Sfera-perm.ru

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

Схема стабилизатора с малым током

Вопрос-ответ

Мы собрали в этом разделе популярные вопросы, которые интересуют наших покупателей. Надеемся, они помогут прояснить вам многие аспекты и сделать правильный выбор.

Почему на выходе стабилизатора между нолем и заземлением есть напряжение?

Почему на выходе стабилизатора между нолем и заземлением есть напряжение 20-30В, а в розетке это напряжение равно 0? Причем это напряжение может быть и равным нулю и быть явно больше. Электрик утверждает, что стабилизатор неисправен.

Итак, смысл вопроса в том, насколько это возможно и почему это может быть. Начинаем разбираться, изначально был сделан вывод о том, что на выходной розетке стабилизатора один из конкретных выводов это ноль, как этот вывод был сделан нам не сообщают, но дальнейшие измерения проводят считая, что этот вывод верный. На основании измерений принимается решение о неисправном стабилизаторе.

Попробуем встать на место электрика, как определить фазу и ноль, просто, берем индикатор и смотрим, в сетевой розетке этот подход даст 100% результат, горит—фаза, не горит ноль.

На рисунке 1 изображена схема стабилизатора и состояние реле при сетевом напряжении близким к номинальному, слева вход, справа выход. В розетку можно включить вилку двояко, если фаза попадет на выво 1, а нуль на вывод 2, тогда индикатор на выходе покажет, фаза на выводе 3, а нуль на выводе 4, и этот вывод правильный.

Теперь перевернем вилку и получим, на входе фаза на вывод2, нуль на выводе1 , а на выходе индикатор покажет, фаза вывод 4, нуль вывод 3 , а этот вывод ошибочный.

Дальше интереснее, напряжение в сети стало меньше и стабилизатор переключил реле на другую обмотку. Фаза как была на выходе 4, так и осталась, а вот ноль на выходе 3 уже не ноль, на нем относительно входного ноля,уже есть напряжение, то самое на сколько его изменил стабилизатор при переключении реле. Самое малое, это одна ступень и примерно 15-17В, если две ступени уже больше 30В. Поскольку заземление это линия паралельно 2-4 и в розетке напряжение между заземлением и нолем равно нолю, то при ошибочном подключении на входе все в норме, а на выходе между 3 и заземлением будет напряжение. Электрик делает логичный вывод, на входе стабилизатора все в порядке, а на выходе на ноле есть напряжение, стабилизатор неисправен.

Надеюсь понятно, при правильной фазировке (рис 1 фаза в 1 ноль в 2) все будет в норме.

Почему на заземлении есть напряжение 110В, и как можно пользоваться таким стабилизатором, это опасно, можно получить удар током.

Хороший и главное часто задаваемый вопрос. Ниже изображен фрагмент сетевого фильтра. Современные цифровые тестеры имеют очень большое входное сопротивление. К чему это приводит, фактически прибор, включенный параллельно заземлению и фазе или нолю является высокоомным шунтом, конденсаторы имеют одинаковые реактивные сопротивления и делят входное напряжение пополам.

Вот и получается, при отсутствии заземления современным прибором можно легко намерить между фазой нолем и заземлением почти половину входного напряжения. Для примера, С1 и С2 имеют емкость 1нФ, реактивное сопротивление для частоты 50Гц составляет более 3МОм. Для прибора APPA 103-109 входное сопротивление составляет не менее 10мОм, легко посчитать и увидеть, на заземлении будет напряжение очень близкое к половине входного напряжения. И по поводу опасного напряжения 110В. Ток, протекающий через конденсатор, будет около 70мка, конечно это очень маленький и не опасный для человека ток, но 110 Вольт, измеренные прибором, пугают. Опасным для человека является не напряжение, а ток, в данном случае этот ток в 1500 раз меньше опасного.

Для получения достоверной информации по электробезопасности, нужно обратиться к нормативным документам, и что читаем, нормируется ток утечки или сопротивление изоляции, для бытовой техники это 500кОм. Величина тока отражает физиологическую способность человека без серьезных последствий выдержать этот ток. Отсюда делаем простой вывод, качество прибора по злектробезопасности можно проверять измеряя величину сопротивления изоляции. Эти измерения проводят специальными приборами и по определенным методикам в домашних условиях этого лучше не делать.

Почему стабилизатор на 220В на выходе имеет 215В

Мы не рассматриваем стабилизаторы двойного преобразования. Все остальные, включая на базе ЛАТР, изменяют выходное напряжение ступенчато, ЛАТР маленькие ступеньки, шаг витка, релейные и симисторные шаги явно больше. Причем напряжение на выходе сначала станет больше порога точности , затем это напряжение будет измерено и только потом произойдет изменение выходного напряжения. Поговорим о порогах, допустим точность 5%, это означает, что на выходе напряжение должно быть удержано в допуске от 220-5% до 220+5%, в цифрах это выглядит как от 209В до 231В. Это означает, что пока напряжение выше 209В и ниже 231в, оно не выходит за заявленную точность 5% и его изменять не нужно.

Для стабилизатора с точностью 5% выходное напряжение может быть любым, пока оно выше 209В и ниже 231В, однако в процессе работы выходное напряжение обязательно выйдет за эти пороги и на время измерения и регулирования это напряжение будет больше или меньше 5%-ного отклонения. Это время по сравнению с полным временем работы стабилизатора столь мало, что среднее выходное напряжение будет не хуже заявленного 220В +/- 5% . Таким образом 215В, это правильное напряжения для стабилизатора на 220В с точностью 5%.

