Простий блок живлення. Блок живлення: з регулюванням та без, лабораторний, імпульсний, пристрій, ремонт Стабілізований бп

До вашої уваги пропонується перевірена конструкція універсального блоку живлення. Дане просте джерело живлення, виконане на потужних складових транзисторах. Основна перевага схеми в тому, що БП придатний не тільки для живлення різних електронних схем, але і для заряджання різних, у тому числі потужних свинцевих акумуляторів.

Напруга на виході БП, з даними значення деталей, регулюється від нуля до 15В. Якщо поставити трансформатор та стабілітрон на більшу напругу, то й максимальний вольтаж виходу теж зросте. Діоди будь-які випрямляючі, на відповідному навантаженні струм із двократним запасом. Конденсатор С1 на напругу щонайменше 25В. Намагайтеся не використовувати радянські алюмінієві електроліти – вони часто виходять з ладу. Транзистори замінні на аналогічні за потужністю та структурою.

Зверніть увагу, що катоди діодів і колектори обох транзисторів з'єднані між собою - отже, їх можна розмістити на одному великому радіаторі без будь-яких ізолюючих прокладок. Якщо встановити конденсатори, показані на схемі пунктиром, можна використовувати пристрій як блок живлення. У цьому випадку після діодів також не завадить конденсатор 1000-2000мкФ 25В. А якщо потрібно лише режим зарядного пристрою (як це зроблено в авторському варіанті на фотографії), можна їх виключити.

Готове стабілізоване джерело живлення розміщується в будь-якому відповідному корпусі. Зовні для зручності контролю виводиться зелений світлодіод – мережа 220В, і червоний – вихід. Причому що більше напруга на виході - тим яскравіше він світитиметься. Природно підключають світлодіод безпосередньо між плюсом і мінусом, а через резистор 1-2кОм.

Блок живлення потрібний усім. Музиканту-металісту треба чимось живити свої «примочки» до електрогітари, радіоаматору — приймачі чи всякі вироби на світлодіодах-транзисторах, простому люду — антенні підсилювачі до телевізора тощо. Але купити готовий пристрій не завжди виходить — хоч би навіть через ціну. Тим більше немає на це бажання, коли точно знаєш, що без справи валяється справний трансформатор, що знижує. Ось його ми й пристосуємо давати чисті дев'ять вольт.

З доповненнями та змінами від 09.11.15

Блок живлення зібрано вже безліч разів. При правильному монтажі та справних компонентах запускається завжди. Допускаються відхилення у номіналах елементів.

"Серцем" блоку живлення (далі - БП) є знижуючий трансформатор, без нього немає сенсу городити город. Називається він так тому, що знижує змінну розеткову напругу 220 вольт в змінну іншого напруги. Наприклад, до 36, або 12, або навіть 5. Але для наших цілей необхідний трансформатор, у якого на вторинній, вихідній обмотці (не мережна, та — вхідна та первинна) буде 12-15 вольт «зміни». Можна і трохи більше, до 20, але недоцільно. Добре підходять трансформатори з магнітофонів, радіоприймачів, інших блоків живлення, що відслужили своє, особливо, якщо раніше пристрій якраз і жило під напругою дев'ять вольт. В ілюстраціях до цієї статті, наприклад, я використав напівзгорілий трансформатор від роутерного БП. Від стрибка напруги в ньому спрацював термозапобіжник, і напруга на виході зникла (у сучасні трансформатори вбудовують такі одноразові запобіжники, які розривають ланцюг у разі перегріву. А перегрів може наступити або тоді, коли через запобіжник «первинки» тече великий струм (надовго підвищилася напруга в мережі або трансформатору дали непідйомне навантаження), або коли перегрівається сам трансформатор (його перевантажили або в корпусі БП дуже спекотно.) Запобіжник прихований на початку первинної обмотки, і можна було його замінити аналогічним, але я просто кинув перемичку в обхід. безпеки можна додати звичайну плавку вставку 0,2 - 0,5 А).

Ще одна важлива характеристика трансформатора - струм, що їм видається. Тут уже треба приблизно знати, скільки споживатиме пристрій, якому ми робимо БП. Для невеликих світлодіодних виробів вистачить і 100 мА (а це п'ять світлодіодів, приєднаних паралельно один до одного, причому встановлені максимальні для них 20 мА), радіоприймачі теж багато не їдять (до 250 мА), найпростіша гітарна «примочка»-дисторшн. «Крони», потребує 10-20 мА. Вже на вигляд трансформатора можна приблизно судити, на який струм він розрахований. Головне — не перевантажувати його, а якщо потрібно живити щось ненажерливе (струм понад 1 А), то і блок живлення має бути відповідним. Симптоми перевантаження, коли трансформатор, як то кажуть, «не вивозить» — падає напруга, гріється магнітопровід і обмотки, з'являється гудіння, і, нарешті, дим. А електроніка вся працює на димі. І щойно він із неї виходить — вона й перестає…

Далі потрібен випрямляч. Його завдання - перетворення змінного струму на постійний. Всі описані раніше пристрої живляться постійним струмом. Я використовую готовий діодний міст, але можна замінити його чотирма однаковими діодами з адекватним запасом струму (1N4004 вистачить із головою). Підключивши діодний міст до «вторинки» трансформатора, можна побачити, що її 12 зміннихвольт перетворюються на 11 або навіть 10,8 постійних. Так і має бути. Це діоди відкриваються при напрузі 0,6 вольта, а в діодному мосту одночасно працюють два діоди з чотирьох. Ось і пропадає по 1,2 вольта на кожному напівперіоді коливань.

