Оглавление
- Как правильно рассчитать число витков
- Для схемы «Ремонт зарядного устройства для MPEG4-плеера»
- Простой СН, сделанный своими руками
- Физические процессы
- Защита
- Климатические условия
- Физические процессы
- Зарядное устройство на тиристоре своими руками
- Импульсный блок питания на TL494 своими руками — схема и подробная инструкция по монтажу
- Устройство выпрямителя и схема подключения
- Проверка элементов
- Схема простого выпрямителя
- Заключение
Как правильно рассчитать число витков
При перемотке вторичной катушки, нужно знать, какому напряжению соответствует виток. Если перематывать первичную обмотку не планируется, нет нужды рассчитывать ни сечение провода, ни его свойства. Проблема с первичной обмоткой заключается в большом количестве витков тонкой проволоки, из которой он состоит.
Для расчета вторичной обмотки, делают 10 витков и подключают трансформатор в сеть. Измеряют напряжение на выводах, после чего делят его на 10, после чего 12 делится на полученное число. Результат и будет необходимым количеством витков, причем рекомендуется увеличить его на 10% для компенсации падения напряжения.
Для схемы «Ремонт зарядного устройства для MPEG4-плеера»
После двух месяцев эксплуатации вышло из строя «безымянное» зарядное устройство к карманному проигрывателю MPEG4/MP3/WMA. Схемы его, конечно, не было, поэтому пришлось составить ее по монтажной плате. Нумерация активных элементов на ней (рис.1) — условная, остальные соответствуют надписям на печатной плате.Узел преобразователя напряжения реализован на маломощном высоковольтном транзисторе VT1 типа MJE13001, узел стабилизации выходного напряжения произведен на транзисторе VT2 и оптроне VU1. Кроме того, транзистор VT2 защищает VT1 от перегрузки. Транзистор VT3 предназначен для индикации окончания зарядки аккумуляторов.При осмотре изделия оказалось, что транзистор VT1 «ушел на обрыв», a VT2 — пробит. Сгорел также резистор R1. На поиск и устранение неисправностей ушло не более 15 минут. Но при грамотном ремонте любою радиоэлектронного изделия обычно недостаточно одного лишь устранения неисправностей, надобно ещё узнать причины их возникновения, чтобы подобное не повторилось. Усилитор схема 5волтных Как оказалось, во час работы более того при отключенной нагрузке и открытом корпусе транзистор VT1, выполненный в корпусе ТО-92, разогревался до температуры приблизительно 90°С. Поскольку, поблизости не было более мощных транзисторов, подходящих на замену MJE13001, я решил приклеить к нему небольшой теплоотвод.Фотография зарядногоустройства показана на рис.2. Дюралюминиевый радиатор размерами 37x15x1 мм приклеен к корпусу транзистора теллопроводящим клеем «Радиал». Этим же клеем можно приклеить радиатор и к монтажной плате. С теплоотводом температура корпуса транзистора снизилась до 45…..
Простой СН, сделанный своими руками
Параметрический стабилизатор напряжения
Стабилизатор напряжения 12 вольт для светодиодов, подсветок автомобильных бортовых систем быстро и удобно выполнять, используя для этого микросхемы: LM317, LD1084, L7812, КРЕН 8Б и им подобные устройства. Несколько диодов, сопротивление и сама микросхема – вот составляющие такого СН.
Стабилизатор на LM317
В зависимости от варианта изготовления корпуса LM317 подбирают расположение деталей на плате.
LM317 с креплением на теплоотвод
Изготовление стабилизатора сводится к следующему:
- к выходу (Vout) припаивают сопротивление с номинальным значением 130 Ом;
- к контакту входа (Vin) присоединяют провод, подающий напряжение для стабилизации;
- регулировочный вход (Adj) подключают ко второму выводу резистора.
При подключении в качестве нагрузки светодиодных фонарей, лент и т.д. радиатор не требуется. Сборка занимает 15-20 минут при минимуме деталей. Используя несложную формулу, можно рассчитывать величину сопротивления R для получения определённой величины допустимого тока нагрузки.
Схема СН на LM317
Схема на микросхеме LD1084
Поддержанию напряжения 12 В неизменным для устройств светодиодной иллюминации, подключённой к бортовой сети автомобиля, поможет применение данной микросборки.