Сколько потребляет стабилизатор и где выгода от него

В паспорте указан КПД стабилизатора, обычно это 95%. Эта величина указана для максимальных потерь, при полной нагрузке и самом низком входном напряжении. К примеру для стабилизатора 1000ВА максимальные потери составят примерно 50ВА. Оптимальным считается расчет трансформатора, когда потери в стали и потери в меди равны. В режиме холостого хода есть только потери в стали, поэтому примем их как половину, т.е. 25ВА. Счетчик считает только активную мощность, поэтому на холостом ходу получим 7-10Вт. Понятно, что потери будут зависеть от входного напряжения и мощности отдаваемой стабилизатором, можно в среднем принять, что 1000ВА стабилизатор на свои нужды возьмет 10-30Вт.

А теперь поговорим о хорошем, конечно стабилизатор требует начальных затрат, цена, и затраты на его содержание, КПД меньше 100%, но стабильное напряжение, это продление жизни всему электрическому оборудованию.

Напряжение завышено, все освещение начинает потреблять больше, каждые 10В выше нормы, это 21% “лишней энергии”, напряжение на 10% больше номинала, до 40% падает срок жизни некоторого оборудования.

Напряжение низкое, лампы светят слабо, поневоле вкрутим помощнее, блоки питания бытовой аппаратуры, для обеспечения параметров, начнут потреблять больше тока, будут больше греться. Повышение температуры радиоэлемента приводит к снижению надежности и увеличению вероятности отказа. Двигатели очень плохо работают при низких напряжениях, перегреваются, не развивают мощность, отключаются, или схемы защиты их не включают. Системы кондиционирования, холодильники, насосы, современное газовое оборудование, это как правило не работает вообще . А самое неприятное, что по большей части это оборудование относится к системам обеспечении жизнедеятельности человека.

Читайте так же:
Феррорезонансных стабилизаторах переменного тока

Похоже, стабилизатор не зря ест энергию, он за эти деньги обеспечивает комфортную среду обитания человеку сохраняя его оборудование в целости и сохранности.

Стабилизатор и грозозащита. Почему во время грозы стабилизатор не защитил котел, или дом.

Вопрос такого плана, а точнее недоумение, почему стабилизатор не успел выключиться во время грозы. Хорошо поговорим о грозе, вечером гроза в километре о дома , светло как днем, грохот как в танке. И как с этим бороться, ну люди уже давно придумали разные разности на этот случай, газовые разрядники, варисторы, супрессоры.

Итак что может разрядник, обычно к нему указывают 1,2/250mkc, ну или что-то похожее и обязательно напряжение пробоя и ток, ну например 800В и 5кА. Что это значит, напряжение пробоя 800В, ток 5000А и через дробь форма импульса 1,2 мкс фронт нарастания и 250мкс фронт спада. Эта штучка способна пропустить 5000А при указанных временах, и это есть только часть, малая часть системы грозозащиты. Теперь можно спросить, как стабилизатор и главное чем сможет за 250мкс отвести 5000А в землю, надеюсь все помнят куда бьет молния.

Для полноценной защиты требуется три ступени грозозащиты, цена которых Вас неприятно удивит, она будет сопоставима с ценой за стабилизатор от4000ВА до 6000ВА.

Полагаю, снялся вопрос почему стабилизатор не поможет при ударе молнии, кстати, приведенный разрядник, это так мелочь, в серьезных системах грозозащиты ставят обычно разрядники на несколько киловольт и ток больше 150000А. Представляете какими проводами нужно все это отвести в землю и самое главное, какое для этого нужно заземление.

Ремонт стабилизаторов напряжения своими руками

Сегодня рассмотрим перечень базовых неисправностей стабилизаторов напряжения различных типов с описанием причин возникновения и методов их ремонта.

Сегодня рассмотрим перечень базовых неисправностей стабилизаторов напряжения различных типов с описанием причин возникновения и методов их ремонта. Ведь не каждая поломка стабилизатора напряжения требует сервисного ремонта, особенно по истечении гарантийного срока.

О внутреннем устройстве и типах стабилизаторов

Из всех разновидностей стабилизаторов напряжения можно выделить три наиболее распространённых топологии с довольно специфичными принципами преобразования. Среди них нельзя однозначно выделить самую надёжную, слишком многое зависит от характера питания и типа нагрузки, а также от добротности исполнения прибора. В нашем обзоре мы рассмотрим сервоприводные, релейные и полупроводниковые преобразователи, особенности их работы и типовые неисправности.

В сервоприводном стабилизаторе основным функциональным органом служит линейный трансформатор со множеством выводов средних точек вторичной, а иногда и первичной обмотки — от 10 до 40 в зависимости от класса точности. Концы выводов собраны в коллекторную гребёнку, по которой перемещается токосъёмная каретка. В зависимости от действующего напряжения по линии питания, стабилизатор поправляет положение каретки, регулируя тем самым число задействованных витков и, соответственно, коэффициент трансформации. На выходе схемы может осуществляться более тонкая подстройка напряжения, например с помощью интегральных полупроводниковых стабилизаторов.

Релейные трансформаторы устроены похожим образом. Число выводов трансформатора у них меньше, вместо плавного регулирования тонкость подстройки достигается рекомбинацией включенных в работу обмоток. За оперативное переключение отвечают силовые реле со сложной конфигурацией релейной группы. Как и в предыдущем случае, на выходе могут стоять дополнительные фильтры, стабилизаторы и устройства защиты, тем не менее, основную работу выполняют трансформатор и релейная сборка под аналоговым управлением.

