Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Линейный стабилизатор переменного тока

Микропроцессоры и микроконтроллеры

Чем импульсные стабилизаторы лучше линейных? Ответ Компании Rohm

Приведен обзор модульных импульсных стабилизаторов компании Rohm, которые обладают высоким КПД и просты в применении. Кроме того, подробно рассматриваются и сравниваются основные характеристики импульсных и линейных стабилизаторов.

Современная аппаратура становится все легче и компактнее благодаря применению интегральных схем высокой степени интеграции, передовых схемотехнических решений, использованию более емких и легких аккумуляторных батарей. В портативном приборе важно правильно организовать питание и достичь не только высокого КПД, но и обеспечить требуемое время жизни батареи. Для продления срока ее службы нужно организовать низкое собственное энергопотребление прибора, а значит, используемых компонентов. Кроме того, желательно применять переход в ждущий режим

тех цепей, которые не используются в данный момент. Всем этим требованиям отвечают модульные импульсные стабилизаторы компании Rohm. Рассмотрим их параметры в сравнении с параметрами линейных аналоговых стабилизаторов.

Сравнение импульсных

и линейных стабилизаторов

Преимущества линейных стабилизаторов известны: это простота, низкий уровень шума на выходе и низкая цена. Недостатком их является низкий коэффициент полезного действия (КПД). Линейные стабилизаторы — только понижающие. Когда нужно высокое напряжение для питания дисплея или отрицательное напряжение для аналоговых цепей — без импульсных стабилизаторов не обойтись. Преимуществом импульсных стабилизаторов является высокий КПД, но в то же время импульсный характер работы является причиной генерации импульсных шумов, наличие которых не позволяет использовать импульсные стабилизаторы повсеместно.

В таблице 1 приведено сравнение основных параметров стабилизаторов с точки зрения их применения в портативной аппаратуре.

Как видно из таблицы, и линейные, и импульсные стабилизаторы имеют свои достоинства и недостатки. Обычно в одном устройстве применяются и линейные аналоговые, и импульсные стабилизаторы. Линейный стабилизатор преобразует напряжение батареи в напряжение для питания логических цепей, а один или несколько

импульсных стабилизаторов обеспечивают другие номиналы напряжений для питания аналоговых цепей или ЖК-дисплеев.

Для того чтобы уменьшить токи утечки батареи, в портативных приборах принято отключать неиспользуемые в настоящий момент цепи. В импульсных стаби-

RPM7136 ИК-фотоприемник от ROHM

Инфракрасный фотоприемник для ПДУ японской фирмы ROHM RPM7136 нельзя отнести к новинке, скорее это «рабочая лошадка», продукт, проверенный временем. Основные достоинства продукции ROHM — это надежность японского производителя, оцененная многими производителями РЭА и очень привлекательная цена. Применение фотоприемника:

Особенности RPM7136:

• Малый ток потребления (0 ,85 мА)

• Наличие внутреннего фильтра

• Высокое подавление пульсаций

• Высокая помехоустойчивость к солнечному свету Фотоприемник применяется в системах дистанционного управления бытового назначения. RPM7136 — это модуль, в функции которого входит прием и обработка ИК оптического сигнала, он обеспечивает прием, усиление, фильтрацию и демодуляцию. Несущая частота, с которой работает данный модуль, составляет 36 ,0 кГц. Модульный фотоприемник допускает непосредственное подключение к микроконтроллеру. Напряжение низкого логического уровня составляет 0 ,5 В, а высокого — 4,5 В. Модуль может поставляться с пятью типами держателей.

При использовании любых материалов с сайта обратная ссылка на сайт Микропроцессоры и микроконтроллеры обязательна.

Читайте так же:
Регулируемые интегральные стабилизаторы тока

Лабораторный блок питания: импульсный или линейный какой выбрать? Устройство, схемы и их сравнение.

Лабораторный блок питания представляет собой востребованное среди профессионалов оборудование, которое активно используется инженерами, занимающимися разработкой и ремонтом различных электронных устройств. В настоящий момент существует огромное количество лабораторных источников питания. Число самых разных вариаций столь велико, что новичку будет непросто сориентироваться в таком многообразии оборудование. Чтобы выбрать оптимальный источник питания для определенных целей, рекомендуется разобраться в особенностях различных типов блоков, а уже после принимать решение о покупке.