Даташит LD1084
Здесь для сборки самодельного СН в цепь обвязки микросхемы включаются:
- два электролитических конденсатора по 10 мкФ * 25 В;
- резисторы: 1 кОм (2 шт.), 120 Ом, 4,7 кОм (можно постоянный);
- диодный мост RS407.
Устройство собирается следующим образом:
- напряжение, снимаемое с диодного моста выпрямителя, подаётся на вход LD1084;
- на контакт, управляющий режимом стабилизации (Adj), присоединяют эмиттер транзистора КТ818, база которого соединена через два одноколонных сопротивления с цепями питания света фар (ближнего и дальнего);
- выходная цепь микросхемы соединена с резисторами R1 и R2, а также с конденсатором.
Кстати. Резистор R2 можно брать не переменный, а подстроечный, выставив с его помощью величину выходного напряжения 12 В.
СН для бортовой сети
Стабилизатор на диодах и сборке L7812
Подобная микросхема в связке с диодом и конденсаторами может снабжать светодиоды стабильным напряжением 12 В.
Схема построена по ниже изложенному принципу:
- диод Шоттки 1N401 пропускает через себя ток от плюсовой клеммы аккумулятора и подаёт его на вход микросхемы. При этом «+» электролита (конденсатора на 330 мкФ) также соединён с катодом диода;
- на выход L7812 присоединяют цепь нагрузки и «+» конденсатора ёмкостью 100 мкФ;
- все минусовые клеммы (от аккумулятора и обоих электролитических конденсаторов) соединяются с управляющим входом микросхемы.
Электролитические конденсаторы подбирают на напряжение не ниже 25 В.
Схема стабилизатора 12 В на ИМС L7812
Самый простой стабилизатор – плата КРЕН
Схемы с использованием крен довольно популярны. Так называют ИМС, в маркировку которых входят сочетания букв КР и ЕН. Это мощные СН, позволяющие выдавать на нагрузку ток до 1,5 А. Они имеют на выходе стабильные 12 В при подаче на вход напряжения до 35 В.
Схема с использованием этой микросхемы собирается так:
- напряжение с плюсовой клеммы АКБ (аккумуляторной батареи) на вход крен подаётся через диод 1N4007, он защищает цепь аккумулятора от обратных напряжений;
- минусовая клемма АКБ соединяется с управляющим электродом КРЕН;
- напряжение с выхода подаётся на нагрузку.
При необходимости микросхему прикручивают к радиатору.
КР142ЕН8Б, схема подключения
Сборка своими руками стабилизаторов напряжения на 12 В с использованием схем линейных и интегральных СН не составляет особого труда. При этом необходимо следить за температурой нагрева корпуса элементов и при Т0С выше допустимой устанавливать их на теплоотводы (радиаторы).
Физические процессы
В основе принципа работы диодного моста лежит способность p-n перехода пропускать ток только в одном направлении. Под p-n переходом понимается контакт двух полупроводников с различным типом проводимости. Граница, разделяющая области, характеризуется шириной запрещённой зоны, препятствующей прохождению зарядов. С одной её стороны находится p область, в которой основными носителями считаются дырки (положительный заряд), а с другой n область, где основные носители электроны (отрицательный заряд).
Находясь изолированно друг от друга, в каждой области элементарные частички совершают беспорядочные тепловые колебания, из-за чего их выделяемая энергия компенсируется и результирующий ток равен нулю. При соприкосновении этих областей возникают диффузионные токи, вызванные притягиванием зарядов друг к другу. В итоге частички сталкиваются и рекомбинируют (исчезают). В зоне соприкосновения происходит обеднение носителей, и их движение прекращается. Устанавливается состояние динамического равновесия.
При приложении к p-n переходу электрического поля картина меняется. При прямом смещении, то есть таком, когда положительный полюс источника питания подключается к p области, а отрицательный к n области, происходит введение основных носителей в области. Из-за этого ширина запрещённой зоны уменьшается, и частички свободно начинают проходить через барьер, образуя ток. Если же полярность источника питания изменить, то произойдёт ещё большее обеднение слоёв, в итоге барьер увеличится, и ток не возникнет.
