Изменение напряжения импульсного блока питания: Регулируемые импульсные блоки питания с Алиэкпресс. Подборка-путеводитель

Содержание

Переделка блока питания. Увеличиваем мощность

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы, вместе с автором YouTube канала «AKA KASYAN», займемся увеличением мощности источника питания. В качестве подопытного у нас дешёвое зарядное устройство для телефонов.

На нем автор продемонстрирует принцип переделки, а вы можете использовать этот же принцип для переделки иных блоков питания. Китайский производитель заявляет, что наш блок питания пятивольтовый и выдает на выходе ток до 1А, но что же, сейчас проверим.

В качестве измерителя у нас высокоточный usb тестер. Нагрузкой будет проволочный переменный резистор или реостат.


Включаем тестер к зарядному устройству и видим, что напряжение действительно в пределах 5В.
Ну что же, пришла пора нагрузить сие чудо.


Тут мы четко видим, что при выходном токе более 800 мА выходное напряжение просаживается ниже 5В, а при токе 850 мА просадка очень жесткая - это предел. Если грузить больше, сработает защита. Исходя из этого можно сказать, что заявленные производителем параметры завышены, но даже при токе 800 мА такой блок долго не проживет. Для него более менее безопасными являются выходные токи 400-500 мА, для обычных звонилок этого хватит, а вот для смартфонов нет.

В итоге, используя полученные данные, можно сказать, что мощность блока питания в пределах 4 Вт. Запомним это число и разберём блок.


Внутри все бюджетненько, качество самой платы не ахти. Построен он по довольно популярной топологи - автогенераторный импульсный источник питания с защитой по току и стабилизацией выходного напряжения.

Построен блок всего лишь на одном транзисторе, как правило, это высоковольтный биполярный транзистор.


В схеме есть ещё один транзистор, на нем построена система защиты, но об этом попозже.
Обратная связь или стабилизация напряжения построена на базе оптопары и обыкновенного стабилитрона.


Вообще если смотреть внимательно, на плате предусмотрено посадочное место для установки источника опорного напряжения, но производитель решил сэкономить и поставил обычный стабилитрон.

Но если всё сделано правильно, то такая простая схемка на одном транзисторе будет работать очень хорошо в течение многих лет. Теперь что касается переделки. Для начала выкидываем выходной выпрямитель (тут стоит одноамперный диод Шоттки 1n5819).

Далее роемся в запасах и находим практически любой диод Шоттки с током 2-3А, в данном случае это 3-х амперный sb340.

Он довольно крупный и находится рядом с выходным электролитическим конденсатором. Конденсаторы нагрев не любят, а диод как раз будет греться, поэтому он был установлен с обратной стороны платы, то есть со стороны дорожек.

С плюсовой линии, на всякий случай, автор усилил дорожку припоем.

Далее выпаиваем входной и выходной конденсатор, оба они электролитические. По выходу стоит 10В 470 мкФ, по входу высоковольтной на 400В 2,2 мкФ. Выходной конденсатор желательно поставить с низким внутренним сопротивлением. Выдрать такие конденсаторы можно из компьютерных блоков питания.

Автор нашел конденсатор на 1000 мкФ, в принципе, хватит и на 470 мкФ. Второй конденсатор заменен на такой же, только емкостью 4,7 мкФ. В идеале желательно ставить микрофарад на 10, но места в корпусе мало, поэтому такое решение.

Конденсаторы обязательно нужно проверить на исправность: утечка, утрата номинальной емкости и внутреннее сопротивление. Далее начинается самое интересное. Выпаиваем импульсный трансформатор, убираем скотч и кидаем транс в кипяток на минутку, чтобы клей ослаб, после чего аккуратно разъединяем половинки сердечника.

После этого убираем слой скотча и под ним обнаруживаем тоненькую обмотку - это у нас базовая обмотка, намотана проводом 0,15 мм и состоит из 13-ти витков. Кстати, вторичная обмотка трансформатора также содержит 13 витков, эту обмотку аккуратно удаляем. После нашей переделки ее нужно будет намотать обратно, но длины провода уже не хватит, поэтому провод от неё нам уже не пригодится. Намотана она проводом 0,3 мм, отсюда и такой ничтожный выходной ток.

Затем берем провод 0,45 мм, складываем в двое и мотаем на каркас 13 витков. Была обмотка 0,3 мм, а стала 2 по 0,45 мм, места на каркасе хватит.

Все обмотки мотаются точно в таком же порядке и направлении, что и в случае с заводской намоткой, дабы не перепутать начало и конец обмоток. То есть сделайте пару фоток перед процессом разматывания, чтобы ничего не перепутать. Изоляцией служит термостойкий скотч. Далее мотаем базовую обмотку точно так, как она была намотана изначально и опять ставим изоляцию.

Все готово, осталось собрать трансформатор. Перед сборкой аккуратно нужно почистить от старого клея, как каркас, так и половинки сердечника. Собираем трансформатор, половинки можно стянуть скотчем или капнуть капельку суперклея, но это нужно сделать только после того, когда убедимся, что все работает исправно.


Ставим трансформатор на место и, наверное, вы подумали, что на этом все? А вот и нет! Нам еще предстоит обмануть систему защиты. Благо обмануть защиту в такой простой схеме дело секундное. В общем, отслеживаем эмиттерную цепь нашего основного транзистора.

Эмиттер подключен на входной минус через резистор. Это низкоомный резистор с сопротивлением в несколько Ом, бывает и меньше, в данном случае резистор на 5,6 Ома.
Этот резистор у нас в качестве датчика тока и одновременно ограничивает ток через транзистор. Защита работает простым образом: чем мощнее выходная нагрузка, тем большее падение напряжения на этом резисторе, и в определённый момент этого падения хватит для того, чтобы сработал маломощный транзистор. Открываясь, он и замыкает базу силового транзистора на массу и тот закрывается, а, следовательно, пропадает выходное напряжение. Все очень просто.

Резистор меняем на аналогичный, только с сопротивлением от 2,2 до 3,3 Ом.

Теперь все, осталось только повторить тест, который мы делали в начале. Первый запуск блока нужно делать через страховочную лампу 5-10 Вт, это обязательно, и ни в коем случае не дотрагивайтесь платы во время работы, а лучше закрыть ее чем-нибудь диэлектрическим.

Как видим, при токе в 1 – 1,3А ощутимой просадки не наблюдаем. Выходная мощность блока питания у нас почти 8 Вт, а вначале было всего 4Вт. Результат на лицо.

Это конечно же круто, но сердечник трансформатора нужно менять, он сейчас из одного места вон лезет, чтобы обеспечить такую мощность, короче говоря работает за пределами своих возможностей. Далее автор выпрямил некоторые криво припаянные компоненты и обновил пайку, в таких бюджетных блоках она крайне ненадежная. Ну и в конце не лишним будет все почистить от флюса и блок питания в принципе готов.

На этом можно заканчивать. Благодарю за внимание. До новых встреч!


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Простой сетевой импульсный источник питания своими руками

Приветствую, Самоделкины!
В этой статье рассмотрим одну довольно интересную конструкцию. Ниже подробно разберем, как своими руками собрать простой сетевой импульсный источник питания со стабилизацией выходного напряжения.

Данный источник питания заслуживает внимания из-за простоты (построен он всего лишь на двух транзисторах) и возможно будет актуальным для многих радиолюбителей. Блок обеспечивает мощность около 40-50 Вт, выходное напряжение возможно регулировать в диапазоне где-то от 7В до 15В. Если произвести пересчет некоторых компонентов, то можно сделать иные пределы регулировки напряжения.

Дальнейшая инструкция взята с YouTube канала «AKA KASYAN».
Сказать, что представленная ниже схема является новинкой, нельзя. За основу был взят дежурный источник классического компьютерного блока питания ATX, только мощность была увеличена на порядок и в качестве компонентов были использованы старые запчасти от советских телевизоров.

Автор постарался собрать устройство по максимуму на отечественных элементах. Но без использования забугорных компонентов все же на обошлось. Например, в схеме был применен оптрон РС817 и высокостабильный опорный источник TL431 (хотя его, по идее, можно было заменить обычным стабилитроном).


Электролитические конденсаторы использованы также импортные. В данном случае автор настоятельно рекомендует использовать импорт, так как советские кондеры взрываются страшно, много высохших, да и размер довольно громоздкий.

Специально для данного проекта была разработана печатная плата. Скачать архив проекта можно по ЭТОЙ ссылке.

Печатка для источника питания получилась весьма большая, так как используемые радиокомпоненты сами по себе довольно немаленькие.
Почти все необходимые для повторения данного проекта компоненты можно найти на модуле питания МП-3-3 и на плате строчной развертки.
Схема источника питания представляет собой обычный автогенераторный преобразователь. Здесь нет никаких ШИМ контроллеров. Это конечно плюс с точки зрения простоты, но в целом ШИМка конечно же рулит.

Первым делом необходимо извлечь со старой платы транзистор КТ838, который является довольно неплохим высоковольтным NPN транзистором.

Также можно использовать транзистор КТ846, он также подходит для наших целей.

Транзистор нужен с родным радиатором. Затем выпаиваем диоды КД226.

Здесь следует обратить внимание на индекс, а точнее на цветовую маркировку. Те, что рассчитаны на напряжение 400-600 вольт пойдут в качестве входного выпрямителя, низковольтные же диоды из этой серии, мы поставим в качестве выходного выпрямителя.

Схема, как уже было сказано ранее, автогенераторная. Здесь есть 2 транзистора, основным рабочим является верхний ключ, а нижний им управляет.

Также имеется система обратной связи по напряжению (стабилизация). Напряжение стабилизации задают резисторы в обвязке опорного источника.

Один из этих резисторов переменный, вращая его, выходное напряжение у нас плавно будет изменяться.


Указанный резистор (см. изображение ниже) задает ток стабилизации опорного источника.

Стабилизация напряжения здесь реализована простейшим образом. Микросхема TL431 - это высокоточный высокостабильный опорный источник на 2,5В. Грубо говоря это стабилитрон, который срабатывает при напряжении 2,5В.

С помощью резистивного делителя, микросхема TL431 мониторит выходное напряжение. При изменениях выходного напряжения источника питания, изменяется и напряжение на выходе делителя. Если напряжение выше этого порога, микросхема сработает, питание через микросхему и ограничительный резистор пойдет в светодиод оптрона. Тот в свою очередь засветится, также сработает и транзистор оптопары, подав отпирающее напряжению на маломощный транзистор в схеме инвертора.

Тот в свою очередь откроется, приглушая сигнал на базе силового транзистора и последний начнет закрываться.

Как следствие, уменьшится накачка энергии в силовой трансформатор. В таком случае выходное напряжение источника питания будет уменьшаться до тех пор, пока на выходе делителя напряжение не будет ниже лимита.

Также данная схема снабжена защитой. Для этого имеется датчик тока, подключенный в эмиттерную цепь силового транзистора.
Вот этот резистор (см. изображение ниже) играет роль ограничителя тока заряда входного электролитического конденсатора.



Дальше - силовой трансформатор.


Если быть точнее, то это многообмоточный дроссель, так как в данной схеме он работает именно в качестве дросселя. Трансформатор необходимо перемотать для наших нужд. Давайте поговорим о намотке трансформатора.
Чтобы его разобрать, автор сварил сердечник в кипятке, но это не помогло, клей довольно серьезный. Пришлось греть сердечник феном, делать это нужно очень аккуратно, но желательно так вообще не делать, так как можно повредить сердечник, что, собственно и случилось у автора.