І тепер, власне, та частина, через яку блок носить горду назву «стабілізований», тобто має постійну напругу на своєму виході незалежно від того, що в нього на вході (у розумних межах, звичайно). Зтабілізатор. Я використовую триногу мікросхему 7809, де 78 вказує на стабілізацію позитивної полярності напруги, а 09 - число стабілізованих вольт (неважко здогадатися, що якщо потрібно живити якийсь п'ятивольтовий пристрій, то в магазині треба запитувати 7805, а трансформатор можна взяти з трохи менше на "вторинці"). Три ноги у неї не випадково — на одну приходить нестабілізована вхідна напруга, інша приєднується до загальної шини (мінусу), а з третьої знімається стабілізована постійна напруга. Для нормальної роботи мікросхем цієї серії необхідно, щоб вхідна напруга була хоча б на 2 вольти вище вихідного. Тобто 9+2=11 Ст. Стільки ж і залишається після діодного мосту, ми чудово сюди потрапляємо.

Дивлячись на графік випрямленого діодним мостом напруги, мова не повернеться назвати його постійною. Воно пульсує. Для згладжування цих горбів потрібні конденсатори. У принципі, цілком вистачить двох електролітичних, але за правилами гарного тону, щоб продовжити їм життя, добре ще вставити і два керамічних на 100-200 нФ. Електролітичні я використовую на 470-1000 мкФ, 25 вольт по входу та 16 вольт по виходу. Чому так, у чому різниця? Відповідаю. Якщо до діодного мосту почепити електролітичний конденсатор, то на його ніжках утворюється напруга, в 1,41 рази більша, ніж на мосту. 11 * 1,41 = 15,51 В. Ставити конденсатор на максимальних 16 вольт, чесно кажучи, з таким запасом трохи неправильно. Якщо на «первинку» потрапить не 220, а 240 вольт, то і на «вторинці» вже буде явно не 11. І ріпу шістнадцятивольтового конденсатора може розірвати. Закидавши його шматками все, що поруч. З цієї ж причини пробний запуск будь-якогопристрої, що містить електролітичні конденсатори, треба здійснювати так, щоб вони не були спрямовані у бік рук, осіб та очей. Бажано навіть накрити чимось «шайтан-машину» та начепити захисні окуляри. А ось по дев'ятивольтовому виходу конденсатор на 16 вольт – саме воно. Можна, звичайно, і стовольтовий поставити, але він: а) дорожче; б) більше розмірами. Ніщо не заважає і не поставити 470 мкФ, а більше. 1000 мкф, 4700 мкф, 10000 мкф, нарешті. Чим більше - тим менше буде схильний до впливу перепадів напруги ланцюг. Часто можна спостерігати, що, висмикнувши з розетки шнур радіо, він ще співає кілька секунд, затихаючи. Але згодом за таких же махінацій приймач співає все коротше і коротше. Це конденсатори старіють, втрачають ємність. Можна, звичайно, змусити всю кімнату спаралеленими конденсаторами на 10000 мкФ, і тоді приймач, мабуть, зможе автономно пропрацювати цілий день після їх зарядки, але чим більша ємність конденсатора, тим він: а) дорожче; б) більше розмірами. Десь це вже читали? Така ось кореляція (зв'язок між кількома величинами).

Тепер — щодо «продовження життя». Як у випрямленому, так і стабілізованому напрузі можуть існувати високочастотні змінні складові. Так, при стандартній частоті пульсацій мережі 50 Гц після діодного мосту вже буде 100 Гц, а ВЧ-шки, що якось пробралися, - це кілогерці частоти. Грозові розряди, іскри від щітково-колекторного вузла електродвигунів, «шумні» блоки живлення… Електролітичні конденсатори дуже не люблять високочастотні коливання і швидше деградують, якщо схильні до такого впливу. Їхня доля — згладжування повільних пульсацій. Тому паралельно кожному електролітичному конденсатору припаює керамічний, який якраз і розрахований на роботу з високими частотами. Виходить дуже ефективний тандем.

Ще знадобляться з'єднувальні дроти та плата, на яку це все монтуватиметься. Використовувати дроти з «крученої пари» не рекомендую — «дідусиним» паяльником (з мідним жалом, оловом і каніфоллю) вони погано паяються, та й взагалі дуже ламкі. Що стосується плати — в будь-якому радіомагазині, що поважає себе, є така штука, як «макетна плата». Це текстолітова або гетинаксова основа з контактними майданчиками, розташованими у строгому порядку. Розставляй елементи, як хочеш, з'єднуй проводками, перемичками, або просто запаюй майданчики, що не використовуються. Профі можуть витравити плату (я думаю, що для такого стабілізатора є чимало варіантів «друку»), але профі і без моїх порад, мабуть, вже давним-давно зібрали такий БП, і не один.
Гаразд, слів тисяча, а справ поки немає. Просто хотілося дати трохи теорії.

Приступаємо?

Типова схема БП 7809.Зліва направо, зверху вниз: звичайний дротяний запобіжник (немає у мене, як і теплового, хоча по-хорошому — треба), мережевий трансформатор, діодний міст, «електроліт», «кераміка», стабілізатор, «електроліт», «кераміка» . Варіантів цієї типової схеми багато, і як не збери майже завжди правильно. До речі, вітчизняний аналог 7809 — мікросхема КР142ЕН8А, яка в просторіччі називається просто «кренкою». Нормально працює при напругах на вході +11,5…35 В. Ми маємо 15,5 В. Вихідний струм 7809 — 1-1,5 А (залежно від корпусу), аби трансформатор «тягнув». Так, якщо в планах живлення пристроїв з великим струмом споживання, то треба подбати про радіатор для стабілізатора (приймачі з їх максимальними 250 мА мікросхему не нагрівають, можна обійтися без нього).

Необхідне обладнання.Пінцет-самозахоплення (не знадобилося), відсмоктування припою (якщо випадково з'єднав не ті доріжки або ще як накосорізив), дротяний припій, ізолятора огидної якості (краще не економити), бокорізи, качконоси (не знадобилися), паяльник з «вічним» жалом і залізна мочалка для його очищення (звичайна кухонна, для сковорідок).

Необхідні ресурси.Плата, трансформатор (мережевий кабель не показаний, хоча він потрібен - не забудьте!), Світлодіод з резистором (мімопроходили), діодний міст, 7809, два конденсатори, керамічний конденсатор; мультиметр із ще однією «керамікою» показує її ємність – 125 нФ. Нам підходить. Написано на корпусі, що 150, але хтось із них явно бреше.

До трансформатора підпаюємо мережевий шнур.З «первинкою» треба бути дуже обережним, там. небезпечна для життя напруга. Щойно припаяли — замотати це місце ізолентою від гріха подалі.

До речі, якщо сталося так, що ви, крутячи трансформатор у руках, заплуталися вже, де якась обмотка, то допоможе мультиметр. У понижуючого трансформатора "вторинка" має дуже малий опір, буквально частки ома, а на "первинці" він зазвичай показує 300-600 Ом.

Зі «вторинки» йдуть 12 вольт «зміни».

Потроху збираємо плату.Універсального розташування деталей немає, нехай кожен робить так, як йому зручно. Я намагаюся заощаджувати місце, адже плати не дуже дешеві. Та й взагалі, «кераміку» краще ставити якомога ближче до стабілізатора – так треба для його коректної роботи.

У мене, наприклад, три екземпляри такого БП, і всі зібрані з різним розташуванням деталей.І нічого, працюють.

Зворотній бік.

Можна, звичайно, і інакше, розставляючи елементи так, як на схемі: діодний міст, електроліт, кераміка, стабілізатор, електроліт, кераміка.На цей раз у мене вийшло так.

Внизу йде вихідна шина, в середині - загальний провід-«мінус», іноді для стислості іменований «землею».

Вже цьому етапі блок повністю готовий.Але мені захотілося подивитись. Не дарма ж, доки я розбирав завали, мені в руки потрапив світлодіод. От і нехай світить, розважає колектив блоку живлення.

Світлодіод - прилад струмовий.Це означає, що він світить, коли через нього йде струм. Причому цей струм треба обмежувати (зазвичай — 20 мА), тому що в іншому випадку діод спробує зжерти все, що йому дає БП, і, природно, згорить. Як той ведмідь, що йшов лісом. У нас навіть є такий жарт радіоаматорський. «Йшов світлодіод платою, бачить — шина дев'ятивольтова. Сів на неї і згорів». А обмеження струму служить резистор. Ви не повірите, але він так і називається - струмообмежуючий. Для дев'яти вольт харчування він може становити 500 Ом, але я поставив 5,6 ком — надто вже яскраво світив.

Теж саме.

Фінальні виміри.На конденсаторі перед стабілізатором - розрахункових 15 з лишком вольт.

А на виході – 9,2 вольта.Страшного нічого немає: всі 7809, що мені траплялися, трохи завищують планку. Навіть нова «Крона», зразок дев'ятивольтовості, видаватиме більше дев'яти вольт.

Обрізані ніжки вивідних елементів рекомендую зберегти для майбутніх проектів на якісь перемички.