В основе электронных стабилизаторов напряжения может лежать два принципа преобразования. Первый — переключение обмоток трансформатора, но уже с помощью симметричных тиристоров, а не реле. Второй принцип — преобразование тока в постоянный, его накопление в буферных ёмкостях (конденсаторах), а затем обратное преобразование в «переменку» с чистой синусоидой посредством встроенного генератора. Схема на первый взгляд кажется достаточно сложной, но зато так обеспечивается беспрецедентно высокая точность стабилизации и качественная защита линии.

Конечно, есть и другие схемы стабилизаторов, в том числе и гибридные, но по причине узкоспециализированного применения или архаичности их мы рассматривать не будем. Каждое из трёх наиболее распространённых семейств обладает так называемыми детскими болезнями или врождёнными недостатками техники. И поэтому важнейшая задача перед отправкой прибора в сервисный центр — установить, не является ли поломка причиной несоблюдения норм ухода или заурядной для этого вида стабилизатора неисправностью.

Типовые неисправности релейных приборов

Релейные стабилизаторы характеризуются оптимальным соотношением стоимости и надёжности. Основному износу подвергается релейная группа, а при частой или постоянной работе в режиме повышенной нагрузки — также и диэлектрическая изоляция трансформаторных обмоток.

Диагностировать реле как причину неисправности достаточно просто. Первым делом производится демонтаж компонентов с печатной платы, отличить их можно по компактному прямоугольному корпусу, иногда из прозрачного пластика, с числом выводов не менее шести. Чтобы определить назначение выводов и схему переключения можно обратиться к принципиальной электрической схеме или технической спецификации на конкретный тип реле согласно указанной на корпусе маркировки.

Можно произвести пробное включение реле, для чего на контакты катушки подается рабочее напряжение, как правило, его указывают на корпусе изделия. Отсутствие щелчка при подключении — явный признак сгоревшей катушки или залипших контактов. Если щелчок слышен, но при прозвонке группы основных контактов не соблюдается схема их переключения, проблема, скорее всего, в механизме отброса и прижатия, либо в обугленных контактных площадках.

Значительная часть радиоэлектронных реле имеет разборный корпус и может подвергаться обслуживанию: восстановлению работы механизма, очистке контактных подушечек от нагара ластиком, иногда даже замене неисправной катушки. Однако лучшим решением будет всё же приобретение новых реле на замену вышедшим из строя согласно артикулу или расположению выводов.

Потеря диэлектрической прочности трансформатора вследствие перегрева сопровождается междувитковыми замыканиями и внешне наблюдается как потемнение или разрушение изоляции обмоток. Основной признак — существенное снижение сопротивления ниже паспортных норм.

Поскольку большинство бюджетных стабилизаторов имеют одну цельную первичную обмотку и многовыводную вторичную, перемотка не вызывает особых сложностей. В каждом звене число витков небольшое, их можно аккуратно уложить даже без веретена или прочих намоточных приспособлений. Самое важное — точно соблюдать количество витков и направление укладки, а также верно определить исходное удельное сопротивление проводников, а не просто приобретать обмоточный провод по диаметру.

Другая разновидность неисправностей трансформатора — срабатывание полупроводникового термопредохранителя, который обычно включен в разрыв одной из обмоток. Для замены полупроводникового элемента достаточно уточнить его серию или основные параметры, чтобы подобрать аналог. Обычно термопредохранитель подключён последовательно с первым звеном вторичной обмотки, поэтому для доступа к нему придётся снять все наружные витки. Диагностируется проблема просто: между началом обмотки и первым отводом цепь не прозванивается, зато все остальные витки в полном порядке.

Поломки сервоприводных стабилизаторов

Основная причина поломок сервоприводных устройств очевидна: износ токосъёмного узла. Именно этот недостаток и входит в разряд детских болезней, которые не удается устранить в большинстве моделей бюджетной техники.

Читайте так же:
Простой стабилизатор тока 220в

Существует два вида токосъёмных механизмов. При малых нагрузках с задачей переключения обмоток прекрасно справляются обычные подпружиненные щётки. Устройство полностью повторяет принцип работы коллекторных двигателей электроинструмента, разве что сам коллектор развёрнут из цилиндрического положения в плоскость. Второй тип токосъёмников имеет щёточный узел в виде ролика, за счёт чего снижается трение при движении, а значит, не происходит интенсивного износа ламелей. При этом скорость износа плиточных и роликовых щёток примерно сопоставима.

Недостаток роликового токосъёмника проистекает из его геометрии. Контактное пятно очень малое — только лишь линия касания цилиндрического ролика к плоскости. Правда, в наиболее технически совершенных моделях ламели имеют радиусные канавки, хотя такое решение не совсем оправдано: по мере износа графитового ролика площадь контакта неизбежно снижается. В зависимости от интенсивности эксплуатации, замена щёток требуется с периодичностью от 3 до 7 лет. Ситуация может усугубляться при наличии большого количества пыли и нагара — вплоть до замыкания нескольких обмоток или полной потери контакта.

Хотя сервоприводные стабилизаторы также подвержены работе в режиме перегрузки, их трансформатор изнашивается меньше. В отличие от релейных приборов, в которых при переключении регулярно происходят броски напряжения и тока, коллекторный узел проводит регулировку более плавно, из-за чего механическое действие тока выражено минимально. Лаковая изоляция обмоток по-прежнему иссыхает и становится хрупкой, но при этом не осыпается.