Но в принципе, такую проблему можно легко исправить, склеим детали суперклеем. Автор утверждает, что на работу это практически не повлияет, проверено неоднократно.

Далее с каркаса удаляются все заводские обмотки, и на их место мотаются новые. Сначала мотается первичная или коллекторная обмотка. Она состоит из 36-ти витков тройным проводом, диаметр которого составляет 0,33мм. Сперва на голый каркас мотаем половину этой обмотки, то есть 18 витков. Отводы обмотки можно изолировать термоусадкой.


Далее необходимо изолировать саму обмотку. Сделать это можно и родной изоляцией, а можно использовать каптоновый термостойкий скотч. Мотаем 3-4 слоя изоляции, после чего можно приступать к намотке вторичной или силовой обмотки целиком.

Силовая обмотка намотана проводом 0,7мм в 4 жилы. Количество витков 4.

Поверх вторички также ставим изоляцию, тоже в три-четыре слоя, и мотаем вторую половину первичной обмотки, которая также состоит из 18-ти витков и намотана тройным проводом по 0,3мм.

Здесь следует обратить внимание на фазировку. Начало намотки, в случае всех обмоток, на схеме указаны точками. Необходимо быть предельно внимательным, очень важно не перепутать их.


Более подробно процесс намотки трансформатора, а также весь процесс сборки готового устройства, показан в оригинальном видеоролике автора:


Когда трансформатор готов, его необходимо запаять на плату. Также поступаем с остальными компонентами.


Теперь все еще раз тщательно проверяем и запускаем источник. Первый пуск необходимо производить обязательно через входную страховочную лампу 220В, мощностью 40-60Вт.


Все заработало. Во время работы без нагрузки источник может свистеть, но не сильно. Это в принципе нормально, родной блок МП-3-3 тоже свистит и в целом такое явление для аналогичных источников, даже для маломощных, не редкость.

Проверка. Проверим пределы регулировки выходного напряжения, стабилизацию выходного напряжения и посмотрим на пульсации.


Вот такое устройство в результате получилось. Данный блок вполне годится для питания большинства нетребовательных нагрузок.
Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫХОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫХОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ
ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

СТАТЬЯ ПОДГОТОВЛЕНА НА ОСНОВЕ КНИГИ А. В. ГОЛОВКОВА и В. Б ЛЮБИЦКОГО "БЛОКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ СИСТЕМНЫХ МОДУЛЕЙ ТИПА IBM PC-XT/AT" ИЗДАТЕЛЬСТВА «ЛАД и Н»

СТАБИЛИЗАЦИЯ ВЫХОДНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ИМПУЛЬСНЫХ БЛОКОВ ПИТАНИЯ

    Схема стабилизации выходных напряжений в рассматриваемом классе ИБП представляет собой замкнутую петлю автоматического регулирования (рис. 31). Эта петля включает в себя:
    • схему управления 8;
    • согласующий предусилительный каскад 9;
    • управляющий трансформатор DT;
    • силовой каскад 2;
    • силовой импульсный трансформатор РТ;
    • выпрямительный блок 3;
    • дроссель межканальной связи 4;
    • блок фильтров 5;
    • делитель напряжения обратной связи 6;
    • делитель опорного напряжения 7.
    В составе схемы управления 8 имеются следующие функциональные узлы:
    • усилитель сигнала рассогласования 8.1 с цепью коррекции Zk;
    • ШИМ-компаратор (модулятор) 8.2;
    • генератор пилообразного напряжения (осциллятор) 8.3;
    • источник опорного стабилизированного напряжения Uref 8.4.
    В процессе работы усилитель сигнала рассогласования 8.1 сравнивает выходной сигнал делителя напряжения б с опорным напряжением делителя 7. Усиленный сигнал рассогласования поступает на широтно-импульсный модулятор 8.2, управляющий предоконечным каскадом усилителя мощности 9, который, в свою очередь, подает модулированный управляющий сигнал на силовой каскад преобразователя 2 через управляющий трансформатор DT. Питание силового каскада производится по бестрансформаторной схеме. Переменное напряжение питающей сети выпрямляется сетевым выпрямителем 1 и подается на силовой каскад, где сглаживается конденсаторами емкостной стойки. Часть выходного напряжения стабилизатора сравнивается с постоянным опорным напряжением и затем осуществляется усиление полученной разности (сигнала рассогласования) с введением соответствующей компенсации. Широтно-импульсный модулятор 8.2 преобразует аналоговый сигнал управления в широтно-модулированный сигнал с переменным коэффициентом заполнения импульса. В рассматриваемом классе ИБП схема модулятора осуществляет сравнение сигнала, поступающего с выхода усилителя сигнала рассогласования с напряжением пилообразной формы, которое получается от специального генератора 8.3.


    Рисунок 31. Контур регулирования типового импульсного блока питания на основе управляющей микросхемы TL494.

    Основными передаточными функциями ИБП являются функция вход-выход, характеризующая способность схемы подавлять входные шумы и пульсации и не пропускать их на выход, и функция управление-выход, характеризующая степень изменения выходных напряжений при различных коэффициентах заполнения импульсов. В системе с замкнутой обратной связью коэффициент заполнения импульсов определяется усиленным и компенсированным сигналом рассогласования. Поясним это подробнее.
    Допустим, некоторое возмущающее воздействие (например, увеличение токопотребления в нагрузке) первоначально вызвало отклонение выходного напряжения на некоторую величину в сторону уменьшения. Поэтому между опорным напряжением и сигналом обратной связи изменяется величина рассогласования. Благодаря этому увеличивается ширина выходных импульсов модулирующей схемы 8-2. Поэтому выходное напряжение увеличивается, но не достигает прежнего значения, а устанавливается на уровне чуть меньшем, чем до воздействия возмущения, и сохраняется на этом новом уровне до тех пор, пока повышенное токопотребление в нагрузке не прекратится. Вновь установившийся уровень выходного напряжения обеспечивает ту величину сигнала рассогласования, которая, будучи усиленной усилителем ошибки 8. 1, определяет новую ширину управляющего импульса, поддерживающую этот новый уровень выходного напряжения. Другими словами, система переходит в новое состояние динамического равновесия, но при большем, чем ранее, сигнале рассогласования и другой (большей) ширине управляющих импульсов.
    Совершенно очевидно, что чем больше коэффициент усиления усилителя ошибки, тем меньше изменение выходного напряжения, которое обусловит необходимую для поддержания этого напряжения ширину управляющих импульсов. Поэтому, казалось бы, коэффициент усиления усилителя 8.1 желательно иметь максимально большим. Однако величина усиления ограничивается условием устойчивой работы всей петли регулирования в целом. Значение коэффициента усиления по петле обратной связи равно произведению коэффициентов усиления типовых звеньев, входящих в контур обратной связи, а его фазовый сдвиг равен сумме фазовых сдвигов типовых звеньев. Поэтому коэффициент усиления по петле обратной связи и его фаза определяют стабильность работы системы и возможность возникновения в ней генерации.
    Для того, чтобы система работала устойчиво, АЧХ и ФЧХ усилителя 8.1 схемотехнически подвергается коррекции с помощью корректирующей цепи Zk, которая включается как звено отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель ошибки 8.1. При этом конфигурация цепочки Zk обеспечивает необходимую зависимость глубины этой ООС от частоты усиливаемого сигнала. Проще говоря, Zk - это цепь, при помощи которой вводится отрицательная частотно-зависимая обратная связь. Поясним подробнее физический смысл включения этой очень важной цепочки. Как известно из теории, для возникновения генерации в замкнутой системе необходимо, чтобы выполнялись два условия. Первое из этих условий называется балансом фаз и заключается в том, чтобы суммарный фазовый сдвиг, вносимый всеми звеньями замкнутой системы на данной частоте, был бы равен 360 градусов. Тогда обратная связь превращается в положительную и появляется возможность для самовозбуждения системы. Второе условие, называемое балансом амплитуд, заключается в том, чтобы коэффициент петлевого усиления на данной частоте был бы больше 1. При выполнении обоих этих условий одновременно в замкнутой петле регулирования возникает генерация.
    Применительно к контуру регулирования выходных напряжений ИБП это будет выглядеть примерно таким же образом. Фазовый сдвиг, вносимый каждым из элементов петли регулирования, не является постоянным, а зависит от частоты. Поэтому обязательно имеется некоторая час тота, на которой суммарный фазовый сдвиг петли регулирования становится равным 360 градусов. Именно на этой частоте и возможно возникновение генерации. Эта возможность реализуется, если коэффициент петлевого усиления, который, как было отмечено, определяется произведением коэффициентов усиления всех звеньев петли, будет иметь величину, превышающую 1 на указанной частоте. Из сказанного ясно, что для того, чтобы избежать возникновения такой паразитной генерации, имеется только один путь. Поскольку петлевое усиление определяется в основном усилителем ошибки 8.1, то этот путь заключается в том, чтобы скорректировать АЧХ усилителя ошибки (а значит и АЧХ всей петли регулирования в целом) таким образом, чтобы на частоте, где суммарный фазовый сдвиг в петле становится равным 360 градусов, коэффициент петлевого усиления был бы меньше 1. Функцию такого изменения АЧХ усилителя 8.1 и выполняет цепь коррекции Zk, которая обычно выполняется в виде интегрирующего RC-звена. Несмотря на то, что цепь компенсации Zk является очень малой частью полной схемы ИБП, именно она является "ключом" для устойчивой работы системы.
    Поясним все вышесказанное применительно к рассматриваемому классу ИБП на основе управляющей микросхемы TL494.
    Стабилизация выходных напряжений осуществляется методом широтно-импульсной модуляции. Суть его заключается в том, что сигнал обратной связи, пропорциональный уровню напряжения в канале +5В, при гальванической подаче его на неинвертирующий вход усилителя ошибки DA3 (вывод 1 микросхемы TL494), определяет ширину выходного импульса микросхемы и изменяет ее в соответствии с отклонениями выходного напряжения канала +5Вот номинального значения.
    Рассмотрим динамику процесса стабилизации.
    Пусть под воздействием какого-либо дестабилизирующего фактора (например, скачкообразного изменения нагрузки) выходное напряжение в канале +5В уменьшилось. Тогда уменьшится уровень сигнала обратной связи на неинвертирующем входе усилителя ошибки DA3. Следовательно, выходное напряжение усилителя уменьшится. Поэтому увеличится ширина выходных импульсов микросхемы на выводах 8 и 11. Значит увеличится время открытого состояния за период силовых ключевых транзисторов инвертора. Следовательно, большую, чем ранее, часть периода через первичную обмотку силового импульсного трансформатора будет протекать нарастающий ток. Следовательно, большую, чем ранее, часть периода в сердечнике трансформатора будет существовать нарастающий магнитный поток, а значит, дольше, чем ранее, на вторичных обмотках этого трансформатора будут действовать наведенные этим потоком ЭДС Другими словами, импульсы ЭДС на вторичной стороне силового трансформатора станут шире (при неизменном периоде следования). Поэтому увеличивается постоянная составляющая, выделяемая сглаживающим фильтром из импульсной последовательности после выпрямления, т.е. выходное напряжение канала +5В увеличится, возвращаясь к номинальному значению.
    При увеличении выходного напряжения +5В процессы в схеме будут обратными.
    Стабилизация выходных напряжений остальных каналов может осуществляться по-разному в разных схемах. Традиционным схемотехническим решением является применение метода групповой стабилизации. Для этого в схему блока включается специальный элемент межканальной связи, в качестве которого обычно используется многообмоточный дроссель.
    При этом изменение любого выходного напряжения приводит благодаря электромагнитной связи между обмотками дросселя групповой стабилизации к соответствующему изменению выходного напряжения +5В с последующим включением механизма ШИМ. Дроссель групповой стабилизации обычно представляет собой четыре обмотки (по одной обмотке в каждом выходном канале БП), намотанные на одном кольцевом ферритовом сердечнике и включенные синфазно. В этом случае дроссель выполняет в схеме две функции:
    • функцию сглаживания пульсации выпрямленного напряжения - при этом каждая обмотка для своего канала представляет сглаживающий дроссель фильтра и работает как обычный дроссель;
    • функцию межканальной связи при групповой стабилизации - при этом благодаря электромагнитной связи через общий сердечник дроссель работает как трансформатор, передающий изменения величины токов, протекающих через обмотки каналов +12В, -12В и -5В в обмотку канала +5В.
    Поясним это подробнее. Особенностью работы ИБП в персональном компьютере является то, что потребляемый от ИБП ток зависит от выполняемой в данный момент операции, т.е. скачкообразно изменяется. Пусть, например, в данный момент времени скачкообразно возросла токовая нагрузка в канале +12В. Увеличение тока через обмотку дросселя, включенную в канале +12В, вызывает увеличение магнитного потока в сердечнике дросселя. Изменение магнитного потока, в свою очередь, наводит во всех остальных обмотках дросселя ЭДС, полярность которых (благодаря синфазной намотке обмоток дросселя) во всех каналах оказывается включенной встречно по отношению к выходным напряжениям выпрямителей. Поэтому выходные напряжения всех каналов (в том числе и канала +5 В) уменьшаются. Сигнал обратной связи с канала +5 В гальванически передается на схему ШИМ, которая увеличивает длительность выходных управляющих импульсов. Поэтому выходные напряжения всех каналов ИБП увеличиваются, возвращаясь к номинальному значению. При изменении токовой нагрузки в других каналах схема работает аналогично. Однако коэффициент стабилизации выходных напряжений во всех каналах, кроме канала +5В, получается невысоким, т.е. стабилизация напряжений +12В, -12В и -5В будет хуже, чем в канале +5В, за которым производится непосредственное "слежение". Такой способ полной групповой стабилизации используется, например, в ИБП KYP-150W (рис.27).
    Существуют варианты импульсных блоков питания с неполной групповой стабилизацией, как например LPS-02-150ХТ. В схеме этого ИБП через дроссель групповой стабилизации "связаны" только три выходных напряжения (+5В, +12В и -12В). Стабилизация напряжения -5В производится другим способом - с помощью линейного интегрального стабилизатора типа 7905 (рис.28). Дроссель связи в этом случае выполнен трехобмоточным. Механизм использования дросселя групповой стабилизации применяется в подавляющем большинстве случаев, однако изредка встречаются ИБП, в которых этот механизм не используется. В таких ИБП на выходе канала выработки -5В и -12В стоят стабилизаторы напряжений типа 7905 и 7912 (гораздо реже - 7805 и 7812), а обратная связь на микросхему IC1 по выводу 1 заведена через рези-стивный делитель-датчик от выходных напряжений +5В и +12В (рис. 32). Сигнал обратной связи в этом случае является суммарным, т.к. уровень его определяется уровнями напряжений на обеих шинах, и поэтому оба выходных напряжения (+5В и +12В) стабилизируются методом ШИМ. И, наконец, встречаются варианты ИБП, в которых напряжение -5В получается из -12В с помощью интегрального стабилизатора, а само напряжение -12В вообще не стабилизируется. В схемах последних двух типов многообмоточный дроссель межканальной связи отсутствует.
    Схемы стабилизации могут различаться, кроме того, способом подачи сигнала обратной связи и опорного напряжения на входы усилителя ошибки DA3. При этом в этих цепях могут быть установлены регулировки, позволяющие изменять уровни выходных напряжений ИБП при его настройке. Поскольку усилитель ошибки по напряжению DA3 является дифференциальным усилителем, т.е. усиливает разность подаваемых на его входы 1 и 2 сигналов, то регулировка может стоять в цепи как одного, так и другого входа. При этом неинвертирующий вход DA3 (вывод 1 микросхемы) всегда используется для подачи сигнала обратной связи, а инвертирующий вход (вывод 2 микросхемы) - для подачи опорного напряжения. Это объясняется тем, что для нормальной работы петли регулирования выходное напряжение усилителя ошибки DA3 должно изменяться в фазе с сигналом обратной связи.
    Регулировка выходных напряжений блока может осуществляться двояко:
    • с помощью изменения уровня сигнала обратной связи при неизменном опорном напряжении на выводе 2;
    • с помощью изменения уровня опорного напряжения на выводе 2 при неизменном уровне сигнала обратной связи по входу 1.
    Первый из этих случаев иллюстрируется рис. 32, а второй - рис. 33.