Таким образом, в зависимости от полярности сигнала, приложенного к переходу, ширина запрещённой зоны увеличивается или уменьшается. Если на элемент, в основе работы которого используется p-n переход подать переменный сигнал, то в результате к нему попеременно будет прикладываться прямое и обратное напряжение. Соответственно, часть сигнала он будет задерживать, а часть пропускать.
Если же взять измерительный прибор, умеющий показывать форму сигнала (осциллограф), то на выходе радиоэлемента можно будет увидеть импульсы, длительность которых определяется периодом полуволны. Именно поэтому диод и называется выпрямительным, хотя к нему больше подходит название импульсный преобразователь. То есть устройство, преобразующее переменный сигнал в пачку импульсов.
Вам это будет интересно Расчет сопротивления контура заземления в частных домах
Защита
Стабилизатор должен решать две проблемы – устранение возможности короткого замыкания и перегрузки. В первом случае необходимо будет установить причину срабатывания прибора и только после этого включать его. При перегрузке (которая в промышленных образцах обычно устанавливается в рамках 5-50 процентов от номинала) спустя определённый период времени (как правило, до одной минуты) срабатывает система защиты, которая выключит прибор. В промышленных образцах распространённой практикой является установление функции повторного включения. Если никакие проблемы при этом не будут найдены, то после запуска устройство продолжит свою работу в нормальном режиме. Теперь давайте рассмотрим, что нам нужно, если мы хотим сделать стабилизатор напряжения (12 вольт, 1,5 Ампера).
Климатические условия
Большинство рыночных стабилизатором рассчитаны на работу при температуре от 5 до 35 градусов тепла по Цельсию. Относительная влажность воздуха должна быть в пределах 35-90%. В атмосфере должны отсутствовать водяные брызги, пыль и тому подобное. Если это не предоставляется возможным, используют специальные корпуса. Хотя по отношению к температуре необходимо сказать, что самые передовые образцы могут выдерживать диапазон с -40 до +40 градусов, что смотрится весьма недурно в наших погодных условиях. Но благодаря нагреву самой машины можно использовать и самые распространённые модели, хотя в случае с ними могут быть определённые проблемы с быстрым запуском (возможно, перед активацией придётся подождать).
Физические процессы
В основе принципа работы диодного моста лежит способность p-n перехода пропускать ток только в одном направлении. Под p-n переходом понимается контакт двух полупроводников с различным типом проводимости. Граница, разделяющая области, характеризуется шириной запрещённой зоны, препятствующей прохождению зарядов. С одной её стороны находится p область, в которой основными носителями считаются дырки (положительный заряд), а с другой n область, где основные носители электроны (отрицательный заряд).
Находясь изолированно друг от друга, в каждой области элементарные частички совершают беспорядочные тепловые колебания, из-за чего их выделяемая энергия компенсируется и результирующий ток равен нулю. При соприкосновении этих областей возникают диффузионные токи, вызванные притягиванием зарядов друг к другу. В итоге частички сталкиваются и рекомбинируют (исчезают). В зоне соприкосновения происходит обеднение носителей, и их движение прекращается. Устанавливается состояние динамического равновесия.
При приложении к p-n переходу электрического поля картина меняется. При прямом смещении, то есть таком, когда положительный полюс источника питания подключается к p области, а отрицательный к n области, происходит введение основных носителей в области. Из-за этого ширина запрещённой зоны уменьшается, и частички свободно начинают проходить через барьер, образуя ток. Если же полярность источника питания изменить, то произойдёт ещё большее обеднение слоёв, в итоге барьер увеличится, и ток не возникнет.
Таким образом, в зависимости от полярности сигнала, приложенного к переходу, ширина запрещённой зоны увеличивается или уменьшается. Если на элемент, в основе работы которого используется p-n переход подать переменный сигнал, то в результате к нему попеременно будет прикладываться прямое и обратное напряжение. Соответственно, часть сигнала он будет задерживать, а часть пропускать.
Если же взять измерительный прибор, умеющий показывать форму сигнала (осциллограф), то на выходе радиоэлемента можно будет увидеть импульсы, длительность которых определяется периодом полуволны. Именно поэтому диод и называется выпрямительным, хотя к нему больше подходит название импульсный преобразователь. То есть устройство, преобразующее переменный сигнал в пачку импульсов.