В основном же принцип работы сервоприводного стабилизатора предельно прозрачен. Если при включении присутствует индикация входного напряжения, но прибор не реагирует, неисправность кроется либо в самом приводе, либо в контрольно-измерительной цепи. В последнем случае неисправный элемент схемы легко обнаружить чисто визуально или прозвонкой. Если на выходе нет напряжения — неисправен трансформатор, если же не обеспечивается должная точность стабилизации — на лицо наличие междувиткового замыкания во вторичной обмотке, загрязнение коллектора, износ токосъёмных щеток или самих ламелей.

Характерные проблемы электронных устройств

Инверторные стабилизаторы считаются наименее ремонтопригодными в домашних условиях. Причин тому несколько, но первоочередная — необходимость специальных познаний в схемотехнике и, в частности, принципах работы импульсных источников питания. Не получится обойтись и без соответствующей материальной базы: паяльного оборудования с регулировкой температуры, а также измерительных приборов. Комплект средств диагностики выходит далеко за пределы обычного мультиметра, потребуется прибор с расширенным набором функций для измерения ёмкости, частоты и индуктивности, также желательно иметь в распоряжении простейший осциллограф.

Наиболее частой причиной сбоев в работе инверторных стабилизаторов можно назвать нарушение в работе тактового генератора. Необходимо, исходя из номинальной мощности прибора и параметров трансформатора, определить оптимальную рабочую частоту импульсного преобразователя, после чего сравнить её с реальными параметрами. Обычно сбой частоты служит следствием неисправности в опорном колебательном контуре, подключённым к соответствующим выводам ИС тактового генератора.

Полный отказ прибора возможен по ряду причин. Если встроенной системы диагностики не имеется или по её показаниям невозможно определить поломку, скорее всего причиной неисправности стал выход из строя полевых или IGBT ключей, что достаточно просто определить по внешнему виду корпуса. Другая характерная причина неисправностей — поломка встроенного источника питания цепей управления, эта часть схемы в наибольшей степени уязвима к колебаниям напряжения, особенно импульсным.

Не будет лишним сделать прозвонку всех цепей, их проводимость должна соответствовать принципиальной и электрической схемам прибора. Из наиболее уязвимых элементов можно назвать входной и выходной выпрямители, снабберные цепочки трансформатора (для подавления импульсных перенапряжений), а также корректор коэффициента мощности при наличии такового.

Общие рекомендации

Радиоэлектронные компоненты встречаются не только в инверторных стабилизаторах, они могут применяться в контрольно-измерительных цепях или устройствах индикации и самодиагностики. В основном это касается пассивных элементов и микросхем с низкой степенью интеграции: операционных усилителей, логических элементов, совмещённых транзисторов, стабилизаторов тока и напряжения.

Выход из строя этих элементов наиболее часто можно определить чисто по внешним признакам: сгоревшие транзисторы и диоды имеют треснувший корпус, резисторы — следы подгара лакового покрытия, конденсаторы попросту раздувает. Поэтому пристальный внешний осмотр печатной платы — первый этап определения неисправности.

Если визуально причины поломки определить не удаётся, должна производиться последовательность контрольных замеров. Сначала проверяется проводимость и качество диэлектрической изоляции схемы в отключенном состоянии. После этого при подаче питания измеряются напряжения в ключевых точках: на клеммах подключения, после предохранителя, на фильтрах и стабилизаторах, обмотках трансформатора, основных узлах схемы управления.

Если описанные методы диагностики не дают результата, лучше обратиться в сервисный центр, ведь даже простая поломка может быть весьма специфичной, при том, что любительских познаний в электротехнике и домашних условий для её устранения оказывается недостаточно. опубликовано econet.ru

Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Схема стабилизатора с малым током

Как и любое сложное электронное устройство, стабилизатор напряжения иногда выходит из строя, сам выключается или выбивает автоматы или по крайней мере не корректно работает, гудит или пищит.
Причин может быть несколько, в зависимости от конкретной ситуации, и это может зависеть от неправильности использования или же зависеть непосредственно от типа и электронной начинки самого аппарата.

Попытки хозяев отремонтировать самому такое сложное устройство могут быть оправданы только в случае поверхностных причин поломки и небольшого понимания в принципе работы устройства.

Но не всегда это приводит к желаемому результату, а зачастую и вовсе может привести к полной поломке платы управления а также силовых ключей, что в итоге повысит стоимость ремонта в разы.
По этому лучше доверить ремонт специалистам, тем более в случае если стабилизатор на гарантии.
Но мы все же рассмотрим основные причины неисправностей, и методы их устранения.

Стабилизатор любого типа — это сложное электронное устройство и зачастую для выявления неисправности будут необходимы измерительные приборы и хотя бы некоторые познания в радиотехнике.

Как правило во всех стабилизаторах напряжения стоит целая система защиты целью которой есть защита силовых элементов от сгорания, защита по превышению мощности, перегреву устройства, а также защита выходного напряжения от аномальных скачков напряжения.
В основном вся защита стабилизатора реализована на плате управления, сложность схемы которой, зависит от типа стабилизатора.

Сложнее всего выявить неисправность в стабилизаторе на симисторных ключах, сложная схема управления требует проверки с помощью осциллографа или в крайнем случае можно применить метод последовательной проверки каждого элемента схемы.

В релейных стабилизаторах напряжения частой причиной поломки является реле которое переключает обмотки трансформатора. При частом нестабильном напряжению в сети реле выполняют множество переключений на протяжение дня, со временем контакты реле подгорают, еще могут залипнуть, а бывает и сама катушка реле перегорает. В таких случаях может появится сообщение об ошибке, стабилизатор может просто выключится, а может быть и куда хуже вплоть до внутреннего замыкания с соответствующими последствиями.

