טיפים שימושיים

מטען מאספקת חשמל למחשבים

Pin
Send
Share
Send
Send


כידוע יחידת כוח אולי המכשיר האלקטרוני הנפוץ ביותר. ספק כוח פשוט יכול להיעשות אפילו על ידי מתחילים. אבל באיזו תוכנית לבחור? יש כל כך הרבה שרבים אבודים. מאמר זה מתאר בקצרה את ארבעת סוגי המעגלים העיקריים ונותן המלצות לשימוש בהם.

לפני שתחליט אם להכין או לאסוף את המוגמר יחידת כוח יש לענות על השאלות הבאות:

  1. איזה מתח צריך לייצר ספק הכוח? ניתן לקבוע זאת על ידי מאפייני המכשיר שיחובר לאספקת החשמל.
  2. איזה זרם אמור לספק ספק הכוח? זה מצוין גם במכשיר לחיבור. אם מצוין צריכת החשמל, ניתן לקבוע את הזרם על ידי חלוקת הכוח במתח.

בהתחשב באמור לעיל, אנו ממשיכים לשקול את הסוגים העיקריים של המעגלים.

  1. אספקת חשמל ללא שנאי עם קבל מרווה.

הוא משמש לזרמים קטנים, עשרות מילי-אמפר, לעיתים רחוקות מאות מילי-אמפר. בפועל, הוא משמש לטעינת סוללות עבור מנורות קטנות, נוריות חשמל וכדומה. התוכנית של ספק כוח כזה:

ערך הקיבול C1 בעומס פעיל נקבע על ידי הנוסחה:

C1 - קיבולת, f

אייף הוא הערך האפקטיבי של זרם העומס, A

Uc - מתח רשת, V

Un - מתח בעומס, V

f - תדר רשת, 50 הרץ

אם העומס לא תמיד מחובר, או שהזרם שלו משתנה, על המעגל להכיל דיודה זנר, שלא תאפשר למתח על הקבל C2 והעומס לחרוג מהערך המותר:

הערך של הקיבול C1 מחושב תוך התחשבות בזרם המרבי של דיודת הזנר ובזרם העומס.

בנוסחה זו: 3.5 הוא המקדם, אימין הוא הזרם המינימלי של דיודת הזנר, אימאקס הוא זרם העומס המרבי, Ucmin הוא המתח המינימלי, Uout הוא מתח היציאה של ספק הכוח.

סוג הקיבול הוא C1 K73-17 או דומה, מתח ההפעלה אינו נמוך מ -400 V. אתה יכול C1 לכוון את הנגד של כמה מאות kOhm כדי לפרוק את הקבל במצב כבוי.

פרטים נוספים על חישובי תוכניות כאלה מתוארים בכתב העת רדיו מספר 5 לשנת 1997 (עמ '48-50).

ברור כי עם העומס כבוי, אספקת החשמל תצרוך חשמל לדיודה זנר, בהפרדה להספק העומס. היעילות אפוא נמוכה. זו אחת הסיבות לשימוש במעגלים כאלה רק לזרמים נמוכים. כאשר עובדים עם ספקי כוח כאלה, חשוב לזכור שחלקיהם מחוברים בצורה גלוונית לרשת והסיכון להלם חשמלי גדול.

  1. הסוג השני של המעגל הוא ספקי כוח שנאים. להלן המתווה הבסיסי.

על פי תוכנית זו, אתה יכול לעשות זאת ספקי כוח כמעט כל מתח וזרם. בפועל הם מוצגים מאלו בעלי הספק נמוך, למשל, אספקת החשמל של מגבר אנטנה המורכב בתקע חשמל, אל הרתך, שמשקלו עשרות קילוגרמים.

ניתן למצוא כאן חישוב משוער של השנאי, מפורט ומדויק יותר כאן.

אם זרמי העומס גדולים, קיבולת המסנן C1 זקוקה לאלפי מיקרו-פארדים גדולים. במקרה זה, לאחר גשר הדיודה, יש צורך לשים התנגדות של כמה אוהם, כך שברגע ההפעלה, כאשר C1 משוחרר, הזרם של זרם הטעינה אינו מבטל את גשר הדיודה.

אם הזרמים הם מספר אמפר, אז כוח גדול יתפזר על הדיודות. כדי לצמצם אותו משתמשים בדיודות שוטקי, מתח נמוך יותר יורד אליהם (עד 0.5 וולט), בניגוד לדיודות סיליקון שעליהן, בזרמים גבוהים, יותר מ 1 וולט יכולות לרדת.

בכדי להפחית עוד יותר את ההפסדים, נעשה שימוש במיישר למחצה עם שני דיודות ושני פיתולים. להלן התרשים שלו:

במקרה זה, ישנם שני פיתולים משניים. הם קשורים בסדרות. הם נפצעים עם חוט דק יותר למחצה מאשר למעגל עם ארבע דיודות. אז כמות הנחושת זהה. ההפסדים נמוכים פעמיים, מכיוון שישנן שתי דיודות. נניח ש 1 וולט נופל על כל אחד, בזרם של 10 A, זהו כוח אובדן של 10 וואט בכל דיודה. אם יש שניים במקום ארבע דיודות, זה לא 40 וואט שנכנס לחום, אלא 20. היתרונות ברורים.

לתכניות לעיל יש חיסרון משמעותי. מתח היציאה משתנה כאשר מתח החשמל משתנה. כידוע, השינויים המותרים במתח החשמל הם ± 5%, החל מ -220 וולט זה יהיה (209-231) וולט, שינויים שוליים ± 10%, (198-242) V. מבחינת האחוזים, מתח היציאה ישתנה.

כדי לבטל את החיסרון הזה יש להחיל מייצבים, מהפשוטים ביותר על דיודה זנר, לפעמים עם טרנזיסטור, לייצבים במעגלי מיקרו.

כאן 7812 (LM7812 או שווה ערך) הוא שבב נפוץ מייצב עד 12 V. הכללים הבסיסיים לשימוש במעגלי מיקרו כאלה:

- מתח כניסה בין 14 וולט ל -35 וולט, (עם מתח מינימלי של לפחות 14 וולט, לכל היותר לא יותר מ -35 וולט)

- זרם מרבי, עם פעולה רציפה 1.5 A

- כוח מתפזר ללא גוף הקירור של 1.5 וואט, עם גוף הקירור של עד 15 וואט (בחלק מהאזכורים כתוב אפילו 9 וואט).

הטעות העיקרית שנעשתה בעת השימוש במעגלי מיקרו כאלה היא שהם בעיקר מסתכלים על הזרם ושוכחים מהעוצמה. לדוגמה, הם רוצים לספק עומס של 12 וולט ממיקרו-מעגל, בצריכת זרם של 1 A. נראה שאפשר לעשות זאת ללא בעיות, מכיוון שהזרם המרבי של מעגל המיקרו הזה הוא 1.5 A.

אבל, נניח, המתח המרבי ברשת הוא 242 וולט ובכניסה של מעגל המיקרו 35 וולט. זהו מיקרו מעגל מסוג פיצוי, כלומר כל המתח העודף 35 - 12 = 23 וולט ייפול על השבב. במקרה זה, ההספק שיפוזר על השבב יהיה שווה ל 23V x 1A = 23W. וההספק המותר, עם רדיאטור, הוא 15 וואט בלבד. המיקרו-מעגל יחמם יתר על המידה ויישרף. במקרה כזה הזרם המותר שלו הוא 15 W: 23 V = 0.65 A, וזה עם רדיאטור.

  1. החלפת מייצבים באספקת חשמל שנאי.

למייצבים אלה הפסדים נמוכים משמעותית מאלו שנחשבו לעיל. בהם, האלמנט הרגולטורי פועל במצב מפתח. יש לו שתי מדינות פתוחות לחלוטין או סגורות לחלוטין. ירידת המתח על פניו היא מינימלית וגם פיזור הספק. גודל מתח היציאה פרופורציונאלי למשך פעימות הפלט.