Вам это будет интересно Расчет сопротивления контура заземления в частных домах
Зарядное устройство на тиристоре своими руками
Существует множество электронных схем, в том числе и непростых, с полным набором регулировок и защиты, солидным количеством деталей, зачастую недешёвых. Но большинство автолюбителей отдаёт предпочтение простым зарядным устройствам на тиристоре, из нескольких недорогих компонентов, которые зачастую можно извлечь из отработавшей своё аппаратуры, например компьютера.
Выбор схемы и принцип её работы
Сначала стоит отметить главное достоинство предлагаемой схемы тиристорного зарядного устройства: доступность и малые финансовые затраты. Есть и иные преимущества при использовании в качестве главного компонента недорогого тиристора КУ202:
- Хороший зарядный ток до 10 А.
- Выдаваемая энергия – импульсного типа, что продлевает эксплуатационный ресурс заряжаемой батареи.
- Для сборки понадобятся широко распространённые недорогие детали, найти которые не составит труда.
- Схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора просто повторить даже автолюбителю, малосведущему в радиотехнике, а опытному электронщику потребуется и вовсе не более часа, чтобы запустить устройство в эксплуатацию.
По принципу действия это фазоимпульсный регулятор мощности, выполненный на тиристоре и позволяющий изменять силу тока. Управляющий электрод КУ202 питает транзисторная цепь. Чтобы защитить схему тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора от токовых скачков, используется диод VD2. Сопротивление R5 оказывает влияние на зарядный ток, значение которого, как известно, 1/1 от ёмкости АКБ. Для питания схемы понадобится трансформатор, уменьшающий сетевое U = 220 В до 18–22 В. Если в вашем распоряжении оказался трансформатор с большим напряжением на выходе, сопротивление R7 нужно увеличить ориентировочно до 2-х кОм (возможно, резистор придётся подбирать). Диоды выпрямительного моста и тиристор необходимо устанавливать на алюминиевые радиаторы, чтобы исключить перегрев деталей. При монтаже обычных элементов типа Д242–245 не забывайте под корпус подложить изоляционную шайбу.
Принципиальная схема тиристорного зарядного устройства для автомобильного аккумулятора выглядит следующим образом:
Так как схема простая, в ней отсутствует электронная защита: её роль играет предохранитель, устанавливаемый на выходе. При зарядке батарей ёмкостью не более 60 А*ч хватит плавкой вставки номиналом 6,3 А. Установка последовательно подсоединяемого прибора – амперметра поможет контролировать процедуру зарядки. Ниже показана печатная плата, упрощающая сборку ЗУ:
Перечень компонентов в схеме и подбор возможных аналогов
В схеме использован электролитический конденсатор, выдерживающий напряжение не менее 63 В. Мощность резисторов R1-R6 – 0,25 Вт, R7 – 2 Вт. Диоды в выпрямительном мосту пропускают ток до10 А и держат обратное U от 50 В. Такое же напряжение должен выдерживать импульсный диод VD2. Транзисторы VT1 и VT2: КТ3107, КТ502, КТ361 и КТ503, КТ315, КТ3102 соответственно.
Расчёт параметров трансформатора, тиристора и диодов
Одна из отрицательных сторон зарядки на тиристоре – низкий КПД, отчасти обусловленный вторичной обмоткой трансформатора, которая должна свободно пропускать ток, в три раза больший, чем потребляемая АКБ мощность. Как это исправить? Для этого можно тиристор переставить из обмотки II трансформатора в обмотку I, как это показано на схеме тиристорного зарядного устройства для АКБ:
Вся разница этого ЗУ на тиристоре для автомобильных аккумуляторов заключается в подключении диодного моста и регулирующего тиристора в первичную обмотку трансформатора. Так как ток обмотки II приблизительно меньше зарядного в 10 раз, то тепловой энергии на диодах и тиристоре выделяется совсем мало: можно даже не использовать охлаждающие радиаторы (но это не относится к VD5-VD8).
Компоненты и их аналоги:
- выпрямительный блок КЦ402,405 с любым индексом (А, Б, В);
- стабилитрон типа КС524, КС518, КС522;
- транзистор КТ117 с буквами от «Б» до «Г»;
- диодный мост, стоящий на выходе, должен состоять из компонентов, рассчитанных на 10 А (Д242-247).