Классификация лабораторных источников питания

Лабораторные источники питания можно классифицировать по самым разным параметрам. Наиболее популярный метод классификации – по принципу действия, в соответствии с которым все источники питания можно разделить на импульсные и линейные. Последние также называют трансформаторными.

Каждый из типов блоков имеет свои преимущества. Так, к примеру, импульсный блок питания характеризуется высоким коэффициентом полезного действия и значительно большей мощностью по сравнению с трансформаторными агрегатами. В тоже время линейный источник питания обладает такими достоинствами как простота и надежность конструкции, а также низкая стоимость ремонта и ценовая доступность запчастей.

Линейный блок питания

Традиционным блоком питания является линейный блок. Его конструкция состоит из автотрансформатора и понижающего трансформатора. Также имеется выпрямитель, который преобразует переменное напряжение в постоянное. Преимущественное большинство моделей укомплектовано выпрямителем, состоящим из одного или четырёх диодов, составляющих так называемые диодный мост. При этом есть и другие конструкционные схемы, но они используются гораздо реже. В некоторых моделях после выпрямителя может быть инсталлирован специальный фильтр, который стабилизирует колебания в сети. Как правило, эту функцию выполняет высокоемкостный конденсатор. В некоторых моделях предусмотрены фильтры высокочастотных помех, стабилизаторы тока и напряжения и многое другое. Простейший линейный блок питания, возможно, сделать своими руками, при этом, основным и самым дорогим компонентом является понижающий трансформатор – Т1.

Схема линейного блока питания

Среди мастеров, которые специализируются на ремонте и обслуживании электроники и радиотехники, самым востребованным линейным блоком питания считается модель с выходными характеристиками напряжения в регулируемом диапазоне 0-30 В и тока в диапазоне 0-5А, например — источник питания постоянного тока YIHUA-305D. Этот блок представляет собой высокоточный агрегат, с помощью которого можно легко и тонко настраивать параметры переменного тока и напряжения в установленных номинальных рамках. Оборудование функционирует в двойном режиме – цифровой индикатор одновременно показывает актуальные показатели напряжение и выходного тока. Кроме того, данная модель имеет режим защиты от короткого замыкания (кз), перегрузки по току и функцию самовосстановления.

Импульсный блок питания

В наши дни преимущественное большинство используемых блоков питания – это агрегаты импульсного типа. Эти блоки представляют собой фактически инверторную систему. Принцип их работы прост – происходит предварительное выпрямление входного напряжения, после чего оно преобразуется в импульсы с увеличенной частотой и необходимыми параметрами скважности. В импульсных блоках питания используются небольшие трансформаторы, которых более чем достаточно, поскольку увеличение частоты повышает эффективность трансформатора, а значит нет необходимости в больших габаритах. Нередко сердечник трансформатора изготавливается из ферромагнитных материалов, что, помимо всего прочего, существенно облегчает конструкцию.

Читайте так же:
Стабилизатор напряжения постоянного тока с регулировкой напряжения

Что же обеспечивает стабилизацию напряжения? Эту функцию берёт на себя отрицательная обратная связь, которая поддерживает выходное напряжение на одном уровне. При этом не учитывается величина нагрузки и колебания входного напряжения. Импульсный блок питания, также возможно сделать, своими руками, но в этом случае основными компонентами являются, линейный регулятор — LM7809, либо ШИМ контроллер TL494, а также импульсный трансформатор Т1.

Схема простого импульсного блока питания

Наиболее востребованным среди профессионалов импульсным агрегатом, который пользуется спросом и среди любителей, и среди профессионалов, считается импульсный блок питания MAISHENG MS305D – эталон компактности и удобства. Этот лабораторный источник импульсного типа идеально подходит для стабильной работы самых разных электронных схем и устройств. Конструкцией предусмотрена возможность настраивать параметры переменного тока в диапазоне от 0 до 5 А и напряжения от 0 до 30 В, защита от кз, перегрева и перегрузки по току. Данная модель укомплектована плавными регуляторами, которые облегчают точный подбор напряжения и тока. Прибор оснащен удобным цифровым дисплеем, на котором в реальном времени отображаются параметры напряжения и переменного тока.

Что же выбрать? Преимущества и недостатки линейных и импульсных блоков питания.

К достоинствам импульсных агрегатов нужно отнести:
• Высокий коэффициент стабилизации;
• Высокий коэффициент полезного действия;
• Более широкий диапазон входных напряжений;
• Более высокая мощность по сравнению с линейными устройствами.
• Отсутствие чувствительности к качеству электропитания и частоте входного напряжения;
• Небольшие габариты и достойная транспортабельность;
• Доступная цена.

К явным недостаткам импульсных источников питания стоит отнести:
• Наличие импульсных помех;
• Сложность схем, что негативно сказывается на надежности;
• Ремонт далеко не всегда удается произвести своими руками.

Трансформаторные блоки питания также имеют ряд плюсов, среди которых:
• Простота и надежность конструкции;
• Высокая ремонтопригодность и дешевизна запчастей;
• Отсутствие радиопомех;

Как вы понимаете, у трансформаторных блоков питания есть и недостатки, среди которых:
• Большой вес и габариты, что часто делает транспортировку очень неудобной;
• Обратная зависимость между КПД и стабильностью выходного напряжения;
• Металлоемкость конструкции.

Лабораторные блоки питания на сегодняшний день представлены огромным ассортиментом агрегатов. Спросом пользуются и импульсные, и трансформаторные блоки. Удачный выбор оборудования напрямую зависит от того, какие цели вы преследуете, приобретая блок питания. Если вы хотите всегда иметь под рукой надежный агрегат с отсутствием радиопомех, который редко ломается и легко поддается ремонту, тогда стоит обратить внимание на трансформаторные блоки питания. Если же для вас важна мощность и коэффициент полезного действия, тогда вам стоит подробнее изучить импульсные устройства.

Наиболее мощные лабораторный блоки питания представлены импульсными моделями:

Как проверить электрический стабилизатор?

Вопрос, как проверить стабилизатор напряжения, является актуальным для многих предприятий, организаций и частных пользователей. Стабилизирующие устройства представляют собой достаточно сложную аппаратуру, от качества работы которой зависит исправность подключенного дорогостоящего оборудования. Поэтому контроль их работоспособности и своевременное выявление неисправностей – необходимое условие для обеспечения бесперебойности технологических процессов и минимизации дополнительных расходов.

Читайте так же:
Релейный стабилизатор с защитой по току

Содержание

  • Неисправности стабилизаторов
  • Как проверить электрический стабилизатор?
  • Проверка линейного стабилизатора постоянного напряжения с помощью мультиметра
  • Проверка по схеме стабилизатора
  • Где выполнить проверку стабилизаторов?

Неисправности стабилизаторов

Наиболее важными характеристиками стабилизаторов, которые подлежат контролю, являются номинальное входное и выходное напряжение, ток нагрузки, степень стабилизации, величина пульсации, температура внутренних компонентов. Для полноценной диагностики этих параметров необходимо специальное оборудование. Особенно сложным считается тестирование устройств на симисторных ключах. Оно требует наличия точной схемы и специализированных измерительных приборов, включая осциллограф.

Рассмотрим некоторые распространенные проблемы стабилизаторов:

  • В релейных устройствах чаще всего выходят из строя реле, которые отвечают за переключение обмоток трансформатора. Также иногда перегорает катушка.
  • Перегревается трансформатор без серьезной нагрузки. Эта проблема возникает из-за межвиткового короткого замыкания или замыкания в переключателях.
  • Перегрев сервоприводного стабилизатора. Он может происходить вследствие замыкания соседних витков из-за загрязнения контактных площадок. Чтобы не допустить этого, устройства необходимо периодически разбирать и чистить.
  • Перегорание одного из электронных компонентов. Оно может происходить из-за замыканий, перегрузок, чрезмерно высокой температуры.

Как проверить электрический стабилизатор?

Для выявления неисправностей устройства нужно выполнить следующие действия:

  1. Предварительная проверка. Ее можно провести без специальных приборов. Для этого понадобятся две настольные лампы одинаковой мощности, электроплитка или другой мощный потребитель, удлинитель питания с несколькими розетками. Подключаем к удлинителю стабилизатор, одну лампочку и электроплитку. Втору лампочку питаем от стабилизатора. Включаем плитку. Если стабилизатор работает правильно, то свет лампы, подключенной к нему не измениться, а свечение лампы, подключенной к удлинителю уменьшится.
  2. Разборка оборудования, тщательное удаление всех загрязнений, очистка контактных площадок до металлического блеска.
  3. Осмотр стабилизатора, выявление электронных компонентов со следами воздействия высокой температуры. Перегретые резисторы выглядят обуглившимися, на транзисторах могут появляться почернения и трещины. Также нужно обратить внимание на вздувшиеся конденсаторы. Еще одним симптомом перегрева является изменение оттенка текстолитовой платы.
  4. Прозвон силовых ключей и других компонентов.

Проверка линейного стабилизатора постоянного напряжения с помощью мультиметра

Одним из основных компонентов линейного стабилизатора постоянного напряжения является стабилитрон или диод Зенера. Выход из строя именно этого элемента является самой распространенной причиной поломки устройств. Прежде чем разобраться, как проверить стабилизатор напряжения мультиметром, нужно разобраться в принципе работы стабилитрона. В рабочем состоянии он пропускает ток строго в одном направлении. При повышении напряжения на входе, величина электротока, проходящего через стабилитрон, резко возрастает. Элемент начинает работать в режиме пробоя, обеспечивая поддержание напряжения на выходе с заданной точностью. Слишком большие токи приводят к перегреву и поломке стабилитрона.

Для проверки компонента подсоединяем плюсовый щуп мультиметра в режиме измерения сопротивления к катодному выводу, а минусовый – к анодному выводу. Прибор должен показать определенное значение сопротивления. После этого меняем щупы местами. Сопротивление должно становиться бесконечным. Такие показания мультиметра указывают на исправность стабилитрона. Если же при обоих измерениях прибор показал бесконечное сопротивление – произошел обрыв элемента. В случае, когда сопротивление при разных положениях щупов равно нулю, можно сделать вывод о пробое стабилитрона.

Читайте так же:
Tl431a стабилизатор тока стабилизатор в дом рф

Проверка по схеме стабилизатора

Описанный выше метод не подходит для двусторонних и прецизионных стабилитронов. Как проверить стабилизатор напряжения в этом случае? Нужно включить проверяемые электронные компоненты в схему и приложить напряжение от источника питания. Для этого понадобиться делитель, который состоит из одного или нескольких резисторов. Резистор должен обеспечивать пробой стабилитрона при подаче напряжения от источника питания.

  1. Положительный провод от блока питания подключается к первому выводу делителя.
  2. Катодный вывод стабилитрона подключается ко второму выводу делителя.
  3. Анодный вывод стабилитрона соединяется с отрицательным контактом источника питания.
  4. Мультиметр в режиме вольтметра включает в схему. Плюсовый вывод подсоединяется ко второму выводу резистора, а минусовый – к общей шине питания (минусовый вывод блока питания).
  5. Если на первый вывод делителя подать напряжение равное или превышающее напряжение стабилизации, то на выходе оно не должно превышать это значение. Это говорит об исправном стабилитроне. Если элемент пробит или неправильно подключен, то вольтметр покажет ноль. В случае пробитого стабилитрона показания мультиметра будут превышать величину напряжения стабилизации.

Где выполнить проверку стабилизаторов?

Стабилизаторы представляют собой достаточно сложные устройства. Существует множество разновидностей этих устройств, различающихся принципом действия и конструкцией. Для грамотной диагностики аппаратов чаще всего необходимо специальное оборудование и обширные познания в области электроники. Если вы не знаете, как проверить стабилизатор напряжения, лучше не пытайтесь проводить диагностику самостоятельно, а доверьте эту работу профессионалам.

Вторичные источники питания электронных устройств. Часть первая

На свете есть столь серьезные вещи,
что говорить о них можно только шутя.

Введение

Источники питания, которые вы используете для подключения ноутбука к сети 220В, к примеру, называются вторичными источниками питания. Вторичными они называются потому, что первичным источником питания будет генератор на электростанции, который вырабатывает ток, текущий по городским электросетям или химический элемент питания. Все источники питания можно грубо разделить так, как показано на диаграмме ниже.

Первичные источники питания

Первичные источники питания − это преобразователи неэлектрических видов энергии в электрическую. Например, ГЭС, ветрогенераторы, солнечные панели, химические источники тока, аккумуляторы, бензогенераторы и т.д. Первичными источниками занимаются в основном энергетики и производители всяких аккумуляторов. Мне они не сильно интересны, к примеру. Или интересны. Да, солнечные и геотермальные источники энергии мне интересны!

Вторичные источники питания

Вторичные же источники питания сами по себе не производят электроэнергию, они просто её преобразуют. Например, источник питания ноутбука преобразовывает переменное напряжение 220В в постоянное напряжение 19.2В.

Вторичные источники требуются, чтобы обеспечить устройствам заданные параметры напряжения, тока, пульсаций напряжения питания, частоты. Мы же не льем нефть в бензобак? Так и электронные устройства удобней и безопасней питать правильно.

Линейные источники питания

Так они называются за счет принципа работы. Дело в том, что регулирование выходного напряженния в них непрерывное, т.е. линейное. Эти источники питания появились в мире первыми. И строятся по классической схеме: трансформатор, выпрямитель, фильтр, стабилизатор:

На блок-схеме изображен стабилизированный линейный источник питания. Это значит, что он построен таким образом, чтобы поддерживать заданное напряжение, даже если прибор, подключенный к нему, будет кушать от него ток то 1А, то 5А.

Читайте так же:
Ток короткого замыкания стабилизатора

А есть ещё нестабилизированные линейные источники питания. Если закрыть рукой на блок-схеме прямоугольник «стабилизатор», то получится именно такой ИП. Вот в нём при разной нагрузке напряжение на его выходе может слегка (ил в особо плоих случаях совсем не слегка) изменяться (обычно оно уменьшается).

Трансформатор понижает напряжение сети до требуемого, затем выпрямитель из обычного переменного напряжения делает пульсирующее напряжение, которое затем сглаживается фильтром до состояния постоянного, а стабилизатор используется для того, чтобы поддерживать напряжение на нагрузке в требуемых нагрузкой пределах. К примеру, нагрузка питается напряжением в 10В +/- 0.2В — тут уже нужен очень хороший источник питания с хорошей стабилизацией.

Их достаточно просто изготовить в домашних условиях, с хорошим фильтром выдают напряжение питания с малым уровнем пульсаций и соответственно не мешают работать устройствам, которые от них питаются. А также гальваническая развязка от сети.

Недостатки

Низкий КПД, который падает с ростом потребления тока. Дело в том, что чем больше потребляет устройство от линейного источника, тем сильнее в нем нагреваются регулирующие элементы (обычно либо транзисторы, либо специализированные микросхемы-стабилизаторы), а значит в атмосферу улетает прорва энергии в форме тепла. Другой минус линейных источников питания — вес. Хороший мощный трансформатор весит как гиря и имеет приличные габариты, да и цена у него достойная веса.

Ипульсные источники питания

Или иначе ИИП. Эти источники работают принципиально иначе чем линейные источники питания. При этом они могут при меньших габаритах питать значительно большие нагрузки. Принцип их работы основывается на ШИМ (широтно-импульсной модуляции).

Сначала в ИИП входное напряжение преобразуется в постоянное, а затем постоянное напряжение преобразуется в импульсы, идущие с определённой частотой и скважностью, а потом на трансформатор (для гальванической развязки сети и нагрузки) или сразу на нагрузку без всякой развязки.

На блок-схеме видно, что ИИП сложней устроены, чем линейные источники питания. Но их также всё еще можно собрать в домашних условиях. Или вообще переделать блок питания ATX PC. В сети полно таких примеров.

Преимущества

Малый вес, хороший КПД (до 90-98%), малые размеры. Обладает меньшей стоимостью, если сравнивать ИИП и линейный источник одинаковых характеристик. ИИП вокруг нас везде: зарядки мобильных телефонов, блоки питания компьютеров и ноутбуков, ламп, светодиодных лет и прочих устройств.

Недостатки

Часто не имеют гальванической развязки от сети. Являются источниками высокочастотных помех, которые полностью устранить практические невозможно. Так же поговаривают, что есть ограничение на минимальную мощность нагрузки. Дело в том, что при нагрузке меньше требуемой ИИП может просто не запуститься.

В следующей части я хочу показать конкретные примеры схематики источников питания, а может быть даже будем пошагово создавать линейный или импульсный источник питания. Добавляй запись в закладки (Ctrl+D) и подписывайся на рассылку!)

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector