Bộ nguồn cho các thiết bị điện tử - thiết bị và nguyên lý hoạt động của các mạch chính

Các thiết bị điện tử có thể được chia thành hai nhóm: di động và văn phòng phẩm. Đầu tiên trong số họ sử dụng cái gọi là nguồn năng lượng chính, - pin điện hoặc ắc quy có nguồn cung cấp điện.

Nó ngay lập tức thu hồi điện thoại di động, máy ảnh, điều khiển từ xa và nhiều thiết bị cầm tay khác. Trong trường hợp này, pin sạc và pin vượt quá cạnh tranh, vì đơn giản là không có gì để thay thế chúng. Sự bất tiện duy nhất, chi phí di động là thời lượng của các thiết bị như vậy bị giới hạn bởi dung lượng pin, và, theo quy định, là nhỏ. Một ngoại lệ cho quy tắc này, có lẽ, đồng hồ. Tiêu thụ năng lượng của họ rất thấp, được kết hợp ở giai đoạn thiết kế, vì vậy đồng hồ có thể sử dụng một pin duy nhất trong cả năm, hoặc thậm chí hơn.

Thiết bị văn phòng phẩm, như một quy luật, nhận thức ăn từ các nguồn thứ cấp. Những nguồn năng lượng như vậy không tạo ra mà chỉ chuyển đổi dòng điện thành các thông số cần thiết: từ điện áp nguồn 220 V, các bộ nguồn tạo ra điện áp giảm cần thiết cho thiết bị bán dẫn điện. Nguồn cung cấp năng lượng như vậy thường được gọi là nối mạng.

Nguồn điện nguy hiểm

Đơn giản nhất là cung cấp năng lượng với một tụ điện hoặc điện trở dập tắt. Các khối tương tự đã được mô tả trong các tạp chí radio vào những năm 1990 của thế kỷ trước. Hiệu suất của các bộ nguồn như vậy là cực kỳ nhỏ không quá 20%, vì vậy chúng được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các thiết bị có công suất không quá vài watt: bạn có thể cấp nguồn cho một hoặc hai microcircuits.

Nhược điểm chính của các khối như vậy là chúng không bị cô lập về mặt điện từ mạng chính, do đó toàn bộ mạch - người tiêu dùng cũng có tiềm năng nguy hiểm. Chạm vào một yếu tố của một mạch như vậy là hoàn toàn không mong muốn, và thậm chí nguy hiểm. Do đó, việc thiết lập các cấu trúc như vậy được thực hiện bằng cách sử dụng một biến áp cách ly được mô tả trong bài viết Làm thế nào để làm cho một biến áp an toàn.

Nhưng ngay cả với sự điều chỉnh như vậy, các sơ đồ này vẫn còn nguy hiểm, do đó, chúng không nên được khuyến khích sử dụng. Tuy nhiên, nếu không thể tránh được một kế hoạch như vậy (thì điểm nào tạo ra một nguồn năng lượng riêng biệt chuyển tiếp hình ảnhmà treo cao trên một bài đăng?), người ta chỉ có thể hy vọng về tính chính xác và biết chữ của người dùng.

Khối an toàn với tụ điện trống

Mạch cung cấp điện với một tụ điện dập tắt và cách ly điện từ mạng được mô tả trong bài viết "Nhiệt cho hàn nhựa" và thể hiện trong hình 1. Tác giả của sơ đồ V. Kuznetsov.

Hình 1. Mạch cấp nguồn với tụ điện trống và cách ly điện từ mạng

Đề án được mô tả chi tiết trong bài viết nói trên, được lặp lại nhiều lần (hơn một chục lần) và cho thấy kết quả tuyệt vời. Do đó, ở đây chúng tôi chỉ lưu ý những điểm chính. Điện áp lưới qua tụ điện dập tắt C1 được chỉnh lưu bởi cầu VD1 và ổn định ở mức 24 V bằng bộ ổn định trên bóng bán dẫn VT3. Từ bộ ổn định này được cung cấp bởi một máy phát được chế tạo trên các bóng bán dẫn VT1, VT2. Máy biến áp điện thế giới Tr2 của Tr2 được chế tạo trên một vòng ferrite có đường kính 20 mm.

Một máy biến áp như vậy ở tần số 40 ... 50 KHz có thể cung cấp tải lên tới 7 watt, đủ để cung cấp năng lượng cho mạch được mô tả trong bài viết. Các điện áp đầu ra được ổn định bằng các bộ ổn định tham số đơn giản nhất trên điốt Zener VD5, VD6. Nhờ sự có mặt của biến áp cách ly Tr2, tải được cung cấp được cách ly về điện với mạng, đảm bảo an toàn điện cho mạch.

Hãy tưởng tượng nó sẽ trông như thế nào cặp nhiệt điệntheo tiềm năng mạng! Nhưng cần lưu ý rằng tất cả mọi thứ được hiển thị trong sơ đồ ở bên phải lõi của máy biến áp Tr2 đều nằm trong tiềm năng của mạng và yêu cầu xử lý cẩn thận và cẩn thận. Một sơ đồ khác về nguồn cung cấp năng lượng an toàn với tụ điện được thể hiện trong Hình 2.

Hình 2. Sơ đồ cung cấp điện an toàn với tụ điện dập tắt

Cuộn dây sơ cấp của máy biến áp của nguồn cung cấp điện cỡ nhỏ chứa vài (bốn ... bảy) nghìn vòng dây siêu mỏng, - 0,05 ... 0,06 mm. Để không cuộn dây như vậy, đề nghị giảm điện áp trên cuộn sơ cấp xuống 30 ... 40V bằng cách sử dụng tụ điện làm nguội. Trong trường hợp này, cuộn dây sơ cấp chứa không quá 600 ... 700 vòng dây đủ dày (0,1 ... 0,15 mm). Cuộn dây thứ cấp được tính như bình thường cho điện áp yêu cầu.

Máy biến áp có thể được quấn trên mạch từ Ш12 * 15 từ loa thuê bao. Chính xác hơn, giá trị điện áp có thể được chọn bằng cách sử dụng tụ C1. Thông qua việc sử dụng một máy biến áp, đầu ra của nguồn cung cấp điện được cách ly với mạng. Sức mạnh của nguồn cung cấp năng lượng như vậy đủ để cung cấp năng lượng cho một máy phát đơn giản (sáu hoặc bảy chip của dòng K561) để thiết lập TV. Điện áp nguồn là 9 V. Chi tiết về thiết bị và việc thiết lập nguồn điện này có thể được tìm thấy trong tạp chí "Radio" số 12_98.

Bộ nguồn của thiết bị hiện đại

Hầu hết các thiết bị sản xuất công nghiệp hiện đại, như máy tính, trung tâm âm nhạc, TV, phần lớn có chuyển đổi nguồn cung cấp năng lượng.

Ý tưởng chính của các nguồn như vậy là như sau. Điện áp mạng được chỉnh lưu được biến đổi bởi một biến tần thành tần số xen kẽ vài chục, và đôi khi hàng trăm kilohertz. Ở tần số như vậy, máy biến áp thu được ở kích thước rất nhỏ, có thể làm giảm đáng kể kích thước và trọng lượng của nguồn điện.

Sau máy biến áp, các điện áp xung được chỉnh lưu và làm mịn bằng các bộ lọc, kích thước của nó do tần số cao cũng nhỏ so với các bộ nguồn truyền thống hoạt động ở tần số chính. Ổn định điện áp đầu ra được thực hiện trong mạch sơ cấp sử dụng điều chế độ rộng xung - PWM, cũng giúp tăng hiệu quả và giảm kích thước của nguồn điện.

Cách đây không lâu, người ta tin rằng việc chuyển đổi nguồn cung cấp năng lượng tự biện minh chỉ bắt đầu từ công suất ít nhất 100 watt. Trong trường hợp này, sức mạnh cụ thể được coi là tiêu chí chính, tức là công suất trên 1 phân khối khối lượng cung cấp điện. Khi công suất của nguồn xung dưới 100 W, công suất riêng của nguồn xung thấp hơn công suất của nguồn cung cấp thông thường. Nói một cách đơn giản, kích thước của nguồn xung có thể lớn hơn kích thước của máy biến áp thông thường.

Nhưng công nghệ không đứng yên, cơ sở nguyên tố của thiết bị điện tử đang phát triển rất nhanh. Ngành công nghiệp hiện đại đã làm chủ việc sản xuất các nguồn xung với công suất chỉ vài watt, nó đủ để nhớ lại ít nhất bộ sạc cho điện thoại di động và pin ngón tay ngón tay.

Ở đây chúng ta dễ dàng nhận thấy rằng công suất cụ thể của các nguồn như vậy cao hơn so với các bộ sạc tương tự của bộ phận điện tử (gần đây là như vậy) với một máy biến áp mạng. Đó là những điều tốt đẹp trong sản xuất công nghiệp: chỉ riêng dây quấn, nhưng trên vỏ máy biến áp và vỏ thu nhỏ, thu được khoản tiết kiệm rất lớn.

Trong điều kiện sáng tạo kỹ thuật nghiệp dư để sản xuất một thiết kế trong một bản duy nhất, nó khá phù hợp cung cấp điện truyền thống với máy biến áp chính. Mặc dù đôi khi bạn phải tìm kiếm các giải pháp không chuẩn cho vấn đề điện, ví dụ như khi sửa chữa thiết bị.

Chuyển đổi nguồn điện từ một máy biến áp điện tử

Đây là một ví dụ thực tế tốt. Trong một số lý do, trong bộ trộn âm thanh nhập khẩu, cuộn dây sơ cấp của biến áp nguồn bị đứt, được thực hiện trên một mạch từ hình khuyên.

Công suất của máy biến áp này vào khoảng 20 watt, điều này dẫn đến những suy nghĩ đáng buồn rằng số vòng dây của cuộn sơ cấp rất có thể không phải là một nghìn vòng (kích thước của máy biến áp càng nhỏ, số vòng quay trên một volt càng lớn và dây càng mỏng). Và tua lại thủ công trên chiếc nhẫn ... Nhưng đây không phải là vấn đề chính: chiều cao của máy biến áp vòng quá nhỏ đến nỗi dường như không thể thay thế nó bằng một chiếc hình chữ Sh làm sẵn khác, kích thước của vỏ không cho phép.

Việc sử dụng một máy biến áp điện tử được phép để giải quyết vấn đề, tuy nhiên, phải mất một số tinh chỉnh, được mô tả trong bài viết "Làm thế nào để cung cấp năng lượng từ một máy biến áp điện tử?". Ý nghĩa của sự thay đổi là máy biến áp điện tử Nó được thiết kế để làm việc với đèn sợi đốt liên tục kết nối với nó, nghĩa là, máy biến áp khởi động dưới tải. Nếu không có tải thì mạch không khởi động. Hiệu ứng tương tự được quan sát với một tải nhẹ.

Hãy tưởng tượng rằng tải là một bộ khuếch đại tần số âm thanh mạnh mẽ: ngay khi âm thanh dừng lại, - tạm dừng, do đó, nguồn điện bị tắt và không bắt đầu nữa. Dưới đây là sự tinh chỉnh của máy biến áp điện tử và hiểu rõ rằng nguồn cung cấp năng lượng dựa trên nó bật và hoạt động ngay cả khi không tải.

Một máy biến áp điện tử chỉ là trường hợp việc sản xuất một nguồn xung được đơn giản hóa đến giới hạn: mọi thứ đã được thực hiện, các bộ phận đều được đặt đúng chỗ, các máy biến áp đều bị hỏng, và giá cả thật vô lý. Chỉ cần làm cho mình bộ! Ngay cả trong trường hợp thử nghiệm không thành công, vứt bỏ sẽ không đáng tiếc. Nếu bạn mua các bộ phận tại bán lẻ, nó sẽ đắt hơn nhiều. Do đó, ở nhà sẽ dễ dàng hơn để làm một nguồn cung cấp điện máy biến áp thông thường.

Bộ điều hợp mạng từ Trung Quốc

Trong trường hợp khi công suất tải nhỏ, bộ điều hợp mạng do Trung Quốc sản xuất có thể sẽ cứu được tình huống này. Đây là một khối nổi tiếng được tạo ra dưới dạng một phích cắm mạng lớn với phần đuôi kết thúc trong một đầu nối, vì một lý do nào đó được gọi là một jack jack. Bên trong phích cắm có một máy biến áp mạng có công suất không quá 5 ... 7 watt, cầu chỉnh lưu và tụ điện làm mịn.

Trong một số khối có một công tắc trượt cho phép bạn thay đổi từng bước điện áp đầu ra trong vòng 5 ... 15V. Điện áp đầu ra được chỉ định trên công tắc tương ứng với hoạt động dưới tải. Ví dụ: nếu chỉ định 12V, thì gần như 18V có thể được sử dụng mà không tải. Chỉ cần các tụ điện tính đến giá trị biên độ. Nhưng dưới tải, tất cả đều giống nhau, sẽ có 12V, tương ứng với giá trị của giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều.

Thiết kế của các bộ điều hợp như vậy được đơn giản hóa đến giới hạn: người Trung Quốc thậm chí không thèm cài đặt cầu chì. Nhìn chung, nó không quá nhiều ở đây. Các cuộn dây sơ cấp được quấn bằng một sợi dây mỏng đến nỗi bản thân nó là một cầu chì tốt. Nếu cuộn dây sơ cấp bị cháy, thì nó vẫn còn để ném bộ chuyển đổi này và mua một cái mới.

Giá của bộ điều hợp như vậy là thấp để sửa chữa chúng. Sự tiết kiệm trong dây điện từ trong các bộ điều hợp này rất đáng chú ý. Nguồn cung cấp năng lượng như vậy được làm nóng đáng chú ý ngay cả khi không sử dụng, không tải.

Bài viết tiếp theo sẽ giải thích làm thế nào bạn có thể độc lập cung cấp năng lượng đơn giản và đáng tin cậy cho phòng thí nghiệm tại nhà của bạn.

Boris Aladyshkin 

Tiếp tục bài viết: Nguồn cung cấp phòng thí nghiệm tại nhà

Comments

[#1 Linh tinh]

Hình 1. Sơ đồ của một đơn vị cung cấp điện với một tụ điện dập tắt và cách ly điện từ mạng.

Văn bản sau bức ảnh: "Nhưng cần lưu ý rằng tất cả mọi thứ được hiển thị trong sơ đồ ở bên phải lõi của máy biến áp Tr2 đều nằm trong tiềm năng của mạng và cần xử lý cẩn thận và cẩn thận."

Thưa ông Vladimir Aladyshkin, hai đoạn này mâu thuẫn với nhau. Tất cả những gì được thể hiện trong sơ đồ bên phải lõi của máy biến áp Tr2 KHÔNG thuộc tiềm năng mạng.

Các quản trị viên diễn đàn cần một số loại đánh giá ngang hàng trước khi xuất bản các tác phẩm đó, nếu không, đó là rác thải.

[#2 Boris Aladyshkin]

Vâng, tôi đồng ý, vì một số lý do tôi đã trộn lẫn trái và phải, tốt, nó chỉ hóa ra "hay - rơm"! Tất nhiên, dưới tiềm năng của mạng là mọi thứ ở bên trái của máy biến áp TP2.

[#3]

Chà, nó không quá khó để nhận ra rằng chúng có nghĩa là các mạch được gắn với cuộn dây sơ cấp của máy biến áp.