Wenn Sie ein selbstgebautes elektronisches Produkt zusammenbauen, benötigen Sie ein Netzteil, um es zu testen. Auf dem Markt gibt es eine Vielzahl vorgefertigter Lösungen. Schön gestaltet, viele Funktionen. Es gibt auch viele Bausätze für die DIY-Produktion. Ich spreche nicht einmal von den Chinesen mit ihren Handelsplattformen. Ich habe Abwärtswandler-Modulplatinen bei Aliexpress gekauft und beschloss, sie darauf herzustellen. Die Spannung ist geregelt, es ist genügend Strom vorhanden. Die Einheit basiert auf einem Modul aus China sowie Funkkomponenten, die sich in meiner Werkstatt befanden (sie lagen schon lange herum und warteten in den Startlöchern). Das Gerät regelt von 1,5 Volt bis zum Maximum (alles hängt vom verwendeten Gleichrichter an der Einstellplatine ab).

Beschreibung der Komponenten

Netzteilbaugruppe

Eine Stromversorgung mit eigenen Händen herzustellen ist nicht nur für begeisterte Funkamateure sinnvoll. Ein selbstgebautes Netzteil (PSU) schafft Komfort und spart in folgenden Fällen viel Geld:

• Um Niederspannungs-Elektrowerkzeuge mit Strom zu versorgen, um die Lebensdauer einer teuren wiederaufladbaren Batterie zu verlängern;
• Zur Elektrifizierung von Räumen, die im Hinblick auf den Stromschlaggrad besonders gefährlich sind: Keller, Garagen, Schuppen usw. Bei der Stromversorgung mit Wechselstrom kann ein großer Teil davon in Niederspannungsleitungen zu Störungen bei Haushaltsgeräten und Elektronik führen;
• In Design und Kreativität für präzises, sicheres und abfallfreies Schneiden von Schaumstoff, Schaumgummi und niedrig schmelzenden Kunststoffen mit erhitztem Nichrom;
• Bei der Lichtplanung verlängert der Einsatz spezieller Netzteile die Lebensdauer des LED-Streifens und sorgt für stabile Lichteffekte. Die Stromversorgung von Unterwasserbeleuchtungen usw. über ein Haushaltsstromnetz ist im Allgemeinen nicht akzeptabel;
• Zum Aufladen von Telefonen, Smartphones, Tablets und Laptops außerhalb stabiler Stromquellen;
• Für Elektroakupunktur;
• Und viele andere Zwecke, die nicht direkt mit der Elektronik zu tun haben.

Akzeptable Vereinfachungen

Professionelle Netzteile sind für die Versorgung jeder Art von Last konzipiert, einschließlich reaktiv. Mögliche Verbraucher sind Präzisionsgeräte. Der Pro-BP muss die spezifizierte Spannung über einen unbegrenzten Zeitraum mit höchster Genauigkeit aufrechterhalten und seine Konstruktion, sein Schutz und seine Automatisierung müssen den Betrieb beispielsweise durch unqualifiziertes Personal unter schwierigen Bedingungen ermöglichen. Biologen können ihre Instrumente in einem Gewächshaus oder auf einer Expedition mit Strom versorgen.

Eine Amateur-Laborstromversorgung unterliegt diesen Einschränkungen nicht und kann daher erheblich vereinfacht werden, wobei die für den persönlichen Gebrauch ausreichenden Qualitätsindikatoren erhalten bleiben. Darüber hinaus ist es durch ebenfalls einfache Verbesserungen möglich, daraus eine Spezialstromversorgung zu erhalten. Was machen wir jetzt?

Abkürzungen

1. KZ – Kurzschluss.
2. XX – Leerlaufdrehzahl, d.h. plötzliches Abschalten der Last (Verbraucher) oder Unterbrechung ihres Stromkreises.
3. VS – Spannungsstabilisierungskoeffizient. Sie entspricht dem Verhältnis der Änderung der Eingangsspannung (in % oder in Zeiten) zur gleichen Ausgangsspannung bei konstanter Stromaufnahme. Z.B. Die Netzspannung sank vollständig von 245 auf 185 V. Bezogen auf die Norm von 220 V beträgt dieser 27 %. Wenn die VS des Netzteils 100 beträgt, ändert sich die Ausgangsspannung um 0,27 %, was bei einem Wert von 12 V einer Drift von 0,033 V entspricht. Für Amateurübungen mehr als akzeptabel.
4. IPN ist eine Quelle instabiler Primärspannung. Dies kann ein Eisentransformator mit Gleichrichter oder ein gepulster Netzspannungswechselrichter (VIN) sein.
5. IIN – arbeiten mit einer höheren Frequenz (8–100 kHz), was die Verwendung leichter kompakter Ferrittransformatoren mit Wicklungen von mehreren bis mehreren Dutzend Windungen ermöglicht, sie sind jedoch nicht ohne Nachteile, siehe unten.
6. RE – Regelelement des Spannungsstabilisators (SV). Hält die Ausgabe auf dem angegebenen Wert.
7. ION – Referenzspannungsquelle. Legt seinen Referenzwert fest, nach dem zusammen mit den OS-Rückmeldesignalen das Steuergerät des Steuergeräts Einfluss auf den RE nimmt.
8. SNN – kontinuierlicher Spannungsstabilisator; einfach „analog“.
9. ISN – Impulsspannungsstabilisator.
10. Bei einer USV handelt es sich um ein Schaltnetzteil.

Notiz: Sowohl SNN als auch ISN können sowohl mit einer industriellen Frequenzstromversorgung mit einem Transformator auf Eisen als auch mit einer elektrischen Stromversorgung betrieben werden.

Über Computer-Netzteile

USVs sind kompakt und wirtschaftlich. Und in der Speisekammer haben viele Leute ein Netzteil von einem alten Computer herumliegen, veraltet, aber durchaus brauchbar. Ist es also möglich, ein Schaltnetzteil von einem Computer für Amateur-/Arbeitszwecke anzupassen? Leider ist eine Computer-USV ein ziemlich hochspezialisiertes Gerät und Die Einsatzmöglichkeiten zu Hause/am Arbeitsplatz sind sehr begrenzt:

Für den durchschnittlichen Amateur ist es möglicherweise ratsam, eine von einem Computer umgebaute USV nur für den Betrieb von Elektrowerkzeugen zu verwenden. dazu siehe unten. Der zweite Fall liegt vor, wenn ein Amateur mit der Reparatur von PCs und/oder der Erstellung von Logikschaltungen beschäftigt ist. Dann weiß er aber schon, wie man dafür ein Netzteil aus einem Computer adaptiert:

1. Belasten Sie die Hauptkanäle +5 V und +12 V (rote und gelbe Drähte) mit Nichrom-Spiralen mit 10–15 % der Nennlast;
2. Das grüne Softstartkabel (Niederspannungstaste auf der Vorderseite der Systemeinheit) am PC ist mit Masse kurzgeschlossen, d. h. an einem der schwarzen Drähte;
3. Das Ein-/Ausschalten erfolgt mechanisch über einen Kippschalter auf der Rückseite des Netzteils;
4. Bei mechanischem (Eisen-)I/O „im Dienst“, d.h. Die unabhängige Stromversorgung der USB-Ports +5V wird ebenfalls ausgeschaltet.

Machen Sie sich an die Arbeit!

Aufgrund der Mängel von USVs sowie ihrer grundlegenden und schaltungstechnischen Komplexität werden wir uns am Ende nur einige davon ansehen, die aber einfach und nützlich sind, und über die Methode zur Reparatur des IPS sprechen. Der Hauptteil des Materials ist SNN und IPN mit industriellen Frequenztransformatoren gewidmet. Sie ermöglichen es einer Person, die gerade einen Lötkolben in die Hand genommen hat, ein Netzteil von sehr hoher Qualität zu bauen. Und wenn man es auf dem Bauernhof hat, wird es einfacher, „feine“ Techniken zu beherrschen.

IPN

Schauen wir uns zunächst die IPN an. Auf die Einzelheiten zu den Impulsgeneratoren gehen wir erst im Abschnitt über Reparaturen ein, aber sie haben etwas mit „Eisen“-Geräten gemeinsam: einen Leistungstransformator, einen Gleichrichter und einen Welligkeitsunterdrückungsfilter. Zusammen können sie je nach Einsatzzweck der Stromversorgung auf unterschiedliche Weise umgesetzt werden.

Pos. 1 in Abb. 1 – Einweggleichrichter (1P). Der Spannungsabfall an der Diode ist am kleinsten, ca. 2B. Die Pulsation der gleichgerichteten Spannung liegt jedoch bei einer Frequenz von 50 Hz und ist „unregelmäßig“, d. h. mit Intervallen zwischen den Impulsen, daher sollte die Kapazität des Pulsationsfilterkondensators Sf 4-6 mal größer sein als in anderen Schaltkreisen. Die Nutzung des Leistungstransformators Tr für die Stromversorgung beträgt 50 %, weil Es wird nur 1 Halbwelle gleichgerichtet. Aus dem gleichen Grund kommt es im Tr-Magnetkreis zu einem Ungleichgewicht des magnetischen Flusses, und das Netzwerk „sieht“ ihn nicht als aktive Last, sondern als Induktivität. Daher werden 1P-Gleichrichter nur bei geringer Leistung und z. B. dort eingesetzt, wo es nicht anders geht. in IIN auf Blockiergeneratoren und mit einer Dämpferdiode, siehe unten.

