Статистика
Зарегистрированных: 62711
Последним зарегистрирован: andrkot
Рекорд посещаемости: 905
Групп пользователей: 4
 Группы:
[Admin] [Cоучастник] [Автор] [Модератор]
 Сейчас на сайте
 Всего: 186
 Гостей: 166
 Анонимных: 1
 Пользователей: 19
 Зарегистрированные:
slmvv andrkot baghear Brandd dimasiki STARMEN roar16 trex vitalik_b tvi Ranch coba57 jane303 MCLife tufuiku dim@ klausspezial butoc dmluk

> Начинающим. -> БЛОКИ ПИТАНИЯ №5
image

ам также придется поменять напряжение на входе, таким образом, чтобы оно всегда было по крайней мере на 5В выше напряжения на выходе. Яркость светодиода будет зависеть от напряжения, подаваемого на нагрузку. Она не указывает на проходящий ток. Воспользуйтесь таблицей внизу для следующих токов:

Ток на выходе


R

50mA
100mA
150mA
200mA
500mA
1,000mA
24R (используйте 18R или 27R)
12R (используйте 10R + 2R2)
8R (используйте 8R2)
6R (используйте 5R6)
2R4 (используйте 2R2)
1R2 (используйте 1R)

КОЭФФИЦИЕНТ ПУЛЬСАЦИЙ
Одна из характеристик электролитов упоминалась довольно редко.
Это КОЭФФИЦИЕНТ ПУЛЬСАЦИЙ.
Он показывает величину тока, которую конденсатор может пропустить без перегрева. Это один из факторов, определяющих размер электролитов, таким образом все что уменьшается, плохо влияет на коэффициент пульсаций. Результатом этого является нагрев во время работы и высыхание конденсатора. Один из способов определить пригодность электролитического конденсатора, это потрогать его после того как блок питания поработает некоторое время. Если он горячий, можете быть уверены, что будет страдать от перегрева. С другой стороны если он холодный, он может быть высохшим.

3-х выводные стабилизаторы не очень эффективные и имеют тенденцию греться в некоторой степени. Последнее усовершенствование - разработать импульсный источник питания, с использованием катушки или конденсатора, чтобы обеспечить напряжение и ток на выходе. Такая схема более эффективна и ее восхитительная особенность состоит в способности обеспечить на выходе большее напряжение или ток чем на входе.

Есть два вида - импульсный понижающий стабилизатор и импульсный повышающий стабилизатор.

ИМПУЛЬСНЫЙ ПОНИЖАЮЩИЙ СТАБИЛИЗАТОР
В англоязычной литературе его также называют BUCK CONVERTER, BUCK REGULATOR, STEP-DOWN CONVERTER, STEP-DOWN SWITCHING REGULATOR.
Такой стабилизатор требует на входе более высокое напряжение чем производит на выходе.
Его также называют вольтодобавочный преобразователь, импульсный понижающий стабилизатор, понижающий преобразователь или понижающий импульсный стабилизатор.
При работе в понижающем режиме импульсный стабилизатор, создает напряжение на выходе меньшее чем на входе.
image
У импульсного понижающего стабилизатора есть внутренний высокочастотный генератор, который включает и выключает транзистор, а также поставляет вспышки энергии к катушке. Когда транзистор выключается, энергия катушки сохраняется в конденсаторе. Это будет поддерживать очень стабильное напряжение на выходе, даже если потребляемый устройством ток меняется и напряжение на входе повышается или понижается.
Подобные стабилизаторы имеются для 100мА, 1А, 5А и других значений.
Понижающий импульсный стабилизатор возьмет 12В @ 500мА и преобразует в 5В @ 1А. Другими словами он возьмет высокое напряжение с малым током и преобразует к низкому напряжению с высоким током.
Чипам импульсных понижающих стабилизаторов необходимы всего лишь несколько внешних компонентов, для создания источника питания. Некоторые из компонентов на схеме внизу находятся внутри чипа.
Шина опроса (не показана) соединена с выходом, чтобы следить за напряжением и поддерживать стабильность.

image
Микросхема MC34063 в схеме импульсного понижающего трансформатора:
image
Напряжение на выходе определяется значением (вообще - то отношением) Ra:Rb.
В чипе на выводе 5, есть 1.25В детектор, и когда напряжение на Rb составляет 1.25В, чип начинает отключаться.
Напряжение на выходе:
image
ИМПУЛЬСНЫЙ ПОВЫШАЮЩИЙ СТАБИЛИЗАТОР.
На схему такого стабилизатора подается низкое напряжение, а снимается высокое.
В англоязычной литературе также называется BOOST CONVERTER, BOOST REGULATOR, STEP-UP CONVERTER, STEP-UP

SWITCHING REGULATOR.
В импульсном повышающим стабилизаторе имеется высокочастотный генератор, который включает и выключает транзистор, а также поставляет вспышки энергии к катушке. Когда транзистор выключается, энергия с катушки сохраняется в конденсаторе, через быстродействующий диод Шотки.
Это будет поддерживать напряжение на выходе постоянным, даже если потребляемый устройством ток меняется, а напряжение повышается или понижается.

image
image
Подобные стабилизаторы существуют для 100мА, 1А, 5А и других токов.
Повышающему импульсному стабилизатору требуется всего лишь несколько внешних компонентов для создания источника питания.
Заметьте: повышающий стабилизатор может создавать напряжение больше или меньше входного напряжения.

ОБСЛУЖИВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ.
Большинство недостатков источников питания заключается в электролитах. Они играют жизненно важную роль в эксплуатационных характеристиках схемы и после нескольких лет они могут показывать меньшую емкость из за перегрева и высыхания.
При обслуживании источников питания, электролиты шунтируются другими электролитами (ПРИ ВЫКЛЮЧЕННОМ ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ), для того чтобы проверить не повреждены ли они.
Необычные эффекты могут появиться при высыхании, и самое быстрое и дешевое что можно сделать - это заменить ВСЕ ИЗ НИХ.
Они могут вызывать низкое напряжение на выходе, шум, пульсации, "икание", искажение и иногда полный отказ источника питания.
Следующий элемент, который необходимо проверить - это микросхема источника питания, такая как стабилизатор или управляющая микросхема.
Хоть эти элементы и являются очень надежными, но могут пострадать, если тепло от них не отводится должным образом.
Во многих из них есть тепловая защита, срабатывающая если температура чрезмерно поднимается, но если эта особенность активируется на постоянной основе, чип будет постепенно страдать от перегрева.
Другой проблемой может быть плавкий предохранитель или низкоомный резистор. Они в конечном итоге страдают от перегрева и перестают работать. Иногда они спрятаны в "рукаве" из стекловолокна.
Не забудьте проверить соединение вилки и трансформатора, как вариант с меньшей вероятностью может быть заменен и создаст всевозможные проблемы с пульсирующими помехами.
Если после этих проверок неисправность все еще присутствует, вам понадобится пройтись по оставшейся схеме, и определить потребляет ли она больше тока при настройке дополнительных устройств.

ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА.
Измерить ток поставляемый источником питание довольно непросто.
Если вы вставите прибор измеряющий ток, дополнительное сопротивление измерительного прибора и выводов уменьшит максимальное значение. Даже если сопротивление измерителя очень маленькое, большой ток потребляемый схемой вызовет падение напряжения на измерителе и максимальное значение тока будет занижено.

Вот почему настолько сложно тестирование источников питания.
В целом, сложно ошибиться, так как количество компонентов небольшое, но когда неисправность обнаруживается, она бывает технической.
Проблемы могут появиться из за большого тока и даже из за замыкания дорожек на печатной плате.
Убедитесь, что дорожки не выгорели и проверьте шину заземления.
Иногда проблемы создает длинная шина заземления.
Например высохший электролит на одной из шин может создать неисправность в отдельной части, что может привести к низкочастотным помехам и это перейдет к источнику питания через другой сегмент.
Помните, что источник питания это модуль с НИЗКИМ ИМПЕДАНСОМ и когда этот импеданс изменяется, может появиться большое число неисправностей.
Импеданс довольно трудно измерить, так как он составлен из очень многих факторов.
Вот почему вам необходимо использовать свои навыки при проектировании и обслуживании.
Не забудьте включить керамический конденсатор 100n на входе и выходе 3-х выводного стабилизатора. Они предотвращают самовозбуждение.
Убедитесь, что дорожки к 3-х выводному стабилизатору широки, чтобы уменьшить импеданс.
И убедитесь, что 3-х выводный стабилизатор обеспечен теплоотводом в достаточной мере.

ТЕПЛООТВОД
Одна из важнейших вещей о которых стоит подумать это обеспечение теплоотвода для стабилизатора источника питания.
Величина тепла, генерируемого 3-х выводным стабилизатором зависит от двух факторов:
1. Ток, потребляемый схемой, и
2. Величина, подводимая к стабилизатору через трансформатор или адаптер.

Возьмем простой пример:
12В адаптер запитывает схему аудио усилителя, а сигнал на искажается.
Адаптер на 300мА заменен блоком на 500мА и аудио сигнал великолепен.
Но стабилизатор греется и вырубается.
В чем проблема?
Блок рассчитанный на больший ток обладает лучшей стабилизацией. Он способен способен снабжать стабилизатор большим напряжением - и таким образом большим током.
Эти два фактора заставляют стабилизатор рассеивать большую мощность и он непомерно нагревается.
Единственное решение - увеличить размер теплоотвода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
На этой странице описаны источники питания рассчитанные на ток до 1А. Их дешево и просто разрабатывать так как трансформаторы, диоды и 3-х выводные стабилизаторы способны передовать 1А.
Это максимальный ток, так как дешевые диоды на 1А и 1А трансформатор рассчитан на переменный ток 1А! А это всего лишь 0.707А постоянного тока и он не подходит для передачи большего чем этот тока на постоянной основе.
При переходе за 1А, схема источника питания становится более требовательной.
Следующая страница охватывает больше особенностей источников питания (очень интересно)...

ТЕСТИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
Одной из наиболее трудных задач является тестирование максимального тока источника питания.
Самое простое что можно сделать это соединить его с какой - либо схемой и проверить правильно ли она работает, если вы проектируете источник питания для общего использования, вам будет необходимо знать его производительность.
Есть 4 важных особенности (параметров), которые вам необходимо проверить:

1. Напряжение на выходе
2. Помехи
3. Допустимая нагрузка по току, и
4. Максимальный краткосрочный ток.

Есть 2 пути чтобы испытать источник питания:

1. Динамическая нагрузка - такая как усилитель, компьютер и т.д.
2. Статическая нагрузка - также называемая искусственной нагрузкой.

Теперь возьмем следующие 5 тем:

ИЗМЕРЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НА ВЫХОДЕ:
Вы можете измерить НАПРЯЖЕНИЕ на выходе источника питания как показано на следующем рисунке:


image
Измерение напряжения на выходе источника питания.


Источник питания должен быть соединен с какой - либо схемой. Считывание показаний мультиметра даст точное показание напряжения на нагрузке.

ИЗМЕРЕНИЕ ТОКА НА ВЫХОДЕ:
Вы НЕ СМОЖЕТЕ измерить выходной ток амперметром.
image
Вы не сможете измерить ток на выходе этим методом


Амперметр вызывает КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ на выходе источника питания, а это даст ложное показание. Некоторые источники питания полностью прекратят работу а другие будут пытаться отдавать максимальный "рассчетный ток" по короткому замыканию. 3-х выводный стабилизатор сильно нагреется и может быть поврежден.

Единственный способ измерить ток нагрузки это добавить низкоомный резистор в плюсовую линию питания. Сопротивление должно быть меньше 0.1 Ом. (0R1 коричневый-черный-серебрянный-золотой). Два 0R1 резистора в параллели дадут 0.05 Ом. При прохождении 1А, напряжение на соединении будет 50 мВ. Воспользуйтесь мультиметром, переключенным на шкалу измерения мВ и измерьте напряжение на резисторе(резисторах).
Картинка ниже показывает эту процедуру:



image
Измерение тока нагрузки

Есть три причины, по которым этот способ - лучший:
1. Большинство мультиметров обладает довольно высоким внутренним сопротивлением (сравнительно) при измерении тока и это создает падение напряжение при измерении тока.
2. Немногие мультиметры имеют диапазон 0-1 А. Большинство имеют 0-200мА или 0-500мА или 0-10А. А это не годится при измерении 0-1 А.
3. Наш метод измерения создает наименьше падение напряжения для схемы и таким образом наблюдаются наиболее точные показатели. Если схема получает меньшее напряжение, она будет вытягивать меньший ток и таким образом показания будут неточными. А падение напряжения 50 мВ на резисторах на шине питания - известная величина и вы можете добавить подобное значение чтобы увидеть воздействие на ток. Это будет не линейное падение, но наш метод обеспечит наименьшее падение напряжения при измерении токов 0-1 А.

ПОВРЕЖДЕНИЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
Единственные способ, которым вы можете повредить источник питания - его перегрузка. Избыточный ток будет нагревать элементы и они будут переставать работать. Это же можно отнести к трансформаторам, диодам, стабилизаторам (микросхемам или транзисторам) а также к любым резисторам-предохранителям. Так же это может случиться из за недостаточного теплоотвода стабилизатора.
Перегрузка может принимать несколько форм. Высокое входное напряжение создаст избыточный перегрев.
Избыточный ток нагрузки создаст перегрев и короткое замыкание выхода может создать избыточный перегрев.
При нормальных условиях источник питания не выходит из строя. Электронные компоненты поразительно надежны и крепки. Если компонент отказывает более одного раза, вам необходимо исследовать возможность перепада напряжения, избыточного тока или недостаточного охлаждения. Непропаянное соединение на печатной плате может создать избыточный перегрев, а это может повредить компоненты.

ИЗМЕРЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПУЛЬСАЦИЙ
Коэффициент пульсаций на входе или выходе источника питания может быть интерпретирован только при помощи электронно-лучевого осциллографа. Вы должны ПОСМОТРЕТЬ на форму сигнала, чтобы понять если и почему это вызывает проблему. Здесь нет определенного ответа на допустимую величину пульсаций или "спадов" которые схема примет без проблем. Некоторые схемы крайне требовательны, а на другие это совсем не оказывает влияния.
Некоторые цифровые схемы терпимы к кратковременным импульсным помехам и спадам, но аудио каскады - требовательны, так как они усиливают все что приходит с предыдущего каскада.
Любые пульсации на линии питания будут усилены последующими каскадами. Многие каскады имеют усиление 50-100 и два каскада усилят пульсацию до 1мВ, чтобы произвести заметный приглушенный шум.

ИЗМЕРЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО КРАТКОСРОЧНОГО ТОКА
Эту величину измерить довольно сложно. Вам в самом деле придется соединить источник питания со схемой и следить за выходом при помощи электронно-лучевого осциллографа.
Нет ничего точнее, чем использование "реальной" нагрузки.
"Мгновенное значение тока" (краткосрочный ток) очень важно. Многим источникам питания необходимо снабжать десятками или сотнями ампер за очень короткий период.
Выходная мощность большинства усилителей измеряется за очень короткий период времени, вот как они достигают очень больших значений активной мощности.
Чтобы быть способным отдавать очень высокий ток за короткий период времени, источнику питания необходимы дорогие электролиты на выходе.
Это электролиты пропускающие большой ток. Чтобы определить производительность источника питания, подключите усилитель и прислушайтесь к выходу. Если вы довольны результатами, источник питания делает свою работу.
Если вы обнаруживаете искажение, поместите осциллограф на шину питания.
Если напряжение спадает, добавьте еще один электролит, лучше у выхода схемы (возле динамиков).
Посмотрите за улучшениями.
Если "спады" не постоянны, неисправность может быть в стабилизаторе или трансформаторе.
Вы должны решить присутствовала ли неисправность всегда или проявилась только что.
Необходимо решить должно ли что - то быть "постоянным" "измененным" или "перепроектированным".

ПОДКЛЮЧЕНИЕ ИССКУСТВЕННОЙ НАГРУЗКИ
Источник питания может быть протестирован при помощи искусственной нагрузки, такой как мощный резистор или шар(globe) (вероятно имеется ввиду какая-то лампа - прим. перев.).
Большинство источников питания не отдают максимальную расчетную величину на постоянной основе. Нагрузка постоянно растет и падает. Искусственная нагрузка образует постоянную нагрузку на источник питания и вы должны быть осторожны, чтобы что - либо не перегреть.
Когда вы определились со значением искусственной нагрузки, вам понадобится мощный резистор или шар (globe).
С шаром (globe) есть одна большая проблема. Необходим ток в 6 раз больше обычного, чтобы он начал светиться. Это потому что нить накала холодная, и ее сопротивление всего лишь 1/6 от рабочего сопротивления.
Многие источники питания не способны будут дать такой ток и шар (globe) светиться не будет. Вы можете подумать, что источник питания не исправен - так что не выбирайте шар (globe).
Продолжение статьи.
Перевод от
Night watcher




    РадиоКОТ - популярно об электронике. Авторские схемы, новые разработки. Обучение по электронике, микроконтроллерам, ПЛИС. Форум   banner Выживание, фильмы, скачать  DIPTRACE - САМЫЙ ЛУЧШИЙ ТАКСИРОВЩИК ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ


[ Script Execution time: 0.1208 ]   [ 10 queries used ]   [ GZIP выключен ]

Portal-X