Импульсный блок питания на TL494 своими руками — схема и подробная инструкция по монтажу
Схема импульсного блока питания на TL494
- ШИМ контроллер (IC1) — TL494.
- Операционный усилитель (IC2) — LM324.
- 2 линейных регулятора (VR1, VR2) — L7805AB и LM7905.
- 4 биполярных транзистора T1, T2 — C945 и T3, T4 — MJE13009.
- 2 диодных моста — VDS2 (MB105) и VDS1 (GBU1506).
- 5 выпрямительных диодов (D3–D5, D8, D9) — 1N4148.
- 2 выпрямительных диода (D6, D7) — FR107.
- 2 выпрямительных диода (D10, D11) — FR207.
- 2 выпрямительных диода (D12, D13) — FR104.
- Диод Шоттки (D15) — F20C20.
- 5 дросселей — L1 (100 мкГн), L5 на желтом кольце (100 мкГн), L3, L4 (10 мкГн), L6 (8 мкГн).
- Синфазный дроссель (L2) — 29 мГн.
- 2 импульсных трансформатора — Tr1 (EE16) и Tr2 (EE28–EE33, ER35).
- Трансформатор (Tr3) — BV EI 382 1189.
- Предохранитель (F1) — 5А.
- Терморезистор (NTC1) — 5.1 Ом.
- Варистор (VDR1) — 250 В.
- Резисторы — R1, R9, R12, R14 (2.2 кОм); R2, R4, R5, R15, R16, R21 (4.7 кОм); R3 (5.6 кОм); R6, R7 (510 кОм); R8 (1 Мом); R13 (1.5 кОм); R17, R24 (22 кОм); R18 (1 кОм);
- R19, R20 (22 Ом); R22, R23 (1.8 кОм); R27, R28 (2.2 Ом); R29, R30 (470 кОм, 1–2 Вт); R31 (100 Ом, 1–2 Вт); R32, R33 (15 Ом); R34 (1 кОм, 1–2 Вт).
- Переменные резисторы (R10, R11) — 10 кОм, можно использовать 3 или 4.
- Резисторы (R25, R26) — 0.1 Ом; шунты, мощность зависит от выходной мощности БП.
- Конденсаторы — C1, C8, C27, C28, C30, C31 (0.1 мкФ); C3 (1 нФ, пленочный); C4–C7 (0.01 мкФ); C10 (0.47 мкФ, 275 В, X); C12 (0.1 мкФ, 275 В, X); C13, C14, C19 (0.01 мкФ, 2 кВ, Y); C20 (1 мкФ, 250 В, пленочный); C21 (2.2 нФ, 1 кВ); C23, C24 (3.3 нФ).
- Электролитические конденсаторы — C2, C9, C22, C25, C26, C34, C35 (47 мкФ); C11 (1 мкФ); C15, C16 (2.2 мкФ); C17, C18 (470 мкФ, 200 В); C29, C32, C33 (1000 мкФ, 35 В).
- 2 светодиода — D1 (зеленый, 5 мм) и D2 (красный, 5 мм), либо просто диоды, если не нужна индикация.
- Корпус Z4A.
- Выключатель — 250 В, 6 А.
- Держатель для предохранителя.
- Розетка для подключения к сети 220 В.
- Вилка для подключения к сети 220 В.
- Разъём для выходного напряжения.
- Вентилятор 12 В.
- Вольтметр.
- Амперметр.
- Входное напряжение — 220 вольт переменного тока.
- Выходное напряжение — от 0 до 30 вольт постоянного тока.
- Выходной ток составляет более 15 А (фактически тестированное значение).
- Режим стабилизации напряжения.
- Режим стабилизации тока (защита от короткого замыкания).
- Индикация обоих режимов светодиодами.
- Малые габариты и вес при большой мощности.
- Регулировка ограничения тока и напряжения.
pechatnaya-plata-dlya-impulsnogo-bloka-pitaniya.rar Видео о тестировании данного блока питания:
Устройство выпрямителя и схема подключения
На сегодняшний день не придумано ничего лучшего для полноценного выпрямления напряжения, чем обычный диодный мост. Он максимально передаёт габаритную мощность трансформатора. Работая с обеими полуволнами переменного напряжения, диодный мост выгодно отличается от однополупериодных выпрямителей.
Следуя из названия, собран мост из 4 или 6 диодов. Это зависит от подключения к однофазной или трёхфазной сети. Они имеют одинаковые электрические характеристики и соединены особым образом. Полупроводники, чем собственно и являются диоды, перенаправляют разноимённые полупериоды переменного напряжения на «плюсовой» или «минусовой» выводы. Создавая, таким образом, разность потенциалов на одноимённых выводах. Диоды, соответственно, и преобразовывают напряжение с выводов подключённого трансформатора.
Выпускаемый в форме одной детали, мост имеет 4 вывода:
» — вход переменного напряжения;
«
» — вход переменного напряжения;
«+» — положительный выход потенциала;
«–» — отрицательный выход потенциала.
Моноблок обладает значительными положительными достоинствами. Собранный в едином корпусе, он обеспечивает одинаковый тепловой режим работы всех его компонентов. Это стабилизирует характеристики диодов, включённых в его состав. Облегчается монтаж на печатную плату, и, соответственно, удешевляется весь процесс сборки.
Проверка элементов
Нередко в самодельных устройствах приходится использовать детали, уже бывшие в употреблении. Перед установкой все такие комплектующие должны быть проверены. Поскольку выпрямительная сборка представляет собой четыре диода, подключенных встречно-последовательно, а до выводов всех диодов можно добраться щупом, вопрос от том, как прозвонить диодный мост, решается элементарно.
Для этого достаточно измерить обычным омметром сопротивление каждого диода, ориентируясь на схему выпрямителя и цоколевку моста. В одной полярности щупов прибор должен показывать высокое сопротивление, в другой — низкое. Когда соответствующий диод пробит, в обоих положениях щупов сопротивление будет низким, если сгорел — высоким.
Схема простого выпрямителя
Синусоидальное напряжение представляет собой периодический сигнал, изменяющийся во времени. С математической точки зрения он описывается функцией, в которой начало координат соответствует времени равным нулю. Сигнал состоит из двух полуволн. Находящаяся полуволна в верхней части координат относительно нуля называется положительным полупериодом, а в нижней части — отрицательным.
При подаче переменного напряжения на диод через подключённую к его выводам нагрузку, начинает протекать ток. Этот ток обусловлен тем, что в момент поступления положительного полупериода входного сигнала диод открывается. В этом случае к аноду прикладывается положительный потенциал, а к катоду отрицательный. При смене волны на отрицательный полупериод диод запирается, так как меняется полярность сигнала на его выводах.
Таким образом, получается, что диод как бы отрезает отрицательную полуволну, не пропуская её на нагрузку и на ней появляется пульсирующий ток только одной полярности. В зависимости от частоты приложенного напряжения, а для промышленных сетей она составляет 50 Гц, изменяется и расстояние между импульсами. Такого вида ток называется выпрямленным, а сам процесс —однополупериодным выпрямлением.
Выпрямляя сигнал, используя один диод, можно питать нагрузку, не предъявляющую особых требований к качеству напряжения. Например, нить накала. Но если запитать, например, приёмник, то появится низкочастотный гул, источником которого и будет промежуток, возникающий между импульсами. В некоторой мере для избавления от недостатков однополупериодного выпрямления совместно с диодом применяется параллельно включённый нагрузке конденсатор. Этот конденсатор будет заряжаться при поступлении импульсов и разряжаться при их отсутствии на нагрузку. А значит, чем больше значение ёмкости конденсатора, тем ток на нагрузке будет более сглажен.
Заключение
Не поленитесь доработать свое устройство плавкими предохранителями. Номиналы предохранителей на схеме. Не проверяйте на искру напряжение на крокодилах зарядника, иначе лишитесь предохранителя.
Внимание! Схема данного ЗУ предназначена для быстрой зарядки вашего аккумулятора в критических случаях, когда надо срочно куда-то ехать через 2-3 часа. Не используйте ее для повседневного обращения, так как заряд идет при максимальное токе, что не самый лучший режим зарядки для вашего аккумулятора
При перезаряде начинет “кипеть” электролит и в окружающее пространство начнут выделяться ядовитые пары.
Тех, кого заинтересовала теория зарядных устройств (ЗУ), а также схемы нормальных ЗУ, то в обязательном порядке качаем эту книжку по этой ссылке. Ее можно назвать библией по зарядным устройствам.