А ось я вирізав із загальної макетної плати все, що треба.Вирізати можна різними способами, я через відсутність відповідного інструменту користуюся канцелярським ножем. Але він дуже не любить різати плати і швидко тупиться.

От і все. Не складно?

А радіоприймач мій дуже задоволений таким блоком.Зараз із БП склалася нелегка ситуація. Стара радіоапаратура дуже не любить сучасних імпульсних блоків живлення. Так, вони легкі та компактні, але сильно шумлять у всіх діапазонах, часом навіть станцій не чути, тільки писк, вереск, тріск. А трансформаторні можуть лише трохи гудіти. Навіть увімкнений комп'ютер або ноутбук поруч із радіоприймачем дуже сильно «фонить».

А про свій радіоприймач, сподіваюся, я розповім у наступній статті. Ми його ремонтуватимемо, проводитимемо йому профілактику і трохи модернізуватимемо, а так само дізнаємося, що цікавого можна послухати в діапазонах, яких більше немає в сучасних апаратах.

Доповнення від 25.02.16

Наприклад, до вас в руки потрапив блок живлення від роутера зі зміною 9-12 вольт на виході. Якщо розміри дозволяють, то чому б не вбудувати стабілізатор?

Корпус треба акуратно розколоти по шву за допомогою ножа і відчутного постукування ножем. Електроніку можна зробити на платі, але я не став морочитися і спаяв «навісом», де-не-де прихопивши термоклеєм. Світлодіод – за бажанням. Назад половинки склеюються суперклеєм.

Іноді доводиться замінювати штекер. Найбільш поширені 5,5/2,1 мм (зовнішній/внутрішній діаметр) та 5,5/2,5 мм.

По можливості краще брати ті, що праворуч, із жовтим ізолятором. Вони зроблені не так халтурно.

Доповнення від 05.06.16

Бувають випадки, коли потрібна нестандартна напруга — наприклад, 8,7 вольт.

Застосувавши L7808і кремнієвий діод (Uпр = 0,7 В), на виході можна отримати шукані 8,7 вольт. Включно з кількома діодами послідовно, можна ще більше підняти напругу: для двох кремнієвих це буде вже майже плюс 1,4 вольта до того, на що запрограмований сам стабілізатор. Діод (або діоди) треба вибирати пропорційно споживаному навантаженням струму - для дрібниці піде і КД522(До 100 мА), а для чого більше - хоча б і 1N4001(1 А).

Кремнієвий діод додає 0,6-0,7 вольт, германієвий - 0,3-0,4 В. Можна з успіхом їх компонувати, максимальний струм такого саморобного стабілізатора визначається максимальним струмом найслабшого елемента.

Напруги живлення лампової апаратури (анодна та накальна) бажано стабілізувати. Це дозволить отримати не тільки хорошу стабільність параметрів, кардинально вирішити проблему фону, але, і це теж важливо, забезпечити стабільні режими ламп, а значить, їх нормальну роботу та довговічність, при зміні напруги електромережі в широких межах, що в наших умовах аж ніяк не рідкість. особливо у зимовий час. Сучасні компоненти дозволяють створити ефективні, надійні і при цьому досить прості схемні та компактні конструктивні рішення анодного та накального стабілізаторів.

Пропонований вашій увазі стабілізатор анодної і накальної напруги створений на основі схеми, що добре зарекомендувала себе, докладної описаної в статті

Для більшої універсальності застосування і підвищеної надійності в ньому застосовані потужніші і високовольтні транзистори, в анодному стабілізаторі поліпшена схема захисту від перевантаження по струму і передбачена захист від перевищення потужності, що розсіюється. У жаровому стабілізаторі для кращої повторюваності замість досить рідкісного за нинішніми часами і має великий розкид параметрів польового транзистора КП103 застосований біполярний.

Схема блоку живлення наведено на рис.1. Для зниження мультиплікативного тла діоди всіх випрямлячів шунтовані керамічними конденсаторами. Анодний стабілізатор виконаний високовольтних транзисторах VT2,0VT1. Регулюючий транзистор 0VT1 включений за схемою з ОІ, що забезпечує не тільки велике посилення в петлі регулювання, і, отже, досить великий коефіцієнт стабілізації (не менше 200), а й дуже мале допустиме падіння напруга на регулювальному транзисторі (порядку 0,5В), що зумовило його досить високу ефективність та економічність.

Резистор R2 подає негативну напругу, що відкриває, в базу VT2, здійснюючи в момент включення запуск стабілізатора в робочий режим. У початковий момент стабілітрон VD7 закритий, а шунтуючий вплив ланцюгів навантаження відсічено діодом VD6, що і забезпечує надійний запуск стабілізатора при досить великому опорі резистора R1 (1Мом) і при цьому практично не погіршує параметрів стабілізатора, оскільки в робочому режимі струм через цей рези малим диференціальним опором відкритого стабілітрона VD7.

