Следите пальцем за температурой стабилизатора и диодов, чтобы убедиться в том, что они не становятся горячими. Убедитесь в том, что искусственная нагрузка присоединена на небольшом расстоянии, так как она может легко перегрузить источник питания (ИП).


ЗАЩИТА ИП
ИП можно защитить от перегрузки (такой как короткое замыкание) путем добавления лампочки к плюсовой шине. Убедитесь, что номинальное напряжение лампы совпадает с напряжением шины питания.
Если лампочка рассчитана на 12/18 Ватт, она сможет пропускать ток до 1 А, без свечения, и если произойдет короткое замыкание, ток будет ограничен 3 А.
Эта особенность безопасности полезна при экспериментах с сильноточным ИП (или машинным аккумулятором), так как короткое замыкание может допускать прохождение сотен ампер и полностью испарять тончайшую проволоку.



ПОИСК НЕИСПРАВНОСТЕЙ
Большинство из следующих затруднений применимо к 3-х выводным стабилизатором и ИП с мощными транзисторами. Они наиболее распространены и создают множество проблем из за теплоотвода некоторых компонентов.
Первое, что следует проверить это электролиты. Они играют большую роль в функционировании любого источника питания и даже могут вызвать полный отказ ИП. Неприятность происходит из за того, что энергия проходит через конденсатор и это создает тепло. Тепло создает избыточное давление, и это заставляет микроскопические частицы преодолевать изоляционный слой и они в конечном итоге высыхают.
Просто замените или зашунтируйте все из них элементами равноценными по номиналу, и посмотрите есть ли улучшения на выходе.
Другая распространенная неисправность - один из диодов в мосту, выходящий из строя под нагрузкой. Это создаст много шума и единственный путь обнаружения, это измерить пальцем температуру (в том случае если диоды - отдельные компоненты). Диод, выходящий из строя под нагрузкой будет работать нормально, когда он холодный. Это очень трудно обнаружить, если вы не знаете что искать. Просто припаяйте 4 диода параллельно мосту и посмотрите исчезла ли неисправность.
Другая неприятность - тепловая защита из за избыточного входного напряжения.
Если выходное напряжение ИП может меняться, входное напряжение должно быть на 5В выше чем максимальное напряжение на выходе.
Когда выходное напряжение ниже, напряжение на входе будет пропорционально очень высоко и ИП будет способен отдавать только низкий ток, до того момента как сработает тепловая защита.


А ТЕПЕРЬ САМОЕ ПОСЛЕДНЕЕ О ИСТОЧНИКАХ ПИТАНИЯ СО СТАБИЛИЗАТОРАМИ...
Недавно на рынок был выпущен новый тип стабилизатора.
Он очень похож на стабилизатор 7805, но его эффективность около 97% и он не требует наличия радиатора.
Следующая запись была подготовлена Майком Райли (Mark Rile):


Каждому известна ситуация, когда нужен источник напряжения.
В нем нет ничего сложного. Есть немного свободного пространства на плате - нет проблем. Входное напряжение нестабилизированно и может изменяться в широкой области. Нагрузка также меняется.
Но что если это все должно быть помещено в маленький корпус без вентиляции, и нельзя воспользоваться радиатором. Или потери стабилизатора должны сохраняться низкими, поскольку устройство питается от батареек и вы не можете позволить себе растрачивать драгоценный заряд на разогрев?
Тогда это уже выглядит более сложным при использовании решений со стандартными имеющимися в наличии линейными стабилизаторами...
Выход - использование нового импульсного стабилизатора от RECOM, объединяющего и спецификации и простое применение вездесущих 78xx линейных стабилизаторов с чрезвычайно высокой эффективностью вплоть до 97%, для обеспечения минимального выделения тепла, что позволяет избежать всех физических и механических проблем связанных с использованием радиаторов и переноса отходящей теплоты.
Как и стандартные линейные регуляторы, серия R-78 имеет напряжение возврата 1.5В (разница между входным и выходным напряжением) а диапазон входных напряжений достигает 34В: диапазон входного сигнала вплоть до 7:1!
Все элементы из серии R-78xx-0.5 дают ток нагрузки до 500мА а R-78xx-1.0 вплоть до 1А.
Выходное напряжение может принимать все обычные значения - 1.8В, 2.5В, 3.3В, 5В, 9В и 12В как стандарт.
Нестандартные значения можно легко установить при производстве, путем специального запроса. Однако это не единственное преимущество этого нового преобразователя. Другое обстоятельство, привлекающие внимание состоит в дизайне: R-78xx-0.5 помещен в пластиковый корпус SIP3 с размерами всего лишь 11.5 x 7.5 x 10.2мм, следовательно приближающийся по контуру к 78 серии линейных стабилизаторов в корпусе TO220, без радиатора, а по расстоянию от нижней части элемента до платы к другим элементам. Распиновка идентичная: вывод 1 - вход напряжения, вывод 2 - общий и вывод 3 - выход.
Внешняя подстройка выходного напряжения посредством 4 вывода будет доступна как опция в ближайшие месяцы, заодно и серия 79xx для отрицательных напряжений как копия стабилизаторов 79xx и реализация обоих типов в СМД корпусах. RECOM R-78xx-0.5 на постоянной основе защищен от короткого замыкания и объединяет функцию тепловой защиты, выключающей стабилизатор, если внутренняя температура превышает 160°C.
Функция защиты от короткого замыкания ограничивает входной ток при замкнутом выходе обычно до 25мА, что помогает избежать дальнейших повреждений схемы питания в условиях отказа. Диапазон рабочих температур от -40°C до +70°C с полной нагрузкой, И ПРОДОЛЖАЕТСЯ ОТ +70°C ДО +85°C с ограничением допустимых значений до 80% от максимальной нагрузки. Выдающаяся эффективность до 97% появляется главным образом через использование импульсной схемы, использующей принцип импульсного понижающего стабилизатора. 30 летний опыт RECOM в проектировании и развитии преобразователей постоянного тока сделал возможным превосходные спецификации этого неизолированного понижающего стабилизатора, в частности сведение уменьшения внутренних потерь к всего лишь нескольким процентам. Импульсная схема включает себя в недавно представленный RECOM INNOLINE в качестве приложения к неизолированным преобразователям постоянного тока с такой же высокой эффективностью и следовательно расширяющих диапазон для меньшей мощности и с уменьшенными размерами. Что представляет собой идеальное дополнение к распространенным источникам питания, где вместе с изолирующими преобразователями постоянного тока от RECOM POWERLINE и R-5xxx, R-6xxx, R-7xxx сериями от RECOM INNOLINE, позволяют напряжению питания быть преобразованным с понижением частоты как можно ближе к нагрузке. Поэтому целая цепочка распространенных источников питания может поддерживаться продукцией RECOM. Частая критика, которая обычно может быть оправдана, относится к схеме импульсного режима по линейной схеме, что создает шум на выходах, как и помехи, отражаемые назад в источник питания на входе.
Серия RECOM R-78xx-0.5 обладает сравнительно высокой рабочей частотой, около 300 Кгц, которая, легко фильтруется внутренними средствами, это создает очень низкий собственный шум, что и подтвердили первые тесты по электромагнитной совместимости. Этот импульсный преобразователь не требует внешних компонентов и имеет типичные значения коэффициента пульсаций и шума 30-50mVpp, которые в дальнейшем могут быть даже уменьшены при помощи внешних фильтров. RECOM рекомендует проектировщикам, которым необходим очень низкий коэффициент пульсаций и уровень шума воспользоваться фильтрами нижних частот: простой LC фильтр первого порядка для нижних частот с частотой излома приблизительно 10% от рабочей частоты понизит коэффициент пульсаций и уровень шума с точностью до 5mVpp или ниже. К тому же отраженный шум (помехи, создаваемые схемой импульсного режима на входах из за ее частоты переключения) у R-78xx-0.5 по сути очень низок и он может быть уменьшен при помощи внешней фильтрации поступающего питания.
Поэтому компромиссы на которые разработчик должен идти, для того чтобы использовать импульсный стабилизатор не так велики, а во многих случаях стандартное приложение без внешних элементов приемлемо в полной мере.
Конечно, импульсный конвертер не заменит полностью аналоговые линейные стабилизаторы, используемые во всем мире. По одной причине - решающий фактор это цена. Линейный стабилизатор можно купить в небольших количествах за несколько десятков центов, в то время как любое решение с использованием импульсного режима всегда будет в несколько раз дороже. Но общие затраты, которые необходимо рассмотреть: конденсаторы на входе и выходе, рекомендуемые для аналоговых линейных стабилизаторов, а эти компоненты уже интегрированы в схему стандартного импульсного стабилизатора и это наряду с тем, что импульсный стабилизатор не нуждается в теплоотводе, а линейному он необходим в большинстве случаев, притом что стабилизатор с радиатором занимает больше драгоценного места на плате, стоит денег и отнимает время для сборки. Однако, это не все: предположим, что схема расположена в маленьком, неметаллическом, воздухонепроницаемом корпусе - тогда теплоотвод быстро теряет свою эффективность.
Даже большой теплоотвод станет бесполезным если конвекция воздуха и его циркуляция блокированы. Единственная помощь здесь это решить проблему в корне. Если стабилизатор крайне эффективен с низкими внутренними потерями, тогда тепла практически не будет выделяться, вот о чем стоит позаботиться. Здесь, импульсный стабилизатор выдвигается вперед, так как прежде всего выделяет мало отходящей теплоты. Теперь если сравнить все затраты на источник питания, т.е. импульсный стабилизатор против линейного стабилизатора+теплоотвод+сборка+может понадобиться принудительное охлаждение вентилятором, и дальнейшая трата денег на внешние компоненты, тогда становится очевидным, что стоимостное соотношение не так уж неуравновешенно.
Возможные проблемы в проектировании, производстве и сборке тепловых трубок или охлаждающих схем и вопрос о том как это повлияет на 15 Ваттный источник питания остается для заинтересованного читателя и в дальнейшем здесь не будет обсуждаться. Если же рассматривается все о чем говорилось выше, даже если применяются только некоторые из аспектов, тогда может быть альтернатива использования импульсного стабилизатора имеет больший смысл, чем это кажется на первый взгляд.


БЕЗТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ
Это еще один вид источника питания, он называется безтрансформаторный источник питания.
Это ИП, не использующий трансформатор.
Позвольте мне сказать с самого начала, этот тип ИП очень опасен и может давать только очень маленький ток.
Это не тот ИП, который бы я посоветовал для любого типа приложений, так как эффективно приложение "ЖИЗНЬ".
Даже если схема может работать от 5В или 12В, любой компонент по отношению к земле будет иметь потенциал 120В или 240В.
Другими словами, прикосновение к любому компоненту в или на источнике питания ИЛИ блоке радиатора или тостера, будет иметь результатом удар 120В или 240В переменного тока.
Я должен бы сказать "до" 240В (но так как мы говорим о переменном напряжении, то в действительности это напряжение примерно до 340В) и несмотря на то, что бестрансформаторные блоки питания не дадут большого тока, это может произойти от питающей сети, некоторые бестрансформаторные ИП смогут дать больше 100 мА, а для получения смертельного удара требуется всего лишь 30 - 50 мА.
Детектор утечки в землю, установленный во всех новых домах, показывает 15 мА, таким образом вы можете видеть опасность получения удара 240В!


Это может вас удивить, но бестрансформаторные источники питания идеально подходят для высоковольтных приложений. Такой ИП может быть создан с использованием диодов и конденсаторов, которые "УВЕЛИЧИВАЮТ" напряжение питания. Такой тип схем называется умножитель напряжения, и при использовании множества каскадов, напряжение может быть удвоено, утроено и даже увеличено в десять или более раз. Конечный результат - очень высокое напряжение, и если это напряжение приходит на остроконечный проводник, электроны будут вырываться и образовывать "электрический ветер". Электричество будет ионизировать воздух и являться причиной того, что любые частицы вещества в воздухе будут собираться вместе и "выпадать".
Такие схемы часто называются "освежителями воздуха".


Умножитель напряжения

Но мы говорили преимущественно об использовании бестрансформаторных ИП для питания от 5В до 12В. Вы можете подумать, что такой тип ИП использующий конденсаторы отделен или изолирован от питающей сети. Но это не так.
У конденсатора есть "сопротивление" - называемое ЕМКОСТНЫМ СОПРОТИВЛЕНИЕМ и это сопротивление зависит от частоты питающего напряжения. В нашем случае частота 50 или 60 Гц и емкостное сопротивление будет большим, однако конденсатор будет способен нанести поражение и в некоторых случаях оно может быть фатальным.
Если бестрансформаторный ИП подключается к розетке питающей сети правильным способом, напряжение которое может поразить будет всего 12В, но вы не можете гарантировать как схема будет подключена.


Две схемы могут быть спроектированы на конденсаторе как на "токоограничивающем устройстве" и две могут быть спроектированы на резисторе как на токоограничивающем устройстве.
Схемы выше всего лишь основные примеры.

КОНДЕНСАТОРНый ИП"ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ" это плюсовая и минусовая линии выше и ниже блока, назваемого НАГРУЗКОЙ.
Вам понадобится 5 элементов для создания ИП такого типа:
1. Выпрямляющий диод или диоды,
2. Токограничительный резистор,
3. Конденсатор, чтобы доставлять (или ограничивать) ток к питанию - питающий конденсатор,
4. Запоминающий или сглаживающий конденсатор (обычно электролитический).
5. Резистор для делителя, и
6. Нагрузка

Рисунок внизу показывает эти шесть пунктов:


6 элементов конденсаторного источника питания



Теперь охватим каждый пункт.

ВЫПРЯМИТЕЛЬ
Делитель - это один или несколько диодов которые будут менять кривую переменного тока в импульсы как показано на рисунке внизу. Двухполупериодный выпрямитель позволит появиться на выходе и положительной и отрицательной составляющей. Однополупериодный (один диод) позволит появиться на выходе только положительной составляющей сигнала.

ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬНЫЙ РЕЗИСТОР
Этот резистор предотвращает перепад напряжения от питающей сети при подключении, и ограничивает ток идущий на сглаживающий конденсатор (электролитический). Этот резистор уменьшает эффективность схемы, но это полезное включение. Обычно он 470 Ом для 4 x 0.1u питающих конденсаторов и 2k2 для одного 0.1u.Почему были выбраны эти значения? Причина в падении напряжения. Падение напряжения на 470 Ом резисторе при прохождении 30 мА, будет таким же как и падение напряжения на 2k2 при прохождении 7 мА.

Падение напряжения это "буфер" или "предохранительный клапан" который позволяет перепаду напряжения быть на входе и предотвращает его появление на "питающей" стороне схемы.

ПИТАЮЩИЙ КОНДЕНСАТОР
Конденсатор который поставляет энергию к "питанию" называется "питающим конденсатором". Очевидно что электроны или "ток" или "электричество" не проходят через него как через "разомкнутую цепь". Так что электроны, которые заряжают электролит должны приходить через линию 0В. Принцип по которому работает питающий конденсатор очень прост.
Это похоже на то как фокусник вытягивает цветок из земли при помощи "магнитного притяжения".
Когда напряжение на входе растет, оно поднимает левую сторону конденсатора и это тянет вверх правую сторону. Но напряжение на правой стороне - всего лишь небольшая часть того что на левой. Это лучшее что может сделать небольшой конденсатор. Когда увеличивается номинал конденсатора, напряжение на правой стороне увеличивается.
Конденсатор на 100n будет проводить 7 мА от двухполупериодного выпрямителя или 3.5 мА от однополупериодного.
Это значение тока относится к 12В источнику питания, работающему от питающей сети 240В. Если напряжение ИП выше, ток будет меньше.
Ток, приходящий от конденсатора рассчитывается по закону Ома, по которому I = V/R, где I - значение в амперах, V - напряжение на конденсаторе и R - сопротивление конденсатора. У конденсатора есть сопротивление по току, называемое емкостным сопротивлением, обозначаемое символом Xc. В нашем случае конденсатор 100n на частоте 50 Гц, имеет емкостное сопротивление 33k и это позволяет протекать такому же току как и через резистор 33k.
Если нагрузка потребляет 7 мА, конденсатор 100n будет способен поднять напряжение на нагрузке приблизительно до 12В. Если ток, потребляемый нагрузкой, меньше 7 мА, "питающие" напряжение будет выше. Если этот ток больше 7мА напряжение будет ниже.
Фактическое напряжение питания "плавно настраивается" установкой значения РЕЗИСТОРОМ ДЕЛИТЕЛЯ.
Продолжение статьи.

Перевод от
Night watcher
[img]http://vrtp.ru/uploads/av-53.jpg[/img]