ako je potrebno za dobivanje stabiliziranog signala na izlazu, integriran je stabilizator prije opterećenja. Na primjer, konstantna razina signala KREN5A, 7812, ili s njegovim podešavanjem LM 317T, itd. Stabilizatori se odlikuju ulaznim radnim rasponom, to jest, kad se ulazni signal promijeni u ovom rasponu, ulaz će uvijek imati konstantnu vrijednost napona.

Pored integriranih krugova koristi se i parametrični stabilizator. Njegov je dizajn karakteriziran time da je zener dioda s potrebnim stabilizacijskim naponom spojena paralelno s opterećenjem. Otpor je uključen u skladu s opterećenjem i zener diodom. S povećanjem struje u krugu, napon na zener diodi neće se mijenjati zbog karakteristika struje napona. I sav višak napona će pasti na otpor. Da bi se povećao koeficijent stabilizacije u krugu, dodatno se uključuje tranzistori, uzastopce i paralelno na zener diodi.

Regulator izlaznog napona

Ako je potrebno promijeniti stabilizirani signal na izlazu, koristi se regulator vrijednosti razine signala. Jedan od jednostavnih regulatora napona za napajanje sastavljen je na specijaliziranom čipu LM 317.

Čip LM 317 omogućuje podešavanje signala u rasponu od 1, 2 do 37 volti s maksimalnom strujom od 1, 5 ampera. Sama promjena napona događa se podešavanjem otpora otpornika R1. Čip je opremljen zaštitom od kratkog spoja.

Potrebno je napomenuti da u slučaju korištenja UPS-a, čip PWM regulatora, zbog suženja i širenja fronte impulsa, mijenja snagu koja se prenosi na transformator i igra ulogu regulatora napona. Promjene se događaju pomoću promjenjivog otpornika spojenog na upravljačke pinove čipa.

Regulacija izmjeničnog napona

PSU s konstantnom razinom signala nije uvijek potreban, ponekad je potreban izmjenični napon na izlazu. Za glatko podešavanje izlaznog varijabilnog signala koristi se krug s moćnim upravljanjem tiristora.

Takva se shema koristi s aktivnim i reaktivnim opterećenjima. Ulazni napon može varirati od 125 do 220 volti.

Ispravljački most uključuje tiristor, koji igra ulogu upravljačkog ključa. Čim se kondenzator C1 isprazni kroz otpornik R2, tiristor se otvara. Veličinu signala pri kojem se tiristor otvara kontrolira varijabilni otpornik R1. Izlazni napon varira od nule do vrijednosti ulaznog signala.

Dijagrami napajanja

Za neovisnu proizvodnju PSU-a bit će potrebna prisutnost radioelemenata, točnost i shema kruga. Pokrenite analogno, kućno napajanje, obično ne stvara poteškoće. Iako vlastitim rukama izrađujete napajanje s prekidačem, bilo bi teško čak i za obučenog radioamatera.

Linearno napajanje

Najskuplji dio takvog izvora napona bit će transformator. Radi lakše izrade, bolje je potražiti transformator tipa tora. Preostali radioelementi nisu oskudni i do njih se uvijek može lako doći. Za jednostavno regulirano napajanje trebat će vam:

  • padajući transformator;
  • četiri ispravljačke diode ili gotovi diodni most;
  • elektrolitički kapacitet od 68-220 mikrofaradi na 400 volti;
  • Otpornik od 200 ohma;
  • Promjenjivi otpor 6, 8 kΩ;
  • integralni stabilizator LM 317.

Transformator je odabran s sekundarnim namotom od oko 25 volti. Ako je potrebno, potreban broj zavoja potrebno je samostalno namatati ili spojiti. Treba napomenuti da kada se koristi diodni most, izlazni napon raste za iznos jednak proizvodu naizmjeničnog napona brojem 1.41. Cijeli krug sastavljen je na ploči ili na zidu montiranom na PCB. Kontrola razine signala provodi se promjenom otpora građevinskog otpora. Takvo napajanje može proizvesti od 1, 2 do 37 volti pri struji od 1, 5 ampera.

Digitalno napajanje

Napraviti takav PSU nije lako. Da biste sami izveli jednostavan blok impulsa, prvo morate napraviti tiskanu ploču. Za to se kod kuće koristi metoda laserskog peglanja (LUT). Nakon što je ploča spremna i kupljene radio komponente, bit će potrebno ispravno lemiti sve.

Rad kruga sastoji se u korištenju mikro kruga TL 494. Generator ugrađen u njega naizmjenično napaja tranzistore VT1, VT2 koji djeluju u ključnom načinu, impulse s frekvencijom od 30 kHz. Tranzistori su spojeni na upravljački transformator TR1, koji upravlja VT3, VT4. Kondenzatori C3, C4 su filter napajanja.

Lanac R7, C8 formira napon napajanja za mikro krug u prvom momentu uključivanja, nakon pražnjenja C8, napajanje se napaja već preko trećeg namota transformatora TR2. Zener dioda VD2 i kapacitivni C6 dizajnirani su za generiranje signala koji osigurava rad mikro kruga. Napon s trećeg izlaza transformatora, kroz Schottky-ove diode i C9, C10, dovodi se na ulaz radio uređaja.

Nakon što je prikupio izvor napona, proučio njegov rad, u budućnosti neće biti teško popraviti impulse za napajanje televizorima. Da, i isti popravak PSU-a u računalnim sustavima ili punjačima lako će se provesti neovisno.

Neovisna proizvodnja uređaja mora biti pažljiva i zapamtiti električnu sigurnost tijekom rada s izmjeničnom mrežom od 220 volti. U pravilu, ispravno izveden PSU iz servisnih dijelova neće zahtijevati konfiguraciju i odmah započinje s radom.

Kategorija:

Izgradnja i popravak