Передбачені захисту транзисторів від перевантаження як по напрузі на затворі (для VT2 - VD10, R7, для 0VT1 - VD9, R13), так і по струму (ланцюг VT1, R9, 0VT1 спільно з R6 утворюють класичний стабілізатор струму, при зазначених на схемі елементах обмеження по струму задано порядку 250мА - визначається як Iк.з [A]. = 0,55В / R6 [Ом] і може бути легко змінено під свої потреби, наприклад при 1 Омі обмеження по струму буде близько 0,5 А), завдяки чому цей стабілізатор має дуже високу надійність і при цьому, зрозуміло, захищені від перевантаження по струму і к.з. і випрямляч з мережевим трансформатором (маю на увазі, що трансформатор здатний видавати такий струм).

Максимальний вихідний струм стабілізатора визначається тільки допустимою потужністю розсіювання VT2 і для збереження надійності потрібно вибирати таким, щоб середня потужність, що розсіюється, не перевищувала половини (краще третини) максимально допустимої. Наприклад, для зазначеного на схемі IRF830 Pmax=100Вт (зрозуміло, при достатній площі радіатора або шасі, не менше 15 кв.см на кожен Вт), у нашій схемі напруга випрямляча буде близько +215В, при вихідному +150В падіння напруги на транзисторі 65В. Якщо задати резистором R6 максимальний вихідний струм можна задати 0,5А, то в штатному режимі потужність, що розсіюється, складе 32,5 Вт, при аварійному короткому замиканні виходу (К.З.) розсіювана потужність 107Вт перевищить максимально допустиму і якщо вчасно не усунути режим. з., транзистор вийде з ладу. Щоб виключити таку ситуацію, у схемі передбачена захист регулюючого транзистора від перевищення потужності, що розсіюється, виконана на VD12,R14,VD11.

Робоча напруга стабілітрона VD11 вибирається в 1,5-2 рази більшим за падіння напруги на регулювальному транзисторі в штатному режимі. У разі перевантаження по струму чи К.З. ланцюг обмеження по струму спрацьовує і обмежує вихідний струм на заданому рівні, зачиняючи регулюючий транзистор 0VT1, падіння напруги на ньому росте і як тільки воно досягає напруги відкривання стабілітрона VD11, через нього і резистори R14, R9 починає протікати струм. Падіння напруги на R9 додатково прикриває VT1. У цьому струм стабілізації визначається за формулою Iк.з[A].=(0,55В-Ur9)/R6[Ом]. Т.о. при досягненні падіння напруги на R9 порядку 0,55В або більше ланцюг стабілізатора струму повністю закриє регулюючий транзистор і стабілізатор не запуститься навіть після зняття перевантаження.

Для виключення цього «самозащілки» стабілізатора введено германієвий діод VD11, який стабілізує напругу Ur9 на рівні приблизно 0,4В, тим самим фіксуючи струм К.З. лише на рівні приблизно 025…0,3 від встановленого. Що у прикладі відповідає 0,5 А*(0,25..0,3)=0,125..0,16 А. У цьому потужність розсіювання на перевищить самі 32 Вт.

З іншого боку, якщо не планується таких великих вихідних напруг і струмів, то ланцюг захисту регулюючого транзистора від перевищення потужності, що розсіюється VD12,R14,VD11 можна не встановлювати. Наприклад, при зазначених на схемі вхідному змінному напрузі 152 В (на випрямлячі приблизно 213 В) і встановленому струмі захисту 0,25 А (R6=2,2 Ом) при К.З. потужність розсіювання вбирається у 215В*0,25А=54Вт.

Вихідна стабілізована напруга визначається сумою напруги стабілітронів VD7,VD13, точніше Uстаб=Uvd7+Uvd13 – 0,6В (напруга відкривання VT2). Для отримання +140в допустимі будь-які набори стабілітронів, що забезпечують необхідну суму напруги. Якщо їх кілька, їх треба розбити на групи, які забезпечують приблизно рівні значення стабілізації (70в+-30в). Групу з меншим значенням напруги стабілізації використовувати як VD7, а з більшим – VD13.
Величина токозадаючих резисторів вибирається з метою зниження розсіюваної потужності з розрахунку забезпечити протікання через стабілітрон струму на 1-2мА більше мінімального струму стабілізації, при цьому R1=Uvd13/(IminVD7+1..2мА), а R16=Uvd7/(IminVD13 .2мА).
Тут можна застосувати широко поширені стабілітрони серій Д816, Д817, наприклад для 140В Д817Г + Д816Г, але якщо планується розташувати основну частину елементів блоку живлення на друкованій платі, варто придбати малогабаритні стабілітрони серії КС (або аналогічні імпортні) - вони більш зручні ніж серії Д816, Д817. Для 140В крім зазначеного на схемі ще один хороший варіант КС568+КС582, але це можуть бути і ланцюжки з кількох інших подібних КС539,547,551,591,596, що дають у сумі необхідні 140В, наприклад КС568в(VD8) і ДКС18 ).