Читайте так же:
Стабилизатор тока b37 ns1 350ag

Самым простым в ремонте можно назвать сервоприводный стабилизатор, после снятия крышки устройства можно наглядно рассмотреть его поведение и попытаться выявить причину логическими выводами.

Основные и общие неисправности стабилизатора

Стабилизатор отключается. Скорее всего, в большинстве случаев, отключение защитное и срабатывает при критическом повышение или понижение напряжения. После восстановления подходящего напряжения — питание восстанавливается сразу или через 5 секунд если установлены такие настройки.
Но следует заметить что не все стабилизаторы так «следят» за нижней границей напряжения и часто при снижению напряжения до «нестабилизируемых» нижних границ напряжение падает без отключений. В таких случаях рекомендуется использование в щитке реле напряжения в котором настраивается верхний и нижний границы нужного вам напряжения, при выходе за их пределы — реле отключит нагрузку от сети.

Стабилизатор может также отключится и при превышению нагрузки (перегрузке) в таком случае оно будет сделано ступенчато, а при двукратной перегрузке будет выполнено моментальное отключение стабилизатора.
Кроме того выключится стабилизатор может при сработке термодатчика от перегрева силовых элементов или трансформатора.

Если стабилизатор часто выключается, нужно проверить входное напряжение, при его допустимых значениях — отключить нагрузку и убедится в том что в ней нет замыканий.
Если без нагрузки стабилизатор работает значит нагрузка неисправна, убедится в этом можно, подключив к стабилизатору эквивалентную нагрузку и если стабилизатор будет с ней работать то в первой нагрузке замыкание, если не будет работать с эквивалентной нагрузкой — то стабилизатор стал неисправным. Также о неисправности будет говорить тот факт если на входе напряжение будет в пределах нормы а стабилизатор не будет включатся.

Выбивает автомат при включение стабилизатора. Срабатывает защита которая ясно дает нам понять о коротком замыкание или значительной перегрузке. Впервую очередь нужно попробовать включить стабилизатор без нагрузки, тем самым сузив круг возможных причин. Если автомат выбивает без нагрузки значит стабилизатору потребуется серьезный ремонт. Прежде всего необходимо обратить внимание на мощность стабилизатора и автомат (по номиналу), может быть автомат на слишком малый ток, а стабилизатор во время включения потребляет большой ток. В некоторых (частых) случаях стабилизатор все же можно заставить работать если убрать заземление на сетевой вилке ( подключив стабилизатор с помощью переходника без заземления), но это не выход и скорее всего устройство придется ремонтировать.

Греется трансформатор стабилизатора (без нагрузки) Прежде всего нужно убедится в том что нагрузка выключена, если при этом трансформатор все же продолжает греться то возможно в трансформаторе произошло межвитковое замыкание, или что более вероятней — замыкание где то в переключателях (в зависимости от типа стабилизатора)
Например в релейном стабилизаторе следует обратить внимание на реле, а в симисторном — на силовые ключи. При пробое или замыкание (одного) силового элемента возникнет замыкание на одной из выходных обмоток, шаг напряжения на одной обмотке небольшой но все же достаточный чтоб перегреть трансформатор, а возможно и запустить защиту которая отключит устройство.

Реле можно осмотреть и прозвонить тестером (в выключенном состояние), убедится в отсутствие залипаний.
Симисторные или тиристорные ключи также можно проверить с помощью тестера. Между управляющим электродом и катодом сопротивление должно быть одинаковым при прямом и обратном измерении, а между анодом и катодом – стремиться к бесконечности.

В сервоприводных стабилизаторах, силовых ключей нет, но трансформатор может перегреваться из за забившихся в пространство между витками графитовых опилок, элементов гари и пыли. Такие устройства требуют периодической чистки рабочей контактной части витков трансформатора.

Поломка двигателя сервопривода или некорректная его работа, сюда же можно и причесть и обгорание и износ рабочей щетки что будет сопровождаться чрезмерным искрообразованием.
В сетях с частыми скачками напряжения двигатель сервопривода постоянно работает на износ, такое частое движение быстро вырабатывает определенный ресурс работы реверсного двигателя.
Поломка двигателя часто, за собой влечет также выход из строя выходного каскада управления сервоприводом, силовые транзисторы попросту перегорают.
В некоторых случаях двигатель можно попытаться реанимировать, разобрав и добравшись к его щеткам, очистить их от мелкой пыли и загрязнений. Собрав двигатель снова, произвести смазку редуктора и втулок на его якоре. Такое профилактическое обслуживание может значительно увеличить его ресурс работы, а к тому же уменьшить общий шум от работы сервоприводного стабилизатора.

Выход из строя реле. Часто такая поломка приводит также и к выходу из строя транзисторных ключей соответствующего реле.
В таких случаях и реле и транзистор подлежат замене на новые. В некоторых случаях изношенные контакты реле можно восстановить. Для этого разбирают корпус реле, затем снимают с пружины подвижный контакт. С помощью «нулевочной» наждачной бумаги, с контакта снимаются все нагоревшие частицы, после чего контакты протирают мягкой тряпочкой смоченной в спирте или растворителе.
После восстановления реле, нужно обязательно убедится в исправности управляющих выходных транзисторов (типа SD882 или D882Р).

