Структурні параметри та аналіз несправностей стабілізованого джерела живлення постійного струму
Регульоване джерело живлення постійним струмом є важливою частиною електронних схем. Незалежно від того, чи йдеться про промислові електронні вироби чи цивільні електронні вироби, джерело живлення постійного струму зазвичай використовується для живлення схеми керування. Продуктивність регульованого джерела живлення безпосередньо залежить від продуктивності всієї електронної схеми. Простіше кажучи, стабілізоване джерело живлення постійного струму перетворює змінний струм 220 В у мережі, напрямок якого постійно змінюється через схему перетворення, у постійний струм із постійним напрямком.
Загальне регульоване джерело живлення постійного струму складається з чотирьох частин, а саме частини трансформатора, частини схеми випрямляча, частини схеми фільтра та частини схеми стабілізації напруги. Його функція полягає в перетворенні вхідної потужності змінного струму в потужність постійного струму, необхідної для електронного обладнання, і забезпечення живлення постійного струму для різних електронних схем.
1 секція трансформатора змінного струму
Функція трансформатора змінного струму полягає в тому, щоб змінити більшу напругу змінного струму, що надходить від мережі, на меншу напругу змінного струму, і частота напруги змінного струму не зміниться. Трансформатор змінного струму використовує закон електромагнітної індукції. Між первинною та вторинною обмотками немає електричного зв’язку, є лише магнітний зв’язок.
Вибір параметрів трансформатора в основному враховує коефіцієнт трансформації трансформатора та ефективність трансформації: коефіцієнт трансформації напруги трансформатора пропорційний числу витків первинної та вторинної обмоток; ККД трансформатора - первинна потужність / вторинна потужність. Необхідна вихідна напруга визначається напругою навантаження. Загальні несправності трансформаторів включають зниження ізоляції, коротке замикання котушки, розрив і так далі. Зниження ізоляції - це стан, який часто виникає в процесі роботи трансформаторів. Несправності ізоляції, пов’язані зі зменшенням ізоляції, насправді є зменшенням опору ізоляції, що спричиняє збільшення струму трансформатора, що спричиняє серйозне виділення тепла, а підвищення температури викликає подальше старіння шару ізоляції, утворюючи порочне коло. Часткове коротке замикання первинної котушки призведе до зниження вихідної напруги, часткове коротке замикання вторинної котушки збільшить вихідну напругу, а серйозне коротке замикання призведе до того, що трансформатор нагріється або навіть задимиться і згорить. Несправності короткого замикання можна виміряти за допомогою діапазону напруги мультиметра. Розрив ланцюга в первинній або вторинній котушці призведе до відсутності вихідної напруги в ланцюзі.
2 частина схеми випрямляча
Так звана схема випрямляча - це схема, яка перетворює змінну напругу або струм в пульсуючу постійну напругу або струм. Діод використовується в схемі випрямляча. Діод має однофазну провідність, тобто діод включається при підключенні до прямої напруги (анод підключається до високого потенціалу, а катод підключається до низького потенціалу), а зворотна напруга підключений (анод підключений до низькопотенційної, а катод підключений до високої). Потенціал), коли діод відключається. Використовуючи цю характеристику діода можна сформувати напівперіодну схему випрямлення або двополуперіодну схему випрямлення. У схемі напівперіодного випрямлення діод проводить лише половину періоду; у двополупериодній схемі випрямлення діод проводить весь цикл. У порівнянні зі схемою напівхвильового випрямляча, схема повнохвильового випрямляча має меншу пульсацію вихідної напруги, більше середнє значення вихідної напруги та ефективне використання енергії джерела живлення, тому тепер схема випрямляча в основному складається з з двох діодів. Схема двополупериодного випрямляча або випрямний міст, що складається з чотирьох діодів.
Вибір параметрів діода в схемі випрямляча в основному враховує середній робочий струм діода та найвищу зворотну робочу напругу, яку може витримати діод. З міркувань безпеки вибрані параметри повинні бути приблизно вдвічі більші за розрахункове значення. Поширені несправності в схемі мостового випрямляча включають віртуальне зварювання діодів, зворотне зварювання, коротке замикання тощо. Коли діод у схемі мостового випрямляча припаюється або від’єднується, схема випрямляча стає ланцюгом півхвильового випрямляча. Під час перевірки за допомогою осцилографа ви побачите, що форма вихідної напруги з’являється лише через половину періоду. Якщо це віртуальне зварювання D1 або D3, форма сигналу з’являється лише в другій половині циклу джерела живлення; якщо це віртуальне зварювання D2 або D4, сигнал з’являється лише в першій половині циклу джерела живлення. Якщо діод перевернутий, це спричинить коротке замикання. У цей час струм дуже великий, і діод, і трансформатор згорять.
3 частина схеми фільтра
Використовуйте характеристику, що напруга на конденсаторі елемента накопичення енергії не може бути змінена, щоб підключити конденсатор паралельно до навантаження RL, або використовуйте характеристику, що струм, що проходить через індуктивність елемента накопичення енергії, не може бути змінений, щоб підключити індуктивність і навантаження RL послідовно, щоб утворити схему фільтра для фільтрації верхнього випрямляча. Змінний компонент вихідної напруги та струму в ланцюзі зберігає свій постійний компонент, роблячи форму сигналу вихідної напруги чи струму більш плавною та покращуючи пульсацію вихідна напруга. Схема конденсаторного фільтра найпростіша. Якщо індуктивність котушки індуктивності в ланцюзі фільтра індуктивності велика, потрібен залізний сердечник, який легко спричинить електромагнітні перешкоди.
Вибір параметрів конденсатора в схемі фільтра в основному включає постійну часу розряду RC і значення витримуваної напруги. Щоб схема працювала надійно, RC зазвичай більше або дорівнює 1,5 ~ 2,5 Т (T — період вихідної напруги трансформатора), а значення витримуваної напруги конденсатора зазвичай становить 1,5 ~ 2U (U — ефективне значення вихідної напруги трансформатора). До поширених несправностей у ланцюзі фільтра належать поломка, розрив ланцюга та зниження потужності. Ви можете використовувати омну передачу мультиметра, щоб оцінити пробій або розрив ланцюга конденсатора. Коли конденсатор фільтра зламаний або закорочений, це призведе до вигоряння випрямного діода та трансформатора напруги; коли конденсатор фільтра розімкнутий або його ємність зменшена, вихідна напруга значно впаде, що призведе до того, що вхідна напруга навантаження буде занадто низькою для нормальної роботи.