Вид плати стабілізаторів US5MSQ

Підбором цих стабілізаторів стабілізатор може бути перебудований практично на будь-яку напругу в межах від +12 до +360 В. Максимальна напруга з випрямляча, яку можна подати на цей стабілізатор визначається допустимою для транзистора VT3 і при збереженні високої надійності для зазначеного на схемі BF488 не повинна перевищувати +400В. Мінімальне падіння напруги на регулювальному транзисторі 0,5В + амплітуда напруги пульсацій, що становить при ємності С15 100 мкФ приблизно 10 на кожні 100 мА струму навантаження, т.ч. при стабільному мережному напрузі верхня межа вихідної напруги може досягати +360В. Рівноцінна заміна високовольтного p-n-p транзистора BF488 в анодному стабілізаторі – MPSA94, а при меншій напрузі випрямляча (не більше 350В) MPSA92G, а якщо не більше 200В, то BF421, BF423.

Як VT2 можна застосовувати будь-які IRF7xx, IRF8xx. При меншому напрузі випрямляча (трохи більше 200в) IRF6хх. Стік регулюючого транзистора VT2 підключений до загального дроту, тому йому не потрібно окремий ізольований радіатор і можна використовувати як радіатор металеве шасі.

Стабілізатор напруги+6.3в виконаний на транзисторах VT3,0VT2 за такою самою структурою. Але схема вийшла істотно простішою за попередню завдяки тому, що тут немає небезпечних для затвора напруг і немає необхідності у відповідних елементах захисту. Незважаючи на виняткову схемну простоту цей стабілізатор має цілком гідні параметри: коефіцієнт стабілізації - більше 200, температурна і тимчасова стабільність - не гірше 0,1%, дуже малий вихідний опір (не більше 0,02 ома - при збільшенні навантаження з 0,7а до 2А вихідна напруга зменшилася всього на 20 мВ), але головне — максимальний вихідний струм цього стабілізатора обмежений лише потужністю джерела живлення та можливостями регулюючого транзистора. При цьому для регулюючого транзистора також не потрібно окремого радіатора (зрозуміло, що корпус або металеві шасі). З IRF540 накальний стабілізатор, незважаючи на відсутність захисту по струму, взагалі невбивається – це ненароком перевірено на практиці (hi!) — при випробуваннях випадково посадив краплю припою між загальним проводом і +6,3В, повне к.з. Хвилину все працювало в такому вигляді — поки зрозумів, що сталося і через що анодні напруження раптом стали низькими (порядка +30в). Все живе, транзистор ледве теплий, тільки трансформатор трохи нагрівся.

Вихідна напруга визначається сумою напруг Uвих = Uvd14 + Uu2-0,6В (напруга відкривання VT3). Налаштування його полягає в установці необхідної вихідної напруги - підстроювальним резистором R8. Як VT3 можна застосувати практично будь-які кремнієві p-n-p транзистори. Мінімальне падіння напруга на регулювальному транзисторі VT4 в режимі стабілізації приблизно 0,5В (2А, IRF540), але що примітно - при подальшому зниженні вхідної напруги стабілізатор не відключається, залишається в роботі, тільки вихідна напруга трохи менше вхідної (на напругу насичення польовика, приблизно на 0,1-0,2В) - тобто лампи нормально функціонуватимуть і при вхідній напрузі менше номінальної. При цьому щойно вхідна напруга підвищиться до +6,8В — стабілізатор автоматично візьметься за свою роботу.

Місткість конденсатора С7 повинна бути не менше 7000 мкФ на кожен 1А струм навантаження, тобто. при 2А потрібно щонайменше 14000 мкФ. Як VD3,VD4 для зниження втрат бажано застосовувати діоди Шоттки, розраховані на максимальний струм у 3-5 разів більший за робітника (наприклад, 1N5820-22. SR5100 і т.п.) – це зменшить втрати напруги на діодах випрямляча. Т.к. запас напруги випрямляча (при стандартній накальної обмотці) невеликий, має сенс тут поборотися навіть за десяті частки вольта, це забезпечить нормальну роботу стабілізатора при меншій напрузі мережі, що в зимовий період аж ніяк не рідкість.
На діодах VD2,VD4 та конденсаторі С3 зібраний випрямляч +14В для живлення допоміжних ланцюгів (живлення реле, цифрової шкали тощо) зі струмом навантаження до 1А.

Ця напруга стабілізується на регульованому інтегральному стабілізаторі U1, вихідну напругу якого можна підбором R5 виставити в межах від +5 до +11В.

Конструкція та деталі.Помехоподавляющий фільтр 0С1, 0L1,0С2,0С3,0С4 залежно від потужності БП може бути готовим, наприклад, такий

або від комп'ютерних блоків живлення. При самостійному виготовленні помехоподавляющего фільтра конденсатори можуть металлообмажними, плівковими, металлопленочными (з вітчизняних це, наприклад серії К40-хх, К7х-хх, імпортні MKT, MKP та ін) ємністю 10-22нФ на робочу напругу не менше 40 Котушка виконується на феритовому кільці діаметром 16-20мм з проникністю на менше 2000 здвоєним дротом у хорошій ізоляції (тонкий МГТФ, телефонна або «комп'ютерна» кручена пара тощо) - 20-30витків.

Замість ТАН1 можливе застосування будь-якого уніфікованого або іншого трансформатора, що забезпечує необхідні напруги по змінному струму. Діодні містки Br1, Br2 можуть бути будь-якими, що допускають зворотну напругу в 2 рази більше надходить змінної напруги при максимально допустимому струмі не менше встановленого струму захисту, наприклад вітчизняні КД402-405, імпортні 2W10 та ін., на платі передбачена можливість встановлення замість містка окремих діодів типу 1N4007 і т.п. Інтегральний стабілізатор TL431 з деяким погіршенням параметрів можна замінити світлодіодом з напругою порядку 2,5В.

Постійні резистори малогабаритні серій МЛТ, МТ або аналогічні імпортні, розраховані на потужність розсіювання не менше зазначеної на схемі.

Налагодження блоку живлення.Перевіривши правильність монтажу, перше увімкнення проводимо без навантаження. Якщо вихідні напруги на холостому ходу суттєво (більш ніж на 5%) відрізняються від необхідних, точніше підбирають напруги стабілітрони, як зазначено вище. Перевіряють здатність навантаження стабілізаторів. Короткочасно підключивши до ланцюга +140в резистор 1,5кОм потужністю, що розсіюється, не менше 2Вт, переконуємося, що вихідна напруга зменшилася не більше, ніж 2-3В. До виходу накального стабілізатора підключаємо дротяний резистор 5,1 ом потужністю не менше 5Вт і триммером R8 виставляємо вихідну напругу 6,25-6,3В.

Набір деталей для самостійного складання плати стабілізаторів анодної та накальної напруги можна придбати

Сергій Біленецький (US5MSQ) м.Київ, Україна

У цьому розділі наведено блоки живлення (мережні адаптери) та зарядні пристрої, розподілені за наступними підгрупами:

НЕСТАБІЛІЗОВАНІ блоки живлення – найпоширеніші трансформаторні блоки живлення. Забезпечують вихідну напругу ПОСТІЙНОГО СТРУМУ. Такий блок живлення містить мережевий трансформатор та випрямляч. У нестабілізованих блоках живлення вихідна напруга відповідає номінальній тільки при номінальній мережній напрузі (220V) та номінальному струмі навантаження.

Ці блоки придатні для живлення освітлювальних та нагрівальних приладів, електромоторів та будь-яких пристроїв із вбудованим стабілізатором напруги (наприклад, більшість радіотелефонів та автовідповідачів).

Такі блоки живлення зазвичай мають значний рівень пульсацій напруги і не придатні для живлення звукової техніки (радіоприймачів, плеєрів, музичних синтезаторів). Для цих пристроїв слід використовувати стабілізовані блоки живлення.

СТАБІЛІЗОВАНІ Блоки живлення. Забезпечують СТАБІЛІЗОВАНУ вихідну напругу ПОСТІЙНОГО СТРУМУ. Такий блок живлення містить мережевий трансформатор, випрямляч та стабілізатор. СТАБІЛІЗОВАНИЙ - означає, що вихідна напруга не залежить (або майже не залежить) від зміни напруги мережі (в розумних межах) і від зміни струму навантаження. На відміну від нестабілізованих блоків живлення у стабілізованих вихідна напруга буде однаковим як на холостому ходу так і при номінальному навантаженні. Крім того, в таких блоках живлення зазвичай досить малі пульсації напруги змінного струму на виході.

Стабілізований блок живлення практично завжди може замінити нестабілізований (але не навпаки). Тому, якщо Ви не знаєте, який блок живлення постійного струму потрібен для Вашої побутової апаратури – стабілізований чи нестабілізований, то використовуйте СТАБІЛІЗОВАНИЙ або ІМПУЛЬСНИЙ блок живлення.

Імпульсніблоки живлення також забезпечують на виході СТАБІЛІЗОВАНА напруга постійного струму. При цьому ІМПУЛЬСНІ блоки живлення мають такі переваги, порівняно з трансформаторними:

• Великий ККД
• Незначне нагрівання
• Мала вага та габарити
• Як правило, великий допустимий діапазон мережної напруги.
• Як правило мають вбудований захист від перевантаження та замикань на виході
Переваги імпульсних блоків живлення зростають із збільшенням потужності, тобто. для малопотужної побутової апаратури їх застосування може бути економічно не виправдано, а блоки живлення потужністю від 50Вт вже істотно дешевше в імпульсному варіанті.

Імпульсні блоки живлення набувають все більшого поширення т.к. Тепер витрати на виготовлення навіть складної електронної начинки нижче ніж на потужний мережевий трансформатор з міді та заліза. Вартість імпульсних блоків живлення навіть малої потужності (близько 5Вт) для такої побутової техніки, як, наприклад, радіотелефони та автовідповідачі, впритул наближається до вартості трансформаторних. Слід також враховувати економію на транспортних витратах при доставці – імпульсні блоки живлення легші за трансформаторні.

Деякі люди мають упередження проти застосування імпульсних блоків живлення. Із чим воно може бути пов'язане?

1. Імпульсні блоки живлення схемотехнічно складніші за трансформаторні. Самостійний ремонт їх користувачем навряд чи можливий;
2. Блоки живлення саморобів та дрібних кооперативів 90-х років минулого століття відрізнялися малою надійністю. Зараз це не так - з нашого досвіду відсоток відмов (з різних причин, у тому числі через перевантаження і перепади мережної напруги) у імпульсних блоків живлення не перевищує цього показника у трансформаторних.
Вже кілька десятиліть ряд приладів традиційно поставляються з імпульсними блоками живлення - це насамперед усі комп'ютери, ноутбуки, практично всі сучасні телевізори... Страшно уявити їх із класичними трансформаторними блоками живлення - їх розміри та вага зросли б удвічі!

Сучасні Імпульсні блоки живлення досить надійні. Наприклад, на всі блоки живлення Robiton®надається гарантія 1 рік.

ЗМІННІ- Блоки живлення з вихідною напругою змінного струму. Застосовуються для живлення освітлювальних та нагрівальних електроприладів, а також для тих побутових приладів, які містять внутрішній випрямляч напруги (наприклад, багато радіотелефонів Siemens, Toshiba, ряд автовідповідачів). Значок напруги змінного струму вказується на корпусі приладів у вигляді символів: ~ або AC.

АДАПТЕРИ 220V-110V AC(автотрансформаторні) - ці вироби хоч і схожі за вихідними характеристиками на блоки живлення з ЗМІННОЮ вихідною напругою, але виконані за автотрансформаторною схемою. Це дає можливість знизити габарити та вагу пристрою, та забезпечити відносну стабільність вихідної напруги 110V на холостому ходу. При цьому гальванічна розв'язка вихідного ланцюга від вхідного не забезпечується. Дані адаптери застосовуються для живлення техніки із США та деяких інших країн.

• ЗАРЯДНІ ПРИСТРОЇ - під зарядними пристроями розумітимемо пристрої, призначені виключно для заряду акумуляторів різних типів. При цьому акумулятори можуть у процесі заряду розташовуватися як усередині зарядного пристрою, так і зовні. Однак, наприклад, мережні адаптери для радіотелефонів, ноутбуків відноситимемо до блоків живлення т.к. по-перше акумулятори при цьому підключаються до пристрою заряду не безпосередньо, а через базу радіотелефону або ноутбук, а по-друге крім заряду акумуляторів такий блок живлення зазвичай забезпечує роботу від мережі даного побутового приладу.

  Таким чином, відносимо до зарядних пристроїв, наприклад, пристрій заряду акумуляторів для фотоапарата, якщо акумулятори при цьому виймаються з нього і вставляються в зарядний пристрій. А мережевий адаптер, що підключається до фотоапарата (і при цьому також забезпечує заряд акумуляторів, але вже всередині нього) віднесемо до блоків живлення.

Увага!

При підборі блоку живлення для Вашої побутової апаратури (замість поламаного або втраченого) дотримуйтесь кількох простих правил:

З'ясуйте, чи постійна (DC) або змінна (AC) напруга потрібна Вашому приладу. Звертайте увагу на написи на корпусі приладу та вихідну напругу блоку живлення (OUTPUT).

З'ясуйте величину необхідної напруги, а також, чи стабілізоване або нестабілізоване живлення потрібно Вашому приладу.

З'ясуйте струм, що споживається приладом. Вибирайте блок живлення зі струмом не меншечим споживає Ваш прилад.

При підключенні блоків живлення з постійною вихідною напругою (DC) та зарядних пристроїв завжди дотримуйтесь полярності! Підключення в неправильній полярності може призвести до виходу з ладу як Вашого побутового приладу, так і самого блоку живлення! Уважно вивчіть маркування полярності на побутовому приладі та блоці живлення або технічній документації на них. У разі відсутності інформації на блоці живлення для визначення полярності скористайтесь тестером.

Інформаційні знаки, що позначають полярність живлення на круглих роз'ємах:

Примітка!У багатьох випадках незначна різниця (у кілька десятих часток вольту) напруги живлення не позначається негативно на роботі побутових приладів. Більшою мірою це стосується нестабілізованих блоків живлення та блоків зі змінною вихідною напругою. Якщо Ви не можете знайти блок живлення з "екзотичними" параметрами, спробуйте застосувати блок з дещо меншою напругою.

Якщо Ви не можете самостійно підібрати блок живлення для Вашого побутового приладу, то принесіть його та (або) старий несправний блок живлення в наш магазин - продавці-консультанти будуть раді Вам допомогти, а також провести перевірку на місці.

©Sergey Kitsya (KSV®) 2008р.

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.