Рисунок 32. Регулировка уровня выходных напряжений ИБП PS-200B.


Рисунок 33. Регулировка уровня выходных напряжений ИБП LPS-02-150XT.


Рисунок 34. Регулировка уровня выходных напряжений ИБП "Appis".


Рисунок 35. Регулировка уровня выходных напряжений ИБП GT-200W.

    Однако наиболее распространенным является случай, когда регулировка, позволяющая воздействовать на выходные напряжения блока, отсутствует. В этом случае напряжение на любом из входов 1 или 2 выбирается произвольным в пределах от +2,5 до +5 В, а напряжение на оставшемся входе подбирается с помощью высокоом-ного шунтирующего резистора таким, чтобы блок выдавал оговоренные в паспорте выходные напряжения в номинальном нагрузочном режиме. Рис. 35 иллюстрирует случай подбора уровня опорного напряжения, рис. 34 - показывает случай подбора уровня сигнала обратной связи. Ранее было отмечено, что значение нестабильности выходного напряжения при воздействии любых дестабилизирующих факторов (изменение тока нагрузки, напряжения питающей сети и температуры окружающей среды) можно было бы уменьшить, увеличивая коэффициент усиления цепи обратной связи (коэффициент усиления усилителя DA3).
    Однако максимальное значение коэффициента усиления DA3 ограничивается условием обеспечения устойчивости. Поскольку как ИБП, так и нагрузка содержат реактивные элементы (индуктивность или емкость), накапливающие энергию, то в переходных режимах происходит перераспределение энергии между этими элементами. Это обстоятельство может привести к тому, что при определенных параметрах элементов переходный процесс установления выходных напряжений ИБП примет характер незатухающие колебаний, или же величина перерегулирования в переходном режиме будет достигать недопустимых значений.


Рисунок 36. Переходные процессы (колебательный и апериодический) выходного напряжения ИБП при скачкообразном изменении тока нагрузки (а) и входного напряжения (б).

    На рис. 36 изображены переходные процессы выходного напряжения при скачкообразном изменении тока нагрузки и входного напряжения. ИБП работает устойчиво, если выходное напряжение вновь принимает установившееся значение после прекращения действия возмущения, выведшего его из первоначального состояния (рис. 37,а).


Рисунок 37. Переходные процессы выходного напряжения ИБП в устойчивой (а) и неустойчивой (б) системах.

    Если это условие не соблюдается, то система является неустойчивой (рис.37,6). Обеспечение устойчивости импульсного блока питания является необходимым условием его нормального функционирования. Переходный процесс в зависимости от параметров ИБП носит колебательный или апериодический характер, при этом выходное напряжение ИБП имеет определенное значение перерегулирования и время переходного процесса. Отклонение выходного напряжения от номинального значения выявляется в измерительном элементе цепи обратной связи (в рассматриваемых ИБП в качестве измерительного элемента используется резистивный делитель, подключаемый к шине выходного напряжения +5В). Из-за инерционности петли регулирования номинальное значение выходного напряжения устанавливается с определенным запаздыванием. При этом схема управления по инерции некоторое время еще будет продолжать свое воздействие в том же направлении. В результате этого имеет место перерегулирование, т.е. отклонение выходного напряжения от его номинального значения в направлении, противоположном первоначальному отклонению. Схема управления вновь изменяет выходное напряжение в противоположную сторону и т.д. Для того чтобы обеспечить устойчивость петли регулирования выходных напряжений ИБП при минимальной длительности переходного процесса, амплитудно-частотная характеристика усилителя ошибки DA3 подвергается коррекции. Это делается с помощью RC-цепочек, включаемых как цепи отрицательной обратной связи, охватывающей усилитель DA3. Примеры таких корректирующих цепочек показаны на рис. 38.


Рисунок 38. Примеры конфигурвции корректирующих RC-цепочек для усилителя ошибки по напряжению DA3.

    Для уменьшения уровня помехообразования на вторичной стороне импульсного блока питания устанавливаются апериодические RC-цепочки. Остановимся подробнее на принципе их действия.
    Переходный процесс тока через диоды выпрямителя в моменты коммутации происходит в виде ударного возбуждения (рис. 39,а).


Рисунок 39. Временные диаграммы напряжения на диоде восстановления обратного сопротивления:
а) - без RC-цепочки; б) - при наличии RC-цепочки.

    Этот процесс создает электромагнитные помехи с частотой десятки мегагерц. Через межобмоточные емкости трансформатора и межвитковые емкости дросселя сглаживающего фильтра эти помехи проникают в первичную сеть и на выход ИБП. Для уменьшения этих помех необходимо изменить характер переходного процесса в области обратного тока диодов выпрямителя так, чтобы он имел апериодический характер. Преимущество апериодического переходного процесса перед колебательным заключается в снижении амплитуды первоначального выброса за счет заряда конденсатора RC-цепочки, а также в более быстром его затухании за счет резистора этой цепочки, который снижает добротность паразитного колебательного контура. Эффективным методом обеспечения апериодического характера переходного процесса и является подключение RC-цепочки параллельно обмоткам трансформатора и диодам выпрямителя, как показано на рис.30. При использовании RC-цепочки переходный процесс изменения тока через диод в режиме восстановления его обратного сопротивления имеет вид, показанный на рис. 39,6.

 

 


Адрес администрации сайта: [email protected] ru
   

 

Ремонт импульсных блоков питания

Если вы ремонтировали ИБП, то вы наверняка сталкивались с такой ситуацией: все неисправные элементы заменены, оставшиеся вроде бы проверены, а включаете телевизор и… бац… и все надо начинать сначала! В радиотехнике чудес не бывает и, если что-то не работает, то на это есть причина! Наша задача – найти ее!

ИБП – самый ненадежный узел в современных радиоустройствах. Оно и понятно – огромные токи, большие напряжения – ведь через ИБП проходит вся мощность, потребляемая устройством. При этом не будем забывать, что величина мощности, отдаваемая ИБП в нагрузку, может изменяться в десятки раз, что не может благотворно влиять на его работу.

Большинство производителей применяют простые схемы ИБП. Оно и понятно. Наличие нескольких уровней защиты способно часто лишь усложнить ремонт и практически не влияют на надежность, так как повышение надежности за счет дополнительной петли защиты компенсируется ненадежностью дополнительных элементов, а нам при ремонте приходится долго разбираться, что это за детали и зачем они нужны. Конечно, каждый ИБП имеет свои характеристики, отличающиеся мощностью, отдаваемой в нагрузку, стабильностью выходных напряжений, диапазоном рабочих сетевых напряжений и другими характеристиками, которые при ремонте играют роль, только когда нужно выбрать замену отсутствующей детали.