Notiz: Warum 2V und nicht 0,7V, bei dem sich der pn-Übergang in Silizium öffnet? Der Grund liegt im Strom, der weiter unten erläutert wird.

Pos. 2 – 2-Halbwelle mit Mittelpunkt (2PS). Die Diodenverluste sind die gleichen wie zuvor. Fall. Die Welligkeit beträgt kontinuierlich 100 Hz, daher ist der kleinstmögliche Sf erforderlich. Verwendung von Tr – 100 % Nachteil – doppelter Kupferverbrauch auf der Sekundärwicklung. Zu der Zeit, als Gleichrichter mit Kenotron-Lampen hergestellt wurden, spielte das keine Rolle, aber jetzt ist es entscheidend. Daher werden 2PS in Niederspannungsgleichrichtern hauptsächlich bei höheren Frequenzen mit Schottky-Dioden in USVs verwendet, 2PS unterliegen jedoch keinen grundsätzlichen Leistungsbeschränkungen.

Pos. 3 – 2-Halbwellenbrücke, 2RM. Die Verluste an Dioden verdoppeln sich im Vergleich zu Pos. 1 und 2. Der Rest ist derselbe wie bei 2PS, aber das Sekundärkupfer wird fast halb so viel benötigt. Fast – denn es müssen mehrere Windungen gewickelt werden, um die Verluste eines Paares „zusätzlicher“ Dioden auszugleichen. Die am häufigsten verwendete Schaltung ist für Spannungen ab 12V.

Pos. 3 – bipolar. Die „Brücke“ ist konventionell dargestellt, wie es in Schaltplänen üblich ist (gewöhnen Sie sich daran!), und ist um 90 Grad gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Tatsächlich handelt es sich jedoch um ein Paar 2PS, die mit entgegengesetzter Polarität verbunden sind, wie weiter unten deutlich zu sehen ist Feige. 6. Der Kupferverbrauch ist derselbe wie bei 2PS, die Diodenverluste sind derselbe wie bei 2PM, der Rest ist derselbe wie bei beiden. Es ist hauptsächlich für die Stromversorgung analoger Geräte konzipiert, die eine Spannungssymmetrie erfordern: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC usw.

Pos. 4 – bipolar nach dem parallelen Verdopplungsschema. Bietet eine erhöhte Spannungssymmetrie ohne zusätzliche Maßnahmen, weil Eine Asymmetrie der Sekundärwicklung ist ausgeschlossen. Bei Verwendung von Tr 100 % ergibt sich eine Welligkeit von 100 Hz, die jedoch zerrissen ist, sodass Sf die doppelte Kapazität benötigt. Die Verluste an den Dioden betragen aufgrund des gegenseitigen Austauschs der Durchgangsströme etwa 2,7 V, siehe unten, und steigen bei einer Leistung von mehr als 15–20 W stark an. Sie werden hauptsächlich als Hilfsgeräte mit geringem Stromverbrauch für die unabhängige Stromversorgung von Operationsverstärkern (Operationsverstärkern) und anderen analogen Komponenten mit geringem Stromverbrauch, aber anspruchsvollen analogen Komponenten hinsichtlich der Qualität der Stromversorgung gebaut.

Wie wählt man einen Transformator aus?

In einer USV ist der gesamte Stromkreis meist eindeutig an die Standardgröße (genauer gesagt an das Volumen und die Querschnittsfläche Sc) des/der Transformator(en) gebunden, denn Durch die Verwendung feiner Prozesse im Ferrit lässt sich die Schaltung vereinfachen und gleichzeitig zuverlässiger machen. Hier kommt es bei „irgendwie auf die eigene Art“ darauf an, sich strikt an die Empfehlungen des Entwicklers zu halten.

Der Eisentransformator wird unter Berücksichtigung der Eigenschaften des SNN ausgewählt bzw. bei der Berechnung berücksichtigt. Der Spannungsabfall am RE Ure sollte nicht weniger als 3 V betragen, da sonst die VS stark abfällt. Wenn Ure zunimmt, nimmt die VS leicht zu, aber die dissipierte RE-Leistung wächst viel schneller. Daher wird Ure bei 4-6 V angenommen. Dazu addieren wir 2(4) V Verluste an den Dioden und den Spannungsabfall an der Sekundärwicklung Tr U2; Für einen Leistungsbereich von 30-100 W und Spannungen von 12-60 V gehen wir von 2,5 V aus. U2 entsteht in erster Linie nicht durch den ohmschen Widerstand der Wicklung (bei leistungsstarken Transformatoren ist er in der Regel vernachlässigbar), sondern durch Verluste durch Ummagnetisierung des Kerns und die Entstehung eines Streufeldes. Ein Teil der Netzwerkenergie, die von der Primärwicklung in den Magnetkreis „gepumpt“ wird, verdampft einfach in den Weltraum, was im Wert von U2 berücksichtigt wird.

So haben wir beispielsweise für einen Brückengleichrichter 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V extra berechnet. Diese addieren wir zur benötigten Ausgangsspannung des Netzteils; Lassen Sie es 12 V sein und dividieren Sie durch 1,414, wir erhalten 22,5/1,414 = 15,9 oder 16 V, dies ist die niedrigste zulässige Spannung der Sekundärwicklung. Wenn TP werkseitig hergestellt wird, verwenden wir 18 V aus dem Standardbereich.

Jetzt kommt der Sekundärstrom ins Spiel, der natürlich gleich dem maximalen Laststrom ist. Nehmen wir an, wir brauchen 3A; multipliziert mit 18V ergibt das 54W. Wir haben die Gesamtleistung Tr, Pg erhalten und ermitteln die Nennleistung P, indem wir Pg durch den Wirkungsgrad Tr η dividieren, der von Pg abhängt:

• bis 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.
• ab 120 W, η = 0,95.

In unserem Fall beträgt P = 54/0,8 = 67,5 W, es gibt jedoch keinen solchen Standardwert, sodass Sie 80 W annehmen müssen. Um am Ausgang 12Vx3A = 36W zu bekommen. Eine Dampflokomotive, und das ist alles. Es ist Zeit zu lernen, wie man die „Trances“ selbst berechnet und aufwickelt. Darüber hinaus wurden in der UdSSR Methoden zur Berechnung von Transformatoren auf Eisen entwickelt, die es ermöglichen, ohne Verlust der Zuverlässigkeit 600 W aus einem Kern herauszupressen, der nach der Berechnung nach Amateurfunk-Nachschlagewerken nur 250 W erzeugen kann W. „Iron Trance“ ist nicht so dumm, wie es scheint.

SNN

Die gleichgerichtete Spannung muss stabilisiert und meist reguliert werden. Bei einer Last von mehr als 30-40 W ist zusätzlich ein Kurzschlussschutz erforderlich, da sonst eine Fehlfunktion der Stromversorgung zu einem Netzwerkausfall führen kann. SNN macht das alles zusammen.

Einfache Referenz

Für einen Anfänger ist es besser, nicht sofort auf hohe Leistung umzusteigen, sondern ein einfaches, hochstabiles 12-V-ELV zum Testen gemäß der Schaltung in Abb. zu bauen. 2. Es kann dann als Referenzspannungsquelle (der genaue Wert wird durch R5 eingestellt), zur Überprüfung von Geräten oder als hochwertiges ELV-ION verwendet werden. Der maximale Laststrom dieser Schaltung beträgt nur 40 mA, aber der VSC beim vorsintflutlichen GT403 und dem ebenso alten K140UD1 beträgt mehr als 1000, und wenn VT1 durch einen Silizium-Schaltkreis mittlerer Leistung und DA1 durch einen der modernen Operationsverstärker ersetzt wird, beträgt er mehr als 1000 mA wird 2000 und sogar 2500 überschreiten. Der Laststrom wird auch auf 150 -200 mA ansteigen, was bereits nützlich ist.

0-30

Die nächste Stufe ist ein Netzteil mit Spannungsregelung. Der vorherige wurde nach dem sogenannten durchgeführt. Kompensationsvergleichsschaltung, aber es ist schwierig, sie auf einen hohen Strom umzustellen. Wir werden einen neuen SNN erstellen, der auf einem Emitterfolger (EF) basiert, bei dem RE und CU in nur einem Transistor kombiniert sind. Der KSN wird bei etwa 80-150 liegen, aber das wird für einen Amateur ausreichen. Aber der SNN am ED ermöglicht es, ohne besondere Tricks einen Ausgangsstrom von bis zu 10 A oder mehr zu erhalten, so viel wie der Tr abgibt und der RE aushält.

Die Schaltung einer einfachen 0-30V-Stromversorgung ist in Pos. dargestellt. 1 Abb. 3. IPN dafür ist ein fertiger Transformator wie TPP oder TS für 40-60 W mit einer Sekundärwicklung für 2x24V. Gleichrichtertyp 2PS mit Dioden mit einer Nennleistung von 3–5 A oder mehr (KD202, KD213, D242 usw.). VT1 wird auf einem Heizkörper mit einer Fläche von 50 Quadratmetern oder mehr installiert. cm; Ein alter PC-Prozessor wird sehr gut funktionieren. Unter solchen Bedingungen hat dieses ELV keine Angst vor einem Kurzschluss, nur VT1 und Tr erwärmen sich, sodass eine 0,5-A-Sicherung im Primärwicklungskreis von Tr zum Schutz ausreicht.

Pos. Abbildung 2 zeigt, wie praktisch eine Stromversorgung an einem elektrischen Netzteil für einen Amateur ist: Es gibt einen 5-A-Stromversorgungskreis mit Anpassung von 12 bis 36 V. Dieses Netzteil kann die Last mit 10 A versorgen, wenn ein 400-W-36-V-Netzteil vorhanden ist . Sein erstes Merkmal ist der integrierte SNN K142EN8 (vorzugsweise mit Index B), der in einer ungewöhnlichen Rolle als Steuereinheit fungiert: Zu seinem eigenen 12-V-Ausgang werden teilweise oder vollständig alle 24 V hinzugefügt, die Spannung vom ION zu R1, R2, VD5 , VD6. Die Kondensatoren C2 und C3 verhindern die Anregung von HF DA1, der in einem ungewöhnlichen Modus arbeitet.

Der nächste Punkt ist das Kurzschlussschutzgerät (PD) an R3, VT2, R4. Wenn der Spannungsabfall an R4 etwa 0,7 V überschreitet, öffnet VT2, schließt den Basisstromkreis von VT1 mit dem gemeinsamen Draht, schließt und trennt die Last von der Spannung. R3 wird benötigt, damit der zusätzliche Strom DA1 beim Auslösen des Ultraschalls nicht beschädigt. Es besteht keine Notwendigkeit, den Nennwert zu erhöhen, weil Wenn der Ultraschall ausgelöst wird, müssen Sie VT1 sicher verriegeln.

Und das Letzte ist die scheinbar übermäßige Kapazität des Ausgangsfilterkondensators C4. In diesem Fall ist es sicher, weil Der maximale Kollektorstrom von VT1 von 25 A gewährleistet dessen Ladung beim Einschalten. Dieses ELV kann jedoch innerhalb von 50-70 ms einen Strom von bis zu 30 A an die Last liefern, sodass dieses einfache Netzteil für die Stromversorgung von Niederspannungs-Elektrowerkzeugen geeignet ist: Sein Anlaufstrom überschreitet diesen Wert nicht. Sie müssen lediglich (zumindest aus Plexiglas) einen Kontaktblockschuh mit einem Kabel herstellen, die Ferse des Griffs anbringen und den „Akumych“ ruhen lassen und Ressourcen sparen, bevor Sie gehen.

Über Kühlung

Nehmen wir an, in dieser Schaltung beträgt der Ausgang 12 V mit maximal 5 A. Das ist nur die durchschnittliche Leistung einer Stichsäge, aber im Gegensatz zu einer Bohrmaschine oder einem Schraubendreher benötigt sie diese ständig. An C1 bleibt es bei ca. 45V, d.h. Bei RE VT1 bleibt es bei etwa 33 V bei einem Strom von 5 A. Die Verlustleistung beträgt mehr als 150 W, sogar mehr als 160, wenn man bedenkt, dass auch VD1-VD4 gekühlt werden muss. Daraus wird deutlich, dass jedes leistungsstarke, regelbare Netzteil mit einem sehr effektiven Kühlsystem ausgestattet sein muss.

Ein Lamellen-/Nadelstrahler mit natürlicher Konvektion löst das Problem nicht: Berechnungen zeigen, dass eine Abwärmefläche von 2000 m² erforderlich ist. siehe und die Dicke des Kühlerkörpers (die Platte, von der die Rippen oder Nadeln ausgehen) beträgt ab 16 mm. So viel Aluminium in einem geformten Produkt zu besitzen, war und ist für einen Amateur ein Traum in einem Kristallschloss. Auch ein CPU-Kühler mit Airflow ist nicht geeignet, er ist für weniger Leistung ausgelegt.

Eine Möglichkeit für den Heimwerker ist eine Aluminiumplatte mit einer Dicke von 6 mm und den Maßen 150x250 mm mit Löchern mit zunehmendem Durchmesser, die entlang der Radien vom Einbauort des Kühlelements im Schachbrettmuster gebohrt werden. Es dient auch als Rückwand des Netzteilgehäuses, wie in Abb. 4.

Eine unabdingbare Voraussetzung für die Wirksamkeit eines solchen Kühlers ist ein schwacher, aber kontinuierlicher Luftstrom durch die Perforationen von außen nach innen. Installieren Sie dazu einen Abluftventilator mit geringer Leistung im Gehäuse (vorzugsweise oben). Geeignet ist beispielsweise ein Computer mit einem Durchmesser von 76 mm oder mehr. hinzufügen. Festplattenkühler oder Grafikkarte. Es wird an die Pins 2 und 8 von DA1 angeschlossen, es liegen immer 12V an.

Notiz: Tatsächlich ist eine radikale Lösung dieses Problems eine Sekundärwicklung Tr mit Anzapfungen für 18, 27 und 36 V. Die Primärspannung wird je nach verwendetem Werkzeug umgeschaltet.

Und doch die UPS

Das beschriebene Netzteil für die Werkstatt ist gut und sehr zuverlässig, allerdings ist es schwierig, es auf Reisen mitzunehmen. Hier kommt ein Computer-Netzteil ins Spiel: Das Elektrowerkzeug ist gegenüber den meisten seiner Mängel unempfindlich. Bei manchen Modifikationen kommt es meist auf die Installation eines Ausgangselektrolytkondensators (am nächsten an der Last) mit großer Kapazität für den oben beschriebenen Zweck an. In RuNet gibt es viele Rezepte zum Umwandeln von Computer-Netzteilen für Elektrowerkzeuge (hauptsächlich Schraubendreher, die nicht sehr leistungsstark, aber sehr nützlich sind). Eine der Methoden wird im Video unten für ein 12-V-Werkzeug gezeigt.

Video: 12-V-Stromversorgung über einen Computer

Mit 18V-Geräten ist es sogar noch einfacher: Bei gleicher Leistung verbrauchen sie weniger Strom. Hier kann ein deutlich günstigeres Zündgerät (Vorschaltgerät) einer 40 W oder mehr Energiesparlampe sinnvoll sein; Bei einem defekten Akku kann es komplett verstaut werden, lediglich das Kabel mit dem Netzstecker bleibt draußen. Wie man aus dem Vorschaltgerät einer verbrannten Haushälterin eine Stromversorgung für einen 18-V-Schraubendreher herstellt, sehen Sie im folgenden Video.

Video: 18-V-Stromversorgung für einen Schraubendreher

Hochklassig

Aber kehren wir zu SNN auf ES zurück; ihre Möglichkeiten sind noch lange nicht ausgeschöpft. In Abb. 5 – bipolares, leistungsstarkes Netzteil mit 0-30-V-Regelung, geeignet für Hi-Fi-Audiogeräte und andere anspruchsvolle Verbraucher. Die Ausgangsspannung wird mit einem Drehknopf (R8) eingestellt und die Symmetrie der Kanäle bleibt bei jedem Spannungswert und jedem Laststrom automatisch erhalten. Ein Pedant-Formalist mag vor seinen Augen grau werden, wenn er diese Schaltung sieht, aber der Autor verfügt seit etwa 30 Jahren über ein solches Netzteil, das ordnungsgemäß funktioniert.

Der größte Stolperstein bei seiner Entstehung war δr = δu/δi, wobei δu und δi kleine augenblickliche Zuwächse von Spannung bzw. Strom sind. Um hochwertige Geräte zu entwickeln und einzurichten, ist es notwendig, dass δr 0,05-0,07 Ohm nicht überschreitet. δr bestimmt einfach die Fähigkeit des Netzteils, sofort auf Spitzen im Stromverbrauch zu reagieren.

Für das SNN auf dem EP ist δr gleich dem des ION, d. h. Zenerdiode geteilt durch den Stromübertragungskoeffizienten β RE. Bei leistungsstarken Transistoren sinkt β jedoch bei einem großen Kollektorstrom erheblich, und δr einer Zenerdiode liegt im Bereich von einigen wenigen bis zu mehreren zehn Ohm. Um den Spannungsabfall am RE zu kompensieren und die Temperaturdrift der Ausgangsspannung zu reduzieren, mussten wir hier eine ganze Kette davon in zwei Hälften mit Dioden zusammenbauen: VD8-VD10. Daher wird die Referenzspannung vom ION durch einen zusätzlichen ED an VT1 entfernt, ihr β wird mit β RE multipliziert.

Das nächste Merkmal dieser Konstruktion ist der Kurzschlussschutz. Das einfachste, oben beschriebene, passt überhaupt nicht in einen bipolaren Stromkreis, daher wird das Schutzproblem nach dem Prinzip „Es gibt keinen Trick gegen Schrott“ gelöst: Es gibt kein Schutzmodul als solches, aber es gibt Redundanz die Parameter leistungsstarker Elemente - KT825 und KT827 bei 25A und KD2997A bei 30A. T2 ist nicht in der Lage, einen solchen Strom bereitzustellen, und während es sich erwärmt, haben FU1 und/oder FU2 Zeit zum Durchbrennen.

Notiz: Bei Miniaturglühlampen ist es nicht erforderlich, durchgebrannte Sicherungen anzuzeigen. Nur waren LEDs zu dieser Zeit noch recht rar und es befanden sich mehrere Handvoll SMOKs im Vorrat.

Es bleibt übrig, den RE vor den zusätzlichen Entladeströmen des Pulsationsfilters C3, C4 während eines Kurzschlusses zu schützen. Dazu werden sie über niederohmige Begrenzungswiderstände verbunden. In diesem Fall können im Stromkreis Pulsationen auftreten, deren Periode der Zeitkonstante R(3,4)C(3,4) entspricht. Sie werden durch C5, C6 mit geringerer Kapazität verhindert. Ihre zusätzlichen Ströme stellen für RE keine Gefahr mehr dar: Die Ladung entlädt sich schneller, als sich die Kristalle des leistungsstarken KT825/827 erhitzen.

Die Ausgangssymmetrie wird durch den Operationsverstärker DA1 sichergestellt. Der RE des negativen Kanals VT2 wird durch Strom durch R6 geöffnet. Sobald das Minus des Ausgangs das Plus im Modul übersteigt, öffnet es VT3 leicht, wodurch VT2 geschlossen wird und die Absolutwerte der Ausgangsspannungen gleich sind. Die Betriebskontrolle der Symmetrie des Ausgangs erfolgt mit einer Messuhr mit einer Null in der Mitte der Skala P1 (ihr Aussehen ist im Einschub dargestellt) und die Justierung erfolgt bei Bedarf mit R11.

Das letzte Highlight ist der Ausgangsfilter C9-C12, L1, L2. Diese Konstruktion ist notwendig, um mögliche HF-Störungen durch die Last zu absorbieren, um sich nicht den Kopf zu zerbrechen: Der Prototyp ist fehlerhaft oder das Netzteil ist „wackelig“. Bei alleinigen Elektrolytkondensatoren, parallelgeschaltet mit Keramik, gibt es hier keine völlige Sicherheit, die große Selbstinduktivität der „Elektrolyte“ stört. Und die Drosseln L1, L2 teilen den „Rücklauf“ der Last über das Spektrum und jeweils für sich auf.

Dieses Netzteil erfordert im Gegensatz zu den vorherigen einige Anpassungen:

1. Schließen Sie eine Last von 1-2 A bei 30 V an;
2. R8 ist auf Maximum eingestellt, in der höchsten Position laut Diagramm;
3. Mithilfe eines Referenzvoltmeters (jedes Digitalmultimeter reicht jetzt aus) und R11 werden die Kanalspannungen auf den gleichen Absolutwert eingestellt. Wenn der Operationsverstärker nicht ausgleichen kann, müssen Sie möglicherweise R10 oder R12 auswählen.
4. Stellen Sie P1 mit dem R14-Trimmer exakt auf Null.

Über die Reparatur von Netzteilen

Netzteile fallen häufiger aus als andere elektronische Geräte: Sie ertragen den ersten Schlag von Netzwerküberspannungen und bekommen auch viel von der Last ab. Auch wenn Sie nicht vorhaben, Ihre eigene Stromversorgung herzustellen, finden Sie eine USV neben einem Computer auch in einer Mikrowelle, einer Waschmaschine und anderen Haushaltsgeräten. Die Fähigkeit, eine Stromversorgung zu diagnostizieren und die Grundlagen der elektrischen Sicherheit zu kennen, ermöglicht es, den Fehler zwar nicht selbst zu beheben, aber mit Mechanikern kompetent über den Preis zu verhandeln. Schauen wir uns daher an, wie ein Netzteil diagnostiziert und repariert wird, insbesondere mit einem IIN, denn über 80 % der Ausfälle sind ihr Anteil.

Sättigung und Tiefgang

Zunächst zu einigen Auswirkungen, ohne zu verstehen, dass es unmöglich ist, mit einer USV zu arbeiten. Die erste davon ist die Sättigung von Ferromagneten. Abhängig von den Eigenschaften des Materials sind sie nicht in der Lage, Energien über einem bestimmten Wert aufzunehmen. Bastler erleben bei Eisen selten eine Sättigung; es kann auf mehrere Tesla (Tesla, eine Maßeinheit der magnetischen Induktion) magnetisiert werden. Bei der Berechnung von Eisentransformatoren wird die Induktion mit 0,7-1,7 Tesla angenommen. Ferrite können nur 0,15–0,35 T aushalten, ihre Hystereseschleife ist „rechteckiger“ und arbeitet bei höheren Frequenzen, sodass ihre Wahrscheinlichkeit, „in die Sättigung zu springen“, um Größenordnungen höher ist.

Wenn der Magnetkreis gesättigt ist, wächst die Induktion darin nicht mehr und die EMK der Sekundärwicklungen verschwindet, auch wenn die Primärwicklung bereits geschmolzen ist (erinnern Sie sich an Schulphysik?). Schalten Sie nun den Primärstrom ab. Das Magnetfeld in weichmagnetischen Materialien (hartmagnetische Materialien sind Permanentmagnete) kann nicht stationär existieren, wie eine elektrische Ladung oder Wasser in einem Tank. Es beginnt sich aufzulösen, die Induktion nimmt ab und in allen Wicklungen wird eine EMK mit der entgegengesetzten Polarität zur ursprünglichen Polarität induziert. Dieser Effekt wird bei IIN recht häufig genutzt.

Im Gegensatz zur Sättigung ist der Durchgangsstrom in Halbleiterbauelementen (einfach Zugluft) ein absolut schädliches Phänomen. Es entsteht durch die Bildung/Resorption von Raumladungen im p- und n-Bereich; für Bipolartransistoren - hauptsächlich in der Basis. Feldeffekttransistoren und Schottky-Dioden sind praktisch frei von Zugluft.

Wenn beispielsweise Spannung an eine Diode angelegt/entfernt wird, leitet sie Strom in beide Richtungen, bis die Ladungen gesammelt/aufgelöst werden. Deshalb beträgt der Spannungsverlust an den Dioden in Gleichrichtern mehr als 0,7 V: Im Moment des Umschaltens hat ein Teil der Ladung des Filterkondensators Zeit, durch die Wicklung zu fließen. Bei einem parallelen Verdoppelungsgleichrichter fließt der Strom gleichzeitig durch beide Dioden.

Ein Durchzug von Transistoren verursacht einen Spannungsstoß am Kollektor, der das Gerät beschädigen oder, wenn eine Last angeschlossen ist, es durch zusätzlichen Strom beschädigen kann. Aber auch ohne dies erhöht ein Transistorentwurf die dynamischen Energieverluste, ähnlich wie ein Diodenentwurf, und verringert die Effizienz des Geräts. Leistungsstarke Feldeffekttransistoren sind davon nahezu unanfällig, weil Aufgrund seiner Abwesenheit sammeln sich keine Ladungen in der Basis an und das Umschalten erfolgt daher sehr schnell und reibungslos. „Fast“, weil ihre Source-Gate-Schaltkreise durch Schottky-Dioden vor Sperrspannung geschützt sind, die zwar leicht, aber durchgehend sind.

TIN-Typen

UPS führt ihre Ursprünge auf den blockierenden Generator zurück, Pos. 1 in Abb. 6. Beim Einschalten wird Uin VT1 durch den Strom durch Rb leicht geöffnet, der Strom fließt durch die Wicklung Wk. Es kann nicht sofort bis zur Grenze wachsen (erinnern Sie sich noch einmal an die Schulphysik); in der Basis Wb und der Lastwicklung Wn wird eine EMK induziert. Von Wb bis Sb erzwingt es die Entriegelung von VT1. Es fließt noch kein Strom durch Wn und VD1 startet nicht.

Wenn der Magnetkreis gesättigt ist, hören die Ströme in Wb und Wn auf. Aufgrund der Energiedissipation (Resorption) sinkt dann die Induktion, in den Wicklungen wird eine EMK entgegengesetzter Polarität induziert und die Sperrspannung Wb sperrt (blockiert) VT1 sofort und schützt ihn so vor Überhitzung und thermischem Durchschlag. Daher wird ein solches Schema als Blockierungsgenerator oder einfach als Blockierung bezeichnet. Rk und Sk unterdrücken HF-Störungen, von denen durch Blockieren mehr als genug erzeugt wird. Jetzt kann Wn etwas Nutzleistung entnommen werden, allerdings nur über den 1P-Gleichrichter. Diese Phase dauert an, bis der Sat vollständig aufgeladen ist oder bis die gespeicherte magnetische Energie erschöpft ist.

Diese Leistung ist jedoch gering und beträgt bis zu 10 W. Wenn Sie versuchen, mehr aufzunehmen, brennt VT1 bei starkem Luftzug aus, bevor es blockiert. Da Tp gesättigt ist, ist die Blockierungseffizienz nicht gut: Mehr als die Hälfte der im Magnetkreis gespeicherten Energie fliegt in wärmere Welten. Aufgrund der gleichen Sättigung stabilisiert die Blockierung zwar bis zu einem gewissen Grad die Dauer und Amplitude ihrer Impulse, und ihre Schaltung ist sehr einfach. Daher werden in günstigen Telefonladegeräten häufig sperrbasierte TINs verwendet.

Notiz: Der Wert von Sb bestimmt weitgehend, aber nicht vollständig, wie in Amateur-Nachschlagewerken geschrieben wird, die Pulswiederholungsperiode. Der Wert seiner Kapazität muss mit den Eigenschaften und Abmessungen des Magnetkreises und der Geschwindigkeit des Transistors verknüpft sein.

Durch das Blockieren entstanden einst Zeilenfernseher mit Kathodenstrahlröhren (CRT) und ein INN mit einer Dämpferdiode, Pos. 2. Hier öffnet/sperrt die Steuereinheit basierend auf den Signalen von Wb und der DSP-Rückkopplungsschaltung VT1 zwangsweise, bevor Tr gesättigt ist. Wenn VT1 gesperrt ist, wird der Rückstrom Wk über dieselbe Dämpfungsdiode VD1 geschlossen. Dies ist die Arbeitsphase: Bereits größer als beim Blockieren wird ein Teil der Energie in die Last abgeführt. Es ist groß, denn wenn es vollständig gesättigt ist, verfliegt die gesamte zusätzliche Energie, aber hier ist nicht genug von dieser zusätzlichen Energie vorhanden. Auf diese Weise ist eine Leistungsentnahme von bis zu mehreren zehn Watt möglich. Da die Steuereinheit jedoch nicht arbeiten kann, bis Tr die Sättigung erreicht hat, scheint der Transistor immer noch stark durch, die dynamischen Verluste sind groß und die Effizienz der Schaltung lässt deutlich zu wünschen übrig.

Der IIN mit Dämpfer ist in Fernsehgeräten und CRT-Displays noch am Leben, da in ihnen der IIN und der horizontale Scan-Ausgang kombiniert sind: Der Leistungstransistor und Tr sind gemeinsam. Dies reduziert die Produktionskosten erheblich. Aber ehrlich gesagt ist ein IIN mit Dämpfer grundsätzlich verkümmert: Transistor und Transformator müssen ständig am Rande des Ausfalls arbeiten. Den Ingenieuren, die es geschafft haben, diese Schaltung auf eine akzeptable Zuverlässigkeit zu bringen, gebührt größter Respekt, es wird jedoch dringend davon abgeraten, einen Lötkolben hineinzustecken, außer für Fachleute, die eine Berufsausbildung absolviert haben und über die entsprechende Erfahrung verfügen.

Das Push-Pull-INN mit separatem Rückkopplungstransformator wird am häufigsten verwendet, weil verfügt über die besten Qualitätsindikatoren und Zuverlässigkeit. Allerdings sündigt es im Hinblick auf HF-Störungen im Vergleich zu „analogen“ Netzteilen (mit Transformatoren auf Hardware und SNN) auch furchtbar. Derzeit existiert dieses Schema in vielen Modifikationen; Die darin enthaltenen leistungsstarken Bipolartransistoren werden fast vollständig durch Feldeffekttransistoren ersetzt, die von speziellen Geräten gesteuert werden. IC, aber das Funktionsprinzip bleibt unverändert. Dies wird durch das Originaldiagramm, Pos., veranschaulicht. 3.

Die Begrenzungseinrichtung (LD) begrenzt den Ladestrom der Kondensatoren des Eingangsfilters Sfvkh1(2). Ihre Größe ist eine unabdingbare Voraussetzung für den Betrieb des Gerätes, denn Während eines Betriebszyklus wird ihnen ein kleiner Teil der gespeicherten Energie entnommen. Grob gesagt spielen sie die Rolle eines Wassertanks oder eines Luftbehälters. Beim „Kurzladen“ kann der zusätzliche Ladestrom für eine Zeit von bis zu 100 ms 100 A überschreiten. Rc1 und Rc2 mit einem Widerstand in der Größenordnung von MOhm werden benötigt, um die Filterspannung auszugleichen, weil Das geringste Ungleichgewicht seiner Schultern ist inakzeptabel.

Wenn Sfvkh1(2) aufgeladen sind, erzeugt das Ultraschall-Triggergerät einen Triggerimpuls, der einen der Arme (welcher spielt keine Rolle) des Wechselrichters VT1 VT2 öffnet. Durch die Wicklung Wk eines großen Leistungstransformators Tr2 fließt ein Strom und die magnetische Energie von seinem Kern durch die Wicklung Wn wird fast vollständig für die Gleichrichtung und die Last aufgewendet.

Ein kleiner Teil der Energie Tr2, bestimmt durch den Wert von Rogr, wird aus der Wicklung Woc1 entnommen und der Wicklung Woc2 eines kleinen Basis-Rückkopplungstransformators Tr1 zugeführt. Es erreicht schnell die Sättigung, der offene Arm schließt sich und aufgrund der Verlustleistung in Tr2 öffnet sich der zuvor geschlossene Arm, wie für die Blockierung beschrieben, und der Zyklus wiederholt sich.

Im Wesentlichen handelt es sich bei einem Push-Pull-IIN um zwei Blocker, die sich gegenseitig „drängen“. Da der leistungsstarke Tr2 nicht gesättigt ist, ist der Luftzug VT1 VT2 klein, „versinkt“ vollständig in den Magnetkreis Tr2 und gelangt schließlich in die Last. Daher kann ein Zweitakt-IPP mit einer Leistung von bis zu mehreren kW gebaut werden.

Noch schlimmer ist es, wenn er im XX-Modus landet. Während des Halbzyklus hat Tr2 dann Zeit, sich zu sättigen, und ein starker Luftzug verbrennt sowohl VT1 als auch VT2 gleichzeitig. Mittlerweile gibt es jedoch auch Leistungsferrite für Induktion bis zu 0,6 Tesla, die jedoch teuer sind und sich durch versehentliche Magnetisierungsumkehr verschlechtern. Ferrite mit einer Kapazität von mehr als 1 Tesla werden entwickelt, aber damit IINs eine „eiserne“ Zuverlässigkeit erreichen, sind mindestens 2,5 Tesla erforderlich.

Diagnosetechnik

Wenn Sie bei der Fehlerbehebung bei einem „analogen“ Netzteil „dumm leise“ sind, überprüfen Sie zuerst die Sicherungen und dann den Schutz RE und ION, wenn es Transistoren hat. Sie klingeln normal – wir gehen Element für Element weiter, wie unten beschrieben.

Wenn es im IIN „anspringt“ und sofort „ausgeht“, prüfen sie zunächst das Steuergerät. Der darin enthaltene Strom wird durch einen leistungsstarken niederohmigen Widerstand begrenzt und dann von einem Optothyristor überbrückt. Wenn der „Widerstand“ offensichtlich durchgebrannt ist, ersetzen Sie ihn und den Optokoppler. Andere Elemente des Steuergeräts fallen äußerst selten aus.

Wenn das IIN „still ist, wie ein Fisch auf Eis“, beginnt die Diagnose auch mit dem OU (vielleicht ist das „Rezik“ komplett ausgebrannt). Dann - Ultraschall. Günstige Modelle verwenden Transistoren im Lawinendurchbruchmodus, was alles andere als zuverlässig ist.

Die nächste Stufe in jeder Stromversorgung sind Elektrolyte. Gehäusebrüche und Elektrolytaustritt kommen bei weitem nicht so häufig vor, wie im RuNet geschrieben, aber Kapazitätsverluste treten weitaus häufiger auf als der Ausfall aktiver Elemente. Elektrolytkondensatoren werden mit einem Multimeter überprüft, das die Kapazität messen kann. 20 % oder mehr unter dem Nennwert – wir senken den „Toten“ in den Schlamm und bauen einen neuen, guten ein.

Dann gibt es noch die aktiven Elemente. Sie wissen wahrscheinlich, wie man Dioden und Transistoren wählt. Aber hier gibt es 2 Tricks. Das erste ist, dass, wenn eine Schottky-Diode oder Zener-Diode von einem Tester mit einer 12-V-Batterie aufgerufen wird, das Gerät möglicherweise einen Ausfall anzeigt, obwohl die Diode recht gut ist. Es ist besser, diese Komponenten mit einem Zeigergerät mit einer 1,5-3-V-Batterie aufzurufen.

Der zweite sind leistungsstarke Außendienstmitarbeiter. Oben (haben Sie es bemerkt?) heißt es, dass ihre I-Z durch Dioden geschützt sind. Daher scheinen leistungsstarke Feldeffekttransistoren wie brauchbare Bipolartransistoren zu klingen, auch wenn sie unbrauchbar sind, wenn der Kanal nicht vollständig „durchgebrannt“ (degradiert) ist.

Hier gibt es zu Hause nur die Möglichkeit, beides auf einmal durch bekanntermaßen gute zu ersetzen. Befindet sich noch ein verbranntes Teil im Stromkreis, wird sofort ein neues, funktionsfähiges Teil mitgezogen. Elektronikingenieure scherzen, dass leistungsstarke Außendienstmitarbeiter nicht ohne einander leben können. Ein weiterer Prof. Witz – „Ersatz für ein schwules Paar.“ Das bedeutet, dass die Transistoren der IIN-Zweige unbedingt vom gleichen Typ sein müssen.

