Hacer una fuente de alimentación con sus propias manos tiene sentido no solo para los radioaficionados entusiastas. Una fuente de alimentación (PSU) casera creará comodidad y ahorrará una cantidad considerable en los siguientes casos:

• Para alimentar herramientas eléctricas de bajo voltaje, para salvar la vida útil de una costosa batería recargable;
• Para la electrificación de locales especialmente peligrosos en cuanto al grado de descarga eléctrica: sótanos, garajes, cobertizos, etc. Cuando se alimenta con corriente alterna, una gran cantidad de ella en el cableado de bajo voltaje puede crear interferencias con los electrodomésticos y la electrónica;
• En diseño y creatividad para un corte preciso, seguro y sin residuos de espuma plástica, gomaespuma y plásticos de bajo punto de fusión con nicromo calentado;
• En el diseño de iluminación, el uso de fuentes de alimentación especiales prolongará la vida útil de la tira de LED y obtendrá efectos de iluminación estables. En general, es inaceptable alimentar iluminadores subacuáticos, etc. desde una red eléctrica doméstica;
• Para cargar teléfonos, smartphones, tabletas y portátiles lejos de fuentes de energía estables;
• Para electroacupuntura;
• Y muchos otros fines no directamente relacionados con la electrónica.

Simplificaciones aceptables

Las fuentes de alimentación profesionales están diseñadas para alimentar cualquier tipo de carga, incl. reactivo. Entre los posibles consumidores se incluyen equipos de precisión. El pro-BP debe mantener el voltaje especificado con la mayor precisión durante un tiempo indefinidamente largo, y su diseño, protección y automatización deben permitir su operación por parte de personal no calificado en condiciones difíciles, por ejemplo. biólogos para alimentar sus instrumentos en un invernadero o en una expedición.

Una fuente de alimentación de laboratorio para aficionados está libre de estas limitaciones y, por lo tanto, puede simplificarse significativamente manteniendo indicadores de calidad suficientes para uso personal. Además, mediante mejoras también sencillas, es posible obtener de él una fuente de alimentación para fines especiales. ¿Qué vamos a hacer ahora?

Abreviaturas

1. KZ – cortocircuito.
2. XX – velocidad de ralentí, es decir desconexión repentina de la carga (consumidor) o rotura de su circuito.
3. VS – coeficiente de estabilización de voltaje. Es igual a la relación entre el cambio en el voltaje de entrada (en% o veces) y el mismo voltaje de salida con un consumo de corriente constante. P.ej. El voltaje de la red cayó por completo, de 245 a 185V. En relación con la norma de 220 V, será del 27%. Si el VS de la fuente de alimentación es 100, el voltaje de salida cambiará en un 0,27%, lo que, con su valor de 12V, dará una deriva de 0,033V. Más que aceptable para la práctica amateur.
4. IPN es una fuente de voltaje primario no estabilizado. Puede ser un transformador de hierro con un rectificador o un inversor de voltaje de red pulsado (VIN).
5. IIN: funciona a una frecuencia más alta (8-100 kHz), lo que permite el uso de transformadores de ferrita compactos y livianos con devanados de varias a varias docenas de vueltas, pero no están exentos de inconvenientes, ver más abajo.
6. RE – elemento regulador del estabilizador de voltaje (SV). Mantiene la salida en su valor especificado.
7. ION – fuente de tensión de referencia. Establece su valor de referencia, según el cual, junto con las señales de retroalimentación del OS, el dispositivo de control de la unidad de control influye en el RE.
8. SNN – estabilizador de voltaje continuo; simplemente “analógico”.
9. ISN – estabilizador de voltaje de pulso.
10. UPS – fuente de alimentación conmutada.

Nota: Tanto SNN como ISN pueden funcionar tanto desde una fuente de alimentación de frecuencia industrial con un transformador de hierro como desde una fuente de alimentación eléctrica.

Acerca de las fuentes de alimentación de las computadoras

Los UPS son compactos y económicos. Y en la despensa, mucha gente tiene una fuente de alimentación de una computadora vieja, obsoleta, pero bastante útil. Entonces, ¿es posible adaptar una fuente de alimentación conmutada desde una computadora para fines de trabajo o aficionados? Desafortunadamente, un UPS para computadora es un dispositivo bastante especializado y las posibilidades de su uso en casa/en el trabajo son muy limitadas:

Quizás sea aconsejable que el aficionado medio utilice un SAI convertido de ordenador únicamente para alimentar herramientas eléctricas; sobre esto ver más abajo. El segundo caso es si un aficionado se dedica a la reparación de PC y/o a la creación de circuitos lógicos. Pero luego ya sabe cómo adaptar una fuente de alimentación de una computadora para esto:

1. Cargue los canales principales +5V y +12V (cables rojo y amarillo) con espirales de nicromo al 10-15% de la carga nominal;
2. El cable verde de arranque suave (botón de bajo voltaje en el panel frontal de la unidad del sistema) de la computadora está en cortocircuito con común, es decir. en cualquiera de los cables negros;
3. El encendido/apagado se realiza mecánicamente, mediante un interruptor de palanca situado en el panel trasero de la fuente de alimentación;
4. Con “servicio” de E/S mecánicas (de hierro), es decir. También se apagará la fuente de alimentación independiente de los puertos USB +5V.

¡Ponte a trabajar!

Debido a las deficiencias de los UPS, además de su complejidad fundamental y de circuitos, al final solo veremos un par de ellos, pero simples y útiles, y hablaremos sobre el método de reparación del IPS. La mayor parte del material está dedicada a SNN e IPN con transformadores de frecuencia industriales. Permiten a una persona que acaba de coger un soldador construir una fuente de alimentación de muy alta calidad. Y al tenerlo en la finca, será más fácil dominar las técnicas “finas”.

IPN

Primero, veamos el IPN. Dejaremos los de pulso con más detalle hasta la sección de reparaciones, pero tienen algo en común con los de "hierro": un transformador de potencia, un rectificador y un filtro de supresión de ondulaciones. Juntos, se pueden implementar de varias maneras dependiendo del propósito de la fuente de alimentación.

Pos. 1 en la figura. 1 – rectificador de media onda (1P). La caída de tensión a través del diodo es la más pequeña, aprox. 2B. Pero la pulsación del voltaje rectificado tiene una frecuencia de 50 Hz y es "irregular", es decir. con intervalos entre pulsos, por lo que el condensador del filtro de pulsaciones Sf debe tener una capacidad de 4 a 6 veces mayor que en otros circuitos. El uso del transformador de potencia Tr para potencia es del 50%, porque Sólo se rectifica 1 media onda. Por la misma razón, se produce un desequilibrio del flujo magnético en el circuito magnético Tr y la red lo "ve" no como una carga activa, sino como una inductancia. Por tanto, los rectificadores 1P se utilizan sólo para baja potencia y cuando no hay otra manera, por ejemplo. en IIN sobre generadores de bloqueo y con un diodo amortiguador, ver más abajo.

Nota: ¿Por qué 2 V, y no 0,7 V, en los que se abre la unión p-n del silicio? La razón es a través de la corriente, que se analiza a continuación.

Pos. 2 – 2 medias ondas con punto medio (2PS). Las pérdidas de los diodos son las mismas que antes. caso. La ondulación es continua de 100 Hz, por lo que se necesita el Sf más pequeño posible. Uso de Tr – 100% Desventaja – doble consumo de cobre en el devanado secundario. En un momento en que los rectificadores se fabricaban con lámparas Kenotron, esto no importaba, pero ahora es decisivo. Por lo tanto, los 2PS se utilizan en rectificadores de bajo voltaje, principalmente de alta frecuencia con diodos Schottky en UPS, pero los 2PS no tienen limitaciones fundamentales de potencia.

Pos. 3 – Puente de 2 medias ondas, 2RM. Las pérdidas en los diodos se duplican en comparación con la pos. 1 y 2. El resto es igual que 2PS, pero el cobre secundario se necesita casi la mitad. Casi, porque es necesario enrollar varias vueltas para compensar las pérdidas en un par de diodos "extra". El circuito más utilizado es para voltajes a partir de 12V.

Pos. 3 – bipolar. El “puente” está representado de forma convencional, como es habitual en los diagramas de circuitos (¡acostúmbrate!), y está girado 90 grados en el sentido contrario a las agujas del reloj, pero en realidad se trata de un par de 2PS conectados en polaridades opuestas, como se puede ver claramente más adelante en Higo. 6. El consumo de cobre es el mismo que el de 2PS, las pérdidas de diodos son las mismas que las de 2PM, el resto es igual que ambos. Está diseñado principalmente para alimentar dispositivos analógicos que requieren simetría de voltaje: Hi-Fi UMZCH, DAC/ADC, etc.