Понятно, что при ремонте желательно иметь схему. Ну, а если ее нет, простые телевизоры можно ремонтировать и без нее. Принцип работы всех ИБП практически одинаков, отличие только в схемных решениях и типах применяемых деталей.

Я пользуюсь методикой, выработанной многолетним опытом ремонта. Вернее, это не методика, а набор обязательных действий при ремонте, проверенных практикой.

Предложенная методика предполагает, что вы хоть немного знакомы с работой телевизора. Для ремонта необходим тестер (авометр) и, желательно, но необязательно, осциллограф.
Итак, ремонтируем блок питания.

Вам принесли телевизор или испортился свой.

* Включаете телевизор, убеждаетесь, что он не работает, что индикатор дежурного режима не горит. Если он горит, значит дело, скорее всего, не в ИБП. На всякий случай надо будет проверить напряжение питания строчной развертки.

* Выключаете телевизор, разбираете его.

* Внешний осмотр платы телевизора, особенно участка, где размещен ИБП. Иногда могут быть обнаружены вспучившиеся конденсаторы, обгоревшие резисторы и др. Надо будет в дальнейшем проверить их.

* Внимательно просмотрите пайки, особенно трансформатора, ключевого транзистора/микросхемы, дросселей.

* Проверьте цепь питания: прозвоните шнур питания, предохранитель, выключатель питания – если он есть, дроссели в цепи питания, выпрямительный мост. Часто при неисправном ИБП предхранитель не сгорает – просто не успевает. Если пробивается ключевой транзистор, скорее сгорит балластное сопротивление, чем предохранитель. Бывает, что горит предохранитель из-за неисправности позистора, который управляет размагничивающим устройством (петлей размагничивания). Обязательно проверьте на короткое замыкание выводы конденсатора фильтра сетевого питания, не выпаивая его, так как таким образом часто можно проверить на пробой выводы коллектор – эмиттер ключевого транзистора или микросхемы, если в нее встроен силовой ключ. Иногда питание на схему подается с конденсатора фильтра через балластные сопротивления и в случае их обрыва надо проверять на пробой непосредственно на электродах ключа.

* Недолго проверить остальные детали блока – диоды, транзисторы, некоторые резисторы. Сначала проверку производим без выпаивания детали, выпаиваем только когда возникло подозрение, что деталь может быть неисправна. В большинстве случаев такой проверки достаточно. Часто обрываются балластные сопротивления. Балластные сопротивления имеют малую величину (десятые Ома, единицы Ом) и предназначены для ограничения импульсных токов, а также для защиты в качестве предохранителей.

* Надо посмотреть, нет ли замыканий во вторичных цепях питания – для этого проверяем на короткое замыкание выводы конденсаторов соответствующих фильтров на выходах выпрямителей.

Выполнив все проверки и заменив неисправные детали, можно выполнить проверку под током. Для этого вместо сетевого предохранителя подключаем лампочку 150-200 Ватт 220 Вольт. Это нужно для того, чтоб лампочка защитила ИБП в случае, если неисправность не устранена. Отключите размагничивающее устройство.

Включаем.Возможны три варианта:

1. Лампочка ярко вспыхнула, затем притухла, появился растр. Или загорелась индикация дежурного режима. В обоих случаях надо замерить напряжение, питающее сточную развертку – для разных телевизоров оно различно, но не больше 125 Вольт. Часто его величина написана на печатной плате, иногда возле выпрямителя, иногда возле ТДКС. Если оно завышено до 150-160 Вольт, а телевизор находится в дежурном режиме, то переведите его в рабочий режим, в некоторых телевизорах допускается завышение напряжений на холостом ходу (когда строчная развертка не работает). Если в рабочем режиме напряжение завышено, проверьте электролитические конденсаторы в блоке питания только методом замены на заведомо исправный. Дело в том, что часто электролитические конденсаторы в ИБП теряют частотные свойства и на частоте генерации перестают выполнять свои функции несмотря на то, что при проверке тестером методом заряда-разряда конденсатор вроде бы исправен. Также может быть неисправна оптопара (если она есть), или цепи управления оптопарой. Проверьте, регулируется ли выходное напряжение внутренней регулировкой (если таковая имеется). Если не регулируется, то надо продолжить поиск неисправных деталей.

2. Лампочка ярко вспыхнула и погасла. Ни растра, ни индикации дежурного режима не появилось. Это говорит о том, что ИБП не запускается. Надо измерить напряжение на конденсаторе сетевого фильтра, оно должно быть 280-300 Вольт. Если его нет – иногда ставят балластное сопротивление между мостом сетевого выпрямителя и конденсатором. Еще раз проверить цепи питания и выпрямителя. Если напряжение занижено – может быть оборван один из диодов моста сетевого выпрямителя или, что встречается чаще, потерял емкость конденсатор фильтра сетевого питания. Если напряжение в норме, то нужно еще раз проверить выпрямители вторичных источников питания, а также цепь запуска. Цепь запуска у простых телевизоров состоит из нескольких резисторов, включенных последовательно. Проверяя цепь, надо измерять падение напряжения на каждом из них, измеряя напряжение непосредственно на выводах каждого резистора.

3. Лампочка горит на полную яркость. Немедленно выключите телевизор. Заново проверьте все элементы. И помните – чудес в радиотехнике не бывает, значит вы где-то что-то упустили, не все проверили.

На 95% неисправности укладываются в данную схему, однако встречаются более сложные неисправности, когда приходится поломать голову. Для таких случаев методики не напишешь и инструкцию не создашь.

Источник: cxem.net

Ремонт импульсных блоков питания

4.2/5 - Оценок: 47

Методика тестирования блоков питания - Статьи

Введение


Вот уже продолжительное время наша лаборатория занимается тестированиями блоков питания стандарта ATX. Методика тестирования все это время непрерывно развивалась и совершенствовалась, преследуя сразу две цели – не только получить возможность объективно сравнивать различные блоки питания, но и делать это достаточно наглядно.

К сожалению, один из основных тестов нашей методики – измерение стабильности напряжений – никак не мог похвастаться наглядностью, ибо в нем практически для каждого блока использовались собственные паттерны нагрузок, что делало невозможным обсуждение и сравнение результатов разных блоков питания без постоянных ссылок на особенности примененных к ним паттернов. Иначе говоря, результаты каждого из блоков тащили за собой ворох условностей и оговорок – разумеется, сравнение в итоге было возможно, иначе бы вообще не было смысла проводить тестирование, однако прямое сравнение цифр или графиков, увы, этими оговорками весьма затруднялось.

Этой статьей я представляю Вам новую методику тестирования блоков питания, пришедшую на смену старому способу измерения стабильности напряжений и дающую крайне наглядный и при этом весьма точный и объективный результат, одинаково хорошо пригодный для сравнения разных блоков питания, как в конкретных цифрах, так и просто "на глаз", по внешнему виду получаемых графиков. За основу взята методика построения так называемых кросс-нагрузочных характеристик блоков питания, разработанная и примененная нашими коллегами из издания ITC Online, однако она была существенно доработана с целью еще большего повышения как информативности, так и наглядности.

Также в статье я более или менее подробно опишу различные аспекты работы компьютерных блоков питания, чтобы читателям, не разбирающимся в схемотехнике импульсных блоков питания, стало понятно, что означают и откуда берутся те или иные измеряемые в ходе тестирования параметры блоков питания. Те же из Вас, кто достаточно хорошо знаком с устройством и работой импульсных источников питания, могут сразу пролистать первые два раздела статьи до описания собственно используемого нами тестового оборудования и методики тестирования.

Линейные и импульсные источники питания


Как известно, электронный источник питания – это устройство, тем или иным способом решающее задачи изменения, управления или стабилизации поступающей в нагрузку электрической мощности.

Наиболее простым и до сих пор крайне широко применяющимся методом управления является поглощение избыточной мощности в управляющем устройстве, то есть банальное рассеивание ее в виде тепла. Источники питания, действующие по такому принципу, называются линейными.


Выше представлена схема подобного источника – линейного стабилизатора напряжения. Напряжение бытовой сети 220В понижается трансформатором T1 до необходимого уровня, после чего выпрямляется диодным мостом D1. Очевидно, что выпрямленное напряжение должно быть в любых условиях выше выходного напряжения стабилизатора – иначе говоря, необходима избыточная мощность; это следует из самого принципа работы линейного стабилизатора. В данном случае эта мощность выделяется в виде тепла на транзисторе Q1, который управляется некоторой схемой U1 так, чтобы выходное напряжение Uout находилось на требуемом уровне.

Такая схема имеет два существенных недостатка. Во-первых, низкая частота переменного тока в питающей сети (50 или 60Гц, в зависимости от страны) обуславливает большие габаритные размеры и массу понижающего трансформатора – трансформатор мощностью 200-300Вт будет весить несколько килограмм (не говоря уж о том, что в линейных стабилизаторах приходится применять трансформаторы на мощность вдвое большую, чем максимальная мощность нагрузки, ибо КПД линейного стабилизатора составляет около 50%, а трансформатор должен быть рассчитан на полную мощность, включая ту, что уйдет в тепло на самом стабилизаторе). Во-вторых, напряжение на выходе трансформатора должно во всех случаях превышать сумму выходного напряжения стабилизатора и минимального падения напряжения на регулирующем транзисторе; это означает, что в общем случае транзистору придется рассеивать весьма заметную избыточную мощность, что отрицательно скажется на КПД всего устройства.

Для преодоления этих недостатков были разработаны так называемые импульсные стабилизаторы напряжения, в которых управление мощностью происходит без рассеивания мощности в самом устройстве управления. В самом простейшем виде такое устройство можно представить как обычный ключ (роль которого может играть и транзистор), включенный последовательно с нагрузкой. В такой схеме средний протекающий через нагрузку ток зависит не только от сопротивления нагрузки и напряжения питания, но и от частоты переключению ключа – чем она больше, тем выше ток. Таким образом, меняя частоту переключения, мы можем регулировать средний ток через нагрузку, причем в идеале на самом ключе мощность не будет рассеиваться вообще – так как он пребывает только в двух состояниях: либо полностью открытом, либо полностью закрытым. В первом случае падение напряжения на нем равно нулю, во втором случае – нулю равен протекающий через него ток, а потом выделяемая на нем мощность, равная произведению тока на напряжение, также всегда равна нулю. В реальности, конечно, все немного иначе – в случае использования в качестве ключа транзисторов, во-первых, даже в открытом состоянии на них падает небольшое напряжение, во-вторых, процесс переключения происходит не мгновенно. Однако эти потери – следствие побочных явлений, и они намного меньше, чем выделяемая на устройстве управления линейного стабилизатора избыточная мощность.

Если сравнивать цифры, то КПД типичного линейного стабилизатора составляет 25...50%, в то время как КПД импульсного может превышать 90%.

