Саморобна паяльна станція на базі Hakko T12. Електроустаткування металообробних верстатів,принципова електрична схема управління еп вертикально-фрезерного верстата Використання провідних стабілізаторів

ЕЛЕКТРОСПЕЦ

ЕЛЕКТРОСПЕЦ

Електроустаткування металообробних верстатів,
принципова електрична схема управління ЕП вертикально-фрезерного верстата

Принципова електрична схема управління ЕП вертикально-фрезерного
верстата (рис. 4.5-4)

Призначення. Для керування режимами роботи та ЕО фрезерного верстата моделі 654.
Примітки:
1. Шпиндель верстата наводиться у обертальний рух від АТ потужністю 13 кВт при кутовій швидкості 141 рад/с через коробку швидкостей з 18 ступенями та зміною швидкості від 2,5 до 125 рад/с. Перемикання швидкостей – вручну.
2. Поздовжнє та поперечне переміщення столу в діапазоні регулювання швидкостей подачі від 10 до 1000 мм/хв та вертикальне переміщення шпиндельної бабки у діапазоні регулювання від 4 до 400 мм/хв – від двигуна постійного струму (ДП) через коробку подач при безступінчастому електричному регулюванні кутовий швидкості у діапазоні 10:1. Електромеханічне регулювання швидкості забезпечують робочі подачі та швидкі переміщення столу та шпиндельної бабки верстата.
3. Зміна напрямку руху здійснюється електромагнітними муфтами, вбудованими всередині корпусу коробки подач. Електромагнітні муфти забезпечують як незалежне включення всіх трьох переміщень, і їх одночасне дію.
Основні елементи схеми.
ДЩ, ДС, ДО- приводні АТ з короткозамкненим ротором шпинделя,
насоса мастила, насоса охолодження.
ДП- Двигун постійного струму для рухів подач.
МУ- магнітний підсилювач для живлення та регулювання ДП.
Примітки:
1. Трифазний магнітний підсилювач має обмотки:
- робітники (w р), включені через діоди (Д1... Дб);
- Управління (w y), включені на регулятор швидкості (PC).
2. Зворотний зв'язок виконано у двох веріантах:
- Негативний зворотний зв'язок по напрузі (Uон) на затискачах якоря;
- позитивний зворотний зв'язок по струму (Uпт), що отримується від випрямляча (ВП2), підключеного до трансформатора струму (ТТ)
КШ, КП та КТ- контактори шпинделя, пусковий та гальмування.
РОП та РН- реле відсутності живлення в обмотці збудження двигуна
постійного струму (ОВДП) та реле напруги на якорі ДП.
РМ- реле максимальне, обмеження струму якоря до значення Iя=2Iном
РП1- реле проміжне для розмноження контактів ланцюгів налагодження.
РП2- реле проміжне, для комутації ланцюгів швидкого настановного переміщення столу або шпиндельної бабки верстата.
ВШ, ВП2, ВПЗ- випрямлячі для ланцюгів гальмування, керування,
збудження.
Тр.-Трансформатор ланцюга гальмування.
Органи управління.
ВШ- вимикач шпинделя, для вибору напрямку обертання («ліве» - «вимк.» - «праве»).
Кн.П1 та Кн.П2- кнопки «пуск» ДШ та ДП.
Кн.Б та Кн.Т- кнопки «швидко» та «поштовх», для керування швидким переміщенням столу (шпиндельної бабки) та в поштовховому режимі.
Kн.CI та Кн.С2- кнопки «стоп» ДШ та ДП.
Режими керування.
Робочий (напівавтоматичний) – від Кн.П1, Кн.ГО та ВШ.
Налагоджувальний – від Кн.Т.

___________________________________________________________________

ПАСПОРТ.

Електропривод із таймером

на медогонку

ЕП/Т – 12 Ст.

__________________________________________________________________

Призначення електроприводуЕП/Т – 12 Ст.

Електропривод з регулюванням частоти обертання та таймером призначений

для встановлення на 2-х - 4-х рамкові, шківні та редукторні медогонки

заводського виробництва. Межа регулювання частоти обертання

двигуна від 25 до 300 оборотів за хвилину. Межа регулювання таймера від

20сек до 4 хвилин з покроковим регулюванням 20, 40, 60 сек.

1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0 хвилини та подачею звукового сигналу після закінчення

заданого часу. Електроживлення приводу здійснюється від АКБ 12В/55А.

Час роботи від зарядженого акумулятора при повністю завантаженому

медогонки (18 кг.) у безперервному режимі не менше 5.5 годин. При

використання лужних (залізничних) акумуляторів час роботи

ЕП збільшується у кілька разів.

1. Загальні вказівки

2-х - 4х рамкові медогонки заводського виготовлення.

Електроживлення приводу здійснюється від акумулятора 12В/55А.

1.2. При покупці ЕП переконайтеся, що в гарантійному талоні були

проставлені штамп магазину, підпис продавця та дата продажу,

що підтверджують право споживача на безкоштовний ремонт протягом

гарантійного терміну, а також згортці № ЕП (що знаходиться на нижній

стороні блоку управління) з № у гарантійному талоні.

1.3 Перед встановленням ЕП уважно вивчіть цей посібник.

1.4 Електропривод постійно вдосконалюється, тому можливо

деяка розбіжність між описом та фактичним виконанням.

1.5 Через велику кількість типів та розмірів медогонок уніфікувати та

виробляти деякі деталі (стійка датчика швидкості)

не уявляється можливим.

1.6 На деякі приводи встановлюється електродвигун потужністю 90

Ватт. Даний двигун має вентиляційні отвори в корпусі.

(одне з боку та чотири зверху). Медогонка, з встановленим 90 Ватним

двигуном на ЕП, при роботі має бути обов'язковозакрита

верхніми кришками!

Або ж, дані отвори на двигуні рекомендуєтьсязаклеїти

фільтруючим матеріалом, щоб при качці запобігти попаданню

медового “пилу” всередину двигуна.

2. Технічні дані.

2.2 Струм споживання у робочому режимі - 2.0 А/h.

2.3 Струм споживання в холостому режимі – 100 mA.

2.4 Інтервал робочих температур від +5°С до +55°С.

2.5 Режим роботи тривалий.

2.6 Межа регулювання частоти обертання двигуна від 25 до 300 об/хв.

2.7 Межа регулювання таймера 20, 40, 60сек 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0

3 У комплект постачання виробу входить:

3.1 Паспорт.

3.2 Скоба кріплення з електродвигуном та блоком управління.

3.3 Клиноподібний ремінь.

3.4 Датчик швидкості (ДВ).

3.5 Шків із перехідником. (Залежно від медогонки, шківна або

редукторна, поставляється один із перехідників.)

3.6 Частина ДС (магніт).

3.7 Пластикові стяжки (3 шт.)

3.8 Болт кріплення.

4. Вимога з техніки безпеки.

4.1 ЕП електробезпечний.

4.2 Для запобігання випадковим коротким замиканням в ЕП все

акумулятор від ЕП.

4.3 Неправильне підключення ЕП до акумулятора може вивести його з

ладу . Не забувайте про це.

5. Встановлення ЕП на шківну медогонку.

5.1. Демонтуйте заводський шків з медогонки.

5.2. Одягніть шків з перехідником на вісь медогонки і закрутіть болт

кріплення.

5.3. Надягніть клиноподібний ремінь на шків двигуна і шків медогонки,

розмітьте (через скобу двигуна) і просвердліть (достатньо одного,

крайнього) отвір у поперечці.

5.5 .З тонкого металу виготовте стійку для датчика швидкості (ДС).

Закріпіть її болтом кріплення осі підшипника медогонки. Закріпіть

датчик швидкості на стійці так, щоб відстань між ним і у відповідь

частиною датчика (магнітом що знаходиться на одній зі спиць шківа) було

трохи більше 4-5 мм. Проводи, що йдуть до плати управління обов'язково

закріпіть на поперечині за допомогою пластикових стяжок (або

ізоленти). Чорна точка на ДС має бути спрямована убік

відповідної частини (магніту).

6. Встановлення ЕП на редукторну медогонку.

6.1. Розшплінтуйте вісь редуктора.

6.2. Розкрутіть болти кріплення та зніміть його.

6.3. Встановіть шків із віссю на місце редуктора (при необхідності

обрізавши вісь).

6.4. Засвердлить і зашплінтувати вісь.

6.5. Частина датчика швидкості знаходиться на одній зі спиць шківа.

приводу на шківну медогонку.

7. РЕГУЛЮВАННЯ ПРИВОДУ.

7.1. Встановіть перемикач напряму обертання медогонки в

середнє становище.

7.2. Підключіть 12В, має засвітитися зелений індикатор. При

підключення ЕП до АКБ НЕ ЗАБУВАЙТЕ : Червоний крокодил – плюс,

чорний мінус.