Pos. 4 – bipolar según el esquema de duplicación paralela. Proporciona una mayor simetría de voltaje sin medidas adicionales, porque Se excluye la asimetría del devanado secundario. Al usar Tr 100%, se producen ondulaciones de 100 Hz, pero se rompen, por lo que Sf necesita el doble de capacidad. Las pérdidas en los diodos son de aproximadamente 2,7 V debido al intercambio mutuo de corrientes pasantes, ver más abajo, y a una potencia de más de 15-20 W aumentan considerablemente. Se construyen principalmente como auxiliares de baja potencia para el suministro de energía independiente de amplificadores operacionales (op-amps) y otros componentes analógicos de baja potencia, pero exigentes en términos de calidad de suministro de energía.

¿Cómo elegir un transformador?

En un SAI, todo el circuito suele estar claramente ligado al tamaño estándar (más precisamente, al volumen y al área de la sección transversal Sc) del transformador/transformadores, porque El uso de procesos finos en ferrita permite simplificar el circuito y hacerlo más fiable. Aquí, "de alguna manera a tu manera" se reduce a seguir estrictamente las recomendaciones del desarrollador.

El transformador de hierro se selecciona teniendo en cuenta las características del SLV, o se tiene en cuenta con ellas a la hora de calcularlo. La caída de voltaje en RE Ure no debe ser inferior a 3 V, de lo contrario, VS caerá bruscamente. A medida que aumenta Ure, el VS aumenta ligeramente, pero la potencia RE disipada crece mucho más rápido. Por lo tanto, Ure se toma a 4-6 V. A esto le sumamos 2(4) V de pérdidas en los diodos y la caída de voltaje en el devanado secundario Tr U2; para un rango de potencia de 30-100 W y voltajes de 12-60 V, lo llevamos a 2,5 V. U2 surge principalmente no de la resistencia óhmica del devanado (generalmente es insignificante en transformadores potentes), sino de las pérdidas debidas a la inversión de la magnetización del núcleo y la creación de un campo parásito. Simplemente, parte de la energía de la red, “bombeada” por el devanado primario al circuito magnético, se evapora al espacio exterior, que es lo que tiene en cuenta el valor de U2.

Entonces, calculamos, por ejemplo, para un puente rectificador, 4 + 4 + 2,5 = 10,5 V extra. Lo sumamos al voltaje de salida requerido de la fuente de alimentación; sea ​​12 V y divida por 1,414, obtenemos 22,5/1,414 = 15,9 o 16 V, este será el voltaje más bajo permitido del devanado secundario. Si TP está fabricado en fábrica, tomamos 18 V del rango estándar.

Ahora entra en juego la corriente secundaria, que, naturalmente, es igual a la corriente de carga máxima. Digamos que necesitamos 3A; multiplica por 18V, serán 54W. Hemos obtenido la potencia total Tr, Pg, y la potencia nominal P la encontraremos dividiendo Pg por el rendimiento Tr η, que depende de Pg:

• hasta 10W, η = 0,6.
• 10-20 W, η = 0,7.
• 20-40 W, η = 0,75.
• 40-60 W, η = 0,8.
• 60-80 W, η = 0,85.
• 80-120 W, η = 0,9.
• a partir de 120 W, η = 0,95.

En nuestro caso, habrá P = 54/0,8 = 67,5 W, pero no existe tal valor estándar, por lo que habrá que tomar 80 W. Para obtener 12Vx3A = 36W en la salida. Una locomotora de vapor y eso es todo. Es hora de aprender a calcular y dar cuerda a los "trances" usted mismo. Además, en la URSS, se desarrollaron métodos para calcular transformadores de hierro que permiten, sin pérdida de confiabilidad, extraer 600 W de un núcleo que, calculado según los libros de referencia de radioaficionados, es capaz de producir solo 250 w. "Iron Trance" no es tan estúpido como parece.

SNN

La tensión rectificada debe estabilizarse y, en la mayoría de los casos, regularse. Si la carga es superior a 30-40 W, también es necesaria la protección contra cortocircuitos; de lo contrario, un mal funcionamiento de la fuente de alimentación puede provocar una falla en la red. SNN hace todo esto juntos.

Referencia sencilla

Es mejor para un principiante no pasar inmediatamente a alta potencia, sino fabricar un ELV de 12 V simple y altamente estable para realizar pruebas de acuerdo con el circuito de la Fig. 2. Luego se puede utilizar como fuente de voltaje de referencia (su valor exacto lo establece R5), para verificar dispositivos o como ELV ION de alta calidad. La corriente de carga máxima de este circuito es de solo 40 mA, pero el VSC en el antediluviano GT403 y el igualmente antiguo K140UD1 es más de 1000, y al reemplazar VT1 por uno de silicio de potencia media y DA1 en cualquiera de los amplificadores operacionales modernos, superará los 2000 e incluso los 2500. La corriente de carga también aumentará a 150-200 mA, lo que ya es útil.

0-30

La siguiente etapa es una fuente de alimentación con regulación de voltaje. El anterior se realizó según el llamado. circuito de comparación de compensación, pero es difícil convertir uno a una corriente alta. Crearemos un nuevo SNN basado en un seguidor de emisor (EF), en el que RE y CU se combinan en un solo transistor. El KSN estará entre 80 y 150, pero esto será suficiente para un aficionado. Pero el SNN en ED permite, sin ningún truco especial, obtener una corriente de salida de hasta 10 A o más, tanto como el Tr dará y el RE resistirá.

El circuito de una fuente de alimentación simple de 0-30 V se muestra en la pos. 1 figura. 3. IPN porque es un transformador ya preparado como TPP o TS para 40-60 W con un devanado secundario para 2x24V. Rectificador tipo 2PS con diodos nominales de 3-5A o más (KD202, KD213, D242, etc.). VT1 se instala en un radiador con un área de 50 metros cuadrados o más. cm; Un procesador de PC antiguo funcionará muy bien. En tales condiciones, este ELV no teme un cortocircuito, solo VT1 y Tr se calentarán, por lo que un fusible de 0,5 A en el circuito de devanado primario de Tr es suficiente para protección.

Pos. La Figura 2 muestra lo conveniente que es una fuente de alimentación en una fuente de alimentación eléctrica para un aficionado: hay un circuito de alimentación de 5 A con ajuste de 12 a 36 V. Esta fuente de alimentación puede suministrar 10 A a la carga si hay un Tr de 400 W y 36 V. Su primera característica es que el SNN K142EN8 integrado (preferiblemente con índice B) actúa en un papel inusual como unidad de control: a su propia salida de 12 V se añade, parcial o completamente, todos los 24 V, el voltaje del ION a R1, R2, VD5. , VD6. Los condensadores C2 y C3 evitan la excitación del HF DA1 que funciona en modo inusual.

El siguiente punto es el dispositivo de protección contra cortocircuitos (PD) en R3, VT2, R4. Si la caída de voltaje en R4 excede aproximadamente 0,7 V, VT2 se abrirá, cerrará el circuito base de VT1 al cable común, se cerrará y desconectará la carga del voltaje. Se necesita R3 para que la corriente adicional no dañe DA1 cuando se activa el ultrasonido. No es necesario aumentar su denominación, porque Cuando se activa el ultrasonido, debe bloquear VT1 de forma segura.

Y lo último es la capacitancia aparentemente excesiva del condensador del filtro de salida C4. En este caso es seguro, porque La corriente máxima del colector del VT1 de 25A asegura su carga cuando está encendido. Pero este ELV puede suministrar una corriente de hasta 30 A a la carga en 50-70 ms, por lo que esta sencilla fuente de alimentación es adecuada para alimentar herramientas eléctricas de bajo voltaje: su corriente de arranque no supera este valor. Sólo hay que hacer (al menos de plexiglás) un bloque de contacto con un cable, ponerle el talón al mango y dejar que el "Akumych" descanse y ahorre recursos antes de partir.

Acerca del enfriamiento

Digamos que en este circuito la salida es de 12V con un máximo de 5A. Esta es solo la potencia promedio de una sierra de calar, pero, a diferencia de un taladro o un destornillador, la necesita todo el tiempo. En C1 permanece en aproximadamente 45 V, es decir. en RE VT1 permanece alrededor de 33 V con una corriente de 5 A. La potencia disipada es de más de 150 W, incluso más de 160, si tenemos en cuenta que VD1-VD4 también necesita refrigeración. De esto se desprende claramente que cualquier fuente de alimentación ajustable potente debe estar equipada con un sistema de refrigeración muy eficaz.

Un radiador de aletas/agujas que utiliza convección natural no resuelve el problema: los cálculos muestran que se necesita una superficie de disipación de 2.000 m2. ver y el espesor del cuerpo del radiador (la placa de la que parten las aletas o agujas) es de 16 mm. Tener tanto aluminio en un producto moldeado era y sigue siendo un sueño en un castillo de cristal para un aficionado. Un disipador de CPU con flujo de aire tampoco es adecuado; está diseñado para consumir menos energía.

Una de las opciones para el artesano del hogar es una placa de aluminio con un espesor de 6 mm y dimensiones de 150x250 mm con orificios de diámetro creciente perforados a lo largo de los radios desde el lugar de instalación del elemento enfriado en un patrón de tablero de ajedrez. También servirá como pared trasera de la carcasa de la fuente de alimentación, como en la Fig. 4.

Una condición indispensable para la eficacia de un refrigerador de este tipo es un flujo de aire débil pero continuo a través de las perforaciones desde el exterior hacia el interior. Para hacer esto, instale un extractor de aire de baja potencia en la carcasa (preferiblemente en la parte superior). Por ejemplo, es adecuado un ordenador con un diámetro de 76 mm o más. agregar. Enfriador de HDD o tarjeta de video. Se conecta a los pines 2 y 8 del DA1, siempre hay 12V.

Nota: De hecho, una forma radical de superar este problema es un devanado secundario Tr con tomas para 18, 27 y 36V. El voltaje primario cambia según la herramienta que se esté utilizando.

Y sin embargo, el UPS

La fuente de alimentación descrita para el taller es buena y muy fiable, pero es difícil llevarla de viaje. Aquí es donde encaja una fuente de alimentación para computadora: la herramienta eléctrica es insensible a la mayoría de sus deficiencias. Algunas modificaciones suelen reducirse a la instalación de un condensador electrolítico de salida (más cercano a la carga) de gran capacidad para el propósito descrito anteriormente. Hay muchas recetas para convertir fuentes de alimentación de computadoras en herramientas eléctricas (principalmente destornilladores, que no son muy potentes, pero sí muy útiles) en RuNet. Uno de los métodos se muestra en el video a continuación, para una herramienta de 12V;

Video: fuente de alimentación de 12 V desde una computadora.

Es aún más fácil con las herramientas de 18 V: consumen menos corriente con la misma potencia. Aquí puede resultar útil un dispositivo de encendido (balasto) mucho más asequible de una lámpara de bajo consumo de 40 W o más; se puede colocar completamente en el caso de una batería defectuosa, y solo el cable con el enchufe quedará afuera. Cómo hacer una fuente de alimentación para un destornillador de 18 V con el lastre de un ama de llaves quemada, vea el siguiente video.

Vídeo: fuente de alimentación de 18 V para un destornillador.

Clase alta

Pero volvamos a SNN en ES; sus capacidades están lejos de estar agotadas. En la Fig. 5 – potente fuente de alimentación bipolar con regulación de 0-30 V, adecuada para equipos de audio Hi-Fi y otros consumidores exigentes. El voltaje de salida se configura usando una perilla (R8) y la simetría de los canales se mantiene automáticamente en cualquier valor de voltaje y cualquier corriente de carga. Un formalista pedante puede ponerse gris ante sus ojos al ver este circuito, pero el autor ha tenido una fuente de alimentación de este tipo funcionando correctamente durante unos 30 años.

El principal obstáculo durante su creación fue δr = δu/δi, donde δu y δi son pequeños incrementos instantáneos de voltaje y corriente, respectivamente. Para desarrollar y configurar equipos de alta calidad, es necesario que δr no supere los 0,05-0,07 ohmios. Simplemente, δr determina la capacidad de la fuente de alimentación para responder instantáneamente a aumentos repentinos en el consumo de corriente.

Para el SNN en el EP, δr es igual al del ION, es decir diodo Zener dividido por el coeficiente de transferencia de corriente β RE. Pero para los transistores potentes, β cae significativamente con una corriente de colector grande, y δr de un diodo zener varía de unos pocos a decenas de ohmios. Aquí, para compensar la caída de voltaje en el RE y reducir la deriva de temperatura del voltaje de salida, tuvimos que ensamblar una cadena completa por la mitad con diodos: VD8-VD10. Por lo tanto, el voltaje de referencia del ION se elimina a través de un ED adicional en VT1, su β se multiplica por β RE.

La siguiente característica de este diseño es la protección contra cortocircuitos. El más simple, descrito anteriormente, no encaja de ninguna manera en un circuito bipolar, por lo que el problema de protección se resuelve según el principio "no hay truco contra la chatarra": no existe un módulo de protección como tal, pero hay redundancia en los parámetros de elementos potentes: KT825 y KT827 a 25A y KD2997A a 30A. T2 no es capaz de proporcionar tal corriente y, mientras se calienta, FU1 y/o FU2 tendrán tiempo de quemarse.

Nota: No es necesario indicar fusibles fundidos en lámparas incandescentes en miniatura. Es solo que en ese momento los LED todavía eran bastante escasos y había varios puñados de SMOK en el alijo.

Queda por proteger el RE de las corrientes de descarga adicionales del filtro de pulsaciones C3, C4 durante un cortocircuito. Para ello, se conectan mediante resistencias limitadoras de baja resistencia. En este caso, pueden aparecer en el circuito pulsaciones con un período igual a la constante de tiempo R(3,4)C(3,4). Se previenen mediante C5, C6 de menor capacidad. Sus corrientes adicionales ya no son peligrosas para RE: la carga se drena más rápido de lo que se calientan los cristales del potente KT825/827.

La simetría de salida está garantizada por el amplificador operacional DA1. El RE del canal negativo VT2 se abre mediante corriente a través de R6. Tan pronto como el menos de la salida exceda el más en el módulo, abrirá ligeramente VT3, que cerrará VT2 y los valores absolutos de los voltajes de salida serán iguales. El control operativo sobre la simetría de la salida se realiza mediante un comparador con un cero en el medio de la escala P1 (su apariencia se muestra en el recuadro), y el ajuste, si es necesario, lo realiza R11.

El último punto destacado es el filtro de salida C9-C12, L1, L2. Este diseño es necesario para absorber posibles interferencias de alta frecuencia de la carga, para no devanarse los sesos: el prototipo tiene errores o la fuente de alimentación "tambalea". Con los condensadores electrolíticos solos, derivados con cerámica, no hay ninguna certeza absoluta; la gran autoinductancia de los “electrolitos” interfiere. Y los estranguladores L1, L2 dividen el "retorno" de la carga en todo el espectro, y cada uno a su manera.

Esta fuente de alimentación, a diferencia de las anteriores, requiere algunos ajustes:

1. Conecte una carga de 1-2 A a 30V;
2. R8 está puesto al máximo, en la posición más alta según el diagrama;
3. Usando un voltímetro de referencia (cualquier multímetro digital servirá ahora) y R11, los voltajes de los canales se configuran para que sean iguales en valor absoluto. Quizás, si el amplificador operacional no tiene la capacidad de equilibrarse, tendrá que seleccionar R10 o R12;
4. Utilice el trimmer R14 para poner P1 exactamente a cero.

Acerca de la reparación de la fuente de alimentación

Las fuentes de alimentación fallan con más frecuencia que otros dispositivos electrónicos: reciben el primer golpe de las sobretensiones de la red y también reciben mucho de la carga. Incluso si no tiene la intención de fabricar su propia fuente de alimentación, puede encontrar un UPS, además de una computadora, en un horno microondas, una lavadora y otros electrodomésticos. La capacidad de diagnosticar una fuente de alimentación y el conocimiento de los conceptos básicos de seguridad eléctrica permitirán, si no solucionar el problema usted mismo, negociar el precio de manera competente con los reparadores. Por tanto, veamos cómo se diagnostica y repara una fuente de alimentación, especialmente con un IIN, porque Más del 80% de los fracasos son su parte.

Saturación y borrador.

En primer lugar, sobre algunos efectos, sin entender cuáles es imposible trabajar con un UPS. El primero de ellos es la saturación de ferroimanes. No son capaces de absorber energías superiores a un determinado valor, dependiendo de las propiedades del material. Los aficionados rara vez encuentran saturación en el hierro; puede magnetizarse a varios Tesla (Tesla, una unidad de medida de inducción magnética). Al calcular transformadores de hierro, la inducción se considera de 0,7 a 1,7 Tesla. Las ferritas pueden soportar sólo 0,15-0,35 T, su bucle de histéresis es "más rectangular" y funcionan a frecuencias más altas, por lo que su probabilidad de "saltar a la saturación" es mucho mayor.

Si el circuito magnético está saturado, la inducción en él ya no crece y la FEM de los devanados secundarios desaparece, incluso si el primario ya se ha derretido (¿recuerdas la física escolar?). Ahora apague la corriente primaria. El campo magnético en materiales magnéticos blandos (los materiales magnéticos duros son imanes permanentes) no puede existir de forma estacionaria, como una carga eléctrica o agua en un tanque. Comenzará a disiparse, la inducción disminuirá y se inducirá una FEM de polaridad opuesta a la polaridad original en todos los devanados. Este efecto se utiliza bastante en IIN.

A diferencia de la saturación, la corriente pasante en los dispositivos semiconductores (simplemente corriente de aire) es un fenómeno absolutamente dañino. Surge debido a la formación/resorción de cargas espaciales en las regiones p y n; para transistores bipolares, principalmente en la base. Los transistores de efecto de campo y los diodos Schottky están prácticamente libres de corrientes de aire.

Por ejemplo, cuando se aplica/elimina voltaje a un diodo, éste conduce corriente en ambas direcciones hasta que las cargas se recogen/disuelven. Es por eso que la pérdida de voltaje en los diodos de los rectificadores es superior a 0,7 V: en el momento de la conmutación, parte de la carga del condensador del filtro tiene tiempo de fluir a través del devanado. En un rectificador duplicador en paralelo, el tiro fluye a través de ambos diodos a la vez.

Una corriente de transistores provoca un aumento de voltaje en el colector, lo que puede dañar el dispositivo o, si hay una carga conectada, dañarlo debido a una corriente adicional. Pero incluso sin eso, una corriente de transistor aumenta las pérdidas de energía dinámica, como una corriente de diodo, y reduce la eficiencia del dispositivo. Los potentes transistores de efecto de campo casi no son susceptibles a esto, porque no acumula carga en la base debido a su ausencia, y por tanto cambia de forma muy rápida y fluida. "Casi", porque sus circuitos de puerta de fuente están protegidos del voltaje inverso por diodos Schottky, que son ligeramente, pero a través.

Tipos de estaño

Los UPS tienen su origen en el generador de bloqueo, pos. 1 en la figura. 6. Cuando se enciende, Uin VT1 se abre ligeramente por la corriente a través de Rb, la corriente fluye a través del devanado Wk. No puede crecer instantáneamente hasta el límite (recuerde nuevamente la física escolar) se induce una fem en la base Wb y el devanado de carga Wn); Desde Wb, pasando por Sb, fuerza el desbloqueo de VT1. Aún no circula corriente por Wn y VD1 no arranca.

Cuando el circuito magnético está saturado, las corrientes en Wb y Wn se detienen. Luego, debido a la disipación (reabsorción) de energía, la inducción cae, se induce una FEM de polaridad opuesta en los devanados y el voltaje inverso Wb bloquea (bloquea) instantáneamente VT1, salvándolo del sobrecalentamiento y la ruptura térmica. Por lo tanto, este esquema se denomina generador de bloqueo o simplemente bloqueo. Rk y Sk eliminan las interferencias de alta frecuencia, de las cuales el bloqueo produce más que suficiente. Ahora se puede eliminar algo de potencia útil de Wn, pero sólo a través del rectificador 1P. Esta fase continúa hasta que el Sat está completamente recargado o hasta que se agota la energía magnética almacenada.

Esta potencia, sin embargo, es pequeña, de hasta 10W. Si intenta tomar más, VT1 se quemará debido a una fuerte corriente de aire antes de bloquearse. Como Tp está saturado, la eficiencia del bloqueo no es buena: más de la mitad de la energía almacenada en el circuito magnético se escapa para calentar otros mundos. Es cierto que debido a la misma saturación, el bloqueo estabiliza hasta cierto punto la duración y amplitud de sus pulsos, y su circuito es muy sencillo. Por lo tanto, los TIN basados ​​en bloqueo se utilizan a menudo en cargadores de teléfonos baratos.

Nota: el valor de Sb en gran medida, pero no completamente, como escriben en los libros de referencia de aficionados, determina el período de repetición del pulso. El valor de su capacitancia debe estar vinculado a las propiedades y dimensiones del circuito magnético y a la velocidad del transistor.

El bloqueo en un momento dio origen a los televisores de barrido lineal con tubos de rayos catódicos (CRT) y dio lugar a un INN con un diodo amortiguador, pos. 2. Aquí la unidad de control, basándose en las señales de Wb y el circuito de retroalimentación DSP, abre/bloquea a la fuerza VT1 antes de que Tr se sature. Cuando VT1 está bloqueado, la corriente inversa Wk se cierra a través del mismo diodo amortiguador VD1. Esta es la fase de trabajo: ya es mayor que en el bloqueo, parte de la energía se transfiere a la carga. Es grande porque cuando está completamente saturado, toda la energía extra se va, pero aquí no hay suficiente de esa energía extra. De esta manera es posible eliminar energía de hasta varias decenas de vatios. Sin embargo, dado que el dispositivo de control no puede funcionar hasta que Tr se haya acercado a la saturación, el transistor aún se muestra con fuerza, las pérdidas dinámicas son grandes y la eficiencia del circuito deja mucho que desear.

El IIN con compuerta sigue vivo en televisores y pantallas CRT, ya que en ellos se combinan el IIN y la salida de barrido horizontal: el transistor de potencia y el Tr son comunes. Esto reduce enormemente los costos de producción. Pero, francamente, un IIN con amortiguador está fundamentalmente atrofiado: el transistor y el transformador se ven obligados a trabajar todo el tiempo al borde del fallo. Los ingenieros que lograron llevar este circuito a una confiabilidad aceptable merecen el más profundo respeto, pero no se recomienda colocar un soldador allí, excepto para profesionales que hayan recibido capacitación profesional y tengan la experiencia adecuada.

El INN push-pull con un transformador de retroalimentación separado es el más utilizado, porque Tiene los mejores indicadores de calidad y confiabilidad. Sin embargo, en términos de interferencia de RF, también peca terriblemente en comparación con las fuentes de alimentación "analógicas" (con transformadores en hardware y SNN). Actualmente, este esquema existe con muchas modificaciones; Los potentes transistores bipolares que contiene son reemplazados casi por completo por otros de efecto de campo controlados por dispositivos especiales. IC, pero el principio de funcionamiento permanece sin cambios. Está ilustrado por el diagrama original, pos. 3.

El dispositivo limitador (LD) limita la corriente de carga de los condensadores del filtro de entrada Sfvkh1(2). Su gran tamaño es una condición indispensable para el funcionamiento del dispositivo, porque Durante un ciclo de funcionamiento, se les quita una pequeña fracción de la energía almacenada. En términos generales, desempeñan el papel de un tanque de agua o un depósito de aire. Cuando se carga “corta”, la corriente de carga adicional puede exceder los 100 A por un tiempo de hasta 100 ms. Se necesitan Rc1 y Rc2 con una resistencia del orden de MOhm para equilibrar el voltaje del filtro, porque el más mínimo desequilibrio de sus hombros es inaceptable.

Cuando se cargan Sfvkh1(2), el dispositivo de disparo ultrasónico genera un pulso de disparo que abre uno de los brazos (cuál no importa) del inversor VT1 VT2. A través del devanado Wk de un gran transformador de potencia Tr2 fluye una corriente y la energía magnética de su núcleo a través del devanado Wn se gasta casi por completo en la rectificación y en la carga.

Una pequeña parte de la energía Tr2, determinada por el valor de Rogr, se extrae del devanado Woc1 y se suministra al devanado Woc2 de un pequeño transformador de realimentación básico Tr1. Rápidamente se satura, el brazo abierto se cierra y, por disipación en Tr2, el previamente cerrado se abre, como se describe para el bloqueo, y se repite el ciclo.

En esencia, un IIN push-pull son dos bloqueadores que se “empujan” entre sí. Dado que el potente Tr2 no está saturado, el tiro VT1 VT2 es pequeño, se "hunde" completamente en el circuito magnético Tr2 y finalmente entra en la carga. Por lo tanto, se puede construir una IPP de dos tiempos con una potencia de hasta varios kW.

Es peor si termina en modo XX. Luego, durante el medio ciclo, Tr2 tendrá tiempo de saturarse y una fuerte corriente quemará tanto VT1 como VT2 a la vez. Sin embargo, ahora hay a la venta ferritas de potencia para inducción de hasta 0,6 Tesla, pero son caras y se degradan debido a la inversión accidental de la magnetización. Se están desarrollando ferritas con una capacidad de más de 1 Tesla, pero para que los IIN alcancen una confiabilidad "de hierro", se necesitan al menos 2,5 Tesla.

Técnica de diagnóstico

Al solucionar problemas de una fuente de alimentación "analógica", si es "estúpidamente silenciosa", primero verifique los fusibles, luego la protección, RE e ION, si tiene transistores. Suenan normalmente; avanzamos elemento por elemento, como se describe a continuación.

En el IIN, si “arranca” e inmediatamente “se cala”, primero revisan la unidad de control. La corriente que contiene está limitada por una poderosa resistencia de baja resistencia y luego desviada por un optotiristor. Si la “resistencia” aparentemente está quemada, reemplácela junto con el optoacoplador. Otros elementos del dispositivo de control fallan muy raramente.

Si el IIN está "en silencio, como un pez en el hielo", el diagnóstico también comienza con la OU (tal vez el "rezik" se haya quemado por completo). Luego - ultrasonido. En los modelos baratos, se utilizan transistores en modo de avería por avalancha, lo que dista mucho de ser muy fiable.

La siguiente etapa en cualquier suministro de energía son los electrolitos. La rotura de la carcasa y la fuga de electrolito no son tan comunes como se escribe en RuNet, pero la pérdida de capacidad ocurre mucho más a menudo que la falla de los elementos activos. Los condensadores electrolíticos se verifican con un multímetro capaz de medir capacitancia. Por debajo del valor nominal en un 20% o más: ponemos al "hombre muerto" en el lodo e instalamos uno nuevo y en buen estado.

Luego están los elementos activos. Probablemente sepas marcar diodos y transistores. Pero aquí hay 2 trucos. La primera es que si un probador con una batería de 12 V llama a un diodo Schottky o un diodo Zener, entonces el dispositivo puede mostrar una avería, aunque el diodo está bastante bien. Es mejor llamar a estos componentes utilizando un dispositivo puntero con una batería de 1,5-3 V.

El segundo son los trabajadores de campo poderosos. Arriba (¿te diste cuenta?) se dice que sus I-Z están protegidos por diodos. Por lo tanto, los potentes transistores de efecto de campo suenan como transistores bipolares útiles, incluso si no se pueden utilizar si el canal no se "quema" (degrada) por completo.

Aquí, la única manera disponible en casa es reemplazarlos por otros que se sabe que funcionan bien, ambos a la vez. Si queda uno quemado en el circuito, inmediatamente sacará uno nuevo que funcione. Los ingenieros electrónicos bromean diciendo que los trabajadores de campo poderosos no pueden vivir unos sin otros. Otro prof. broma: “pareja gay de reemplazo”. Esto significa que los transistores de los brazos IIN deben ser estrictamente del mismo tipo.

Finalmente, condensadores de película y cerámicos. Se caracterizan por roturas internas (encontradas por el mismo probador que comprueba los “aires acondicionados”) y fugas o averías bajo tensión. Para "captarlos", es necesario montar un circuito sencillo según la Fig. 7. Las pruebas paso a paso de condensadores eléctricos para detectar roturas y fugas se llevan a cabo de la siguiente manera:

• Configuramos en el probador, sin conectarlo a ningún lado, el límite más pequeño para medir voltaje directo (generalmente 0,2 V o 200 mV), detectamos y registramos el error del propio dispositivo;
• Activamos el límite de medición de 20V;
• Conectamos el condensador sospechoso a los puntos 3-4, el probador a 5-6 y aplicamos un voltaje constante de 24-48 V a 1-2;
• Cambie los límites de voltaje del multímetro al más bajo;
• Si en algún probador muestra algo distinto a 0000.00 (como mínimo, algo distinto a su propio error), el condensador que se está probando no es adecuado.

Aquí termina la parte metodológica del diagnóstico y comienza la parte creativa, donde todas las instrucciones se basan en el propio conocimiento, experiencia y consideraciones.

Un par de impulsos

Los UPS son un artículo especial debido a su complejidad y diversidad de circuitos. Aquí, para empezar, veremos un par de muestras que utilizan modulación de ancho de pulso (PWM), que nos permite obtener UPS de la mejor calidad. Hay muchos circuitos PWM en RuNet, pero PWM no da tanto miedo como parece...

Para diseño de iluminación

Puede simplemente encender la tira de LED desde cualquier fuente de alimentación descrita anteriormente, excepto la de la Fig. 1, configurando el voltaje requerido. SNN con pos. 1 figura. 3, es fácil hacer 3 de estos, para los canales R, G y B. Pero la durabilidad y estabilidad del brillo de los LED no depende del voltaje que se les aplica, sino de la corriente que fluye a través de ellos. Por lo tanto, una buena fuente de alimentación para tiras de LED debe incluir un estabilizador de corriente de carga; Técnicamente, una fuente de corriente estable (IST).

Uno de los esquemas para estabilizar la corriente de la tira de luz, que los aficionados pueden repetir, se muestra en la Fig. 8. Está ensamblado en un temporizador integrado 555 (análogo doméstico - K1006VI1). Proporciona una corriente de cinta estable a partir de un voltaje de fuente de alimentación de 9-15 V. La cantidad de corriente estable está determinada por la fórmula I = 1/(2R6); en este caso - 0,7A. El potente transistor VT3 es necesariamente un transistor de efecto de campo a partir de una corriente de aire, debido a la carga base, simplemente no se formará un PWM bipolar; El inductor L1 está enrollado en un anillo de ferrita 2000NM K20x4x6 con un arnés de 5xPE de 0,2 mm. Número de vueltas – 50. Diodos VD1, VD2 – cualquier silicio RF (KD104, KD106); VT1 y VT2 – KT3107 o análogos. Con KT361, etc. Los rangos de control de brillo y voltaje de entrada disminuirán.

El circuito funciona así: primero, la capacitancia C1 de ajuste de tiempo se carga a través del circuito R1VD1 y se descarga a través de VD2R3VT2, abierto, es decir. en modo saturación, a través de R1R5. El temporizador genera una secuencia de pulsos con la frecuencia máxima; más precisamente, con un ciclo de trabajo mínimo. El interruptor sin inercia VT3 genera potentes impulsos y su arnés VD3C4C3L1 los suaviza a corriente continua.

Nota: El ciclo de trabajo de una serie de pulsos es la relación entre su período de repetición y la duración del pulso. Si, por ejemplo, la duración del pulso es de 10 μs y el intervalo entre ellos es de 100 μs, entonces el ciclo de trabajo será 11.

La corriente en la carga aumenta y la caída de voltaje en R6 abre VT1, es decir lo transfiere del modo de corte (bloqueo) al modo activo (refuerzo). Esto crea un circuito de fuga para la base de VT2 R2VT1+Upit y VT2 también entra en modo activo. La corriente de descarga C1 disminuye, el tiempo de descarga aumenta, el ciclo de trabajo de la serie aumenta y el valor de corriente promedio cae a la norma especificada por R6. Ésta es la esencia de PWM. En corriente mínima, es decir. en el ciclo de trabajo máximo, C1 se descarga a través del circuito del interruptor temporizador interno VD2-R4.

En el diseño original, no se proporciona la capacidad de ajustar rápidamente la corriente y, en consecuencia, el brillo del resplandor; No hay potenciómetros de 0,68 ohmios. La forma más sencilla de ajustar el brillo es conectando, después del ajuste, un potenciómetro R* de 3,3-10 kOhm en el espacio entre R3 y el emisor VT2, resaltado en marrón. Al mover su motor por el circuito, aumentaremos el tiempo de descarga del C4, el ciclo de trabajo y reduciremos la corriente. Otro método consiste en evitar la unión de base de VT2 activando un potenciómetro de aproximadamente 1 MOhm en los puntos a y b (resaltados en rojo), menos preferible porque el ajuste será más profundo, pero más áspero y nítido.

Desafortunadamente, para configurar esto, útil no solo para cintas luminosas IST, necesita un osciloscopio:

1. El +Upit mínimo se suministra al circuito.
2. Seleccionando R1 (impulso) y R3 (pausa) conseguimos un ciclo de trabajo de 2, es decir La duración del pulso debe ser igual a la duración de la pausa. ¡No se puede dar un ciclo de trabajo inferior a 2!
3. Servir máximo +Upit.
4. Al seleccionar R4, se logra el valor nominal de una corriente estable.

Para cargar

En la Fig. 9 – diagrama del ISN más simple con PWM, adecuado para cargar un teléfono, teléfono inteligente, tableta (la computadora portátil, desafortunadamente, no funcionará) con una batería solar casera, un generador eólico, una batería de motocicleta o automóvil, un “bicho” de linterna magnética y otros fuente de alimentación de fuentes aleatorias inestables de baja potencia Consulte el diagrama para conocer el rango de voltaje de entrada, no hay ningún error allí. De hecho, este ISN es capaz de producir una tensión de salida mayor que la de entrada. Como en el anterior, aquí existe el efecto de cambiar la polaridad de la salida con respecto a la entrada; esta es generalmente una característica patentada de los circuitos PWM; Esperemos que después de leer atentamente el anterior, usted mismo comprenda el trabajo de esta cosita.

Por cierto, sobre cargar y cargar.

Cargar baterías es un proceso físico y químico muy complejo y delicado, cuya violación reduce su vida útil varias veces o decenas de veces, es decir, número de ciclos de carga-descarga. El cargador debe, basándose en cambios muy pequeños en el voltaje de la batería, calcular cuánta energía ha recibido y regular la corriente de carga de acuerdo con una ley determinada. Por lo tanto, el cargador no es de ninguna manera una fuente de alimentación, y solo las baterías de dispositivos con un controlador de carga incorporado se pueden cargar con fuentes de alimentación comunes: teléfonos, teléfonos inteligentes, tabletas y ciertos modelos de cámaras digitales. Y la carga, que es un cargador, es un tema de discusión aparte.

Question-remont.ru dijo:

Habrá algunas chispas en el rectificador, pero probablemente no sea gran cosa. El punto es el llamado. Impedancia diferencial de salida de la fuente de alimentación. Para las baterías alcalinas es de aproximadamente mOhm (miliohmios), para las baterías ácidas es incluso menor. Un trance con puente sin suavizado tiene décimas y centésimas de ohmio, es decir, aprox. 100 – 10 veces más. Y la corriente de arranque de un motor con escobillas de CC puede ser 6-7 o incluso 20 veces mayor que la corriente de funcionamiento. Lo más probable es que el suyo esté más cerca de este último: los motores de rápida aceleración son más compactos y más económicos, y tienen una enorme capacidad de sobrecarga. las baterías le permiten darle al motor tanta corriente como pueda manejar para acelerar. Una transmisión con rectificador no proporcionará tanta corriente instantánea y el motor acelera más lentamente de lo que fue diseñado y con un gran deslizamiento de la armadura. De esto, del gran deslizamiento, surge una chispa, que luego permanece en funcionamiento debido a la autoinducción en los devanados.

¿Qué puedo recomendar aquí? Primero: mire más de cerca: ¿cómo se produce la chispa? Debe observarlo en funcionamiento, bajo carga, es decir. durante el aserrado.

Si en ciertos lugares debajo de los cepillos bailan chispas, no pasa nada. Mi potente taladro Konakovo brilla muchísimo desde que nací, y por amor de Dios. A los 24 años, cambié las escobillas una vez, las lavé con alcohol y pulí el conmutador, eso es todo. Si conectó un instrumento de 18 V a una salida de 24 V, entonces es normal que se produzcan un poco de chispas. Desenrolle el devanado o apague el exceso de voltaje con algo así como un reóstato de soldadura (una resistencia de aproximadamente 0,2 ohmios para una disipación de potencia de 200 W o más), de modo que el motor funcione a la tensión nominal y, lo más probable, se disparará la chispa. lejos. Si lo conectó a 12 V, con la esperanza de que después de la rectificación fuera 18, entonces fue en vano: el voltaje rectificado cae significativamente bajo carga. Y al motor eléctrico del conmutador, por cierto, no le importa si funciona con corriente continua o alterna.

Específicamente: tome de 3 a 5 m de alambre de acero con un diámetro de 2,5 a 3 mm. Enrolle en espiral con un diámetro de 100-200 mm para que las vueltas no se toquen entre sí. Colocar sobre una almohadilla dieléctrica ignífuga. Limpia los extremos del alambre hasta que queden brillantes y dóblalos formando “orejas”. Lo mejor es lubricar inmediatamente con lubricante de grafito para evitar la oxidación. Este reóstato está conectado al corte de uno de los cables que conducen al instrumento. No hace falta decir que los contactos deben ser tornillos, bien apretados, con arandelas. Conecte todo el circuito a la salida de 24V sin rectificar. La chispa se fue, pero la potencia en el eje también disminuyó: es necesario reducir el reóstato, uno de los contactos debe acercarse 1-2 vueltas más cerca del otro. Todavía chispea, pero menos: el reóstato es demasiado pequeño, es necesario agregar más vueltas. Es mejor hacer inmediatamente que el reóstato sea obviamente grande para no atornillar secciones adicionales. Es peor si el fuego se produce a lo largo de toda la línea de contacto entre las escobillas y el conmutador o si quedan chispas detrás de ellas. Entonces el rectificador necesita un filtro anti-aliasing en algún lugar, según sus datos, de 100.000 µF. No es un placer barato. El "filtro" en este caso será un dispositivo de almacenamiento de energía para acelerar el motor. Pero puede que no ayude si la potencia total del transformador no es suficiente. La eficiencia de los motores DC con escobillas es de aprox. 0,55-0,65, es decir Se necesita trans de 800-900 W. Es decir, si el filtro está instalado, pero aún chispea con fuego debajo de todo el cepillo (debajo de ambos, por supuesto), entonces el transformador no aguanta. Sí, si instala un filtro, los diodos del puente deben estar clasificados para triplicar la corriente de funcionamiento; de lo contrario, pueden salir volando debido al aumento de la corriente de carga cuando se conectan a la red. Y luego la herramienta se puede iniciar entre 5 y 10 segundos después de conectarse a la red, para que los "bancos" tengan tiempo de "inflarse".

Y lo peor es que las colas de chispas de los cepillos llegan o casi llegan al cepillo opuesto. A esto se le llama fuego omnidireccional. Quema muy rápidamente el colector hasta el punto de dejarlo completamente inutilizable. Puede haber varias razones para un incendio circular. En su caso lo más probable es que el motor estuviera encendido a 12 V con rectificación. Entonces, con una corriente de 30 A, la potencia eléctrica en el circuito es de 360 ​​W. El ancla se desliza más de 30 grados por revolución, y esto es necesariamente un fuego continuo y omnidireccional. También es posible que el inducido del motor esté enrollado con una onda simple (no doble). Estos motores eléctricos superan mejor las sobrecargas instantáneas, pero tienen una corriente de arranque: madre, no te preocupes. No puedo decir con más precisión en ausencia, y no tiene sentido: es poco probable que aquí se pueda arreglar algo con nuestras propias manos. Entonces probablemente será más barato y más fácil encontrar y comprar baterías nuevas. Pero primero, intente encender el motor a un voltaje ligeramente mayor a través del reóstato (ver arriba). Casi siempre, de esta manera es posible derribar un fuego continuo y omnidireccional a costa de una pequeña reducción (hasta un 10-15%) en la potencia en el eje.

Fuente de alimentación 1-30V en LM317 + 3 x TIP41C
o 3 x 2SC5200.

El artículo analiza el circuito de una fuente de alimentación regulada simple, implementada en el chip estabilizador LM317, que controla tres potentes transistores NPN conectados en paralelo. Los límites de ajuste del voltaje de salida son de 1,2...30 Voltios con una corriente de carga de hasta 10 Amperios. Los transistores TIP41C en un paquete TO220 se utilizan como salidas potentes; su corriente de colector es de 6 amperios y la disipación de potencia es de 65 vatios. El diagrama del circuito de la fuente de alimentación se muestra a continuación:

Como salidas, también puede utilizar TIP132C, carcasa TO220, la corriente del colector de estos transistores es de 8 amperios, la disipación de potencia es de 70 vatios según la hoja de datos.

Las ubicaciones de los pines para los transistores TIP132C, TIP41C son las siguientes:

Disposición de los pines del estabilizador ajustable LM317:

Los transistores del paquete TO220 se sueldan directamente a la placa de circuito impreso y se conectan a un disipador de calor común mediante mica, pasta térmica y casquillos aislantes. Pero también puede usar transistores en el paquete TO-3; los importados son adecuados, por ejemplo, 2N3055, cuya corriente de colector es de hasta 15 amperios, la disipación de potencia es de 115 vatios, o los transistores KT819GM ​​​​de producción nacional, son de 15 amperios. con una disipación de potencia de 100 Watts. En este caso, los terminales de los transistores están conectados a la placa mediante cables.

Como opción, puede considerar el uso de transistores TOSHIBA 2SC5200 importados de 15 amperios con una disipación de potencia de 150 vatios. Fue este transistor el que utilicé al rehacer el kit de una fuente de alimentación comprada en Aliexpress.

En el diagrama del circuito, los terminales PAD1 y PAD2 están destinados a conectar un amperímetro. Los terminales X1-1 (+) y X1-2 (-) suministran voltaje de entrada desde el rectificador (puente de diodos), X2-1 (-) y X2-; 2 (+) Estos son los terminales de salida de la fuente de alimentación; un voltímetro está conectado al bloque de terminales JP1.

La primera versión de la placa de circuito impreso está diseñada para instalar transistores de potencia en un paquete TO220, el formato LAY6 es el siguiente:

Vista fotográfica de la placa de formato LAY6:

La segunda versión de la placa de circuito impreso para instalar transistores del tipo 2SC5200, formato tipo LAY6 a continuación:

Vista fotográfica de la segunda versión de la placa de circuito de alimentación:

La tercera versión de la placa de circuito impreso es la misma, pero sin el conjunto de diodos, la encontrarás en el archivo con el resto de materiales.

Lista de elementos del circuito de alimentación regulado en LM317:

Resistencias:

R1 – potenciómetro 5K – 1 ud.
R2 – 240R 0,25W – 1 ud.
R3, R4, R5 – resistencias cerámicas 5W 0R1 – 3 uds.
R6 – 2K2 0,25W – 1 ud.

Condensadores:

C1, C2 – 4700...6800mF/50V – 2 uds.
C3 – 1000...2200mF/50V – 1 ud.
C4 – 150...220mF/50V – 1 ud.
C5, C6, C7 – 0,1 mF = 100 n – 3 piezas.

Diodos:

D1 – 1N5400 – 1 ud.
D1 – 1N4004 – 1 ud.
LED1 – LED – 1 ud.
Conjunto de diodo: no tenía conjuntos para una corriente ligeramente más baja, por lo que la placa fue diseñada para usar KBPC5010 (50 amperios) - 1 pieza.

Transistores, microcircuitos:

IC1 – LM317MB – 1 ud.
Q1, Q2, Q3 – TIP132C, TIP41C, KT819GM, 2N3055, 2SC5200 – 3 piezas.

Descansar:

Conectores de 2 pines con abrazadera de perno (entrada, salida, amperímetro) – 3 piezas.
Conector 2 pines 2,54 mm (LED, control variable) – 2 uds.
En principio, no es necesario instalar conectores.
Impresionante radiador para fines de semana – 1 ud.
Transformador secundario para 22...24 Voltios alternos, capaz de transportar una corriente de aproximadamente 10...12 Amperios.

El tamaño del archivo comprimido con materiales en la fuente de alimentación para LM317 10A es de 0,6 Mb.

Concurso de radioaficionados para principiantes
“Mi diseño de radioaficionado”

El diseño de una fuente de alimentación de laboratorio sencilla con transistores de “0” a “12” voltios y una descripción detallada de todo el proceso de fabricación del dispositivo.

Diseño de competición para un radioaficionado principiante:
“Fuente de alimentación regulable 0-12 V transistorizada”

¡Hola queridos amigos e invitados del sitio!
Presento a su consideración la cuarta propuesta del concurso.
Autor del diseño - Folkin Dmitry, Zaporozhye, Ucrania.

Fuente de alimentación de transistores ajustable de 0-12 V.

Necesitaba una fuente de alimentación, ajustable de 0 a... B (cuanto más, mejor). Revisé varios libros y me decidí por el diseño propuesto en el libro de Borisov "Joven radioaficionado". Todo está muy bien dispuesto allí, sólo para un radioaficionado principiante. En el proceso de creación de un dispositivo tan complejo para mí, cometí algunos errores, cuyo análisis hice en este material. Mi dispositivo consta de dos partes: la parte eléctrica y el cuerpo de madera.

Parte 1. Parte eléctrica de la fuente de alimentación.

Foto 1 - Diagrama esquemático de la fuente de alimentación del libro.

Empecé seleccionando las piezas necesarias. Algunos los encontré en casa y compré otros en el mercado de la radio.

Figura 2 - Partes eléctricas

En la Fig. 2 se presentan los siguientes detalles:

1 – voltímetro, que muestra el voltaje de salida de la fuente de alimentación (compré un voltímetro sin nombre con tres escalas, al que se debe seleccionar una resistencia en derivación para obtener lecturas correctas);
2 – enchufe de alimentación(Tomé un cargador de Motorola, saqué la placa y dejé el enchufe);
3 – bombilla con casquillo, que servirá como indicador de que la fuente de alimentación está conectada a la red (bombilla de 12,5 V 0,068 A, encontré dos de estas en una radio vieja);
4 – cambiar de regleta para la computadora (en su interior hay una bombilla, lamentablemente la mía se quemó);
Resistencia de ajuste variable de 5 – 10 kOhm del grupo A, es decir. con característica funcional lineal y asa para ello; necesitaba cambiar suavemente el voltaje de salida de la fuente de alimentación (tomé SP3-4am y la perilla de la radio);
6 – terminales rojos “+” y negros “-”, utilizado para conectar la carga a la fuente de alimentación;
7 – fusible 0,5 A, instalado en abrazaderas en las patas (encontré un fusible de vidrio 6T500 con cuatro patas en una radio vieja);
8 – transformador reductor 220 V/12 V también en cuatro patas (TVK-70 es posible; tenía uno sin marcas, pero el vendedor escribió "12 V");
9 – cuatro diodos con una corriente rectificada máxima de 0,3 A para un puente de diodo rectificador (puede usar las series D226, D7 con cualquier letra o bloque rectificador KTs402; tomé D226B);
10 – transistor de potencia media o alta con radiador y brida de fijación (puedes usar P213B o P214 - P217; tomé el P214 inmediatamente con radiador para que no se caliente);
11 – dos condensadores electrolíticos de 500 µF o más, uno de 15 V o más, el segundo de 25 V o más (es posible K50-6; tomé K50-35 ambos a 1000 uF, uno de 16 V, el segundo de 25 V);
12 – diodo zener con voltaje de estabilización 12 V(puedes usar D813, D811 o D814G; yo tomé D813);
13 - transistor de baja frecuencia y baja potencia(puedes MP39, MP40 - MP42; yo tengo MP41A);
14 – resistencia constante 510 ohmios, 0,25 W(puede usar MLT; tomé el recortador SP4-1 de 1 kOhm, porque será necesario seleccionar su resistencia);
15 – resistencia constante 1 kOhm, 0,25 W(Me encontré con uno muy preciso ±1%);
16 – resistencia constante 510 ohmios, 0,25 W(tengo MLT)
También para la parte eléctrica necesitaba:
– textolita laminada de una cara(Fig. 3);
– mini taladro casero con brocas de diámetro 1, 1,5, 2, 2,5 mm;
– alambres, pernos, tuercas y otros materiales y herramientas.

Figura 3 - En el mercado de la radio me encontré con una textolita soviética muy antigua.

Luego, midiendo las dimensiones geométricas de los elementos existentes, dibujé el futuro tablero en un programa que no requiere instalación. Luego me dispuse a hacer una placa de circuito impreso utilizando el método LUT. Hice esto por primera vez, así que utilicé este video tutorial _http://habrahabr.ru/post/45322/.

Etapas de fabricación de una placa de circuito impreso:

1 . Imprimí el tablero dibujado en una impresora láser sobre papel satinado de 160 g/m2 en una imprenta y lo recorté (Fig. 4).

Figura 4 - Imagen de pistas y disposición de elementos sobre papel satinado.

2 . Corté un trozo de PCB de 190x90 mm. A falta de tijeras de metal, utilicé tijeras de oficina normales, que llevaban mucho tiempo y eran difíciles de cortar. Usando papel de lija de grado cero y alcohol etílico al 96%, preparé la textolita para la transferencia de tóner (Fig. 5).

Figura 5 - Textolita de lámina preparada

3 . Primero, usando una plancha, transfirí el tóner del papel a la parte metalizada de la PCB y lo calenté durante mucho tiempo, unos 10 minutos (Fig. 6). Entonces recordé que también quería hacer serigrafía, es decir. hacer un dibujo en la pizarra desde el lado de las piezas. Apliqué el papel con la imagen de las piezas a la parte no metalizada de la PCB, lo calenté por un corto tiempo, aproximadamente 1 minuto, y resultó bastante mal. Aún así, primero fue necesario serigrafiar y luego transferir las pistas.

Figura 6 – Papel sobre PCB después de calentarlo con una plancha.

4 . A continuación, debe quitar este papel de la superficie de la PCB. Utilicé agua tibia y un cepillo para zapatos con cerdas metálicas en el medio (Figura 7). Froté el papel con mucha diligencia. Quizás fue un error.

Figura 7 – cepillo para calzado

5 . Después de lavar el papel brillante, en la Figura 8 puede ver que el tóner se ha secado, pero algunas de las pistas están rotas. Probablemente esto se deba al arduo trabajo con el cepillo. Por lo tanto, tuve que comprar un marcador para discos CD/DVD y usarlo para dibujar casi todas las pistas y contactos manualmente (Fig. 9).

Figura 8 - Textolite después de transferir tóner y retirar el papel

Figura 9 – Caminos completados con marcador.

6 . A continuación, debe eliminar el metal innecesario de la PCB, dejando las pistas dibujadas. Lo hice de esta manera: vertí 1 litro de agua tibia en un recipiente de plástico, vertí medio frasco de cloruro férrico y lo revolví con una cucharadita de plástico. Luego puse allí una PCB de aluminio con pistas marcadas (Fig. 10). En un frasco de cloruro férrico, el tiempo de grabado prometido es de 40 a 50 minutos (Fig. 11). Después de esperar el tiempo especificado, no encontré ningún cambio en el tablero futuro. Por lo tanto, vertí todo el cloruro férrico que había en el frasco en agua y lo revolví. Durante el proceso de grabado, revolví la solución con una cuchara de plástico para acelerar el proceso. Tomó mucho tiempo, unas 4 horas. Para acelerar el grabado, sería posible calentar el agua, pero yo no tuve esa oportunidad. La solución de cloruro férrico se puede reconstituir utilizando clavos de hierro. No tenía ninguno, así que usé tornillos gruesos. El cobre se depositó en los pernos y apareció un precipitado en la solución. Vertí la solución en una botella de plástico de tres litros con cuello grueso y la coloqué en la despensa.

Figura 10 – Una placa de circuito impreso en blanco flota en una solución de cloruro férrico

Figura 11 – Tarro de cloruro férrico (peso no especificado)

7 . Después del grabado (Fig. 12), lavé cuidadosamente la placa con agua tibia y jabón y eliminé el tóner de las pistas con alcohol etílico (Fig. 13).

Figura 12 – Textolite con pistas grabadas y tóner.

Figura 13 – Textolite con pistas grabadas sin tóner

8 . Luego comencé a perforar los agujeros. Para ello tengo un mini taladro casero (Fig. 14). Para hacerlo tuvimos que desmontar una vieja impresora Canon i250 rota. De allí tomé un motor de 24 V, 0,8 A, una fuente de alimentación y un botón. Luego, en el mercado de la radio, compré una pinza para eje de 2 mm y 2 juegos de brocas con un diámetro de 1, 1,5, 2, 2,5 mm (Fig. 15). Se coloca el mandril en el eje del motor, se inserta y sujeta un taladro con un soporte. Encima del motor pegué y soldé un botón que alimenta el minitaladro. Los taladros no son especialmente fáciles de centrar, por lo que se "desvían" un poco hacia los lados cuando se trabaja, pero se pueden utilizar con fines aficionados.

Figura 14 –

Figura 15 –

Figura 16 – Tablero con agujeros perforados

9 . Luego cubro el tablero con fundente, lubricándolo con una capa gruesa de glicerina farmacéutica con un cepillo. Después de esto, puedes estañar las pistas, es decir. cúbrelos con una capa de estaño. Comenzando con trazos anchos, moví una gran gota de soldadura en el soldador a lo largo de los trazos hasta estañar completamente la placa (Fig. 17).

Figura 17 – tablero estañado

10. Al final, instalé las piezas en el tablero. Comencé con el transformador y el radiador más grandes y terminé con transistores (leí en alguna parte que los transistores siempre están soldados al final) y cables de conexión. También al final de la instalación se abre el circuito del diodo zener, marcado en la Fig. 1 con una cruz, encendí el multímetro y seleccioné la resistencia de sintonización SP4-1 para que se establezca una corriente de 11 mA en este circuito. Esta configuración se describe en el libro de Borisov "Joven radioaficionado".

Figura 18 – Tablero con piezas: vista inferior

Figura 19 – Tablero con piezas: vista superior

En la Figura 18 puedes ver que me equivoqué un poco con la ubicación de los agujeros para montar el transformador y el radiador, por lo que tuve que perforar más. Además, casi todos los orificios para los componentes de la radio resultaron tener un diámetro ligeramente menor, porque las patas de los componentes de la radio no encajaban. Quizás los agujeros se hicieron más pequeños después del estañado con soldadura, por lo que deberían perforarse después del estañado. Por separado, cabe decir sobre los orificios para los transistores: su ubicación también resultó ser incorrecta. Aquí tuve que dibujar el diagrama con más cuidado y cuidado en el programa Sprint-Layout. A la hora de disponer la base, emisor y colector del transistor P214, debí tener en cuenta que el radiador se instala en la placa con su lado inferior (Fig. 20). Para soldar los terminales del transistor P214 a las pistas requeridas, tuve que usar trozos de cable de cobre. Y para el transistor MP41A fue necesario doblar el terminal de la base en la otra dirección (Fig. 21).

Figura 20 – Orificios para los terminales del transistor P214

Figura 21 – Orificios para los terminales del transistor MP41A.

Parte 2. Fabricación de una caja de fuente de alimentación de madera.

Para el caso que necesitaba:
- 4 tableros de contrachapado de 220x120 mm;
– 2 tableros de madera contrachapada de 110x110 mm;
– 4 piezas de madera contrachapada de 10x10x110 mm;
– 4 piezas de madera contrachapada de 10x10x15 mm;
– clavos, 4 tubos de superpegamento.

Etapas de fabricación del estuche:

1 . Primero, corté un trozo grande de madera contrachapada en tablas y piezas del tamaño requerido (Fig. 22).

Figura 22 – Tableros de madera contrachapada aserrada para la carrocería.

2 . Luego utilicé un mini taladro para perforar un agujero para los cables al enchufe de la fuente de alimentación.
3 . Luego conecté las paredes inferior y lateral de la caja con clavos y pegamento.
4 . A continuación pegué las partes internas de madera de la estructura. Se pegan rejillas largas (10x10x110 mm) al fondo y a los lados, manteniendo unidas las paredes laterales. Pegué pequeños trozos cuadrados en la parte inferior; sobre ellos se instalará y asegurará la placa de circuito impreso (Fig. 23). También aseguré sujetacables dentro del enchufe y en la parte posterior de la caja (Fig. 24).

Figura 23 – Carcasa: vista frontal (se ven manchas de pegamento)

Figura 24 – Cuerpo: vista lateral (y aquí se hace sentir el pegamento)

5 . En el panel frontal de la caja había: un voltímetro, una bombilla, un interruptor, una resistencia variable y dos terminales. Necesitaba perforar cinco agujeros redondos y uno rectangular. Esto tomó mucho tiempo, ya que no había herramientas necesarias y teníamos que usar lo que teníamos a mano: un mini taladro, una lima rectangular, tijeras, papel de lija. En la Fig. 25 se puede ver un voltímetro, a uno de cuyos contactos está conectada una resistencia de ajuste en derivación de 100 kOhm. Experimentalmente, utilizando una batería de 9 V y un multímetro, se encontró que el voltímetro da lecturas correctas con una resistencia en derivación de 60 kOhm. El casquillo de la bombilla se pegó perfectamente con superpegamento y el interruptor quedó firmemente fijado en el orificio rectangular incluso sin pegamento. La resistencia variable se atornilló bien en la madera y los terminales se aseguraron con tuercas y tornillos. Quité la bombilla de luz de fondo del interruptor, por lo que en lugar de tres quedaron dos contactos en el interruptor.

Figura 25 – Partes internas de la fuente de alimentación

Después de asegurar la placa en la carcasa, instalar los elementos necesarios en el panel frontal, conectar los componentes mediante cables y fijar la pared frontal con pegamento, obtuve un dispositivo funcional listo para usar (Fig. 26).

Figura 26 – Fuente de alimentación lista

En la Fig. 26 se puede ver por el color que la bombilla es diferente a la que se seleccionó originalmente. De hecho, al conectar una bombilla de 12,5 V con capacidad para una corriente de 0,068 A al devanado secundario del transformador (como se indica en el libro), se quemó después de unos segundos de funcionamiento. Probablemente debido a la alta corriente en el devanado secundario. Fue necesario encontrar un nuevo lugar para conectar la bombilla. Reemplacé la bombilla por una entera de los mismos parámetros, pero pintada de azul oscuro (para que no me deslumbrara) y usando cables la soldé en paralelo después del condensador C1. Ahora funciona desde hace mucho tiempo, pero el libro indica que el voltaje en ese circuito es de 17 V y me temo que tendré que buscar nuevamente un nuevo lugar para la bombilla. También en la Fig. 26 se puede ver que desde arriba se inserta un resorte en el interruptor. Esto es necesario para un funcionamiento fiable del botón que estaba suelto. El mango de la resistencia variable, que cambia el voltaje de salida de la fuente de alimentación, se ha acortado para una mejor ergonomía.
Al encender la fuente de alimentación, verifico las lecturas del voltímetro y del multímetro (Fig. 27 y 28). El voltaje de salida máximo es de 11 V (1 V desapareció en alguna parte). Luego decidí medir la corriente de salida máxima y cuando configuré el límite máximo de 500 mA en el multímetro, la aguja se salió de escala. Esto significa que la corriente de salida máxima es ligeramente superior a 500 mA. Cuando la perilla de resistencia variable se gira suavemente, el voltaje de salida de la fuente de alimentación también cambia suavemente. Pero el cambio de voltaje desde cero no comienza inmediatamente, sino después de aproximadamente 1/5 de giro de la perilla.

Entonces, después de dedicar una cantidad significativa de tiempo, esfuerzo y dinero, finalmente monté una fuente de alimentación con un voltaje de salida ajustable de 0 a 11 V y una corriente de salida de más de 0,5 A. Si yo pude hacerlo, cualquiera también puede hacerlo. demás. ¡Buena suerte a todos!

Figura 27 – Comprobando la fuente de alimentación

Figura 28 – Comprobación de las lecturas correctas del voltímetro

Figura 29 – Configurar el voltaje de salida a 5 V y verificar con una luz de prueba

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