Кроме того, если в импульсном стабилизаторе поставить ключ до понижающего трансформатора (очевидно, что, в общем-то, все равно, регулировать входное или выходное напряжение трансформатора – они неразрывно связаны друг с другом), то мы получаем возможность определять частоту работы трансформатора вне зависимости от частоты питающей сети. А так как габариты трансформатора уменьшаются с увеличением его рабочей частоты, то это позволяет использовать в импульсных стабилизаторах понижающие трансформаторы буквально игрушечных размеров по сравнению с их линейными аналогами, что дает колоссальный выигрыш в размерах готового устройства. Для примера, трансформатор на частоту 50Гц и мощность 100Вт весит чуть более двух килограмм, в то время как трансформатор на ту же мощность, но на частоту 35кГц весит всего лишь около 35 грамм. Это, разумеется, радикально влияет на габариты и массу всего источника питания - если посчитать отношение выходной мощности источника к его объему, то для импульсного источника питания, работающего на частоте в несколько десятков килогерц, оно составит примерно 4-5 Вт/куб. дюйм, в то время как для линейного стабилизатора этот показатель составляет всего лишь 0,3...1 Вт/куб. дюйм. Более того, с повышением частоты плотность мощности импульсного источника питания может доходить до 75 Вт/куб. дюйм, что совершенно недостижимо для линейных источников даже при водяном охлаждении (цифры даны по книге Ирвинга М. Готтлиба "Источники питания. Инверторы, конверторы, линейные и импульсные стабилизаторы").

Кроме того, при таком исполнении импульсный стабилизатор значительно меньше зависит от величины входного напряжения – ведь чувствителен к этому в первую очередь понижающий трансформатор, а при включении ключа до него мы можем управлять напряжением и частотой его работы так, как надо нам. Соответственно, импульсные стабилизаторы абсолютно без особых проблем переносят уход напряжения питающей сети вплоть до 20% от номинала, в то время как у линейных добиться работы при пониженном напряжении сети можно лишь за счет дальнейшего снижения и без того невысокого КПД.

Помимо трансформатора, использование высокой частоты позволяет сильно (в десятки раз) уменьшить емкость и, соответственно, габариты сглаживающих конденсаторов (C1 и C2 на вышеприведенной схеме). Правда, это палка о двух концах – во-первых, далеко не все электролитические конденсаторы способны нормально работать на такой частоте, во-вторых, несмотря ни на что, в импульсном источнике питания технически весьма затруднительно получить размах пульсаций на выходе ниже 20 мВ, в то время как в линейных при необходимости без особых затрат уровень пульсаций может быть снижен до 5 мВ, и даже ниже.

Очевидно, что работающий на частоте в несколько десятков килогерц преобразователь является источником помех не только в собственную нагрузку, но и в питающую сеть, а также просто в радиоэфир. Поэтому, при проектировании импульсных источников питания необходимо уделять внимание как фильтру на его входе (вопреки распространенному мнению, он не столько защищает блок питания от внешних помех, сколько защищает другие устройства от помех, создаваемых этим блоком питания), так и электромагнитной экранировке самого блока питания, что в случае мощных блоков означает использование стального корпуса. Линейные блоки питания, как я отмечал выше, хоть и более чувствительны к внешним помехам, но сами никаких помех не создают, а потому не требуют никаких особых мер по защите окружающего оборудования.

Кроме того, импульсные источники питания требуют существенно более сложной (и, соответственно, дорогой) электроники, нежели их линейные собратья. Ценовое преимущество импульсных блоков очевидно для достаточно мощных изделий, где цена в первую очередь определяется стоимостью силового трансформатора и необходимого теплоотвода, а потому линейные источники с их большими габаритами и низким КПД оказываются в заведомом проигрыше; однако по мере удешевления компонентов импульсных блоков питания они все больше и больше теснят и маломощные линейные источники – так, уже не являются редкостью импульсные блоки питания мощностью в единицы ватт (например, зарядные устройства мобильных телефонов), хотя еще несколько лет назад на таких мощностях преимущества линейных источников были очевидны.

Если же говорить о задачах, в которых определяющим параметром являются габариты, то тут импульсные источники питания находятся вне конкуренции – при всех конструкторских ухищрениях, получить от линейного источника ту же плотность мощности, что и от импульсного, просто невозможно.

Блоки питания компьютеров


В настоящее время все используемые в компьютерах источники питания – импульсные. Обусловлено это тем, что для обеспечения разумных габаритов и тепловыделения необходимы плотность мощности и КПД, принципиально недостижимые для линейных блоков питания такой мощности – так, плотность мощности обычного ATX блока питания составляет 2...5 Вт/куб. дюйм (в зависимости от его выходной мощности), а КПД – не менее 68% при работе с максимальной нагрузкой.


Выше на рисунке приведена несколько упрощенная блок-схема типичного компьютерного блока питания. Ниже на примере блока Macropower MP-300AR показано типичное расположение компонентов в реальном блоке питания (в большинстве блоков других моделей никаких существенных отличий не будет):


Питающее напряжение 220В проходит через двух- или трехзвенный фильтр, защищающий другие включенные в сеть устройства от создаваемых блоком питания помех. После фильтра напряжение поступает на выпрямитель D1, а с него – на необязательную (но все чаще встречающуюся в новых блоках) схему коррекции фактора мощности (PFC – Power Factor Correction). Подробнее о том, что такое PFC, и зачем он нужен, будет сказано ниже, сейчас мне хотелось бы подробнее остановиться на фильтре, ибо с ним связана пара вопросов, часто задаваемых пользователями.


Выше представлена схема классического двухзвенного фильтра, используемого в большинстве блоков питания. Как известно, помехи бывают двух видов – дифференциальные, когда ток помехи в проводах питания течет в разные стороны, и синфазные, когда ток помехи в проводах течет в одну сторону. Также можно сказать, что дифференциальная помеха – это помеха между двумя проводами питания, а синфазная – между проводами питания и землей.

Дифференциальные помехи в этой схеме достаточно легко подавляются дросселями Ld и конденсатором Cx – при прохождении высокочастотной помехи сопротивление первых для нее велико, а второго – наоборот, мало. Хуже дело обстоит с синфазными помехами – отчасти их гасит дроссель Lc, обмотки которого намотаны так, что дроссель образует большое сопротивление для синфазных помех, однако этого недостаточно, и для действительно эффективного подавления синфазных помех устанавливаются два конденсатора Cy, точка соединения которых подключается к корпусу блока питания – и к заземлению, если таковое присутствует.

Именно с этими конденсаторами и связаны основные вопросы пользователей. Очевидно, если корпус компьютера не заземлен, то благодаря конденсаторам на нем будет присутствовать половина сетевого напряжения, то есть 110В. Взявшись одной рукой за любой заземленный предмет (например, за батарею отопления), а другой – за корпус компьютера, можно почувствовать легкое щекотание током. Впрочем, емкость этих конденсаторов весьма мала, а потому максимальный протекающий ток ничтожен – и не представляет для человека ровным счетом никакой опасности. Некоторую опасность он представляет для различной периферии – если при подключении, скажем, LPT-принтера к незаземленному компьютеру последний не выключен из розетки, то может оказаться так, что на сигнальных контактах LPT-разъема принтера окажутся те самые 110В, а это уже может привести к выходу LPT-порта принтера или компьютера из строя. Впрочем, для борьбы с этим необязательно все заземлять – достаточно будет того, чтобы были надежно электрически соединены корпуса всех устройств, а это достигается, например, включением их в один удлинитель с трехконтактными розетками – именно через "земляной" контакт розеток они и окажутся соединены, а тогда портам ничто не грозит. Также ничто не угрожает и портам, рассчитанным на "горячее" подключение (например, FireWire и USB) – конструкция их разъемов такова, что "земляные" контакты в них всегда замыкаются первыми, обеспечивая надежное соединение корпусов устройств.

Другой вопрос связан с возможностью пробоя одного из этих конденсаторов – ведь в таком случае на корпусе компьютера появится полное напряжение 220В. Тут я также могу полностью успокоить читателей – в подобных схемах используются специальные высоковольтные конденсаторы Y-класса, напряжение пробоя которых составляет не менее 5 кВ (в случае класса Y2, применяемого в бытовой технике) – как Вы понимаете, вероятность пробоя такого конденсатора в обычной сети 220В нулевая.

Единственный случай, когда заземление действительно оказывается необходимым – это когда Ваш компьютер создает помехи, действующие на окружающее оборудование (например, на радиоприемник, телевизор или подключенный к тому же компьютеру модем), ибо, как я уже говорил, полностью избавиться от синфазных помех без заземления практически невозможно. Не помогут в этом случае и внешние сетевые фильтры – их схема совершенно аналогична приведенной выше, а потому без заземления не работают и они. В случае, если у Вас в квартире трехпроводная электропроводка с земляным проводом, для организации заземления достаточно использовать соответствующие шнуры питания; если же у Вас старая двухпроводная проводка, то я настоятельно советую обратиться за помощью к квалифицированным электрикам – самостоятельное обустройство заземления не только небезопасно (например, иногда встречается грубейшая ошибка – подключение "земли" компьютера к нулевому проводу в розетке: это абсолютно недопустимо), но и может не дать ожидаемого эффекта, ибо для эффективного подавления помех заземление должно обладать как можно более низким сопротивлением.

Также в районе сетевого фильтра в блоке питания обычно располагается плавкий предохранитель и включенные параллельно конденсаторам входного выпрямителя варисторы (нелинейные резисторы, сопротивление которых резко уменьшается при превышении порогового напряжения). С предохранителем связано часто встречающееся заблуждение, заключающееся в том, что он предохраняет блок питания от выхода из строя. Это совершенно не так, на самом деле предохранитель импульсного блока питания сгорает только после того, как вышли из строя ключевые транзисторы этого блока, то есть на самом деле он защищает не блок от выхода из строя, а электрическую сеть – от последствий этого сгорания. Влияние же его на процессы внутри блока заключается разве что в том, что он не дает короткому замыканию перейти в полноценный пожар – но сам факт короткого замыкания предотвратить никак не может. С варисторами же связано не менее распространенное заблуждение, что они способны защитить блок в случае сильного превышения напряжения сети над номиналом – это опять же не так, на самом деле варисторы способны поглотить только достаточно кратковременные всплески напряжения, возникающие, например, в результате близкого удара молнии или подобных факторов. Если же Вам нужна защита именно от долговременного превышения напряжения, могущего возникнуть при замыканиях проводов воздушной проводки (что достаточно характерно для сельской местности) или же в результате ошибки электриков (что крайне редко, но все же случается), то стоит обратить внимание на специализированные устройства, для которых такая защита явно заявлена производителем, например, на стабилизаторы APC Line-R и подобные. Никакой встроенной защиты от долговременного превышения сетевого напряжения, я напомню, в блоке питания нет – без внешнего защитного устройства в такой ситуации он просто выйдет из строя.

Однако давайте вернемся к функционированию самого блока. После схемы коррекции фактора мощности (или, в случае отсутствия таковой, напрямую с диодного моста) выпрямленное напряжение поступает на сглаживающие конденсаторы C1 и C2, а с них – на ключ (обычно он представляет собой два транзистора), управляющий силовым трансформатором T1. Типичная частота работы ключа в компьютерном блоке питания – 30-35 кГц.

Так как блок питания имеет до шести выходных напряжений (+12В, +5В, +3,3В, -5В, -12В и +5В дежурного режима), то в идеале необходимо реализовать шесть стабилизаторов. На практике же расположить в ограниченном объеме блока питания даже два раздельных мощных стабилизатора (скажем, для +5В и +3,3В), при этом, не подняв его стоимость в область астрономических величин, практически невозможно. Поэтому во всех современных блоках используется лишь один импульсный стабилизатор (на самом деле, вообще говоря, два – источник +5В дежурного режима представляет из себя совершенно независимый маломощный стабилизатор, но благодаря малой мощности (всего 10 Вт), его реализация особой сложности не представляет).