7.3.Натисніть кнопку Старт/стоп ,світиться червоний індикатор

вказує на роботу таймера та жовтий індикатор контролює

роботу датчика швидкості (ДВ). Прокрутіть вручну медогонку, при

При цьому жовтий індикатор повинен моргати. Якщо цього немає, то

відрегулюйте відстань та висоту між датчиком та його відповідною

частиною, щоб відбувалося чітке спрацьовування.

7.4.Увімкніть перемикач напряму в будь-який бік, і перевірте

роботу приводу.

8 . Порядок роботи.

На лицьовій частині електронного блоку знаходиться:

Регулятор швидкості обертання, суміщений з вимикачем,

крайньому лівому положенні електропривод вимкнений, нижче знаходиться

тумблер, призначений для перемикання напрямку обертання

медогонки вліво чи вправо. У середньому положенні тумблера

електродвигун вимкнено.

Також на лицьовій панелі знаходиться галетний перемикач вибору

тимчасових витримок таймера та кнопка старт/стоп.

Поверніть регулятор швидкості з крайнього лівого положення

праворуч до клацання, при цьому повинен спалахнути зелений світловий

індикатор. Галетним перемикачем встановіть потрібну Вам тимчасову витримку. Переведіть тумблер із середнього положення в потрібний бік обертання та натисніть кнопку старт/стоп, увімкнеться

двигун і засвітиться червоний індикатор, що вказує на роботу

таймера та жовтий індикатор контролює роботу датчика швидкості

(ДС). Регулятором швидкості виставте потрібні оберти. При

обертання барабана медогонки жовтий світловий індикатор буде

моргати, вказуючи на роботу ДС. Кнопкою старт/стоп Ви можете у

будь-який час, перервати або запустити роботу приводу, після запуску

відлік часу розпочнеться спочатку. Після закінчення заданої витримки

часу вимкнеться двигун, згаснуть жовтий та червоний

індикатори та пролунає звуковий сигнал.

9. ЕКСПЛУАТАЦІЯ.

9.1. Допускається нагрівання двигуна до 60 градусів.

9.2. Обов'язково закріпіть провід, що йде від датчика швидкості на

поперечині медогонки.

9.3. Перед експлуатацією медогонки після транспортування або

зберігання ОБОВ'ЯЗКОВОперевірте стан ДС прокрутивши

медогонку вручну. Зачеплення ДС про перехідник шківа

НЕ ДОПУСТИМО!

9.4. ДС спрацьовує лише від "плюсу" або "мінусу" магніту. У разі його

Перестановки не забувайте про це.

9.5. Скобу кріплення електродвигуна (внутрішню частину) очищайте від

забруднення після кожного дня качки, тому що вона є радіатором

охолодження для електронних компонентів, що знаходяться в блоці

управління.

9.6. Барабан медогонки без ЕП повинен обертатися легко, без

опору.

9.7.При використанні лужних (залізничних) акумуляторів

час роботи ЕП збільшується у кілька разів.

9.8.Захищайте ЕП від атмосферних опадів.

9.9.В зимовий час ЕП необхідно зберігати в сухому, опалювальному

приміщенні.

10. Гарантійні зобов'язання.

10.1. Виробник гарантує відповідність електроприводу

вимогам технічних умов за дотримання споживачем

правил транспортування, зберігання, монтажу та експлуатації,

встановлених цим керівництвом.

10.2 Гарантійний термін експлуатації 12 місяців з дня продажу

електропривод через торговельну мережу.

10.3. Гарантія не поширюється на вироби без дати

продажу торгуючої організації у гарантійному талоні, а також

вироби, що мають механічні пошкодження корпусу, проводки та

10.4. У разі поломки електроприводу протягом гарантійного терміну

його разом з посібником з експлуатації необхідно здати в

10.5. Гарантія на електродвигун не поширюється.

10.6. Не підлягає гарантіїпісля внесення Споживачем у конструкцію

ЕП змін та проведення доопрацювань, а також використання

складальних одиниць, деталей, комплектуючих виробів,

передбачених нормативними документами. Заподіяння

Споживачем ушкоджень, внаслідок яких ЕП вийшов із ладу.

Гарантійний ремонт не провадиться, якщо пошкодження виникли

внаслідок перевантаження або неправильної експлуатації, а також

недбалої експлуатації (падіння, зовнішніх механічних

пошкоджень, дії зовнішнього полум'я, попадання сторонніх

предметів, комах усередину ЕП та ін.), а також в результаті

стихійних лих (пожежа, повінь та ін.).

11. Електропривід відповідає ТУ37.003.1032-80.

Електропривод не потребує обов'язкової сертифікації.

З питаннями та пропозиціями щодо роботи ЕП звертатися:

,

Ел. пошта: E - mail : DimSto @ yandex . ru

Або на сайті: www . dimsto . aaanet . ru

В даний час імпульсні електронні трансформатори завдяки малим розмірам і вазі, низькій ціни та широкому асортименту широко застосовуються в масовій апаратурі. Завдяки масовому виробництву, електронні трансформатори коштують у кілька разів дешевше за звичайні індуктивні трансформатори на залозі аналогічної потужності. Хоча електронні трансформатори різних фірм можуть мати різні конструкції, схема практично одна і та ж.

Візьмемо для прикладу стандартний електронний трансформатор, маркований 12V 50Ват, який використовується для живлення настільного світильника. Принципова схема буде такою:

Схема електронного трансформатора працює в такий спосіб. Напруга мережі випрямляється за допомогою випрямного моста до напівсинусоїдального з подвоєною частотою. Елемент D6 типу DB3 у документації називається "TRIGGER DIODE”, - це двонаправлений диністор в якому полярність включення значення не має і він використовується тут для запуску перетворювача трансформатора. Диністор спрацьовує під час кожного циклу, запускаючи генерацію напівмоста. використовувати наприклад для функції підключеної лампи.Частота генерації залежить від розміру і магнітної провідності сердечника трансформатора зворотного зв'язку і параметрів транзисторів, зазвичай становить в межах 30-50 кГц.

В даний час розпочався випуск більш просунутих трансформаторів з мікросхемою IR2161, яка забезпечує як простоту конструкції електронного трансформатора та зменшення числа компонентів, що використовуються, так і високими характеристиками. Використання цієї мікросхеми значно збільшує технологічність та надійність електронного трансформатора для живлення галогенних ламп. Принципова схема наведена малюнку.

Особливості електронного трансформатора на IR2161:
Інтелектуальний драйвер напівмосту;
Захист від короткого замикання навантаження з автоматичним перезапуском;
Захист від струмового навантаження з автоматичним перезапуском;
Гойдання робочої частоти зниження електромагнітних перешкод;
Мікропотужний запуск 150 мкА;
Можливість використання з фазовими регуляторами яскравості з керуванням по передньому та задньому фронтам;
Компенсація зсуву вихідної напруги підвищує довговічність ламп;
М'який запуск, що виключає струмове навантаження ламп.

Вхідний резистор R1 (0,25Ват) - своєрідний запобіжник. Транзистори типу MJE13003 притиснуті до корпусу через ізоляційну прокладку металевою пластинкою. Навіть під час роботи на повне навантаження транзистори гріються слабо. Після випрямляча напруги відсутня конденсатор, що згладжує пульсації, тому вихідна напруга електронного трансформатора при роботі на навантаження являє собою прямокутні коливання 40кГц, модульовані пульсаціями напруги 50Гц. Трансформатор Т1 (трансформатор зворотного зв'язку) – на феритовому кільці, обмотки підключені до баз транзисторів містять по пару витків, обмотка, підключена до точки з'єднання емітера та колектора силових транзисторів – один виток одножильного ізольованого дроту. В ЕТ зазвичай використовуються транзистори MJE13003, MJE13005, MJE13007. Вихідний трансформатор на феритовому Ш-подібному осерді.

Щоб задіяти електричний трансформатор в імпульсному, необхідно підключити на вихід випрямний міст на ВЧ сильних діодах (звичайні КД202, Д245 не підуть) і конденсатор для згладжування пульсацій. На виході електронного трансформатора ставлять діодний міст на діодах КД213 КД212 або КД2999. Коротше потрібні діоди з малим падінням напруги у прямому напрямку, здатні добре працювати на частотах близько десятків кілогерців.

Перетворювач електронного трансформатора без навантаження нормально не працює, тому його потрібно використовувати там, де навантаження постійне струмом і споживає достатній струм для впевненого запуску перетворювача ЕТ. При експлуатації схеми треба враховувати, що електронні трансформатори є джерелами електромагнітних перешкод, тому повинен ставитися LC фільтр, що запобігає проникненню перешкоди в мережу та навантаження.

Особисто я використав електронний трансформатор для виготовлення імпульсного джерела живлення лампового підсилювача. Також є можливим живити ними потужні УНЧ класу А або світлодіодні стрічки, які якраз і призначені для джерел з напругою 12В і великим вихідним струмом. Природно, підключення такої стрічки проводиться не безпосередньо, а через струмообмежувальний резистор або за допомогою корекції вихідної потужності електронного трансформатора.

Обговорити статтю СХЕМА ЕЛЕКТРОННОГО ТРАНСФОРМАТОРА ДЛЯ ГАЛОГЕННИХ ЛАМП

Робота трансформатора зроюється на перетворенні струму від мережі з напругою 220 В. Пристрої діляться за кількістю фаз і показником навантаження. На ринку представлені модифікації однофазного та двофазного типів. Параметр перевантаження струму коливається від 3 до 10 А. У разі потреби можна зробити електронний трансформатор своїми руками. Однак для цього в першу чергу важливо ознайомитись із пристроєм моделі.

Схема моделі

Схема електронного 12В передбачає використання пропускного реле. Безпосередньо обмотка застосовується із фільтром. Для підвищення тактової частоти ланцюга є конденсатори. Випускаються вони відкритого та закритого типу. У однофазних модифікацій використовуються випрямлячі. Зазначені елементи необхідні підвищення провідності струму.

У середньому чутливість у моделей дорівнює 10 мВ. За допомогою розширювачів вирішуються проблеми з навантаженнями в мережі. Якщо розглядати двофазну модифікацію, то вона використовується тиристор. Зазначений елемент, зазвичай, встановлюється з резисторами. Місткість їх у середньому дорівнює 15 пФ. Рівень провідності струму у разі залежить від завантаженості реле.

Як зробити самостійно?

Зробити своїми руками легко. Для цього важливо використовувати провідне реле. Розширювач йому доцільно підбирати імпульсного типу. Для збільшення чутливості пристрою використовуються конденсатори. Багато фахівців рекомендують резистори встановлювати із ізоляторами.

Для вирішення проблем зі стрибками напруги припаюються фільтри. Якщо розглядати саморобну однофазну модель, модулятор доцільніше підбирати на 20 Вт. Вихідний опір ланцюга трансформатора повинен становити 55 Ом. Безпосередньо для підключення пристрою припаюються вихідні контакти.

Пристрої з конденсаторним резистором

Схема електронного трансформатора для 12В передбачає використання провідного реле. У разі резистори встановлюються за обкладкою. Як правило, модулятори використовують відкритий тип. Також схема електронного трансформатора для галогенних ламп включає 12В випрямлячі, які підбираються з фільтрами.

Для вирішення проблем із комутацією необхідні підсилювачі. Параметр вихідного опору загалом становить 45 Ом. Провідність струму зазвичай не перевищує 10 мк. Якщо розглядати однофазну модифікацію, то вона має тригер. Деякі спеціалісти для збільшення провідності використовують тригери. Однак у разі значно підвищуються теплові втрати.

Трансформатори з регулятором

Трансформатор 220-12 з регулятором влаштований досить просто. Реле у разі стандартно використовується провідного типу. Безпосередньо регулятор встановлюється із модулятором. Для вирішення проблем із зворотною полярністю є кенотрон. Використовуватися може з обкладкою або без неї.

Тригер у разі під'єднується через провідники. Зазначені елементи здатні працювати лише з імпульсними розширювачами. У середньому параметр провідності трансформаторів даного типу не перевищує 12 мк. Також важливо відзначити, що показник негативного опору залежить від чутливості модулятора. Як правило, він не перевищує 45 Ом.

Використання провідних стабілізаторів

Трансформатор 220-12 з провідним стабілізатором зустрічається дуже рідко. Для нормальної роботи пристрою потрібне якісне реле. Показник негативного опору становить середньому 50 Ом. Стабілізатор у разі фіксується на модуляторе. Зазначений елемент насамперед призначений зниження тактової частоти.

Теплові втрати у трансформатора незначні. Однак важливо відзначити, що на тригер чиниться великий тиск. Деякі експерти в цій ситуації рекомендують використовувати ємнісні фільтри. Продаються вони із провідником і без нього.

Моделі з діодним мостом

Трансформатор (12 Вольт) цього типу виробляється з урахуванням селективних тригерів. Показник порогового опору моделей у середньому дорівнює 35 Ом. Для вирішення проблем зі зниженням частоти встановлюються трансівери. Безпосередньо діодні мости застосовуються з різною провідністю. Якщо розглядати однофазні модифікації, то цьому випадку резистори підбираються на дві обкладки. Показник провідності вбирається у 8 мк.

Тетроди трансформаторів дозволяють значно підвищити чутливість реле. Модифікації з підсилювачами трапляються дуже рідко. Основною проблемою трансформаторів цього типу є негативна полярність. Виникає вона внаслідок підвищення температури реле. Щоб виправити ситуацію, багато експертів рекомендують використовувати тригери із провідниками.

Модель Taschibra

Схема електронного трансформатора для галогенних ламп 12В включає тригер на дві обкладки. Реле у моделі використовується дротового типу. Для вирішення проблем зі зниженою частотністю застосовуються розширювачі. Всього у моделі є три конденсатори. Таким чином, проблеми з навантаженням у мережі виникають рідко. У середньому параметр вихідного опору тримається лише на рівні 50 Ом. Як стверджують фахівці, вихідна напруга на трансформаторі не повинна перевищувати 30 Вт. У середньому чутливість модулятора становить 55 мк. Однак у разі важливо враховувати завантаженість розширювача.

Пристрій RET251C

Вказаний електронний трансформатор для ламп виготовляється з вихідним перехідником. Розширювач моделі є дипольного типу. Усього в пристрої встановлено три конденсатори. Резистор застосовується для вирішення проблем із негативною полярністю. Конденсатори моделі перегріваються рідко. Безпосередньо модулятор приєднується через резистор. Загалом у моделі встановлено два тиристори. Насамперед вони відповідають за параметр вихідної напруги. Також тиристори покликані забезпечувати стабільну роботу розширювача.

Трансформатор GET 03

Трансформатор (12 Вольт) вказаної серії користується великою популярністю. Всього у моделі є два резистори. Знаходяться вони поряд із модулятором. Якщо говорити про показники, важливо відзначити, що частота модифікації дорівнює 55 Гц. Підключення пристрою здійснюється через вихідний перехідник.

Розширювач підібраний із ізолятором. З метою вирішення проблем з негативною полярністю використовуються два конденсатори. Регулятор представленої модифікації відсутня. Показник провідності трансформатора становить 4,5 мк. Вихідна напруга коливається в районі 12 ст.

Пристрій ELTR-70

Зазначений електронний трансформатор 12В включає два прохідних тиристора. Відмінною особливістю модифікації є висока тактова частота. Таким чином, процес перетворення струму здійсниться без стрибків напруги. Розширювач моделі використовується без обкладки.

Для зниження чутливості є тригер. Встановлено його стандартно селективного типу. Показник негативного опору становить 40 Ом. Для однофазної модифікації вважається нормальним. Також важливо відзначити, що пристрої підключаються через вихідний перехідник.

Модель ELTR-60

Це трансформатор вирізняє високою стабільністю напруги. Належить модель до однофазних пристроїв. Конденсатор у нього використовується з високою провідністю. Проблеми з негативною полярністю вирішуються з допомогою розширювача. Він встановлений за модулятором. Регулятор у поданому трансформаторі відсутній. Загалом у моделі використовуються два резистори. Місткість у них становить 4,5 пФ. Якщо вірити фахівцям, то перегрів елементів спостерігається вкрай рідко. Вихідна напруга на реле дорівнює строго 12 Ст.

Трансформатори TRA110

Зазначені трансформатори працюють від прохідного реле. Розширювачі моделі використовуються різної ємності. У середньому показник вихідного опору трансформатора становить 40 Ом. Належить модель до двофазних модифікацій. Показник граничної частоти у неї дорівнює 55 Гц. У разі резистори використовуються дипольного типу. Всього у моделі є два конденсатори. Для стабілізації частоти під час роботи пристрою діє модулятор. Провідники у моделі припаяні з високою провідністю.

Зробити блок живлення своїми руками має сенс не лише захопленому радіоаматору. Саморобний блок електроживлення (БП) створить зручності та заощадить чималу суму також у таких випадках:

• Для живлення низьковольтного електроінструменту, для економії ресурсу дорогої акумуляторної батареї (АКБ);
• Для електрифікації приміщень особливо небезпечних за ступенем ураження електрострумом: підвалів, гаражів, сараїв тощо. При живленні змінним струмом велика його величина в низьковольтній проводці здатна створити перешкоди побутовій техніці та електроніці;
• У дизайні та творчості для точного, безпечного та безвідходного різання нагрітим ніхромом пінопласту, поролону, легкоплавких пластиків;
• У світлодизайні – використання спеціальних БП дозволить продовжити життя світлодіодної стрічки та отримати стабільні світлові ефекти. Живлення підводних освітлювачів, та ін від побутової електромережі взагалі неприпустимо;
• Для заряджання телефонів, смартфонів, планшетів, ноутбуків далеко від стабільних джерел електроживлення;
• Для електроакупунктури;
• І багатьох інших, які не мають прямого відношення до електроніки, цілей.

Допустимі спрощення

Професійні БП розраховуються харчування навантаження будь-якого роду, зокрема. реактивною. Серед можливих споживачів – прецизійна апаратура. Задана напруга профі-БП має підтримувати з високою точністю невизначено довгий час, яке конструкція, захист і автоматика повинні допускати експлуатацію некваліфікованим персоналом у важких умовах, напр. біологами для живлення своїх приладів у теплиці чи експедиції.

Аматорський лабораторний блок живлення вільний від цих обмежень і тому може бути спрощений при збереженні достатніх для власного вживання якісних показників. Далі шляхом також нескладних удосконалень з нього можна отримати БП спеціального призначення. Чим ми зараз і займемося.

Скорочення

1. КЗ – коротке замикання.
2. ХХ – холостий перебіг, тобто. раптове відключення навантаження (споживача) чи обрив у його ланцюга.
3. КСН – коефіцієнт стабілізації напруги. Він дорівнює відношенню зміни вхідної напруги (у % або разах) до такого ж вихідного при постійному струмі споживання. Напр. напруга мережі впала «на повну», з 245 до 185В. Щодо норми 220В це буде 27%. Якщо КРН БП дорівнює 100, вихідна напруга зміниться на 0,27%, що при його величині 12В дасть дрейф 0,033В. Для аматорської практики більш ніж прийнятно.
4. ІСН – джерело нестабілізованої первинної напруги. Це може бути трансформатор на залізі з випрямлячем або імпульсний інвертор напруги мережі (ІВН).
5. ІІН - працюють на підвищеній (8-100 кГц) частоті, що дозволяє використовувати легкі компактні трансформатори на фериті з обмотками з декількох десятків витків, але не позбавлені недоліків, див. нижче.
6. РЕ – регулюючий елемент стабілізатора напруги (СН). Підтримує на виході задану величину.
7. ІОН – джерело опорної напруги. Задає еталонне його значення, яким разом із сигналами зворотний зв'язок ОС пристрій управління УУ впливає на РЕ.
8. СНН - стабілізатор напруги безперервної дії; просто - "аналоговий".
9. ІДН – імпульсний стабілізатор напруги.
10. ДБЖ – імпульсний блок живлення.

Примітка: як СНН, так і ІДН можуть працювати як від ІСН промислової частоти з трансформатором на залозі, так і від ІВН.

Про комп'ютерні БП

ДБЖ компактні та економічні. А в коморі у багатьох валяється БП від старого комп'ютера, морально застарілий, але справний. Тож чи не можна пристосувати імпульсний блок живлення від комп'ютера для аматорських/робочих цілей? На жаль, комп'ютерний ДБЖ досить високо спеціалізований пристрій та можливості його застосування у побуті/на роботі дуже обмежені:

Використовувати ДБЖ, перероблений з комп'ютерного, звичайному любителю доцільно, мабуть, лише живлення електроінструменту; про це див. далі. Другий випадок – якщо любитель займається ремонтом ПК та/або створенням логічних схем. Але тоді він уже знає, як для цього пристосувати БП від комп'ютера:

1. Навантажити основні канали +5В та +12В (червоні та жовті дроти) ніхромовими спіральками на 10-15% номінального навантаження;
2. Зелений провід м'якого запуску (кнопкою слабку на передній панелі системника) pc on замкнути на загальний, тобто. на будь-який із чорних проводів;
3. Увімк/викл виробляти механічно, тумблером на задній панелі БП;
4. При механічному (залізному) I/O «дежурка», тобто. незалежне живлення USB портів +5В також вимикатиметься.

За справу!

Внаслідок недоліків ДБЖ, плюс їхня принципова і схемотехнічна складність, ми тільки наприкінці розглянемо пару таких, але простих і корисних, і поговоримо про методику ремонту ІВП. Основна частина матеріалу присвячена СНН і ИПН з трансформаторами промислової частоти. Вони дозволяють людині, яка тільки-но взяла в руки паяльник, побудувати БП дуже високої якості. А маючи його на господарстві, освоїти техніку «тонше» буде легше.

ІСН

Спочатку розглянемо ІСН. Імпульсні докладніше залишимо до розділу про ремонт, але у них із «залізними» є загальне: силовий трансформатор, випрямляч та фільтр придушення пульсацій. У комплексі вони можуть бути реалізовані по-різному за призначенням БП.

Поз. 1 на Мал. 1 - однонапівперіодний (1П) випрямляч. Падіння напруги на діоді найменше, прибл. 2в. Але пульсація випрямленого напруги – із частотою 50Гц і «рвана», тобто. з проміжками між імпульсами, тому конденсатор фільтра пульсацій Сф повинен бути в 4-6 разів більшої ємності, ніж у інших схемах. Використання силового трансформатора Тр потужністю – 50%, т.к. випрямляється всього 1 напівхвиля. З цієї причини в магнитопроводе Тр виникає перекіс магнітного потоку і його «бачить» як активну навантаження, бо як індуктивність. Тому 1П випрямлячі використовуються тільки на малу потужність і там, де по-іншому ніяк не можна, напр. в ІВН на блокінг-генераторах і з демпферним діодом, див.

Примітка: чому 2В, а не 0,7В, при яких відкривається p-nперехід у кремнії? Причина – наскрізний струм, про який див. далі.

Поз. 2 – 2-напівперіодний із середньою точкою (2ПС). Втрати на діодах такі самі, як і перед. випадку. Пульсація – 100 Гц суцільна, отже Сф необхідний найменший із потенційних. Використання Тр – 100% Нестача – подвоєна витрата міді на вторинну обмотку. За часів, коли випрямлячі робили на лампах-кенотронах, це мало значення, а тепер – визначальне. Тому 2ПС використовують у низьковольтних випрямлячах, переважно підвищеної частоти з діодами Шоттки в ДБЖ, проте принципових обмежень за потужністю 2ПС немає.

Поз. 3 - 2-напівперіодний бруківка, 2ПМ. Втрати на діодах – подвоєні проти поз. 1 і 2. Решта – як у 2ПС, але міді на вторинку потрібно майже вдвічі менше. Майже тому, що кілька витків доводиться доматувати, щоб компенсувати втрати на парі «зайвих» діодів. Найбільш уживана схема на напругу від 12В.

Поз. 3 – двополярний. "Міст" зображений умовно, як прийнято в принципових схемах (звикайте!), і повернутий на 90 градусів проти годинникової стрілки, але насправді це пара включених різнополярно 2ПС, як видно далі на рис. 6. Витрата міді як у 2ПС, втрати на діодах як у 2ПМ, інше як у того й іншого. Будується переважно живлення аналогових пристроїв, потребують симетрії напруги: Hi-Fi УМЗЧ, ЦАП/АЦП та інших.

Поз. 4 – двополярний за схемою паралельного подвоєння. Дає без додаткових заходів підвищену симетрію напруги, т.к. асиметрію вторинної обмотки виключено. Використання Тр 100%, пульсації 100 Гц, але рвані, тому Сф необхідні подвоєної ємності. Втрати на діодах приблизно 2,7В з допомогою взаємного обміну наскрізними струмами, див. далі, і за потужності понад 15-20 Вт різко зростають. Будуються переважно як малопотужні допоміжні для незалежного живлення операційних підсилювачів (ОУ) та ін. малопотужних, але вимогливих до якості електроживлення аналогових вузлів.

Як вибрати трансформатор?

У ДБЖ вся схема найчастіше чітко прив'язана до типорозміру (точніше – до обсягу та площі поперечного перерізу Sс) трансформатора/трансформаторів, т.к. використання тонких процесів у фериті дозволяє спростити схему при більшій її надійності. Тут «якось по-своєму» зводиться до точного дотримання рекомендацій розробника.

Трансформатор на залозі вибирають з урахуванням особливостей СНН, або узгоджуються з ними за його розрахунку. Падіння напруги на РЕ Uре не треба брати менше 3В, інакше КРН різко впаде. При збільшенні Uре КСН дещо зростає, але набагато швидше зростає розсіювана РЕ потужність. Тому Uре беруть 4-6 В. До нього додаємо 2 (4) Втрат на діодах і падіння напруги на вторинній обмотці Тр U2; для діапазону потужностей 30-100 Вт і напруги 12-60 В беремо його 2,5В. U2 виникає переважно не на омічному опорі обмотки (воно у потужних трансформаторів взагалі мізерно мало), а внаслідок втрат на перемагнічування сердечника та створення поля розсіювання. Просто частина енергії мережі, «накачаной» первинної обмоткою в магнітопровід, випаровується у світовий простір, що і враховує величина U2.

Отже, ми нарахували, припустимо, для мостового випрямляча, 4+4+2,5 = 10,5В лишку. Додаємо його до необхідної вихідної напруги БП; нехай це буде 12В, і ділимо на 1,414, отримаємо 22,5 / 1,414 = 15,9 або 16В, це буде найменша допустима напруга вторинної обмотки. Якщо Тр фабричний, із типового ряду беремо 18В.

Тепер справа йде струм вторинки, який, природно, дорівнює максимальному струму навантаження. Нехай нам потрібне 3А; множимо на 18В, буде 54Вт. Ми отримали габаритну потужність Тр, Pг, а паспортну P знайдемо, поділивши Pг на ККД Тр η, що залежить від Pг:

• до 10Вт, η = 0,6.
• 10-20 Вт, η = 0,7.
• 20-40 Вт, η = 0,75.
• 40-60 Вт, η = 0,8.
• 60-80 Вт, η = 0,85.
• 80-120 Вт, η = 0,9.
• від 120 Вт, η = 0,95.

У нашому випадку P = 54/0,8 = 67,5Вт, але такого типового значення немає, так що доведеться брати 80Вт. Для того щоб отримати на виході 12Вх3А = 36Вт. Паровоз, та й годі. Можна навчитися розраховувати і мотати «транси» самому. Тим більше що в СРСР були розроблені методики розрахунку трансформаторів на залозі, що дозволяють без втрати надійності вичавлювати 600Вт із сердечника, який, при розрахунку за радіоаматорськими довідниками, здатний дати всього 250Вт. «Залізний транс» зовсім не такий тупий, як здається.

СНН

Випрямлену напругу потрібно стабілізувати і найчастіше регулювати. Якщо навантаження потужніше 30-40 Вт, необхідний захист від КЗ, інакше несправність БП може викликати аварію мережі. Все це разом робить СНН.

Простий опорний

Початківцю краще відразу не лізти у великі потужності, а зробити для проби простий високостабільний СНН на 12в за схемою Рис. 2. Його можна буде потім використовувати як джерело еталонної напруги (точна його величина виставляється R5), для перевірки приладів або як ІОН високоякісного СНН. Максимальний струм навантаження цієї схеми всього 40мА, але КСН на допотопному ГТ403 і такому ж стародавньому К140УД1 більше 1000, а при заміні VT1 на кремнієвій середній потужності і DA1 на будь-який з сучасних ОУ перевищить 2000 і навіть 250. -200 мА, що вже годиться у справу.

0-30

Наступний етап – блок живлення з регулюванням напруги. Попередній виконаний за т. зв. компенсаційної схеми порівняння, але переробити такий великий струм складно. Ми зробимо новий СНН на основі емітерного повторювача (ЕП), в якому РЕ та УУ поєднані лише в 1-му транзисторі. КВН вийде десь 80-150, але любителю цього вистачить. Зате СНН на ЕП дозволяє без особливих хитрощів отримати вихідний струм до 10А і більше, скільки віддасть Тр і витримає РЕ.

Схема простого БП на 0-30В наведено на поз. 1 Мал. 3. ІСН для нього – готовий трансформатор типу ТПП або ТС на 40-60 Вт із вторинною обмоткою на 2х24В. Випрямляч типу 2ПС на діодах на 3-5А і більше (КД202, КД213, Д242 тощо). VT1 встановлюється на радіатор площею 50 кв. см; дуже добре підійде старий процесор від ПК. За таких умов цей СНН не боїться КЗ, тільки VT1 ​​і Тр грітися будуть, так що для захисту вистачить запобіжника на 0,5А ланцюга первинної обмотки Тр.

Поз. 2 показує, наскільки зручний для любителя ССП на ЕП: там схема БП на 5А з регулюванням від 12 до 36 В. Цей БП може віддати в навантаження і 10А, якщо знайдеться Тр на 400Вт 36В. Перша його особливість - інтегральний СНН К142ЕН8 (переважно з індексом Б) виступає в незвичайній ролі УУ: до його власних 12В на виході додається, частково або повністю, всі 24В, напруга від ІОН на R1, R2, VD5, VD6. Ємності С2 та С3 запобігають збудженню на ВЧ DA1, що працює в незвичайному режимі.

Наступний момент - пристрій захисту від КЗ на R3, VT2, R4. Якщо падіння напруги на R4 перевищить приблизно 0,7В, VT2 відкриється, замкне на загальний дріт базовий ланцюг VT1, він закриється та відключить навантаження від напруги. R3 потрібен, щоб екстраток при спрацьовуванні УЗ не вивів з ладу DA1. Збільшувати його номінал зайве, т.к. при спрацьовуванні УЗ необхідно надійно замкнути VT1.

І останнє - здається надмірною ємність конденсатора вихідного фільтра С4. У разі це безпечно, т.к. максимальний струм колектора VT1 25А забезпечує його заряд при включенні. Але цей СНН може протягом 50-70 мс віддати в навантаження струм до 30А, так що цей простий блок живлення придатний для живлення низьковольтного електроінструменту: його пусковий струм не перевищує такого значення. Потрібно тільки зробити (хоча б з оргскла) контактну колодку-черевик з кабелем, що одягається на п'яту рукояті, і нехай «акумич» відпочиває та береже ресурс до виїзду.

Про охолодження

Припустимо, у цій схемі на виході 12В при максимумі 5А. Це лише середня потужність електролобзика, але, на відміну від дриля або шуруповерта, він бере її постійно. На С1 міститься близько 45В, тобто. на РЕ VT1 залишається десь 33В при струмі 5А. Розсіювана потужність - більше 150Вт, навіть більше 160, якщо врахувати, що VD1-VD4 теж треба охолоджувати. Звідси ясно, що будь-який потужний регульований БП має бути забезпечений дуже ефективною системою охолодження.

Ребристий/гольчастий радіатор на природній конвекції проблеми не вирішує: розрахунок показує, що потрібна поверхня, що розсіює, від 2000 кв. див. та товщина тіла радіатора (пластини, від якої відходять ребра або голки) від 16 мм. Придбати стільки алюмінію у фасонному виробі у власність для любителя було і залишається мрією у кришталевому замку. Процесорний кулер з обдуванням також не годиться, він розрахований на меншу потужність.

Один з варіантів для домашнього майстра - алюмінієва пластина товщиною від 6 мм і розмірами від 150х250 мм з насвердленими по радіусах від місця встановлення охолоджуваного елемента в шаховому порядку отворами діаметра, що збільшується. Вона ж стане задньою стінкою корпусу БП, як на Мал. 4.

Неодмінна умова ефективності такого охолоджувача – нехай слабкий, але безперервний струм повітря крізь перфорацію зовні. Для цього в корпусі (бажано вгорі) встановлюють малопотужний вентилятор витяжний. Підійде комп'ютерний діаметр від 76 мм, напр. дод. кулер HDD чи відеокарти. Його підключають до висновків 2 та 8 DA1, там завжди 12В.

Примітка: загалом радикальний спосіб подолати цю проблему - вторинна обмотка Тр з відведеннями на 18, 27 і 36В. Первинну напругу перемикають, дивлячись по тому, який інструмент у роботі.

І все-таки ДБЖ

Описаний БП для майстерні добрий і дуже надійний, але тягати його із собою на виїзд тяжко. Ось тут і доведеться комп'ютерний БП: до більшості його недоліків електроінструмент нечутливий. Деяка доробка зводиться найчастіше до встановлення вихідного (найближчого до навантаження) електролітичного конденсатора великої ємності з метою, описаною вище. Рецептів переробки комп'ютерних БП під електроінструмент (переважно шуруповерти, як не дуже потужні, але дуже корисні) у рунеті відомо чимало, один із способів показаний у ролику нижче для інструмента на 12В.

Відео: БП 12В з комп'ютерного

З інструментами на 18В ще простіше: за тієї ж потужності вони споживають менший струм. Тут може стати в нагоді куди більш доступний пристрій запалювання (баласт) від лампи-економки на 40 і більше Вт; його можна повністю помістити в корпус від непридатної АКБ, і зовні залишиться тільки кабель з вилкою. Як із баласту від згорілої економки зробити блок живлення для шуруповерта на 18В, див. наступне відео.

Відео: БП 18В для шуруповерта

Високий клас

Але повернемося до ССП на ЕП, їхні можливості далеко ще не вичерпані. Рис. 5 – двополярний потужний блок живлення з регулюванням 0-30 В, придатний для Hi-Fi звукової апаратури та інших вибагливих споживачів. Установка вихідної напруги проводиться однією ручкою (R8), а симетрія каналів підтримується автоматично за будь-якої його величини і будь-якого струму навантаження. Педант-формаліст, побачивши цю схему, можливо, посивіє на очах, але у автора такої БП справно працює вже близько 30 років.

Головним каменем спотикання при його створенні було δr = δu/δi, де δu та δi – малі миттєві збільшення напруги та струму відповідно. Для розробки та налагодження висококласної апаратури потрібно, щоб δr не перевищувало 0,05-0,07 Ом. Просто δr визначає здатність БП миттєво реагувати на кидки струму споживання.

У ССП на ЕП δr дорівнює такому ІОН, тобто. стабілітрона, поділеному на коефіцієнт передачі струму β РЕ. Але у потужних транзисторів β на великому колекторному струмі сильно падає, а δr стабілітрона становить від одиниць до десятків Ом. Тут же, щоб компенсувати падіння напруги на РЕ і зменшити температурний дрейф вихідної напруги, довелося набрати їх цілий ланцюжок навпіл з діодами: VD8-VD10. Тому опорна напруга з ІОН знімається через додатковий ЕП на VT1, його множується на РЕ.

Наступна фішка цієї конструкції – захист від КЗ. Найпростіша, описана вище, у двополярну схему ніяк не вписується, тому завдання захисту вирішено за принципом «проти брухту немає прийому»: захисного модуля як такого немає, але є надмірність параметрів потужних елементів – КТ825 та КТ827 на 25А та КД2997А на 30А. Т2 такий струм дати не здатний, а поки він розігріється, встигнуть згоріти FU1 та/або FU2.

Примітка: Індикацію перегорання запобіжників на мініатюрних лампах розжарювання не обов'язково. Просто тоді світлодіоди були ще досить дефіцитні, а Смок у загашнику налічувалося кілька жменей.

Залишилося вберегти РЕ від екстраток розряду фільтра пульсацій С3, С4 при КЗ. І тому вони включені через обмежувальні резистори малого опору. При цьому в схемі можуть виникнути пульсації з періодом, що дорівнює постійному часу R(3,4)C(3,4). Їх запобігають С5, С6 меншій ємності. Їхні екстратоки для РЕ вже не небезпечні: заряд стіче швидше, ніж кристали КТ825/827, що потужнять, розігріються.

Симетрію виходу забезпечує ОУ DA1. РЕ мінусового каналу VT2 відкривається струмом через R6. Як тільки мінус виходу по модулю перевершить плюс, він відкриє VT3, а той підзакриє VT2 і абсолютні величини вихідних напруг зрівняються. Оперативний контроль за симетрією виходу здійснюється по стрілочному приладі з нулем посередині шкали P1 (на врізанні його зовнішній вигляд), а регулювання при необхідності - R11.

Остання особливість - вихідний фільтр С9-С12, L1, L2. Така його побудова необхідна для поглинання можливих ВЧ наведень від навантаження, щоб не ламати голову: досвідчений зразок глючить чи БП «заковбасило». З одними електролітичними конденсаторами, зашунтованими керамікою, тут повної визначеності немає, заважає велика власна індуктивність «електролітів». А дроселі L1, L2 поділяють «віддачу» навантаження за спектром, і кожному своє.

Цей БП, на відміну від попередніх, вимагає деякої налагодження:

1. Підключають навантаження на 1-2 А за 30В;
2. R8 ставлять на максимум, крайнє верхнє за схемою положення;
3. За допомогою еталонного вольтметра (зараз підійде будь-який цифровий мультиметр) і R11 виставляють рівні абсолютної величини напруги каналів. Можливо, якщо ОУ без можливості балансування доведеться підібрати R10 або R12;
4. Підстроєчником R14 виставляють P1 точно на нуль.

Про ремонт БП

БП виходять з ладу частіше за інші електронні пристрої: вони приймають на себе перший удар кидків мережі, їм багато чого дістається і від навантаження. Навіть якщо ви не маєте наміру робити свій БП, ДБЖ знайдеться, крім комп'ютера, в мікрохвильовій печі, пральній та ін побутовій техніці. Вміння діагностувати БП та знання основ електробезпеки дасть можливість якщо не усунути несправність самому, то вже зі знанням справи поторгуватись про ціну з ремонтниками. Тому подивимося, як проводиться діагностика та ремонт БП, особливо з ІВН, т.к. понад 80% відмов посідає їхню частку.

Насичення та протяг

Насамперед – про деякі ефекти, без розуміння яких працювати з ДБЖ не можна. Перший – насичення феромагнетиків. Вони не здатні прийняти у собі енергії більш певної величини, яка залежить від властивостей матеріалу. На залозі любителі з насиченням стикаються рідко, його можна намагнітити до кількох Тл (Тесла, одиниця виміру магнітної індукції). При розрахунку залізних трансформаторів індукцію беруть 07-17 Тл. Феріти витримують лише 0,15-0,35 Тл, їх петля гістерезису «прямокутніша», і працюють на підвищених частотах, так що ймовірність «заскочити в насичення» у них на порядок вище.

Якщо магнітопровід наситився, індукція в ньому більше не зростає і ЕРС вторинних обмоток зникає, хоч би первинка вже плавилася (пам'ятаєте шкільну фізику?). Тепер виключимо первинний струм. Магнітне поле в магнітом'яких матеріалах (магнітожорсткі – це постійні магніти) не може існувати стаціонарно, як електричний заряд або вода в баку. Воно почне розсіюватися, індукція падати, і в усіх обмотках наведеться ЕРС протилежної вихідної полярності. Цей ефект досить широко використовується в ІВП.

На відміну від насичення, наскрізний струм напівпровідникових приладах (просто – протяг) явище безумовно шкідливе. Він виникає внаслідок формування/розсмоктування об'ємних зарядів у p і n областях; у біполярних транзисторів – переважно у базі. Польові транзистори та діоди Шоттки від протягу практично вільні.

Напр., при подачі/зняття напруги на діод він, поки заряди не зберуться/розсмокчуться, проводить струм в обох напрямках. Саме тому втрати напруги на діодах у випрямлячах більше 0,7 В: у момент перемикання частина заряду фільтрового конденсатора встигає стекти через обмотку. У випрямлячі з паралельним подвоєнням протяг стікає відразу через обидва діоди.

Протяг транзисторів викликає викид напруги на колекторі, здатний зіпсувати прилад або, якщо підключене навантаження, наскрізним екстратоком пошкодити її. Але і так транзисторний протяг збільшує динамічні втрати енергії, як і діодний, і зменшує ККД пристрою. Потужні польові транзистори йому майже схильні, т.к. не накопичують заряд в основі за її відсутністю, і тому перемикаються дуже швидко і плавно. «Майже», тому що їхні ланцюги виток-затвор захищені від зворотної напруги діодами Шоттки, які трішки, але прозирають.

Типи ІПН

ДБЖ ведуть свій родовід від блокінг-генератора, поз. 1 на Мал. 6. При включенні Uвх VT1 відкритий струмом через Rб, по обмотці Wк тече струм. Миттєво вирости до краю він не може (знов згадуємо шкільну фізику), в базовій Wб та обмотці навантаження Wн наводиться ЕРС. З Wб вона через Сб форсує відмикання VT1. По Wн струм поки не тече, не пускає VD1.

Коли магнітопровід насититься, струми в Wб і Wн припиняються. Потім за рахунок дисипації (розсмоктування) енергії індукція падає, в обмотках наводиться ЕРС протилежної полярності, і зворотна напруга Wб миттєво замикає (блокує) VT1, рятуючи його від перегріву та теплового пробою. Тому така схема і названа блокінг-генератором або просто блокінгом. Rк і Ск відсікають ВЧ перешкоди, яких блокінг дає хоч греблю гати. Тепер з Wн можна зняти деяку корисну потужність, але через випрямляч 1П. Ця фаза продовжується, поки Сб не перезарядиться повністю або поки не вичерпається запасена магнітна енергія.

Потужність ця, втім, невелика, до 10Вт. Якщо спробувати більше, VT1 згорить від найсильнішого протягу, перш ніж заблокується. Оскільки Тр насичується, ККД блокінгу нікуди не годиться: більше половини запасеної в магнітопроводі енергії летить гріти інші світи. Щоправда, за рахунок того ж насичення блокінг певною мірою стабілізує тривалість та амплітуду своїх імпульсів, а схема його дуже проста. Тому ІПН на основі блокінгу часто застосовують у дешевих телефонних зарядках.

Примітка: величина Сб багато в чому, але не повністю, як пишуть у аматорських довідниках, визначає період повторення імпульсів. Величина його ємності повинна бути пов'язана з властивостями та розмірами магнітопроводу та швидкодією транзистора.

Блокінг свого часу породив малу розгортку телевізорів з електронно-променевими трубками (ЕЛТ), а вона – ІПН з демпферним діодом, поз. 2. Тут УУ за сигналами від Wб і ланцюга зворотного зв'язку ЦОС примусово відкриває/замикає VT1, перш ніж Тр насититься. При замкненому VT1 зворотний струм Wк замикається через цей демпферний діод VD1. Це робоча фаза: вже більша, ніж у блокінгу, частина енергії знімається в навантаження. Велика тому, що за повного насичення вся зайва енергія відлітає, а тут цього зайве мало. Таким шляхом вдається знімати потужність до кількох десятків Вт. Однак, оскільки УУ не може спрацювати, поки Тр не підійшов до насичення, транзистор проходить все-таки сильно, динамічні втрати великі і ККД схеми бажає набагато більшого.

ІВП з демпфером досі живі в телевізорах і дисплеях з ЕПТ, оскільки в них ІВП і вихід малої розгортки поєднані: потужний транзистор і Тр загальні. Це набагато скорочує витрати виробництва. Але, відверто кажучи, ІВН з демпфером принципово хирлявий: транзистор і трансформатор змушені постійно працювати на межі аварії. Інженери, які зуміли довести цю схему до прийнятної надійності, заслуговують на глибоку повагу, але пхати туди паяльник нікому, крім майстрів, які пройшли професійну підготовку і мають відповідний досвід, настійно не рекомендується.

Двотактний ІПН з окремим трансформатором зворотного зв'язку застосовується найбільш широко, т.к. володіє найкращими якісними показниками та надійністю. Втім, щодо ВЧ перешкод і він страшно грішить порівняно з БП «аналоговими» (з трансформаторами на залозі та СНН). В даний час ця схема існує в багатьох модифікаціях; потужні біполярні транзистори в ній майже повністю витіснені польовими, керованими спец. ІМС, але принцип дії залишається незмінним. Його ілюструє вихідна схема, поз. 3.

Пристрій обмеження обмежує струм заряду ємностей вхідного фільтра Сфвх1(2). Їхня велика величина – неодмінна умова роботи пристрою, т.к. за один робочий цикл їх відбирається мала частка запасеної енергії. Грубо кажучи, вони відіграють роль водонапірного бака чи повітряного ресивера. При заряді «на коротко» екстраток заряду може перевищувати 100А на час до 100 мс. Rc1 і Rc2 опором порядку МОм необхідні симетрування напруги фільтра, т.к. найменший розбаланс його плечей неприпустимий.

Коли Сфвх1(2) зарядяться, пристрій запуску УЗ формує імпульс, що відкриває одне з плечей (яке – все одно) інвертора VT1 VT2. По обмотці Wк великого силового трансформатора Тр2 тече струм і магнітна енергія з його осердя через обмотку Wн майже повністю йде на випрямлення і навантаження.

Невелика частина енергії Тр2, що визначається величиною Rогр, знімається з обмотки Wос1 і подається на обмотку Wос2 маленького базового трансформатора зворотного зв'язку Тр1. Він швидко насичується, відкрите плече закривається і завдяки диссипації в Тр2 відкривається раніше закрите, як описано для блокінгу, і цикл повторюється.

По суті, двотактний ІВН – 2 блокінги, які «пишають» один одного. Оскільки потужний Тр2 не насичується, протяг VT1 VT2 невеликий, повністю «тоне» в магнітопроводі Тр2 і зрештою йде в навантаження. Тому двотактний ІВП може бути побудований на потужність до декількох кВт.

Найгірше, якщо він опиниться в режимі ХХ. Тоді за напівцикл Тр2 встигне насититися і найсильніший протяг спалить відразу обидва VT1 і VT2. Втім, зараз є у продажу силові ферити на індукцію до 0,6 Тл, але вони дорогі та від випадкового перемагнічування деградують. Розробляються ферити більш ніж на 1 Тл, але щоб ІВН досягли «залізної» надійності, треба хоча б 2,5 Тл.

Методика діагностування

Під час пошуку несправностей в «аналоговому» БП, якщо він «тупо мовчить», перевіряють спочатку запобіжники, потім захист, РЕ та ІОН, якщо в ньому є транзистори. Дзвоняться нормально - йдемо далі поелементно, як описано нижче.

В ІВН, якщо він «заводиться» і одразу «глохне», перевіряють спочатку УО. Струм у ньому обмежує потужний резистор малого опору, потім оптотиристором, що шунтується. Якщо "резик" мабуть підгорів, змінюють його і оптрон. Інші елементи УО виходять з ладу вкрай рідко.

Якщо ІВН "мовчить, як риба об лід", діагностику починають теж з УО (може, "резик" зовсім згорів). Потім – УЗ. У дешевих моделях у них використовують транзистори в режимі лавинного пробою, що далеко не дуже надійно.

Наступний етап, у будь-яких БП – електроліти. Руйнування корпусу та витікання електроліту зустрічаються далеко не так часто, як пишуть у рунеті, але втрата ємності трапляється набагато частіше, ніж вихід з ладу активних елементів. Перевіряють електролітичні конденсатори мультиметром із можливістю вимірювання ємності. Нижче номіналу на 20% і більше – опускаємо «дохляка» у відстій та ставимо новий, добрий.

Потім активні елементи. Як продзвонювати діоди та транзистори ви, напевно, знаєте. Але тут є 2 підступи. Перша - якщо діод Шоттки або стабілітрон дзвониться тестером з батарейкою на 12В, то прилад може показати пробій, хоча діод справний. Ці компоненти краще дзвонити стрілочним приладом із батареєю на 1,5-3 Ст.

Друга – потужні польовики. Вище (звернули увагу?) сказано, що їх І-З захищені діодами. Тому потужні польові транзистори дзвоняться начебто справні біполярні навіть непридатними, якщо канал «вигорів» (деградував) не повністю.

Тут єдиний доступний вдома спосіб – заміна на свідомо справні, причому обох одразу. Якщо в схемі залишився горілий, він негайно потягне новий справний. Електронники жартують, мовляв, потужні польовики жити один без одного не можуть. Ще проф. жарт – «заміна гей-пари». Це до того, що транзистори плечей ІВН повинні бути однотипними.

Нарешті, плівкові та керамічні конденсатори. Для них характерні внутрішні обриви (перебувають тим же тестером з перевіркою «кондиціонерів») і витік або пробою під напругою. Щоб їх «виловити», потрібно зібрати простеньку схему Мал. 7. Покроково перевірка електричних конденсаторів на пробій та витік здійснюється так:

• Ставимо на тестері, нікуди його не підключаючи, найменшу межу вимірювання постійної напруги (найчастіше – 0,2В або 200мВ), засікаємо та записуємо власну похибку приладу;
• Включаємо межу виміру 20В;
• Підключаємо підозрілий конденсатор у точки 3-4, тестер до 5-6, а на 1-2 подаємо постійну напругу 24-48;
• Перемикаємо межі напруги мультиметра вниз до найменшого;
• Якщо на будь-якому тестер показав хоч щось, крім 0000.00 (найменше – щось, крім власної похибки), конденсатор, що перевіряється, не придатний.

На цьому методична частина діагностики закінчується і починається творча, де всі інструкції – власні знання, досвід та міркування.

Пара імпульсників

ДБЖ стаття особлива, внаслідок їх складності та схемного розмаїття. Тут ми, для початку, розглянемо пару зразків на широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), що дозволяє отримати найкращу якість ДБЖ. Схем на ШІМ у рунеті багато, але не такий страшний ШІМ, як його малюють.

Для світлодизайну

Просто запалити світлодіодну стрічку можна від будь-якого описаного вище БП, крім того, що на Рис. 1, виставивши необхідну напругу. Добре підійде СНН із поз. 1 Мал. 3, таких нескладно зробити 3, для каналів R, G і B. Але довговічність і стабільність світіння світлодіодів залежать не від прикладеної до них напруги, а від струму, що протікає через них. Тому хороший блок живлення для світлодіодної стрічки повинен включати стабілізатор струму навантаження; технічно - джерело стабільного струму (ІСТ).

Одна із схем стабілізації струму світлоденти, доступна для повторення любителями, наведена на Рис. 8. Зібрано її на інтегральному таймері 555 (вітчизняний аналог – К1006ВІ1). Забезпечує стабільний струм стрічки від БП напругою 9-15 В. Розмір стабільного струму визначається за формулою I = 1/(2R6); у разі – 0,7А. Потужний транзистор VT3 – обов'язково польовий, від протягу через заряд бази біполярного ШІМ просто не сформується. Дросель L1 намотаний на феритовому кільці 2000НМ K20x4x6 джгутом 5хПЕ 0,2 мм. До витків – 50. Діоди VD1 ,VD2 – будь-які кремнієві ВЧ (КД104, КД106); VT1 та VT2 – КТ3107 або аналоги. З КТ361 тощо. діапазони вхідної напруги та регулювання яскравості зменшаться.

Працює схема так: спочатку часзадающая ємність С1 заряджається ланцюгом R1VD1 і розряджається через VD2R3VT2, відкритий, тобто. що знаходиться в режимі насичення через R1R5. Таймер генерує послідовність імпульсів із максимальною частотою; точніше – з мінімальною шпаруватістю. Безінерційний ключ VT3 формує потужні імпульси, яке обв'язування VD3C4C3L1 згладжує їх до постійного струму.

Примітка: шпаруватість серії імпульсів є відношення періоду їхнього прямування до тривалості імпульсу. Якщо, напр., тривалість імпульсу 10 мкс, а проміжок з-поміж них 100 мкс, то шпаруватість буде 11.

Струм у навантаженні наростає, і падіння напруги на R6 відкриває VT1, тобто. переводить його з режиму відсікання (замикання) в активний (підсилювальний). Це створює ланцюг витоку струму бази VT2 R2VT1+Uпит і VT2 також перетворюється на активний режим. Струм розряду С1 зменшується, час розряду збільшується, шпаруватість серії зростає і середнє значення струму падає до норми, заданої R6. У цьому є суть ШИМ. На мінімум струму, тобто. при максимальній шпаруватості, С1 розряджається ланцюгом VD2-R4-внутрішній ключ таймера.

В оригінальній конструкції можливість оперативного регулювання струму та, відповідно, яскравості свічення, не передбачена; потенціометрів на 0,68 Ом немає. Найпростіше регулювати яскравість, включивши після налагодження в розрив між R3 та емітером VT2 потенціометр R* на 3,3-10 кОм, виділено коричневим. Пересуваючи його двигун вниз за схемою, збільшимо час розряду С4, шпаруватість і зменшимо струм. Інший спосіб - шунтувати базовий перехід VT2, включивши потенціометр приблизно на 1 МОм в точки а і б (виділено червоним), менш кращий, тому що ця функція має важливе значення. регулювання вийде більш глибоким, але грубим і гострим.

На жаль, для налагодження цього корисного не тільки для світлолент ІСТ потрібен осцилограф:

1. Подають на схему мінімальне +Uпіт.
2. Підбором R1 (імпульс) і R3 (пауза) досягають шпаруватості 2, тобто. тривалість імпульсу повинна дорівнювати тривалості паузи. Давати шпаруватість менше 2 не можна!
3. Подають максимальне +Uпіт.
4. Підбором R4 досягають номінальної величини стабільного струму.

Для зарядки

Рис. 9 – схема найпростішого ІСН з ШИМ, придатного для зарядки телефону, смартфона, планшета (ноутбук, на жаль, не потягне) від саморобної сонячної батареї, вітрогенератора, мотоциклетного або автомобільного акумулятора, магнето ліхтарика-«жучка» та інших малопотужних нестабільних електроживлення. Див. на схемі діапазон вхідної напруги, там не помилка. Цей ІСН і справді здатний видавати на вихід напругу, більшу за вхідну. Як і в попередньому, тут є ефект зміни полярності виходу щодо входу, це взагалі фірмова фішка схем із ШІМ. Сподіватимемося, що, прочитавши уважно попереднє, ви в роботі цієї крохотульки розберетеся самі.

Принагідно про заряд і зарядки

Заряд акумуляторів дуже складний і тонкий фізико-хімічний процес, порушення якого й у десятки разів знижує їх ресурс, тобто. до циклів заряд-розряд. Зарядний пристрій повинен за дуже малими змінами напруги АКБ обчислювати, скільки прийнято енергії та регулювати відповідно струм заряду за певним законом. Тому зарядний пристрій аж ніяк не БП і заряджати від звичайних БП можна тільки АКБ у пристроях із вбудованим контролером заряду: телефонах, смартфонах, планшетах, окремих моделях цифрових фотокамер. А зарядка, яка має зарядний пристрій – предмет окремої розмови.

Запитання-ремонт.ру сказав(а):

Іскрів від випрямляча буде, але, можливо, нічого страшного. Справа в т. зв. диференціальний вихідний опір джерела живлення. У лужних акумуляторів воно порядку мОм (міліом), у кислотних ще менше. У трансу з мостом без згладжування – десяті та соті частки Ом, тобто прим. у 100 – 10 разів більше. А пусковий струм колекторного мотора постійного струму може бути більше робочого разу в 6-7 і навіть у 20. У вашого, швидше за все, ближче до останнього - мотори, що швидко розганяються, компактніше і економічніше, а величезна перевантажувальна здатність акумуляторів дозволяє давати движку струму, скільки з'їсть на розгін. Транс з випрямлячем стільки миттєвого струму не дадуть, і двигун розганяється повільніше, ніж розрахований, і з великим ковзанням якоря. Від цього, від великого ковзання і виникає іскра, і в роботі потім тримається за рахунок самоіндукції в обмотках.

Що тут можна порадити? Перше: придивіться уважніше – як іскрить? Дивитися треба у роботі, під навантаженням, тобто. під час розпилювання.

Якщо іскорки танцюють у окремих місцях під щітками – нічого страшного. У мене потужний конаківський дриль від народження так іскритий, і хоч би хни. За 24 роки один раз міняв щітки, мив спиртом і полірував колектор - всього. Якщо ви підключали інструмент на 18 В до виходу 24, то невелике іскріння це нормально. Відмотати обмотку або погасити надлишок напруги чимось на зразок зварювального реостата (резистор прим. 0,2 Ом на потужність розсіювання від 200 Вт), щоб у роботі на моторі була номінальна напруга і, швидше за все, іскра піде. Якщо ж підключали до 12, сподіваючись, що після випрямлення буде 18, то дарма - випрямлена напруга під навантаженням сильно сідає. А колекторному електромотору, між іншим, все одно, постійним струмом він живиться або змінним.

Саме: візьміть 3-5 м сталевого дроту діаметром 2,5-3 мм. Поверніть у спіраль діаметром 100-200 мм так, щоб витки не торкалися один одного. Укладіть на вогнетривку діелектричну підкладку. Кінці дроту зачистіть до блиску і поверніть вухами. Найкраще відразу промазати графітовим мастилом, щоб не окислялися. Цей реостат включається до розриву одного з проводів, що ведуть до інструменту. Зрозуміло, що контакти повинні бути гвинтові, затягнуті натуго, з шайбами. Підключайте весь ланцюг до виходу 24 В без випрямлення. Іскра пішла, але й потужність на валу впала – реостат потрібно зменшити, переключити один із контактів на 1-2 витки ближче до іншого. Все одно іскрити, але менше - реостат замало, потрібно додати витків. Краще відразу зробити реостат наперед великим, щоб не прикручувати додаткові секції. Гірше, якщо вогонь по всій лінії контакту щіток із колектором або за ними тягнуться іскрові хвости. Тоді до випрямляча потрібний фільтр, що згладжує, десь, за вашими даними, від 100 000 мкФ. Недешеве задоволення. Фільтр в даному випадку буде накопичувачем енергії на розгін мотора. Але може і не допомогти – якщо габаритної потужності трансформатора обмаль. ККД колекторних електродвигунів постійного струму прим. 0,55-0,65, тобто. транс потрібний від 800-900 Вт. Тобто, якщо фільтр поставили, але все одно іскрити з вогнем під усією щіткою (під обома, зрозуміло), то трансформатор не дотягує. Так, якщо ставити фільтр, то і діоди моста повинні бути на потрійний робочий струм, або можуть вилетіти від кидка струму заряду при включенні в мережу. А інструмент тоді можна буде запускати через 5-10 секунд після включення до мережі, щоб «банки» встигли «накачатися».

І найгірше, якщо хвости іскор від щіток дотягуються або майже дотягуються до протилежної щітки. Це називається круговий вогонь. Він дуже швидко випалює колектор до непридатності. Причин кругового вогню може бути кілька. У вашому випадку найбільш ймовірна - двигун включався на 12 В з випрямленням. Тоді при струмі 30 А електрична потужність ланцюга 360 Вт. Ковзання якоря виходить більше 30 градусів за оборот, а це обов'язково суцільний круговий вогонь. Не виключено також, що якір двигуна намотаний простою (не подвійною) хвилею. Такі електромотори краще долають миттєві навантаження, але пусковий струм у них – мама, не горюй. Точніше заочно не можу сказати, та й ні до чого – своїми руками тут навряд чи виправно. Тоді, напевно, дешевше та простіше буде знайти та придбати нові акумулятори. Але спочатку все ж таки спробуйте включити двигун на трохи підвищеній напрузі через реостат (див. вище). Майже завжди у такий спосіб вдається збити і суцільний круговий вогонь ціною невеликого (до 10-15%) зменшення потужності на валу.