Помимо описанных выше поломок которые встречаются наиболее часто, часто можно столкнутся и с такими:

Дисплей. Хаотичное отображение на дисплее разных элементов или неполное отображение информации на дисплее может говорить о нарушение контакта между платой и дисплеем. Как правило для соединения там используют «токопроводящую резинку» которая прижимается между платой и стеклом ЖК-дисплея, в процессе постоянного нагрева стабилизатора и повышенной температуры внутри резинка пересыхает а плата может согнутся или незначительно деформироваться что вызовет потерю надежности контакта.
В сегментных дисплеях причины могут быть немножко другие.
В них зачастую причина кроется в плохой пропайке индикаторов и элементов платы. Элементы следует осмотреть на качество пайки, особое внимание уделив кварцевому резонатору и контролеру дисплея. Место соединения платы с дисплеем также осмотреть и при необходимости пропаять шлейф и контакты или очистить «токопроводящую резинку».

Поломка платы управления. Электронная плата управления у любого современного стабилизатора содержит множество радио элементов. Ее ремонт прежде всего, начинается с беглого осмотра всех элементов, их состояния и мест пропайки на плате. Обратить внимание на саму плату, почерневшие дорожки в местах перегрева и едва заметные микротрещины.
Очень часто можно заметить вздувшиеся электролитические конденсаторы. Часто конденсаторы внутри пересыхают и при этом теряют свою электрическую емкость.
Кроме того на плате можно выявить изменения оттенка радиоелементов от сильного перегрева, такие детали нужно выпаивать и проверять с помощью тестера и приборов.
Но как правило визуальный осмотр может только подсказать о масштабах случившейся неисправности, ну а сам ремонт таких плат не ограничивается заменой очевидно испорченных элементов и требует добавочной ревизии разных компонент при помощи особого оборудования. Поэтому, в случае если прозвонка силовых транзисторов и прочих элементов не обнаружила причины неисправности, ремонт платы управления лучше доверить специалистам.

Стабилизатор гудит (шумит). Почти все стабилизаторы в процессе своей работы издают небольшие шумы, одни типы больше, другие меньше. Количество шума от стабилизатора будет напрямую зависеть от стабильности напряжения в сети, чем больше скачков и изменений напряжения происходит — тем больше стабилизатор должен выравнивать напряжение на выходе.
Наиболее шумными считаются сервоприводные стабилизаторы, постоянное включения реверсивного двигателя и его шум при движение графитового ползунка по обмоткам трансформатора приносят небольшой дискомфорт к которому со временем каждый владелец привыкает. Релейные стабилизаторы также издают щелчки при переключение обмоток трансформатора — тоже шум. Более благоприятными в этом плане можно считать симисторные и тиристорные стабилизаторы.
Едва слышное гудение сопровождает все стабилизаторы, источником звука есть сам преобразующий трансформатор и его гудение будет тем больше, чем больше разница входного и выходного напряжения и чем больше нагрузка в это время.
При повышенных шумах и гудению устройство лучше разобрать и осмотреть, возможно потребуется ремонт, а возможно профилактическое восстановление, например восстановление подвижной части электродвигателя сервоприводного стабилизатора.

Читайте так же:
Стабилизатор напряжения с контролем тока

Стабилизатор пищит. Здесь важно пищит он под нагрузкой или в холостом режиме. Отключаем нагрузку и прислушиваемся, в некоторых типах стабилизаторов (электронного типа) может быть слышен едва ощутимый писк, ето нормально.
Но если стабилизатор пищит (ощутимо) от повышения нагрузки, это может говорить о малом запасе прочности элементов конструкции аппарата, другими словами, если вы не перегружаете стабилизатор то он все же работает на пределе возможностей.

После успешного ремонта стабилизатор напряжения можно проверить с помощью ЛАТРа.
К ЛАТРу подключают проверяемый стабилизатор, а на выход стабилизатора подключают нагрузку в виде лампочки накаливания (примерно 60вт). Дальше изменяя напряжения на ЛАТРе, наблюдают за работой стабилизатора и параметрами напряжения на выходе.

Напоследок дам несколько советов, которые помогут надолго сохранить прибор в рабочем состоянии:

  • Следите за тем чтобы стабилизатор не работал долгое время при напряжение меньше 160 вольт. По крайней мере чтобы в такие моменты нагрузка на нем была сведена на минимум.
  • При постоянно пониженном напряжение нужно приобретать и использовать специальные стабилизаторы, например у «Ресанта» есть некоторые модели позволяющие работать даже при 90 вольтах в сети.
  • Суммарная мощность нагрузки должна быть хотя бы на 10% меньше мощности стабилизатора. При етом стараться одновременно не включать ее всю на длительное время.
  • Подключая стабилизатор на весь дом необходимо оборудовать в щитке дополнительное УЗО с токовым номиналом не ниже чем у автомата на стабилизаторе.
  • Очень важна правильная установка стабилизатора. Помещение где будет находится стабилизатор должно быть проветриваемым и сухим. Запрещается установка в нишах что будет нарушать воздухообмен и вызывать частый перегрев устройства.

Устройство и работа выпрямительного диода. Диодный мост.

18 Июн 2013г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Продолжаем знакомиться с полупроводниковыми диодами. В предыдущей части статьи мы с Вами разобрались с принципом работы диода, рассмотрели его вольт-амперную характеристику и выяснили, что такое пробой p-n перехода.
В этой части мы рассмотрим устройство и работу выпрямительных диодов.

Выпрямительный диод – это полупроводниковый диод, предназначенный для преобразования переменного тока в постоянный. Однако, это далеко не полная область применения выпрямительных диодов: они широко используются в цепях управления и коммутации, в схемах умножения напряжения, во всех сильноточных цепях, где не предъявляется жестких требований к временным и частотным параметрам электрического сигнала.

Общие характеристики выпрямительных диодов.

В зависимости от значения максимально допустимого прямого тока выпрямительные диоды разделяются на диоды малой, средней и большой мощности:

малой мощности рассчитаны для выпрямления прямого тока до 300mA;
средней мощности – от 300mA до 10А;
большой мощности — более 10А.

По типу применяемого материала они делятся на германиевые и кремниевые, но, на сегодняшний день наибольшее применение получили кремниевые выпрямительные диоды ввиду своих физических свойств.

Кремниевые диоды, по сравнению с германиевыми, имеют во много раз меньшие обратные токи при одинаковом напряжении, что позволяет получать диоды с очень высокой величиной допустимого обратного напряжения, которое может достигать 1000 – 1500В, тогда как у германиевых диодов оно находится в пределах 100 – 400В.

Работоспособность кремниевых диодов сохраняется при температурах от -60 до +(125 — 150)º С, а германиевых – лишь от -60 до +(70 – 85)º С. Это связано с тем, что при температурах выше 85º С образование электронно-дырочных пар становится столь значительным, что происходит резкое увеличение обратного тока и эффективность работы выпрямителя падает.

Технология изготовления и конструкция выпрямительных диодов.

Конструкция выпрямительных диодов представляет собой одну пластину кристалла полупроводника, в объеме которой созданы две области разной проводимости, поэтому такие диоды называют плоскостными.

Технология изготовления таких диодов заключается в следующем:
на поверхность кристалла полупроводника с электропроводностью n-типа расплавляют алюминий, индий или бор, а на поверхность кристалла с электропроводностью p-типа расплавляют фосфор.

Под действием высокой температуры эти вещества крепко сплавляются с кристаллом полупроводника. При этом атомы этих веществ проникают (диффундируют) в толщу кристалла, образуя в нем область с преобладанием электронной или дырочной электропроводностью. Таким образом получается полупроводниковый прибор с двумя областями различного типа электропроводности — а между ними p-n переход. Большинство распространенных плоскостных кремниевых и германиевых диодов изготавливают именно таким способом.

Для защиты от внешних воздействий и обеспечения надежного теплоотвода кристалл с p-n переходом монтируют в корпусе.
Диоды малой мощности изготавливают в пластмассовом корпусе с гибкими внешними выводами, диоды средней мощности – в металлостеклянном корпусе с жесткими внешними выводами, а диоды большой мощности – в металлостеклянном или металлокерамическом корпусе, т.е. со стеклянным или керамическим изолятором. Пример выпрямительных диодов германиевого (малой мощности) и кремниевого (средней мощности) показан на рисунке ниже.

Кристаллы кремния или германия (3) с p-n переходом (4) припаиваются к кристаллодержателю (2), являющемуся одновременно основанием корпуса. К кристаллодержателю приваривается корпус (7) со стеклянным изолятором (6), через который проходит вывод одного из электродов (5).

Маломощные диоды, обладающие относительно малыми габаритами и весом, имеют гибкие выводы (1) с помощью которых они монтируются в схемах.
У диодов средней мощности и мощных, рассчитанных на значительные токи, выводы (1) значительно мощнее. Нижняя часть таких диодов представляет собой массивное теплоотводящее основание с винтом и плоской внешней поверхностью, предназначенное для обеспечения надежного теплового контакта с внешним теплоотводом (радиатором).

Электрические параметры выпрямительных диодов.

У каждого типа диодов есть свои рабочие и предельно допустимые параметры, согласно которым их выбирают для работы в той или иной схеме:

Iобр – постоянный обратный ток, мкА;
Uпр – постоянное прямое напряжение, В;
Iпр max – максимально допустимый прямой ток, А;
Uобр max – максимально допустимое обратное напряжение, В;
Р max – максимально допустимая мощность, рассеиваемая на диоде;
Рабочая частота, кГц;
Рабочая температура, С.

Здесь приведены далеко не все параметры диодов, но, как правило, если надо найти замену, то этих параметров хватает.

Читайте так же:
Крен как стабилизатор тока

Схема простого выпрямителя переменного тока на одном диоде.

Разберем схему работы простейшего выпрямителя, которая изображена на рисунке:

На вход выпрямителя подадим сетевое переменное напряжение, в котором положительные полупериоды выделены красным цветом, а отрицательные – синим. К выходу выпрямителя подключим нагрузку (), а функцию выпрямляющего элемента будет выполнять диод (VD).

При положительных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод открывается. В эти моменты времени через диод, а значит, и через нагрузку (), питающуюся от выпрямителя, течет прямой ток диода Iпр (на правом графике волна полупериода показана красным цветом).

При отрицательных полупериодах напряжения, поступающих на анод диода диод закрывается, и во всей цепи будет протекать незначительный обратный ток диода (Iобр). Здесь, диод как бы отсекает отрицательную полуволну переменного тока (на правом графике такая полуволна показана синей пунктирной линией).

В итоге получается, что через нагрузку (), подключенную к сети через диод (VD), течет уже не переменный, поскольку этот ток протекает только в положительные полупериоды, а пульсирующий ток – ток одного направления. Это и есть выпрямление переменного тока.

Но таким напряжением можно питать лишь маломощную нагрузку, питающуюся от сети переменного тока и не предъявляющую к питанию особых требований, например, лампу накаливания.
Напряжение через лампу будет проходить только во время положительных полуволн (импульсов), поэтому лампа будет слабо мерцать с частотой 50 Гц. Однако, за счет тепловой инертности нить не будет успевать остывать в промежутках между импульсами, и поэтому мерцание будет слабо заметным.