Итак, все выходные напряжения, кроме +5В дежурного режима, снимаются с одного и того же трансформатора T1 (на блок-схеме для простоты показаны только два напряжения). Отмечу, что во всех современных блоках при управлении ключами используется не частотная модуляция (когда, как я мимоходом говорил выше, меняется частота переключения ключей), а широтно-импульсная, когда при неизменной частоте следования импульсов меняется их ширина. Чем больше ширина импульса, тем больше энергии закачивается в трансформатор за каждый период, и тем больше напряжение на его выходе.

Однако, если просто снимать сигнал обратной связи с одного из выходных напряжений, то блок будет стабилизировать только его. Например, пусть это будет +5В. Тогда при росте нагрузки на +5В напряжение на этом выходе начнет проседать, ШИМ-контроллер увеличит ширину импульсов, вытягивая его обратно на заданный уровень... и все остальные напряжения также пойдут вверх. Для борьбы с этим эффектом используется сразу несколько решений.

Во-первых, сигнал обратной связи снимается сразу с двух наиболее нагруженных выходных линий – с +12В и +5В, через резисторный делитель. Таким образом, качество стабилизации каждого из напряжений по отдельности ухудшается, однако стабилизатор блока питания реагирует на изменение нагрузки не по одному, а сразу по двум напряжениям – и в результате блок питания нормально работает при различных распределениях нагрузки между этими двумя шинами.

Во-вторых, третья сильноточная шина, +3,3В, в большинстве блоков питания имеет собственный вспомогательный стабилизатор – так называемую схему на насыщаемом дросселе (также встречаются названия "магнитный стабилизатор" и "магнитный усилитель"). Стабилизаторы на насыщаемом дросселе отличаются достаточно высоким КПД и при этом сравнительно неплохим коэффициентом стабилизации, являясь разновидностью импульсных. Напряжение +3,3В получается с тех же обмоток трансформатора, что и +5В. Впрочем, встречаются и блоки питания, в которых производитель пожелал сэкономить на вспомогательном стабилизаторе, намотав на силовом трансформаторе отдельную обмотку под напряжение 3,3В. Так как обратная связь на стабилизатор с этого напряжения не заводится, то его стабильность в таких блоках оставляет желать лучшего.

В-третьих, слаботочные шины, то есть -12В и -5В, иногда снабжают обычными линейными стабилизаторами – благодаря маленьким токам нагрузки по этим шинам невысокий КПД таких стабилизаторов в общий КПД блока питания вклада почти не вносит. Впрочем, так чаще стабилизируется только -5В – ради экономии на обмотках трансформатора оно получается из -12В с помощью линейного стабилизатора, а так как в современных блоках питания это напряжение уже не требуется, то и линейные стабилизаторы из блоков исчезли совсем.

И, наконец, в четвертых, все выходные напряжения проходят через разные обмотки так называемого дросселя групповой стабилизации L1. Допустим, увеличилось потребление по +5В, ШИМ-стабилизатор отреагировал на это увеличением ширины импульсов, напряжение +5В вернулось в норму, но остальные напряжения, нагрузка по которым не увеличилась, слегка подросли – хоть для них и применяются описанные выше дополнительные меры по стабилизации, все же основное внимание уделяется напряжению +5В. Однако дроссель групповой стабилизации сконструирован так, что при увеличении тока через одну из обмоток напряжение, наведенное этим током в остальных обмотках, вычитается из соответствующих выходных напряжений. Поэтому в рассматриваемом случае за счет увеличившегося тока через обмотку, соответствующую +5В, в обмотках, соответствующих +12В и +3,3В, возникнут отрицательные напряжения – и эти напряжения увеличатся не так сильно, как увеличились бы в отсутствие дросселя групповой стабилизации.

Все эти меры приводят к тому, что блок обеспечивает не столь идеальную, как было бы в случае раздельных стабилизаторов на каждое напряжение, но в общем и целом приемлемую для работы в широком диапазоне нагрузок стабилизацию всех выходных напряжений. Однако назвать ее более чем "приемлемой" не удается, и отсюда проистекает одна из распространенных проблем блоков питания – проблема перекоса выходных напряжений. Если нагрузка блока питания распределяется по его шинам менее равномерно, чем предполагали его разработчики (например, система потребляет большой ток по +5В и маленький по +12В, что характерно для многих систем на старших процессорах Athlon XP), то стабилизатору не удается удержать все напряжения в заданных рамках – и более нагруженные шины изрядно проседают, в то время как на слабо нагруженных напряжения наоборот оказываются завышенными. Отсюда же проистекает и невозможность раздельной регулировки выходных напряжений блока питания – их соотношение жестко задано параметрами силового трансформатора и дросселя групповой стабилизации, а регулировками ШИМ можно лишь поднять или опустить их все одновременно.

В последнее время в дорогих блоках питания – например, производства OCZ или Antec – стал встречаться интересный вариант решения этой проблемы: вспомогательные стабилизаторы на насыщаемых дросселях устанавливаются не только на шину +3,3В, но также и на +12В и +5В. Это позволяет не только достичь очень хорошего (по меркам компьютерных блоков питания) коэффициента стабилизации всех выходных напряжений, но и при необходимости регулировать каждое из напряжений независимо от остальных, меняя параметры его собственного вспомогательного стабилизатора. Впрочем, я вынужден еще раз отметить, что такая конструкция – пока что прерогатива лишь наиболее дорогих блоков питания, а для блоков средней ценовой категории зависимость всех выходных напряжений от нагрузки на каждую из шин является неотъемлемой чертой.

После дросселя групповой стабилизации на выходе блока питания стоят электролитические конденсаторы большой емкости (C3...C6 по приведенной выше схеме) и фильтрующие дроссели – и те, и другие призваны сглаживать пульсации выходного напряжения на частоте работы ШИМ-стабилизатора и, соответственно, силового трансформатора. Несмотря на наличие дросселя групповой стабилизации, раздельные дроссели все же необходимы – благодаря маленьким габаритам и, соответственно, маленькой паразитной емкости они хорошо подавляют высокочастотные помехи, которые дроссель групповой стабилизации, имеющий довольно паразитную емкость, пропускает.

Таким образом, двумя неотъемлемыми проблемами любого компьютерного блока питания являются зависимость каждого из выходных напряжений от нагрузки не только на соответствующую ему шину, но и на все остальные шины, а также наличие на выходе блока пульсаций с удвоенной частотой работы ШИМ-стабилизатора, то есть, обычно, около 60 кГц.

К этому, разумеется, производители блоков питания – как правило, нижней ценовой категории – добавляют свои собственные "особенности", перечислять которые можно долго. В первую очередь страдают номиналы деталей – так, в качестве диодных сборок на выходе силового трансформатора могут устанавливаться не только сборки, рассчитанные на ток меньше указанного на этикетке блока, но даже дискретные слаботочные диоды, максимальный ток через которые составляет всего 3. ..5А. Это зачастую приводит к тому, что при работе под полной нагрузкой блок питания просто выходит из строя в течение нескольких минут, тем более что обычно производитель заодно экономит и на размере радиаторов, на которые эти диоды устанавливаются.

Точно так же страдают и номиналы конденсаторов, и это тоже сказывается на работе блока питания при большой нагрузке – уменьшение емкостей входных конденсаторов приводит к ухудшению реакции блока на небольшие провалы входного напряжения, уменьшение емкости выходных – к увеличению размаха пульсаций на выходе блока питания.

Одновременно с уменьшением номиналов деталей внутри блока проявляются и внешние признаки удешевления – уменьшается количество выходных разъемов блока, а провода, на которых они расположены, уменьшаются в сечении с положенных 18 AWG до 20 AWG (чем больше цифра в системе маркировки AWG – тем меньше сечение провода). Последнее приводит к увеличению падения напряжения на проводах – и, следовательно, увеличению пульсаций напряжения непосредственно на разъемах питания потребителей, а также, в случае большой нагрузки, даже к заметному нагреву проводов.

До последнего держатся фильтрующие дроссели – уменьшение их размеров не дает серьезной экономии в цене, поэтому до тех пор, пока производитель не посчитает их вообще лишними, дроссели в блоке присутствуют. Замена же их на перемычки приводит к увеличению уровня пульсаций на выходе блока питания (если это были выходные дроссели) или же к увеличению уровня помех, выдаваемых блоком питания в сеть 220В (если это были дроссели входного фильтра).

Одним же из наиболее запомнившихся пользователям методов удешевления блоков питания нижнего ценового диапазона, вне всякого сомнения, стало исполнение источника дежурного питания +5В в виде блокинг-генератора с электролитическим конденсатором в цепи обратной связи. В такой схеме, представляющей собой импульсный источник питания на базе блокинг-генератора, выходное напряжение определяется частотой импульсов, а она, в свою очередь, обратно пропорциональна емкости конденсатора в цепи обратной связи. Использование же дешевых конденсаторов, рассчитанных на работу при температуре до 85 градусов, плюс очень тяжелый температурный режим работы "дежурки" (она работает непрерывно, в то время как охлаждающий блок питания вентилятор – только когда компьютер включен), характерный для наиболее дешевых блоков питания, приводили к тому, что примерно через полтора года эксплуатации БП конденсатор начинал высыхать, а емкость его – соответственно, уменьшаться. Одновременно с уменьшением емкости начинало расти выходное напряжение дежурного источника, а так как от него запитывается основной стабилизатор блока питания, то в один прекрасный момент это приводило к выходу основного стабилизатора из строя в момент включения компьютера, причем выход этот сопровождался выдачей по всем шинам питания завышенных в два-три раза напряжений. Разумеется, компьютер после такого фактически полностью выгорал, вплоть до визуально обнаруживаемого прогорания микросхем на материнской плате, в винчестере и так далее... Некоторые шансы сохранялись разве что у процессора и памяти – если выдерживали их собственные стабилизаторы, расположенные на материнской плате.

Конечно, со временем производители одумались и стали устанавливать в "дежурку" практически вечные пленочные конденсаторы вместо электролитических, благо емкость там требовалась небольшая – однако к этому моменту было выпущено уже достаточное количество таких "бомб замедленного действия", чтобы служить очень серьезным аргументом в пользу покупки более дорогих и качественных блоков питания, в которых столь сомнительные схемотехнические решения не применялись.

Коррекция фактора мощности


В цепях переменного тока принято различать четыре вида мощности. Во-первых, это мгновенная мощность – произведение тока на напряжение в данный момент времени. Во-вторых, это так называемая активная мощность – мощность, выделяющаяся на чисто резистивной нагрузке, измеряется она в ваттах - Вт. Активная мощность целиком идет на полезную работу (нагрев, механическое движение), и обычно именно ее понимают под потребляемой мощностью.

Так как реальная нагрузка обычно имеет еще индуктивную и емкостную составляющие, то к активной мощности добавляется реактивная, измеряемая в вольт-амперах реактивных – ВАР. Нагрузкой реактивная мощность не потребляется – полученная в течение одного полупериода сетевого напряжения, она полностью отдается обратно в сеть в течение следующего полупериода, лишь зря нагружая питающие провода. Таким образом, реактивная мощность совершенно бесполезна, и с ней по возможности борются, применяя различные корректирующие устройства.

Фактором, или коэффициентом мощности называется отношение активной мощности к полной, то есть к векторной сумме активной и реактивной мощностей.

Импульсный блок питания без каких-либо дополнительных цепей коррекции представляет собой мощную емкостную нагрузку – ведь, как видно из приведенной ранее схемы, сразу после диодного моста D1 расположены два конденсатора, причем сравнительно большой емкости, с которых уже снимается напряжение питания импульсного стабилизатора. При включении блока питания в сеть первой четвертьволной сетевого напряжения конденсаторы заряжаются до трехсот с небольшим вольт, потом сетевое напряжение начинает быстро спадать (вторая четвертьволна), в то время как конденсаторы значительно медленнее разряжаются в нагрузку (то есть в импульсный стабилизатор) – в результате в момент начала роста сетевого напряжения (третья четвертьволна) напряжение на не успевших до конца разрядиться конденсаторах будет порядка 250В, и пока напряжение в сети меньше – ток заряда будет равен нулю (диоды выпрямителя заперты приложенным к ним обратным напряжением, равным разности напряжений на конденсаторах и в сети). На последней трети четвертьволны (разумеется, все численные оценки я даю весьма приблизительно – в реальности они зависят от величины нагрузки и емкости конденсаторов) напряжение в сети превысит напряжение на конденсаторах – и потечет ток заряда. Заряд прекратится, как только напряжение в сети снова станет меньше, чем на конденсаторах – это произойдет в первой половине четвертой четвертьволны. В результате блок питания потребляет мощность от сети питания короткими импульсами, приблизительно совпадающими с пиками синусоиды сетевого напряжения:


Блок питания без PFC
На приведенной выше осциллограмме зеленый "луч" – сетевое напряжение, а желтый – потребляемый блоком питания от сети ток. При такой картине фактор мощности получается равен приблизительно 0,7 – то есть почти треть мощности лишь бестолку нагревает провода, не производя никакой полезной работы. И если для частных пользователей эта цифра не имеет большого значения, ибо квартирные электросчетчики учитывают лишь активную мощность, то для крупных офисов и вообще любых помещений, где одновременно работает множество компьютеров, низкий коэффициент мощности представляет собой заметную проблему, ибо вся электропроводка и сопутствующее оборудование должно рассчитываться исходя именно из полной мощности – иначе говоря, при коэффициенте мощности 0,7 оно должно быть на треть мощнее, чем могло бы быть, не потребляй блок питания реактивную мощность. Также сказывается низкий коэффициент мощности и при выборе источников бесперебойного питания – для них ограничением является опять же полная, а не активная мощность.

Соответственно, в последнее время все большую популярность приобретают устройства коррекции коэффициента мощности (PFC). Наиболее простым и потому наиболее распространенным является так называемый пассивный PFC, представляющий собой обычный дроссель сравнительно большой индуктивности, включенный в сеть последовательно с блоком питания.


Блок питания с пассивным PFC
Как видно из этой осциллограммы, пассивный PFC несколько сглаживает импульсы тока, растягивая их во времени – однако индуктивности дросселя, габариты которого позволяют установить его внутри компьютерного блока питания, для серьезного влияния на коэффициент мощности явно недостаточно, и коэффициент мощности блоков с пассивным PFC составляет всего лишь около 0,75.

Увеличить индуктивность дросселя не позволяют не только габариты, но и влияние этого дросселя на работу блока питания – включенная последовательно с блоком питания большая индуктивность увеличивает выходное сопротивление высоковольтного выпрямителя.

Отчасти дроссель PFC может служить для подавления различных помех, однако и в этом польза от него невелика – из-за большой паразитной емкости он эффективно давит только низкочастотные помехи, свободно пропуская высокочастотные.

Таким образом, роль пассивного PFC в общем неоднозначна – коэффициент мощности он увеличивает крайне мало, да при этом еще увеличивает выходное сопротивление выпрямителя, что ухудшает реакцию блока питания на стабильно пониженное напряжение сети или на его кратковременные провалы. Поэтому, если Вы стоите перед выбором между двумя блоками питания – с пассивным PFC и без оного – то рассматривать наличие PFC как однозначное преимущество не стоит, и лучше будет делать свой выбор на основе других параметров блоков.

В отличие от пассивного, активный PFC представляет собой еще один импульсный источник питания, причем повышающий напряжение. Активный PFC включается между сетью 220В и основным стабилизатором, обеспечивая на входе последнего постоянное напряжение порядка 380. ..400В. В отличие от основного импульсного стабилизатора, активный PFC сконструирован так, что ему на входе не требуется сглаженное напряжение, следовательно, не требуются и конденсаторы – а потому импульсный источник питания активного PFC не создает емкостной нагрузки на сеть и, соответственно, имеет близкий к единице коэффициент мощности.


Блок питания с активным PFC
Как Вы видите, форма тока, потребляемого блоком питания с активным PFC, очень мало отличается от потребления обычной резистивной нагрузки – результирующий коэффициент мощности такого блока может достигать 0,95...0,98 при работе с полной нагрузкой. Правда, по мере снижения нагрузки коэффициент мощности уменьшается, в минимуме опускаясь примерно до 0,7...0,75 – то есть до уровня блоков с пассивным PFC. Впрочем, надо заметить, что пиковые значения тока потребления у блоков с активным PFC все равно даже на малой мощности оказываются заметно меньше, чем у всех прочих блоков.

Ниже на графике приведены результат экспериментального измерения зависимости коэффициента мощности от нагрузки на блок питания для трех блоков – без PFC вообще, с пассивным PFC и, наконец, с активным PFC.


Мало того, что активный PFC обеспечивает близкий к идеальному коэффициент мощности, так еще, в отличие от пассивного, он улучшает работу блока питания. Во-первых, он дополнительно стабилизирует входное напряжение основного стабилизатора блока – мало того, что блок становится заметно менее чувствительным к пониженному сетевому напряжению, так еще и при использовании активного PFC достаточно легко разрабатываются блоки с универсальным питанием 110...230В, не требующие ручного переключения напряжения сети. Во-вторых, использование активного PFC улучшает реакцию блока питания во время кратковременных (доли секунды) провалов сетевого напряжения – в такие моменты блок работает за счет энергии конденсаторов высоковольтного выпрямителя C1 и C2, а эта энергия пропорциональна квадрату напряжения на них; как я отмечал выше, при использовании активного PFC это напряжение достигает 400В против обычных 310В – следовательно, эффективность использования конденсаторов увеличивается более чем в два раза (из-за того, что запасенная в конденсаторах энергия вычерпывается далеко неполностью, эффективность растет еще быстрее, чем квадрат напряжения на конденсаторах).

Фактически, у активного PFC только два недостатка – во-первых, как и вообще любое усложнение конструкции, он снижает надежность блока питания, во-вторых, он также имеет КПД, отличный от 100%, а потому требует охлаждения (впрочем, с другой стороны, активный PFC несколько снижает потери во входном фильтре и в самом инверторе, так что общего падения КПД блока не происходит). Тем не менее, преимущества от использования активного PFC в абсолютном большинстве случаев перевешивают эти недостатки.

Итак, если Вы нуждаетесь в блоке с коррекцией фактора мощности, то обращать внимание надо в первую очередь на модели с активным PFC – только они обеспечивают действительно хороший коэффициент мощности, при этом еще и заметно улучшая прочие характеристики блока питания. С точки зрения домашних пользователей блоки с активным PFC окажутся полезными для владельцев маломощных UPS'ов: допустим, у Вас уже стоит UPS мощностью 500 ВА, из которых 50 ВА потребляет ЖК-монитор, а 450 ВА остаются на системный блок, и Вы собираетесь проапгрейдить последний до современного уровня – а достаточно серьезная современная конфигурация вполне может потреблять от блока питания при максимальной загрузке до 300 Вт. В таком случае, на блоке питания с коэффициентом мощности 0,7 и КПД 80% (это достаточно типичная цифра для хорошего блока) мы получим полную потребляемую от сети мощность 300/(0,75*0,8) = 500 ВА, а на таком же блоке с коэффициентом мощности 0,95 – соответственно, 300/(0,95*0,8) = 395 ВА. Как видите, в случае с блоком питания без PFC замена UPS'а на более мощный неминуема, иначе в случае отключения электричества в неподходящий момент нынешний просто не справится с нагрузкой, а в случае с блоком с активным PFC даже еще остается небольшой запас в 55 ВА. По-хорошему, конечно, в этом расчете надо учитывать еще и то, что на выходе недорогих UPS напряжение имеет не синусоидальную, а трапециевидную форму – однако при этом изменятся лишь абсолютные полученные цифры, преимущество же блока питания с активным PFC сохранится.

И в заключение этого раздела хотелось бы развеять один миф, связанный с PFC: многие пользователи путают коэффициент мощности и коэффициент полезного действия, в то время как это совершенно различные величины. КПД по определению равен отношению выходной мощности блока питания к потребляемой им от сети активной мощности, в то время как коэффициент мощности – отношению потребляемой от сети активной мощности к потребляемой от сети полной. Установка в блок питания схемы PFC влияет на потребляемую им активную мощность лишь опосредованно – за счет того, что сам PFC потребляет некоторую мощность, плюс изменяется входное напряжение основного стабилизатора; основной задачей PFC является уменьшение потребляемой блоком реактивной мощности, которая в расчете КПД никак не учитывается. Поэтому непосредственной связи между КПД и коэффициентом мощности – нет.

Стенд для тестирования блоков питания


Основной стенда для тестирования блоков питания в нашей лаборатории является полуавтоматическая установка, позволяющая устанавливать требуемую нагрузку на шины +5В, +12В, +3,3В и +5В дежурного режима испытуемого блока, одновременно измеряя соответствующие выходные напряжения.


Аппаратная часть установки базируется на 4-канальном ЦАП Maxim MX7226, к выходам которого подключены источники тока. Последние выполнены на операционных усилителях LM324D и мощных полевых транзисторах IRFP064N, установленных на радиаторы с принудительным воздушным охлаждением.


Каждый из транзисторов имеет предельную рассеиваемую мощность 200 Вт, а так как в каждом из наиболее мощных каналов нагрузки (+5В и +12В) используется по три таких транзистора, то установка позволяет тестировать любые существующие на данный момент ATX блоки питания, вплоть до самых мощных – даже с учетом снижения допустимой мощности рассеяния транзисторов по мере роста их температуры допустимая мощность нагрузки по каждому из каналов составляет не менее 400 Вт.

Для измерения установленных токов нагрузки и выходных напряжений тестируемого блока в установке используются два 4-канальных АЦП Maxim MX7824 – один АЦП отвечает за токи, другой – за напряжения.

Все управление установкой, начиная от включения тестируемого блока питания и заканчивая проведением всех возможных тестов, а также регистрация и обработка их результатов, осуществляется с компьютера по порту LPT. Специально для этих целей была написана программа, позволяющая как вручную устанавливать ток нагрузки независимо по каждой из шин, так и выполнять некоторые стандартные тесты блоков питания (например, построение кросс-нагрузочной характеристики, о чем будет сказано ниже) в полностью автоматическом режиме.