Schließlich Film- und Keramikkondensatoren. Sie zeichnen sich durch interne Brüche (die von demselben Tester gefunden werden, der auch die „Klimaanlagen“ prüft) und Leckagen oder Zusammenbrüche unter Spannung aus. Um sie zu „fangen“, müssen Sie eine einfache Schaltung gemäß Abb. zusammenbauen. 7. Die schrittweise Prüfung elektrischer Kondensatoren auf Ausfall und Leckage erfolgt wie folgt:

• Wir stellen am Tester, ohne ihn irgendwo anzuschließen, den kleinsten Grenzwert für die Messung der Gleichspannung ein (meistens 0,2 V oder 200 mV), erkennen und zeichnen den eigenen Fehler des Geräts auf;
• Wir schalten die Messgrenze von 20 V ein;
• Wir verbinden den verdächtigen Kondensator mit den Punkten 3-4, den Tester mit 5-6 und legen an 1-2 eine konstante Spannung von 24-48 V an;
• Stellen Sie die Spannungsgrenzen des Multimeters auf den niedrigsten Wert ein.
• Wenn auf einem Tester etwas anderes als 0000,00 angezeigt wird (zumindest etwas anderes als der eigene Fehler), ist der getestete Kondensator nicht geeignet.

Hier endet der methodische Teil der Diagnose und der kreative Teil beginnt, bei dem alle Anleitungen auf Ihren eigenen Kenntnissen, Erfahrungen und Überlegungen basieren.

Ein paar Impulse

Aufgrund ihrer Komplexität und Schaltungsvielfalt stellen USVs eine Besonderheit dar. Hier sehen wir uns zunächst einige Beispiele mit Pulsweitenmodulation (PWM) an, die es uns ermöglicht, die beste USV-Qualität zu erhalten. Es gibt viele PWM-Schaltkreise in RuNet, aber PWM ist nicht so gruselig, wie es dargestellt wird ...

Für Lichtdesign

Sie können den LED-Streifen einfach mit jedem oben beschriebenen Netzteil zum Leuchten bringen, mit Ausnahme des in Abb. 1, Einstellen der erforderlichen Spannung. SNN mit pos. 1 Abb. 3, es ist einfach, 3 davon für die Kanäle R, G und B zu erstellen. Die Haltbarkeit und Stabilität des Leuchtens der LEDs hängt jedoch nicht von der an sie angelegten Spannung ab, sondern vom durch sie fließenden Strom. Daher sollte eine gute Stromversorgung für LED-Streifen über einen Laststromstabilisator verfügen; technisch gesehen - eine stabile Stromquelle (IST).

Eines der Schemata zur Stabilisierung des Lichtstreifenstroms, das von Amateuren wiederholt werden kann, ist in Abb. dargestellt. 8. Es ist auf einem integrierten Timer 555 (inländisches Analogon - K1006VI1) montiert. Bietet einen stabilen Bandstrom ab einer Versorgungsspannung von 9–15 V. Die Menge des stabilen Stroms wird durch die Formel I = 1/(2R6); in diesem Fall - 0,7A. Der leistungsstarke Transistor VT3 ist zwangsläufig ein Feldeffekttransistor; aus einem Luftzug entsteht aufgrund der Ladung der Basis einfach kein bipolarer PWM. Der Induktor L1 ist auf einen Ferritring 2000NM K20x4x6 mit einem Kabelbaum 5xPE 0,2 mm gewickelt. Anzahl der Windungen – 50. Dioden VD1, VD2 – beliebige Silizium-RF (KD104, KD106); VT1 und VT2 – KT3107 oder Analoga. Mit KT361 usw. Die Eingangsspannungs- und Helligkeitssteuerbereiche verringern sich.

Die Schaltung funktioniert folgendermaßen: Zuerst wird die Zeiteinstellkapazität C1 über die Schaltung R1VD1 geladen und über VD2R3VT2 entladen, offen, d.h. im Sättigungsmodus über R1R5. Der Timer erzeugt eine Impulsfolge mit maximaler Frequenz; genauer gesagt - mit einem minimalen Arbeitszyklus. Der trägheitsfreie Schalter VT3 erzeugt starke Impulse und sein VD3C4C3L1-Kabelbaum glättet sie in Gleichstrom.

Notiz: Das Tastverhältnis einer Reihe von Impulsen ist das Verhältnis ihrer Wiederholungsperiode zur Impulsdauer. Wenn die Impulsdauer beispielsweise 10 μs beträgt und der Abstand zwischen ihnen 100 μs beträgt, beträgt das Tastverhältnis 11.

Der Strom in der Last steigt und der Spannungsabfall an R6 öffnet VT1, d. h. Überführt es vom Abschaltmodus (Verriegelungsmodus) in den aktiven (Verstärkungsmodus). Dadurch entsteht ein Leckstromkreis für die Basis von VT2 R2VT1+Upit und VT2 geht ebenfalls in den aktiven Modus. Der Entladestrom C1 nimmt ab, die Entladezeit nimmt zu, das Tastverhältnis der Reihe nimmt zu und der durchschnittliche Stromwert sinkt auf die durch R6 angegebene Norm. Das ist die Essenz von PWM. Bei minimalem Strom, d.h. Bei maximalem Arbeitszyklus wird C1 über den VD2-R4-internen Zeitschaltkreis entladen.

Im ursprünglichen Design ist die Möglichkeit, den Strom und dementsprechend die Helligkeit des Glühens schnell anzupassen, nicht vorgesehen; Es gibt keine 0,68-Ohm-Potentiometer. Der einfachste Weg, die Helligkeit einzustellen, besteht darin, nach der Einstellung ein 3,3-10-kOhm-Potentiometer R* in den braun markierten Spalt zwischen R3 und dem VT2-Emitter anzuschließen. Indem wir seinen Motor im Stromkreis nach unten verschieben, erhöhen wir die Entladezeit von C4, den Arbeitszyklus und verringern den Strom. Eine andere Methode besteht darin, den Basisübergang von VT2 zu umgehen, indem an den Punkten a und b (rot hervorgehoben) ein Potentiometer von etwa 1 MOhm eingeschaltet wird. Dies ist weniger zu bevorzugen, weil Die Einstellung wird tiefer, aber rauer und schärfer sein.

Um dies nicht nur für IST-Lichtbänder sinnvoll einzurichten, benötigen Sie leider ein Oszilloskop:

1. Der Stromkreis wird mit dem minimalen +Upit versorgt.
2. Durch die Auswahl von R1 (Impuls) und R3 (Pause) erreichen wir ein Tastverhältnis von 2, d.h. Die Impulsdauer muss gleich der Pausendauer sein. Sie können keinen Arbeitszyklus kleiner als 2 angeben!
3. Maximal +Upit servieren.
4. Durch die Wahl von R4 wird der Nennwert eines stabilen Stroms erreicht.

Zum Aufladen

In Abb. 9 – Diagramm des einfachsten ISN mit PWM, geeignet zum Aufladen eines Telefons, Smartphones, Tablets (ein Laptop funktioniert leider nicht) aus einer selbstgebauten Solarbatterie, einem Windgenerator, einer Motorrad- oder Autobatterie, einem Magnetzünder-Taschenlampen-„Käfer“ und anderen Instabile Zufallsquellen-Stromversorgung mit geringem Stromverbrauch Siehe Diagramm für den Eingangsspannungsbereich, dort liegt kein Fehler vor. Dieses ISN ist tatsächlich in der Lage, eine Ausgangsspannung zu erzeugen, die größer als die Eingangsspannung ist. Wie im vorherigen Fall gibt es auch hier den Effekt, dass sich die Polarität des Ausgangs relativ zum Eingang ändert; dies ist im Allgemeinen eine proprietäre Funktion von PWM-Schaltungen. Hoffen wir, dass Sie nach sorgfältiger Lektüre des vorherigen Teils selbst die Funktionsweise dieses kleinen Dings verstehen.

Übrigens zum Thema Laden und Laden

Das Laden von Batterien ist ein sehr komplexer und heikler physikalischer und chemischer Prozess, dessen Verletzung ihre Lebensdauer um ein Vielfaches oder Zehnfaches verkürzt, d. h. Anzahl der Lade-Entlade-Zyklen. Das Ladegerät muss anhand sehr kleiner Änderungen der Batteriespannung berechnen, wie viel Energie empfangen wurde, und den Ladestrom nach einem bestimmten Gesetz entsprechend regeln. Daher handelt es sich bei dem Ladegerät keineswegs um ein Netzteil, und nur Akkus in Geräten mit integriertem Laderegler können über normale Netzteile aufgeladen werden: Telefone, Smartphones, Tablets und bestimmte Modelle von Digitalkameras. Und das Laden, bei dem es sich um ein Ladegerät handelt, ist Gegenstand einer gesonderten Diskussion.

Question-remont.ru sagte:

Vom Gleichrichter wird es zu Funkenbildung kommen, aber das ist wahrscheinlich keine große Sache. Der Punkt ist der sogenannte. Differential-Ausgangsimpedanz des Netzteils. Bei Alkalibatterien liegt sie bei etwa mOhm (Milliohm), bei Säurebatterien sogar noch weniger. Ein Trance mit Steg ohne Glättung hat Zehntel und Hundertstel Ohm, also ca. 100 – 10 Mal mehr. Und der Anlaufstrom eines bürstenbehafteten Gleichstrommotors kann 6-7 oder sogar 20-mal größer sein als der Betriebsstrom. Ihr liegt höchstwahrscheinlich näher am letzteren – schnell beschleunigende Motoren sind kompakter und wirtschaftlicher und die enorme Überlastfähigkeit von Mit den Batterien können Sie dem Motor so viel Strom geben, wie er verarbeiten kann. Zur Beschleunigung. Ein Getriebe mit Gleichrichter liefert nicht so viel Momentanstrom, und der Motor beschleunigt langsamer als vorgesehen und mit einem großen Schlupf des Ankers. Daraus entsteht durch den großen Schlupf ein Funke, der dann durch Selbstinduktion in den Wicklungen in Betrieb bleibt.

Was kann ich hier empfehlen? Erstens: Schauen Sie genauer hin – wie zündet es? Sie müssen es im Betrieb und unter Last beobachten, d. h. beim Sägen.

Wenn an bestimmten Stellen unter den Bürsten Funken tanzen, ist das kein Problem. Mein leistungsstarker Konakovo-Bohrer funkelt von Geburt an so sehr, und um Himmels willen. In 24 Jahren habe ich einmal die Bürsten gewechselt, sie mit Alkohol gewaschen und den Kommutator poliert – das ist alles. Wenn Sie ein 18-V-Instrument an einen 24-V-Ausgang angeschlossen haben, ist eine leichte Funkenbildung normal. Wickeln Sie die Wicklung ab oder löschen Sie die überschüssige Spannung beispielsweise mit einem Schweißwiderstand (ein Widerstand von ca. 0,2 Ohm für eine Verlustleistung von 200 W oder mehr), damit der Motor mit der Nennspannung läuft und höchstwahrscheinlich der Funke ausgeht weg. Wenn man es an 12 V anschließt und hofft, dass es nach der Gleichrichtung 18 sind, dann vergebens – die gleichgerichtete Spannung sinkt unter Last deutlich. Und dem Kommutator-Elektromotor ist es übrigens egal, ob er mit Gleichstrom oder Wechselstrom betrieben wird.

Konkret: Nehmen Sie 3-5 m Stahldraht mit einem Durchmesser von 2,5-3 mm. Zu einer Spirale mit einem Durchmesser von 100–200 mm rollen, sodass sich die Windungen nicht berühren. Auf eine feuerfeste dielektrische Unterlage legen. Reinigen Sie die Enden des Drahtes, bis sie glänzen, und falten Sie sie zu „Ohren“. Am besten sofort mit Graphitschmiermittel schmieren, um Oxidation zu verhindern. Dieser Rheostat ist mit der Unterbrechung in einem der zum Instrument führenden Drähte verbunden. Es versteht sich von selbst, dass es sich bei den Kontakten um fest angezogene Schrauben mit Unterlegscheiben handeln sollte. Schließen Sie den gesamten Stromkreis ohne Gleichrichtung an den 24-V-Ausgang an. Der Funke ist weg, aber auch die Kraft an der Welle ist gesunken – der Rheostat muss reduziert werden, einer der Kontakte muss 1-2 Umdrehungen näher an den anderen geschaltet werden. Es funkelt immer noch, aber weniger – der Rheostat ist zu klein, Sie müssen mehr Windungen hinzufügen. Es ist besser, den Rheostat sofort deutlich groß zu machen, um keine zusätzlichen Abschnitte anzuschrauben. Noch schlimmer ist es, wenn sich das Feuer entlang der gesamten Kontaktlinie zwischen den Bürsten und dem Kommutator ausbreitet oder Funkenschweife hinter ihnen herziehen. Dann benötigt der Gleichrichter nach Ihren Angaben irgendwo ab 100.000 µF einen Anti-Aliasing-Filter. Kein billiges Vergnügen. Der „Filter“ ist in diesem Fall ein Energiespeicher zur Beschleunigung des Motors. Es hilft jedoch möglicherweise nicht, wenn die Gesamtleistung des Transformators nicht ausreicht. Der Wirkungsgrad bürstenbehafteter Gleichstrommotoren liegt bei ca. 0,55-0,65, d.h. Trans wird von 800-900 W benötigt. Das heißt, wenn der Filter installiert ist, aber unter der gesamten Bürste (natürlich unter beiden) immer noch Funken entstehen, ist der Transformator dieser Aufgabe nicht gewachsen. Ja, wenn Sie einen Filter installieren, müssen die Dioden der Brücke für den dreifachen Betriebsstrom ausgelegt sein, da sie sonst beim Anschluss an das Netzwerk durch den Ladestromstoß herausfliegen können. Und dann kann das Tool 5-10 Sekunden nach der Verbindung mit dem Netzwerk gestartet werden, damit die „Banken“ Zeit zum „Aufpumpen“ haben.

Und das Schlimmste ist, wenn die Funkenschweife der Bürsten die gegenüberliegende Bürste erreichen oder fast erreichen. Dies nennt man Rundumfeuer. Der Kollektor brennt sehr schnell aus, bis er völlig unbrauchbar wird. Für einen Kreisbrand kann es mehrere Gründe geben. In Ihrem Fall ist es am wahrscheinlichsten, dass der Motor mit 12 V und Gleichrichtung eingeschaltet wurde. Bei einem Strom von 30 A beträgt die elektrische Leistung im Stromkreis dann 360 W. Der Anker gleitet um mehr als 30 Grad pro Umdrehung, und es handelt sich zwangsläufig um ein kontinuierliches Rundumfeuer. Es ist auch möglich, dass der Motoranker mit einer einfachen (nicht doppelten) Welle gewickelt ist. Solche Elektromotoren können kurzfristige Überlastungen besser überwinden, aber sie haben einen Anlaufstrom – Mutter, keine Sorge. Genaueres kann ich in Abwesenheit nicht sagen, und es hat auch keinen Sinn – wir können hier kaum etwas mit unseren eigenen Händen reparieren. Dann wird es wahrscheinlich günstiger und einfacher sein, neue Batterien zu finden und zu kaufen. Versuchen Sie jedoch zunächst, den Motor über den Rheostat mit einer etwas höheren Spannung einzuschalten (siehe oben). Fast immer ist es auf diese Weise möglich, ein kontinuierliches Rundumfeuer abzuschießen, allerdings mit einer geringen Leistungsreduzierung (bis zu 10-15 %) am Schaft.

Evgeniy sagte:

Brauche mehr Schnitte. Damit der gesamte Text aus Abkürzungen besteht. Scheiße, niemand versteht es, aber Sie müssen nicht dasselbe Wort schreiben, das DREI Mal im Text wiederholt wird.

Durch Klicken auf die Schaltfläche „Kommentar hinzufügen“ stimme ich der Website zu.

Gleichstromversorgungen werden nicht nur von Funkamateuren benötigt. Sie haben einen sehr breiten Anwendungsbereich und werden daher von den meisten Heimwerkern in dem einen oder anderen Umfang eingesetzt. In diesem Artikel werden die wichtigsten Arten von Spannungswandlern, ihre charakteristischen Unterschiede und Anwendungen sowie die Herstellung einer einfachen Stromversorgung mit eigenen Händen beschrieben.

Wenn Sie es selbst machen, sparen Sie viel Geld. Sobald Sie das Gerät und die Funktionsweise verstanden haben, können Sie dieses Gerät problemlos reparieren.

Einsatzgebiete

Diese Geräte haben ein sehr breites Anwendungsspektrum. Schauen wir uns die Hauptverwendungen an. Um die Batterielebensdauer zu verlängern, werden Niederspannungs-Elektrowerkzeuge an selbstgebaute Netzteile angeschlossen. Solche Geräte werden zum Anschluss von LED-Beleuchtungsgeräten, zur Installation von Beleuchtung in Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit und Stromschlaggefahr sowie für viele andere Zwecke verwendet, die nicht direkt mit der Funkelektronik zusammenhängen.

Geräteklassifizierung

Die meisten Netzteile wandeln die Netzwechselspannung von 220 Volt in Gleichspannung mit einem bestimmten Wert um. Darüber hinaus zeichnet sich das Gerät durch eine große Liste von Betriebsparametern aus, die beim Kauf oder bei der Konstruktion berücksichtigt werden müssen.

Die wichtigsten Betriebsparameter sind Ausgangsstrom, Spannung und die Möglichkeit, die Ausgangsspannung zu stabilisieren und anzupassen. Alle diese Wandler werden je nach Umwandlungsmethode in zwei große Gruppen eingeteilt: Analog- und Impulswandler. Diese Netzteilgruppen weisen starke Unterschiede auf und sind auf dem Foto auf den ersten Blick leicht zu unterscheiden.

Bisher wurden ausschließlich analoge Geräte produziert. Bei ihnen erfolgt die Spannungswandlung über einen Transformator. Eine solche Quelle zu sammeln ist nicht schwierig. Sein Schema ist recht einfach. Es besteht aus einem Abwärtstransformator, einer Diodenbrücke und einem Stabilisierungskondensator.

Dioden wandeln Wechselspannung in Gleichspannung um. Der Kondensator glättet es zusätzlich. Der Nachteil solcher Geräte sind ihre großen Abmessungen und ihr Gewicht.

Ein 250-Watt-Transformator wiegt mehrere Kilogramm. Darüber hinaus kann sich die Spannung am Ausgang solcher Geräte aufgrund äußerer Faktoren ändern. Um die Ausgangsparameter in solchen Geräten zu stabilisieren, werden daher der elektronischen Schaltung spezielle Elemente hinzugefügt.

Hochleistungsnetzteile werden mithilfe von Transformatoren hergestellt. Es empfiehlt sich, solche Geräte zum Laden von Autobatterien oder zum Anschließen von Bohrmaschinen zu verwenden, um die Lebensdauer von Lithiumbatterien zu verlängern.

Der Vorteil eines solchen Gerätes ist die galvanische Trennung zwischen den beiden Wicklungen (mit Ausnahme von Spartransformatoren). Die an das Hochspannungsnetz angeschlossene Primärwicklung hat keinen physischen Kontakt zur Sekundärwicklung. Daran wird eine reduzierte Spannung erzeugt.

Die Energieübertragung erfolgt über ein Wechselstrom-Magnetfeld im Metallkern des Transformators. Wenn Sie über minimale Kenntnisse in der Funkelektronik verfügen, ist es einfacher, ein klassisches einstellbares Netzteil mit einem Transformator mit eigenen Händen zusammenzubauen.

Mit der Entwicklung der elektronischen Technologie ist es möglich geworden, kostengünstigere Halbleiter-Spannungswandler herzustellen. Sie sind sehr kompakt, leicht und haben einen sehr günstigen Preis. Dadurch wurden sie Marktführer. Jede Wohnung nutzt mehrere unterschiedliche Stromversorgungen.

Leider verfügen die meisten modernen Geräte nicht über eine galvanische Trennung vom Stromnetz. Aus diesem Grund sterben nicht selten Menschen, die das Gerät benutzen, während sie ein Mobiltelefon oder andere Geräte aufladen und gleichzeitig ein Bad nehmen oder ihr Gesicht waschen.

Bei Einhaltung der Sicherheitsvorkehrungen besteht keine Gefahr für Personen. Diese Geräte sind relativ kostengünstig und wenn sie kaputt gehen, versuchen sie oft nicht, sie zu reparieren, sondern kaufen ein neues Gerät. Wenn Sie jedoch die Schaltkreise und Funktionsprinzipien von Schaltnetzteilen verstehen, können Sie ein solches Netzteil problemlos reparieren und ein neues Gerät zusammenbauen.

Schaltnetzteile

Schauen wir uns den Aufbau und das Funktionsprinzip von Schaltnetzteilen an. Bei solchen Geräten wird die Netzwechselspannung am Eingang in eine hochfrequente Spannung umgewandelt. Zur Umwandlung hochfrequenter Ströme sind keine großen Transformatoren erforderlich, sondern elektromagnetische Spulen im Miniaturformat. Daher passen solche Wandler problemlos in kleine Gehäuse. Sie können beispielsweise problemlos in die Kunststofffassung einer Energiesparlampe gesteckt werden.

Die Unterbringung eines solchen Netzteils in einem kleinen Gerät bereitet keine Probleme. Für einen zuverlässigen Betrieb ist es notwendig, die Möglichkeit zur Kühlung der Heizelemente des elektronischen Schaltkreises auf speziellen Metallheizkörpern vorzusehen. Die umgewandelte Spannung wird über Hochgeschwindigkeitsdioden gleichgerichtet und am Ausgangsfilter geglättet.

Der Nachteil solcher Geräte ist das unvermeidliche Vorhandensein hochfrequenter Störungen am Ausgang des Wandlers, trotz des Vorhandenseins spezieller Filter. Darüber hinaus verwenden gepulste Geräte spezielle Ausgangsspannungsstabilisierungsschaltungen.

Das Schaltnetzteil kann als separate Einheit erworben werden, fertig zum Einbau in das Gerät. Sie können dieses Gerät auch selbst zusammenbauen, indem Sie allgemein verfügbare Diagramme und Anleitungen zum Zusammenbau von Netzteilen verwenden.

Es ist zu berücksichtigen, dass die Selbstmontage teurer sein kann als ein online gekauftes Produkt auf dem asiatischen Markt. Dies kann auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass elektronische Komponenten zu einem höheren Aufschlag verkauft werden als der Herstelleraufschlag in China für die Montage des Produkts und seine Lieferung. Wenn man den Aufbau solcher Geräte verstanden hat, ist es in jedem Fall möglich, ein solches Gerät nicht nur selbst zusammenzubauen, sondern bei Bedarf auch zu reparieren. Solche Fähigkeiten werden sehr nützlich sein.

Wenn Sie Geld sparen möchten, können Sie auf Schaltnetzteile von Personalcomputern zurückgreifen. Oftmals enthält ein fehlerhafter Personalcomputer eine funktionierende Einheit. Sie erfordern vor der Verwendung nur minimale Änderungen.

Solche Netzteile verfügen über einen Leerlaufschutz. Sie müssen ständig unter Last stehen. Um eine Abschaltung zu vermeiden, wird daher ein konstanter Widerstand in die Last einbezogen. Solche modernisierten Geräte werden hauptsächlich zum Antrieb von Elektrowerkzeugen für den Haushalt eingesetzt.

DIY-Foto von Netzteilen

!
Heute bauen wir ein leistungsstarkes Labornetzteil zusammen. Es ist derzeit eines der leistungsstärksten auf YouTube.

Angefangen hat alles mit dem Bau eines Wasserstoffgenerators. Um die Platten mit Strom zu versorgen, benötigte der Autor ein leistungsstarkes Netzteil. Der Kauf eines fertigen Geräts wie DPS5020 ist für uns nicht der Fall und unser Budget ließ dies nicht zu. Nach einiger Zeit wurde das Schema gefunden. Später stellte sich heraus, dass dieses Netzteil so vielseitig ist, dass es absolut überall eingesetzt werden kann: in der Galvanik, in der Elektrolyse und einfach zur Stromversorgung verschiedener Schaltkreise. Gehen wir gleich die Parameter durch. Die Eingangsspannung beträgt 190 bis 240 Volt, die Ausgangsspannung ist von 0 bis 35 V einstellbar. Der Ausgangsnennstrom beträgt 25 A, der Spitzenstrom liegt über 30 A. Darüber hinaus verfügt das Gerät über eine automatische aktive Kühlung in Form eines Kühlers und einer Strombegrenzung, die gleichzeitig einen Kurzschlussschutz bietet.

Nun zum Gerät selbst. Auf dem Foto sehen Sie die Leistungselemente.

Es ist Zeit, zu Leiterplatten überzugehen. Schauen wir uns zunächst die Netzteilplatine an.

Schauen wir uns als nächstes die Konverterplatine an. Auch hier können Sie die Platzierung der Elemente leicht anpassen. Den zweiten Ausgangskondensator musste der Autor nach oben versetzen, da dieser nicht passte. Sie können auch einen weiteren Jumper hinzufügen, dies liegt in Ihrem Ermessen.
Jetzt gehen wir zum Ätzen der Platine über.

Wenn alles fertig ist, befestigen wir die Teile an der Oberfläche des Kühlers. Da die Flansche der aktiven Elemente jedoch Kontakt mit einem der Anschlüsse haben, müssen sie mit Untergründen und Unterlegscheiben vom Gehäuse isoliert werden.

Wir werden es mit M3-Schrauben befestigen und für eine bessere Wärmeübertragung verwenden wir nicht trocknende Wärmeleitpaste.
Wenn wir alle Heizteile auf dem Heizkörper platziert haben, löten wir zuvor demontierte Elemente auf die Konverterplatine und löten auch die Drähte für Widerstände und LEDs an.

Jetzt können Sie das Board testen. Dazu legen wir eine Spannung aus einem Labornetzteil im Bereich von 25-30V an. Machen wir einen kurzen Test.

Sie können auch die Temperatur einstellen, bei der der Kühler arbeitet. Wir führen die Kalibrierung mit einem Abstimmwiderstand durch.
Der Thermistor selbst muss am Kühler befestigt werden. Jetzt muss nur noch der Transformator für die Stromversorgung auf diesen riesigen Kern gewickelt werden:

Der schwierigste Teil besteht nun darin, alles in das Gehäuse zu verstauen. Zunächst verbinden wir die beiden Heizkörper zu einem und befestigen ihn.
Wir werden die Stromleitungen mit einer 2-Millimeter-Ader und einem Draht mit einem Querschnitt von 2,5 Quadratmetern verbinden.

Es gab auch einige Probleme damit, dass der Kühler die gesamte hintere Abdeckung einnimmt und es unmöglich ist, das Kabel dorthin zu verlegen. Deshalb zeigen wir es an der Seite an.