Імпульсні блоки живлення своїми руками – як зробити, ремонт

Зміст:

  • ДБЖ ?
  • Опис ?
  • Принцип роботи ?
  • Область застосування ?
  • Переваги і недоліки ?
  • Схема ?
  • Як зробити своїми руками ?
  • Покрокове керівництво ?
  • Регульований/однотактний/двотактний/двухполярный блок своїми руками ?
  • Ремонт ББЖ ?
  • Поради/рекомендації ?

3386dd73bba80f00b1b3ac16c9d0556e Імпульсні блоки живлення своїми руками   як зробити, ремонт

ДБЖ

Опис

У тривалій поїздці на особистому автомобілі або відпочиваючи «дикуном» на природі, непогано мати з собою домашні електрообладнання, наприклад, фен, електричну бритву, фото або відеокамеру. Але через відсутність розеток неможливо забезпечити живлення приладів від звичайної мережі.

Єдиним джерелом енергії в цьому випадку можуть бути тільки автомобільні акумулятори, але їх постійної напруги 12 вольт не вистачить для домашніх пристроїв, які працюють від змінного струму 220 вольт. В наявності повна несумісність за одразу двома основними параметрами.

Але не варто впадати у відчай, вихід з такої ситуації є – це використання невеликого імпульсного перетворювача струму. Він допоможе перетворити воду на вино», тобто 12 вольт напруги акумулятора, в струм, необхідний для роботи всіх приладів ? 220 вольт.

8ea57db1a34837612ccfefa4e20f6b86 Імпульсні блоки живлення своїми руками   як зробити, ремонт

Принцип роботи

Принцип його роботи полягає в конвертуванні змінного напруги електромережі, що має частоту 50 Гц аналогічне прямокутного типу. Потім воно піддається трансформації для досягнення певних значень, випрямляється і фільтрується. Такий транзистор підвищеної потужності, виконує одночасно роль імпульсного трансформатора і ключа, перетворює напругу струму.

За схемою вони бувають двох типів: керовані ззовні, впроваджені у більшості електроприладів і автогенератори імпульсного типу.

Також такі трансформатори випускаються різних розмірів і потужностей в залежності від специфіки застосування, але габарити в них не головне, так, як ефективність таких пристроїв підвищується по мірі наростання частоти, збільшення якої дозволяє серйозно зменшити розмір і вага сталевого сердечника. Вони, як правило, працюють в частотному діапазоні від 18 до 50 кГц.

Область застосування

Область застосування імпульсних перетворювачів харчування для побутового використання постійно поширюється. Вони сьогодні використовуються для забезпечення енергією всіх приладів побутової та обчислювальної техніки, а також в пристроях безперебійного живлення та зарядний пристрій для АКБ різного призначення, живлення низьковольтних освітлювальних систем та інших потреб.

Часто придбання такого пристрою заводської збірки не дуже виправдано, з міркувань економії або з точки зору специфіки технічних параметрів необхідного агрегату. У цьому випадку власноручне споруда імпульсного перетворювача може бути кращим варіантом. Такий підхід, як правило, більш раціональний завдяки широкому вибору недорогих комплектуючих.

Переваги і недоліки

Купуючи ДБЖ, необхідно співвіднести всі його достоїнства і недоліки з конкретними вимогами до експлуатації в кожному окремому випадку і якщо він задовольняє можна сміливо купувати агрегат.

Переваги імпульсних блоків живлення:

  • Мала вага агрегату, завдяки меншому розміру необхідного для роботи трансформатора, і як наслідок зменшеною конструкції всього перетворювача. Конструкція оснащується фільтром вихідної напруги менших розмірів, так як, при порівнянної потужності з аналогами імпульсний пристрій має більшу частоту перетворення.
  • Агрегати підвищеної потужності мають найвищий ККД доходить до 90-98%. Такі пристрої мають мінімальні втрати енергії завдяки мінімальній кількості операцій перемикання ключа, так як він більшу частину часу знаходиться в одному положенні, в той час як в агрегатах інших типів на операції з ним витрачається значна потужність.
  • На порядок більш висока ступінь надійності стабілізаторів імпульсного типу в порівнянні з лінійними аналогами, які зараз використовуються тільки в харчуванні плат зі слабкими струмами, наприклад, СВЧ печах або колонках та інших агрегатах малої потужності, створених для безперервної експлуатації протягом кількох років без техобслуговування.
  • Крім того їх перевагою є розширений діапазон частоти і напруги струму, що можуть бути реалізовані тільки в дуже дорогих, недоступних звичайному споживачеві, блоках лінійного типу. Це дозволяє використовувати переносний імпульсний блок навіть при подорожах по всьому світу, так як його характеристики можна регулювати в широкому діапазоні, підлаштовуючи їх для роботи від розеток в різних країнах з різними частотами і напругою в електромережі.
  • На відміну від лінійних пристроїв, завдяки універсальності імпульсних перетворювачів потужністю 12 V налагоджений масовий випуск комплектуючих для них, що позитивним чином знизило їх собівартість і підвищило доступність для пересічного споживача. Однак на більш потужні їхні варіанти ця особливість, звичайно, не поширилася, вони коштують дорого.
  • Як правило, такі пристрої в конструкції мають декілька ступенів захисту від аварійних ситуацій в мережі: перебоїв живлення, короткого замикання, відсутності вихідний навантаження.

Недоліки імпульсних блоків живлення:

  • Роботи по їх ремонту відрізняються складністю, так як більшість їх внутрішніх елементів функціонують у спільній мережі без гальванічної розв’язки.
  • Імпульсний принцип роботи має зворотний бік у вигляді високочастотних перешкод, які вимагають придушення для використання блоків з більшістю апаратури. А з деякими її видами, що володіють підвищеною чутливістю до перешкод вони і зовсім не сумісні.
  • Вхідний струм має обмеження на мінімальну потужність, при якій блок почне працювати.

0a56d12fc029e0eab7571b645bd30a4f Імпульсні блоки живлення своїми руками   як зробити, ремонт

Схема

Основою більшості перетворювачів струму імпульсного типу є блок-схема найпростішого імпульсного трансформатора, що включає в себе кілька блоків:

  • Блок, що перетворює струм мережі змінного типу в постійний на виході. В його основі діодний міст, який виконує роль випрямляча змінного напруги і конденсатор, нівелює пульсації напруги піддався випрямленню. Він може бути оснащений допоміжними приладами: фільтрами напруги мережі, згладжує пульсації генератора імпульсів і термісторами для ослаблення стрибка напруги при включенні. Наявність або відсутність додаткових компонентів впливає на собівартість агрегату, і є статтею економії при купівлі бюджетного варіанту агрегату.
  • Блок генератора імпульсів, що створює для живлення первинної обмотки трансформатора імпульси заданої частоти. Різні моделі працюють з різною частотою, але межі її коливання для всіх пристроїв знаходяться в межах від 30 до 200 кГц. Трансформатор є серцем приладу, так як саме через нього відбувається гальванічна розв’язка з електромережею і перетворення струму для відповідності необхідним параметрам.
  • Третій ? блок трансформації змінного струму, що надходить з трансформатора в постійний. У нього входять діоди для випрямлення напруги і фільтри пульсацій, які значно складніше свого аналога з першого блоку і включають в себе вже кілька конденсаторів і дросель. В якості статті економії, для зменшення собівартості перетворювачі можуть комплектуватися конденсаторами і дроселями мінімально необхідною для роботи, ємності та індуктивності відповідно.

71655851b04a8e76c52506fb83e31034 Імпульсні блоки живлення своїми руками   як зробити, ремонт

Як зробити своїми руками

Необхідні інструменти:

  • паяльний апарат;
  • бокорізи;
  • качкодзьоби;
  • пінцет;
  • скальпель.

Покрокове керівництво

  • Першим ділом на вході встановлюється РТС термістор, що виконує роль напівпровідникового резистора з плюсовим коефіцієнтом по температурі. Він здатний різко збільшити свій опір при перевищенні певного значення температури, наприклад, коли необхідно захистити силові ключі, коли агрегат тільки починає працювати і конденсатори ще заряджаються.
  • Далі, монтується діодний міст для випрямлення вхідного напруги мережі струм 10А. Можна використовувати різні діодні збірки: «вертикалку» або «табуретку».
  • Потім на вході паяется пара конденсаторів у співвідношенні 1 мкФ на 1 Вт потужності.
  • Використовуються вітчизняні резистори типу МЛТ-2 в якості гасить опору в мережі змінного струму потужністю 2 Вт.
  • Для регулювання затворів польових транзисторів, що функціонують під струмом 600В, монтується драйвер IR Він поперемінно відкриває затвори польових транзисторів з періодичністю, що визначається деталями на ніжках Rt і Ct.
  • Польові транзистори вибираються не менше 200В, що мають мінімальний опір у відкритій фазі роботи. Величина опору прямо пропорційна нагріву пристрої і назад пропорційна його ККД.
  • При їх монтажі фланці транзисторів можна закорочувати, тому застосовуються прокладки для ізоляції.
  • Трансформатор, простіше взяти звичайний понижуючий з старого блоку ПК. Але можна і самостійно намотати на феритові тори з розрахунку на перетворюючу частоту 100 кГц і ? перетвореного напруги.
  • Трансформаторні висновки закорочувати аналогічно платі, з якої він узятий.
  • На виході встановлюються діоди з невеликими таймінгами відновлення ? не більше 100 нс, наприклад, з групи HER.
  • Буферну ємність на виході не варто перебільшувати більше 10 тис. мкФ.
  • Як і будь-електричний агрегат, саморобний імпульсний блок живлення при складанні пред’являє підвищені вимоги до уважності і акуратності в процесі складання. Необхідний правильний монтаж полярних деталей і виконання заходів безпеки у роботі з електромережею. Вірно, сконструйований блок не вимагає до налаштування або підладжування.

Регульований/однотактний/двотактний/двухполярный блок своїми руками

  • Для складання регульованого блоку живлення необхідно в його схемі складання використовувати один або два транзистора напівпровідникового типу. Проте для контролю напруги знадобиться встановити датчик у вигляді вольтметра. Тоді орієнтуючись на його свідчення, можна буде відрегулювати оптимальне напруга на виході для роботи різних приладів, щоб не попалити їх. Напруга регулюється за допомогою змінного резистора типу.
  • У найпростішому однотактному блоці струм перетвориться за рахунок роботи одного транзистора, який відкривається і закривається, пропускаючи імпульси певної частоти.
  • Його вдосконаленою модифікацією, що працює з подвоєною частотою і відповідно найкращим ККД, є двотактний перетворювач, в якому один за одним відкриваються і закриваються вже два транзистора.
  • Двухполярная конструкція блоку ще складніше, так як необхідний монтаж операційного підсилювача і стабілітронів. Особливу увагу в цьому випадку слід приділяти якості пайки і відповідності перерізу проводів струму.

71773acc5796975d459885edd0681bc9 Імпульсні блоки живлення своїми руками   як зробити, ремонт

Ремонт ББЖ

Ремонт ББЖ, як правило, полягає в заміні, несправних, погорілих деталей на нові. Але складність навіть не в самому монтажі нової деталі, а саме в пошуку несправної. Для цього проводять такі операції:

  • Зовнішній огляд плати блоку на предмет наявності вздувшимися конденсаторів, що обвуглилися резисторів і інших елементів з дефектами.
  • Огляд пайки трансформатора, ключових транзисторів і мікросхем, а також дроселів.
  • Перевірка ланцюга живлення на предмет розриву: подзвонюють сам кабель, оберігає перемикач, перемикач струму при його наявності, а також дроселі і випрямний міст.
  • Первинна діагностика будь деталі проводиться без демонтажу, і тільки коли є цілком обґрунтоване припущення про те, що вона несправна, її можна випоювати і перевіряти окремо.
  • Також необхідно перевірити ланцюг на предмет коротких замикань.
  • Провівши візуальну і приладову діагностику обладнання і помінявши неробочі елементи, приступають до перевірки під робочою напругою мережі. Але в ролі запобіжника використовується звичайна лампочка на 150-200 Ват 220 вольт. Вона не дасть згоріти всьому перетворювача при наявності несправності і просигналізує про характер дефекту. Так, якщо лампочка яскраво спалахне і притухнет, випромінюючи растр, то, швидше за все, несправні конденсатори. Перевірити їх справність можна тільки замінивши на нові. Іншим випадком є варіант, коли лампа спалахнула й одразу ж згасла зовсім. Цей варіант передбачає індивідуальну перевірку всіх резисторів ланцюга запуску. Нарешті останній випадок – світильник горить на повну яскравість. В цьому випадку треба повністю перевірити усю схему заново.

Поради/рекомендації

  • При конструюванні імпульсного перетворювача струму своїми руками слід пам’ятати, що всі роботи по монтажу та випробування агрегату проходять під напругою небезпечним для життя і здоров’я. Тому настійно рекомендується в приміщенні, в якому проводяться роботи встановити автоматичні переривники струму, що працюють у зв’язці з приладом аварійного відключення струму. Така система здатна захистити людину від удару струмом навіть у випадку, коли він торкнувся фази.
  • При роботі з імпульсними перетворювачами струму, навіть зі стандартними блоками від ПК, необхідно завжди дотримуватися техніку безпеки. Наприклад, конденсатори електролітичного типу входять в їх схему навіть після відключення від мережі довгий час тримають струми високої напруги. Тому перш ніж приступити до будь-яких маніпуляцій з ними їх необхідно попередньо вирішити, замкнувши їх висновки.
  • І нарешті, при проведенні будь-яких робіт, пов’язаних з електрикою, завжди слід користуватися справними, призначеними для цього інструментами. Наприклад, ручки всіх викруток, бокорезов та інших інструментів повинні бути заізольовані.
Оцініть статтю
Довідник корисних порад