Uout = texc / T × Uin

Uout - מתח ביציאה של המייצב

מקש זמן פתוח

תקופת T - דופק

מתח קלט Uin - מייצב

תוכנית המסבירה את עקרון הפעולה:

כפי שאתה יכול לראות, יש השראות L בה מצטברים אנרגיה ודיודה דופק VD. בעזרת שני האלמנטים הללו, וכמובן הקבל C, המותקן מאחורי השראות, הופכים הפולסים לאחר מתג VT למתח קבוע.

דוגמה למעגל כזה על טרנזיסטורים:

ועל השבב:

  1. החלפת ספקי כוח.

אלה הגושים היעילים והקטנים ביותר. אין להם שנאי מוריד גדול, אפילו בזרמים ויכולות גבוהים. דוגמה לספק הכוח המיתוג החזק ביותר היא מהפך ריתוך, שזרם הריתוך של 250 A שוקל קילוגרמים בודדים בלבד.

מתח החשמל של 220 וולט מועבר לגשר הדיודה ואז למסנן (קבל). המתח תופס ערך של 310 וולט (במתח של 220 וולט). מתח זה מספק את שלב שנאי הפלט ואת הגנרטור. המעגל כולו פועל בתדרים של עד 100 קילו הרץ ואף גבוה יותר. בתדרים אלה, שנאים עשויים מפריט וממדיהם קטנים פי עשרות מאלה של שנאים הפועלים בתדר רשת של 50 הרץ. ככלל, המעגל של יחידת ספק כוח מיתוג הוא מייצב ומתח הפלט אינו תלוי בשינוי במתח הרשת. ספקי כוח מיתוג מודרניים, ככלל, עובדים כאשר מתח הרשת משתנה מ 110 וולט ל -240 וולט.

דוגמא למעגל אספקת חשמל מיתוגהסבר על עקרון הפעולה על השבב UC3842 הנפוץ ביותר.

מתח החשמל 220 וולט דרך לוח המסנן (PPF) מועבר למיישר הרשת (CB), לקבל המסנן (SF) ובאמצעות השנאי המתפתל למפתח VT. באמצעות התנגדות R3 המתח המופחת מסופק לסיכה 7 להפעלת מעגל המיקרו. לאחר תחילת העבודה, מסוף 7 מסופק בנוסף עם כוח באמצעות דיודה VD1 מהשנאי המתפתל במצב יציב.

בתוך המעגל המיקרו אנו רואים גנרטור (GEN), PWM (מודולטור רוחב דופק) לשליטה על מפתח חזק העשוי בטרנזיסטור אפקט שדה VT. פין 3 מקבל אות משוב.

תרשים מעשי של ספק כוח מיתוג בשבב UC3842:

דוגמה לייצור מעגל אספקת חשמל למחשב נייד ניתן למצוא כאן.

יש צ'יפס החלפת ספקי כוחבשילוב מפתח פלט חזק. אבל עיקרון הפעולה שלהם דומה לזה שנחשב.

מסקנה

אם אתה זקוק לזרמים של עשרות מיליוניamp, ניתן לבצע את אספקת החשמל על פי הסכימה מהסוג הראשון.

ניתן להרכיב ספק כוח זול, שממדיו אינם כה חשובים, על פי הסכימה מהסוג השני. יש להשתמש במייצבי פיצויים בזרמים של עד 1 A.

כמו כן, ניתן להרכיב ספק כוח לא יקר, אפילו עם מייצב מתח יציאה, לזרמים עד 3 A בהתאם לתכנית מהסוג השלישי.

ובכן, אם אתה זקוק לאספקת חשמל בגודל קטן, עם הגנה מפני עומסי יתר, עבור זרמים העולים על 3 A, עם רמת אדווה נמוכה, עמידים בפני שינויים במתח החשמל - כמובן שאתה צריך להרכיב לפי הסוג הרביעי של המעגל.

Pin
Send
Share
Send
Send