Если же запитать таким напряжением приемник или усилитель мощности, то в громкоговорителе или колонках мы будем слышать гул низкого тона с частотой 50 Гц, называемый фоном переменного тока. Это будет происходить потому, что пульсирующий ток, проходя через нагрузку, создает в ней пульсирующее напряжение, которое и является источником фона.

Этот недостаток можно частично устранить, если параллельно нагрузке подключить фильтрующий электролитический конденсатор (Cф) большой емкости.

Заряжаясь импульсами тока во время положительных полупериодов, конденсатор () во время отрицательных полупериодов разряжается через нагрузку (). Если конденсатор будет достаточно большой емкости, то за время между импульсами тока он не будет успевать полностью разряжаться, а значит, на нагрузке () будет непрерывно поддерживаться ток как во время положительных, так и во время отрицательных полупериодов. Ток, поддерживаемый за счет зарядки конденсатора, показан на правом графике сплошной волнистой красной линией.

Но и таким, несколько сглаженным током тоже нельзя питать приемник или усилитель потому, что они будут «фонить», так как уровень пульсаций (Uпульс) пока еще очень ощутим.
В выпрямителе, с работой которого мы познакомились, полезно используется энергия только половины волн переменного тока, поэтому на нем теряется больше половины входного напряжения и потому такое выпрямление переменного тока называют однополупериодным, а выпрямители – однополупериодными выпрямителями. Эти недостатки устранены в выпрямителях с использованием диодного моста.

Диодный мост.

Диодный мост – это небольшая схема, составленная из 4-х диодов и предназначенная для преобразования переменного тока в постоянный. В отличие от однополупериодного выпрямителя, состоящего из одного диода и пропускающего ток только во время положительного полупериода, мостовая схема позволяет пропускать ток в течение каждого полупериода. Диодные мосты изготавливают в виде небольших сборок заключенных в пластмассовый корпус.

Из корпуса сборки выходят четыре вывода напротив которых расположены знаки «+», «» или «

», указывающие, где у моста вход, а где выход. Но не обязательно диодные мосты можно встретить в виде такой сборки, их также собирают включением четырех диодов прямо на печатной плате, что очень удобно.

Например. Вышел из строя один из диодов моста, если будет стоять сборка, то ее смело выкидываем, а если мост будет собран из четырех диодов прямо на плате — меняем неисправный диод и все готово.

На принципиальных схемах диодный мост обозначают включением четырех диодов в мостовую схему, как показано в левой части нижнего рисунка: здесь, диоды являются как бы плечами выпрямительного моста.
Такое графическое обозначение моста можно встретить еще в старых журналах по радиотехнике. Однако, на сегодняшний день, в основном, диодный мост обозначают в виде ромба, внутри которого расположен значок диода, указывающий только на полярность выходного напряжения.

Теперь рассмотрим работу диодного моста на примере низковольтного выпрямителя. В таком выпрямителе, с использованием четырех диодов, во время каждой полуволны работают поочередно два диода противоположных плеч моста, включенных между собой последовательно, но встречно по отношению ко второй паре диодов.

Со вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение поступает на вход диодного моста. Когда на верхнем (по схеме) выводе вторичной обмотки возникает положительный полупериод напряжения, ток идет через диод VD3, нагрузку , диод VD2 и к нижнему выводу вторичной обмотки (см. график а). Диоды VD1 и VD4 в этот момент закрыты и через них ток не идет.

В течение другого полупериода переменного напряжения, когда плюс на нижнем (по схеме) выводе вторичной обмотки, ток идет через диод VD4, нагрузку , диод VD1 и к верхнему выводу вторичной обмотки (см. график б). В этот момент диоды VD2 и VD3 закрыты и ток через себя не пропускают.

В результате мы видим, что меняются знаки напряжения на вторичной обмотке трансформатора, а через нагрузку выпрямителя идет ток одного направления (см. график в). В таком выпрямителе полезно используются оба полупериода переменного тока, поэтому подобные выпрямители называют двухполупериодными.

И в заключении отметим, что работа двухполупериодного выпрямителя по сравнению с однопериодным получается намного эффективней:

1. Удвоилась частота пульсаций выпрямленного тока;
2. Уменьшились провалы между импульсами, что облегчило задачу сглаживания пульсаций на выходе выпрямителя;
3. Среднее значение напряжения постоянного тока примерно равно переменному напряжению, действующему во вторичной обмотке трансформатора.

А если такой выпрямитель дополнить фильтрующим электролитическим конденсатором, то им уже смело можно запитывать радиолюбительскую конструкцию.

Ну вот, мы с Вами практически и закончили изучать диоды. Конечно, в этих статьях дано далеко не все, а только основные понятия, но этих знаний Вам уже будет достаточно, чтобы собрать свою радиолюбительскую конструкцию для дома, в которой используются полупроводниковые диоды.

А в качестве дополнительной информации посмотрите видеоролик, в котором рассказывается, как проверить диодный мост мультиметром.

1. Борисов В.Г — Юный радиолюбитель. 1985г.
2. Горюнов Н.Н., Носов Ю.Р — Полупроводниковые диоды. Параметры, методы измерений. 1968г.
3. Пасынков В.В., Чиркин Л.К — Полупроводниковые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Полупроводники и диэлектрики» и «Полупроводниковые и микроэлектронные приборы» — 4-е изд. перераб. и доп. 1987г.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector