مزودات الطاقة للأجهزة الإلكترونية - جهاز ومبدأ تشغيل الدوائر الرئيسية

يمكن تقسيم الأجهزة الإلكترونية إلى مجموعتين: المحمول والثابتة. يستخدم أولها ما يسمى بمصادر الطاقة الأولية ، أي البطاريات أو البطاريات المجلفنة التي تحتوي على مصدر للكهرباء.

تقوم على الفور باستدعاء الهواتف المحمولة والكاميرات وأجهزة التحكم عن بعد والعديد من الأجهزة المحمولة الأخرى. في هذه الحالة ، لا تعد البطاريات والبطاريات القابلة لإعادة الشحن منافسة ، حيث لا يوجد شيء يمكن استبدالها به. يتمثل الإزعاج الوحيد في تكلفة التنقل في أن مدة هذه الأجهزة محدودة بسبب سعة البطاريات ، وكقاعدة عامة ، تكون صغيرة. استثناء لهذه القاعدة ، ربما ، الساعات. استهلاكهم للطاقة منخفض للغاية ، وهو مدمج في مرحلة التصميم ، بحيث يمكن للساعة استخدام بطارية واحدة لمدة عام كامل ، أو أكثر.

أجهزة ثابتة، كقاعدة عامة ، تلقي الطعام من مصادر ثانوية. هذه المصادر من الطاقة الخاصة بهم لا تنتج ، ولكن فقط تحويل التيار الكهربائي إلى المعلمات المطلوبة: من جهد التيار الكهربائي 220 فولت ، تولد مصادر الطاقة الفولتية المنخفضة اللازمة لمعدات أشباه الموصلات. وغالبا ما تسمى هذه امدادات الطاقة الشبكات.

امدادات الطاقة الخطرة

أبسط هي إمدادات الطاقة مع مكثف التبريد أو المقاوم. تم وصف كتل مماثلة في المجلات الإذاعية في تسعينيات القرن الماضي. إن كفاءة مصادر الطاقة هذه صغيرة للغاية ولا تزيد عن 20٪ ، لذلك يتم استخدامها لتشغيل الأجهزة التي لا تزيد طاقتها عن بضع واط: يمكنك تشغيل واحد أو اثنين من الدوائر الصغيرة.

العيب الرئيسي لهذه الكتل هو ذلك فهي ليست معزولة جلفانياً عن الشبكة الأساسية ، ونتيجة لذلك الدائرة بأكملها - المستهلك هو أيضا تحت إمكانات خطيرة. لمس عنصر من هذه الدائرة أمر غير مرغوب فيه تماما ، بل وخطير. لذلك ، يتم إنشاء مثل هذه الهياكل باستخدام محول العزلة الموضح في المقالة "كيفية صنع محول السلامة".

ولكن حتى مع مثل هذا التعديل ، لا تزال هذه المخططات خطيرة ، وبالتالي ، لا ينبغي التوصية باستخدامها. إذا لم يكن من الممكن تجنب مثل هذا المخطط (ما الهدف من إنشاء مصدر منفصل للطاقة تتابع الصورةالتي تعلق بشكل كبير على وظيفة؟) ، يمكن للمرء أن يأمل فقط في دقة ومحو الأمية للمستخدم.

كتل آمنة مع طمس مكثف

يتم وصف دائرة إمداد الطاقة مع مكثف تبريد وعزل كلفاني من الشبكة في المقالة "ترموستات لحام البلاستيك" ويظهر في الشكل 1. مؤلف مخطط V. Kuznetsov.

الشكل 1. دائرة امدادات الطاقة مع مكثف الطمس والعزل كلفاني من الشبكة

تم وصف المخطط بالتفصيل في المقالة المذكورة ، وتكرر عدة مرات (أكثر من اثني عشر مرة) وأظهر نتائج ممتازة. لذلك ، هنا نلاحظ فقط النقاط الرئيسية. يتم تصحيح جهد التيار الكهربائي من خلال مكثف التبريد C1 بواسطة الجسر VD1 واستقر عند 24V بواسطة المثبت على الترانزستور VT3. يتم تغذية مولد مصنوع على الترانزستورات VT1 ، VT2 من هذا المثبت. يتكون المحول "power" Tr2 من حلقة من الفريت بقطر 20 مم.

يمكن لمثل هذا المحول بتردد 40 ... 50 كيلوهرتز إعطاء حمولة تصل إلى 7 واط ، وهو ما يكفي تماما لتشغيل الدائرة الموصوفة في المقالة. يتم تثبيت الفولتية الإخراج بواسطة أبسط عوامل التثبيت حدودي على Zener الثنائيات VD5 ، VD6. بفضل وجود محول العزل Tr2 ، يتم عزل الحمولة الموردة بشكل جلفاني عن الشبكة ، مما يضمن السلامة الكهربائية للدائرة.

تخيل كيف سيبدو المزدوجة الحراريةتحت إمكانات الشبكة! ولكن تجدر الإشارة إلى أن كل ما يظهر في الرسم البياني إلى يمين قلب المحول Tr2 هو تحت إمكانات الشبكة ، ويتطلب معالجة متأنية ودقيقة. يظهر الشكل 2 مخططًا آخر لإمداد الطاقة الآمن بمكثف التبريد.

الشكل 2. رسم تخطيطي لإمدادات الطاقة آمنة مع مكثف التبريد

يحتوي اللف الأساسي لمحول إمدادات الطاقة صغيرة الحجم على عدة (أربعة ... سبعة) آلاف دورة من الأسلاك الرفيعة للغاية ، - 0.05 ... 0.06 مم. حتى لا يتم لف هذه اللف ، يقترح تقليل الجهد على اللف الأولي إلى 30 ... 40V باستخدام مكثف التبريد. في هذه الحالة ، لا يحتوي الملف الرئيسي على أكثر من 600 ... 700 دورة من السلك السميك بدرجة كافية (0.1 ... 0.15 مم). يتم حساب اللف الثانوي كالمعتاد للجهد المطلوب.

يمكن تلف المحول على الدائرة المغناطيسية Ш12 * 15 من مكبر صوت مشترك. بتعبير أدق ، يمكن تحديد قيمة الجهد باستخدام مكثف C1. من خلال استخدام أحد المحولات ، يتم فصل إخراج مصدر الطاقة عن الشبكة بشكل جلفاني. كانت قوة مصدر الطاقة هذا كافية لتشغيل مولد بسيط (ستة أو سبع شرائح من سلسلة K561) لإعداد أجهزة التلفزيون. كان جهد التيار الكهربائي 9 فولت. يمكن العثور على تفاصيل الجهاز وإنشاء مصدر الطاقة هذا في مجلة "Radio" No. 12_98.

امدادات الطاقة من المعدات الحديثة

المعدات الصناعية الحديثة ، مثل أجهزة الكمبيوتر ، وأنظمة ستيريو ، وأجهزة التلفزيون ، بالنسبة للجزء الأكبر لديه تحويل امدادات الطاقة.

الفكرة الرئيسية لهذه المصادر هي على النحو التالي. يتم تحويل جهد التيار الكهربائي المعدل عن طريق العاكس إلى تردد تناوب عدة عشرات ، وأحيانا مئات كيلو هرتز. في مثل هذه الترددات ، يتم الحصول على المحولات بأحجام صغيرة جدًا ، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من حجم ووزن مصادر الطاقة.

بعد المحول ، يتم تصحيح الفولتية النبضية وتنعيمها بواسطة المرشحات ، كما أن حجمها بسبب التردد العالي صغير أيضًا مقارنة بإمدادات الطاقة التقليدية التي تعمل على تردد التيار الكهربائي. يتم إجراء تثبيت الجهد الناتج في الدائرة الأولية باستخدام تعديل عرض النبض - PWM ، مما يساعد أيضًا على زيادة الكفاءة وتقليل حجم وحدة تزويد الطاقة.

منذ وقت ليس ببعيد ، كان يعتقد أن تبديل إمدادات الطاقة تبرر نفسها فقط من طاقة لا تقل عن 100 واط. في هذه الحالة ، اعتبرت القوة المحددة المعيار الرئيسي ، أي الطاقة لكل 1 ديسي متر مكعب من حجم امدادات الطاقة. عندما تكون قوة المصدر النبضي أقل من 100 واط ، تكون الطاقة المحددة للمصدر النبضي أقل من قدرة مصدر الطاقة التقليدي. ببساطة ، قد تتحول أبعاد المصدر النبضي إلى حجم أكبر من المحول التقليدي.

لكن التكنولوجيا لا تزال قائمة ، فالقاعدة الأولية للإلكترونيات تتطور بسرعة كبيرة. لقد أتقنت الصناعة الحديثة إنتاج المصادر النبضية بسعة قليلة فقط ، وهو ما يكفي للتذكر على الأقل شواحن للهواتف المحمولة والبطاريات "الاصبع".

هنا فقط عن طريق البصر أن القوة المحددة لهذه المصادر أعلى من "أجهزة الشحن" المماثلة (التي كانت موجودة مؤخرًا) مع محول الشبكة. هذه هي الأشياء الجيدة في الإنتاج الصناعي: على الأسلاك الملفوفة وحدها ، ولكن في الحديد المحولات والحالات المصغرة ، يتم تحقيق وفورات ضخمة.

في ظروف الإبداع الفني للهواة لتصميم تصميم في نسخة واحدة مناسبة تمامًا امدادات الطاقة التقليدية مع محول التيار الكهربائي. على الرغم من أنه في بعض الأحيان يجب عليك البحث عن حلول غير قياسية لمشكلة الطاقة ، على سبيل المثال ، عند إصلاح المعدات.

تحويل امدادات الطاقة من محول إلكتروني

هنا مثال عملي جيد. في الخلاط الصوتي المستورد لسبب ما ، انقطع الملف الأولي لمحول الطاقة ، والذي تم إجراؤه على دارة مغناطيسية حلقيّة.

كانت قوة هذا المحول حوالي 20 واط ، مما أدى إلى أفكار حزينة مفادها أن عدد لفات اللف الرئيسي هو على الأرجح ألف دورة (أصغر حجم المحول ، وكلما زاد عدد اللفات لكل فولت واحد ، وكان السلك أرق). لكن اللف يدويًا على الحلبة ... لكن هذا لم يكن الشيء الرئيسي: كان ارتفاع محول الحلقة صغيرًا جدًا لدرجة أنه لم يكن من الممكن استبداله بأخرى على شكل حرف Sh جاهزة ، ولم تسمح أبعاد الحالة بذلك.

استخدام المحولات الإلكترونية المسموح بها لحل المشكلة ، ومع ذلك ، فقد استغرق الأمر بعض التنقيح ، الموضح في المقالة "كيفية صنع مصدر طاقة من محول إلكتروني؟". معنى التغيير هو ذلك محول الكتروني إنه مصمم للعمل مع المصابيح المتوهجة التي تتصل به باستمرار ، أي أن المحول يبدأ التشغيل تحت الحمل. إذا لم يكن هناك تحميل ، فلن تبدأ الدائرة. ويلاحظ نفس التأثير مع حمولة طفيفة.

تخيل أن الحمل هو مضخم صوت قوي لتردد الصوت: بمجرد توقف الصوت ، هناك توقف مؤقتًا ، لذلك تم إيقاف تشغيل مصدر الطاقة ولم يبدأ تشغيله بعد الآن. هنا هو تحسين المحول الإلكتروني ويتلخص في حقيقة أن مصدر الطاقة الذي يعتمد عليه يعمل ويعمل حتى بدون تحميل.

المحول الإلكتروني هو فقط الحالة التي يتم فيها تبسيط تصنيع مصدر نابض إلى الحد الأقصى: كل شيء تم بالفعل ، الأجزاء كلها في مكانها الصحيح ، المحولات كلها منتهية ، والسعر مثير للسخرية. فقط تفعل ذلك بنفسك عدة! حتى في حالة تجربة غير ناجحة ، فإن التخلص من الأمر لن يكون مؤسفًا. إذا كنت تشتري قطع غيار في البيع بالتجزئة ، فسيكون ذلك أكثر تكلفة. لذلك ، في المنزل ، من الأسهل عمل مصدر طاقة للمحول التقليدي.

محولات الشبكة من الصين

في حالة انخفاض طاقة التحميل ، قد يحفظ محول الشبكة الصيني الموقف جيدًا. هذه وحدة معروفة ، مصنوعة على شكل قابس شبكة كبير مع ذيل ينتهي في الموصل ، والذي ، لسبب ما ، يسمى "مقبس". يوجد داخل القابس محول شبكة بسعة لا تزيد عن 5 ... 7 واط ، وجسر مقوم ومكثف تنعيم.

في بعض الكتل ، يوجد مفتاح انزلاق يسمح لك بتغيير الجهد الناتج تدريجياً في غضون 5 ... 15V. الجهد الناتج المبين في المفتاح يتوافق مع التشغيل تحت الحمل. على سبيل المثال ، في حالة الإشارة إلى 12V ، يمكن استخدام 18V تقريبًا دون تحميل. فقط مكثف يشحن إلى قيمة السعة. ولكن تحت الحمل ، مع ذلك ، سيكون هناك 12V ، وهو ما يتوافق مع قيمة القيمة الفعالة للتيار المتردد.

تم تبسيط تصميم هذه المحولات إلى الحد الأقصى: لم يزعج الصينيون حتى تثبيت الصمامات. بشكل عام ، ليس كثيرًا هنا. يتم لف الملف الأساسي بسلك رفيع بحيث يكون في حد ذاته فتيل جيد. إذا تحترق الملف الرئيسي ، يبقى التخلص من هذا المحول وشراء محول جديد.

سعر هذه المحولات منخفض لإصلاحها. وفورات متعرجا في هذه المحولات ملحوظة للغاية. يتم تسخين هذه الإمداد بالطاقة بشكل ملحوظ حتى في حالة الخمول ، دون تحميل.

تشرح المقالة التالية كيف يمكنك إنشاء مصدر طاقة بسيط وموثوق به بشكل مستقل لمختبر منزلك.

بوريس الأديشين 

استمرار المقال: الصفحة الرئيسية مختبر إمدادات الطاقة

Comments

[#1 فاديم]

الشكل 1. رسم تخطيطي لوحدة إمداد الطاقة مع مكثف تبريد وعزل كلفاني من الشبكة.

النص بعد الصورة: "ولكن تجدر الإشارة إلى أن كل ما يظهر في الرسم البياني على يمين قلب المحول Tr2 هو تحت إمكانات الشبكة ، ويتطلب معالجة متأنية ودقيقة."

عزيزي بوريس Aladyshkin ، هاتين الفقرتين تتناقض مع بعضها البعض. كل ما يظهر في الرسم البياني إلى يمين قلب المحول Tr2 ليس تحت إمكانات الشبكة.

يحتاج مسؤولو المنتدى إلى نوع من مراجعة النظراء قبل نشر مثل هذه الإفتراءات ، وإلا فإنه يعد هراء.

[#2 بوريس الأديشين]

نعم ، أنا أوافق ، لسبب ما اختلطت بين اليسار واليمين ، حسناً ، لقد ظهر "القش - القش" بطبيعة الحال ، في ظل إمكانات الشبكة هو كل شيء على يسار محول TP2.

[#3]

حسنًا ، ليس من الصعب إدراك أنها تعني دوائر مرتبطة باللف الرئيسي للمحول.