Помимо основной установки, для тестирования блоков также используются два вспомогательных приспособления. Во-первых, это генератор прямоугольных импульсов с частотой, дискретно изменяемой от 60 Гц до 40 кГц:


Генератор подключается к тестируемому блоку питания в виде нагрузки – с помощью переключателя можно выбирать, будет ли он подключен к шине +12В или же к +5В, в обоих случаях пиковый ток создаваемой им нагрузки составляет около 1,3 А. Это позволяет оценить, насколько хорошо тестируемый блок питания реагирует на сравнительно мощные импульсы нагрузки прямоугольной формы, следующие с частотами от десятков герц до десятков килогерц.

Во-вторых, для снятия осциллограмм потребляемого блоком питания тока и, одновременно, питающего сетевого напряжения используется обычный шунт на мощных проволочных резисторах суммарным сопротивлением около 0,61 Ом:


К этой плате при тестировании блока питания подключаются щупы цифрового двухканального осциллографа – один его канал фиксирует осциллограмму сетевого напряжения, а другой – осциллограмму потребляемого блоком питания тока. Далее полученные осциллограммы обрабатываются специально написанной для этого небольшой программой, сразу рассчитывающей все интересующие нас параметры – потребляемую им активную, реактивную и полную мощности и, соответственно, коэффициент мощности и КПД блока питания.


Для снятия осциллограмм используется цифровой двухканальный "виртуальный" осциллограф (виртуальность в данном случае означает, что этот осциллограф представляет собой устанавливаемую в компьютер плату и без компьютера, в отличие от обычных осциллографов, работать не может, ибо не обладает собственными аппаратными средствами управления и отображения информации) M221 производства словацкой компании ETC. Осциллограф имеет полосу пропускания аналоговой части 100 МГц, максимальную скорость оцифровки произвольного сигнала 20 млн. сэмплов в секунду и чувствительность от 50 мВ/дел до 10 В/дел. Помимо измерений КПД и коэффициента мощности тестируемых блоков питания, осциллограф используется для оценки размаха, формы и частотного состава пульсаций выходных напряжений блоков питания.


Для быстрой оценки токов и напряжений в процессе тестирования, а также для периодической проверки другого измерительного оборудования, в нашей лаборатории используется мультиметр Uni-Trend UT70D, позволяющий с очень хорошей точностью измерять токи и напряжения, в том числе и несинусоидальной формы, что очень важно при тестировании блоков питания без коррекции фактора мощности – многие измерительные приборы, не имеющие пометки "TrueRMS", не способны адекватно измерять переменные токи и напряжения, чья форма отличается от синусоиды.


Для измерения температуры внутри блока питания нами используется цифровой термометр Fluke 54 Series II с термопарами 80PK-1 и 80PK-3A (наименования всех моделей даны по каталогу Fluke). К сожалению, имеющийся у нас бесконтактный инфракрасный цифровой термометр показал неудовлетворительную точность измерений на блестящих металлических поверхностях (например, на алюминиевых радиаторах блоков питания), что и вынудило нас перейти на использование термопарного термометра.


Для измерения скоростей вентиляторов блоков питания используется оптический тахометр Velleman DTO2234. Он позволяет без малейших проблем проводить измерения скорости вентилятора в закрытом блоке питания, то есть без нарушения его естественного теплового режима – достаточно лишь наклеить на одну из лопастей вентилятора тоненькую полоску отражающего материала.


И, наконец, для обеспечения всех блоков питания одинаковым сетевым напряжением, вне зависимости от его суточных колебаний, а также для обеспечения возможности тестирования блоков при повышенном или пониженном напряжении питания они подключаются к сети через лабораторный автотрансформатор Wusley TDGC2-2000 с допустимой мощностью нагрузки до 2 кВт и пределами регулировки напряжения от 0 до 250В.

Методика тестирования блоков питания


Первым и наиболее важным тестом для любого блока питания является построение так называемой кросс-нагрузочной характеристики. Как я уже говорил в теоретической части статьи, каждое выходное напряжение блока питания зависит от нагрузки не только на соответствующую ему шину, но и от нагрузок на все остальные шины.

Стандартом ATX предусмотрены максимальные допустимые отклонения выходных напряжений от номинала – это 5% для всех положительных выходных напряжений (+12В, +5В и +3,3В) и 10% для отрицательных выходных напряжений (-5В и -12В, из которых, впрочем, в современных блоках осталось только последнее). Кросс-нагрузочной же характеристикой (КНХ) блока называется та область сочетаний нагрузок, при которой ни одно из выходных напряжений не выходит за допустимые рамки.

Строится КНХ в виде области на плоскости, где по горизонтальной оси координат отложена нагрузка на шину +12В, а по вертикальной – суммарная нагрузка на шину +5В и +3,3В. При построении КНХ установка для тестирования блоков питания в полностью автоматическом режиме меняет нагрузку на эти шины с шагом в 5 Вт и, если все выходные напряжения блока на данном шаге уложились в заданные рамки, ставит на плоскости точку, цвет которой – от зеленого до красного – соответствует отклонению каждого из напряжений в данной точке от номинала. Так как используемая нами установка контролирует три основных выходных напряжения, то для каждого блока питания получаются, соответственно, три графика (для каждого из напряжений), на которых одна и та же область будет закрашена разными цветами. Форма области на всех трех одинакова, так как она определяется не для каждого из напряжений в отдельности, а для всех вместе, и выход за допустимые границы любого из напряжений означает, что соответствующей точки не будет на графиках для всех напряжений; закраска же области различна потому, что строится индивидуально для каждого из напряжений. Ниже приведен пример КНХ для блока Macropower MP-360AR Ver. 2, раскрашенная в соответствии с отклонениями напряжения +12В (в статьях я буду приводить анимированные картинки, в которых по очереди будут показываться все три напряжения, текущее напряжение указывается в верхнем правом углу графика, над цветовой шкалой):


На этом графике каждая точка строго соответствует одному шагу измерений, причем для удобства в процессе измерений точки, в которых напряжения вышли за допустимые рамки, обозначаются серым цветом и меньшим размером – это необходимо для удобства экспериментатора, наблюдающего за ходом измерений в реальном времени. После окончания измерений полученные данные обрабатываются с помощью билинейной интерполяции – так вместо отдельных точек получается более удобная для восприятия закрашенная область с четкими краями:


Итак, что мы видим на этом графике? Протестированный блок питания замечательно справляется с нагрузкой по шине +12В – он способен выдавать положенные напряжения при максимальной нагрузке по этой шине и всего лишь 5Вт по шине +5В (5Вт – это типичное начальное значение при наших измерениях; для мощных блоков, нестабильно работающих при столь незначительных нагрузках, оно увеличивается до 15 Вт или 25 Вт).

Ровная вертикальная граница в правой нижней части графика означает, что здесь блок дошел до предела мощности шины +12В (для данного блока она составляет 300Вт), и установка не стала увеличивать ток нагрузки дальше во избежание выхода блока питания из строя. Выше вертикальная граница переходит в наклонную (правый верхний угол графика) – это область, где установка дошла до предельной мощности блока питания (в данном случае она составляет 340Вт), а потому по мере увеличения нагрузки на +5В вынуждена была снижать нагрузку на +12В, чтобы опять же предотвратить выход блока питания из строя или срабатывание его защиты.

Продолжаем обходить контур против часовой стрелки. В верхней части графика наклонная линия переходит в ровную горизонтальную – это область, где установка достигла предельно допустимой нагрузки по +5В, а потом не стала более увеличивать мощность по этой шине, хотя блок питания выдавал напряжения в пределах нормы.

И, наконец, в левой верхней части графика мы видим неровную наклонную линию, которая явно не объясняется пределом по мощности – ведь нагрузка по +12В в этой области слишком мала. Зато эта линия прекрасно объясняется красным цветом графика – при большой нагрузке по +5В и малой по +12В напряжение по шине +12В достигло 5% отклонения, тем самым обозначив границу КНХ.

Таким образом, по этому графику можно сказать, что данный блок питания хорошо держит уровень выходных напряжений и позволяет без проблем получить от него заявленную мощность, но будет предпочтителен для наиболее современных систем с питанием как процессора, так и видеокарты от +12В, ибо перекос нагрузки в сторону этой шины воспринимает лучше, нежели перекос в сторону шины +5В.

Для сравнения давайте посмотрим на КНХ существенно более дешевого блока питания – L&C LC-B300ATX с заявленной мощностью 300Вт. График в данном случае опять же построен только для напряжения +12В:


Отличия от MP-360AR сразу же бросаются в глаза. Во-первых, нижняя линия контура уже не горизонтальная – в правой части она начинает уходить вверх, причем по красному цвету видно, что это было вызвано не только выходом за пределы напряжения +5В (что бывает достаточно часто при большой нагрузке по +12В), но и проседанием напряжения +12В. Во-вторых, на контуре нет верхней горизонтальной "полки", верхняя точка графика соответствует нагрузке по +5В около 150Вт – а это означает, что обещанные производителем по этой шине максимальные 180Вт на практике получить невозможно в принципе, ни при каких комбинациях нагрузок. В-третьих, несмотря на более высокую заявленную мощность по шинам +5В и +3,3В по сравнению с MP-360AR (180Вт против 130Вт), хорошо видно, что наклонная линия в левой верхней части графика у MP-360AR начиналась на мощности нагрузки по +5В более 80 Вт, в то время как у LC-B300 – всего лишь около 50 Вт. Это означает, что, несмотря на формально заявленную большую мощность по шине +5В у LC-B300 по сравнению с MP-360AR, на практике во многих случаях получить большую реальную мощность по этой шине удастся как раз от блока производства Macropower.

Думаю, внимательные читатели уже заметили, что, если построить оба графика в одинаковом масштабе, КНХ блока от Macropower окажется по сравнению с КНХ блока от L&C сильно вытянута вдоль оси +12В. Объясняется это тем, что эти два блока относятся к разным версиям стандарта ATX/ATX12V Power Supply, в которых предпочтительным считалось разное распределение нагрузки между шинами блока питания. Для сравнения ниже на рисунке нанесены КНХ, которыми, по мнению Intel (как составителя всего семейства стандартов ATX) в разные годы должны были обладать блоки питания:


Как видите, изначально стандарт ATX предполагал потребление в основном от шин +5В и +3,3В – и действительно, практически вся начинка компьютера питалась от этих напряжений, на +12В заметную нагрузку создавала разве что механика винчестеров и оптических приводов.

Однако со временем ситуация стала меняться – процессоры становились все мощнее, и питание их от +5В создавало целый ряд проблем для разработчиков материнских плат. Во-первых, на тот момент уже было ясно, что рост энергопотребления процессоров продолжится и дальше, что приведет к большому потребляемому току по +5В, а потому возникнет проблема с подведением таких токов к материнской плате – стандартный разъем может просто не справиться. Во-вторых, разъем питания материнской платы придется либо втискивать рядом с VRM процессора, либо же тащить от него через всю плату к VRM шину, рассчитанную на большие токи, что опять же затруднительно...

В связи с этим Intel предложил стандарт ATX12V, согласно которому процессор должен питаться от шины +12В – очевидно, что при той же мощности потребления это означает в 2,4 раза меньший ток. Однако, так как в основном разъеме ATX всего один провод +12В, пришлось ввести дополнительный 4-контактный разъем ATX12V... впрочем, этим Intel убил сразу двух зайцев – не только заранее решил проблему обгорания контактов разъема из-за слишком больших токов нагрузки, но и упростил для производителей материнских плат дизайн PCB, ибо расположить маленький 4-контактный разъем непосредственно рядом с VRM намного проще, чем больше 20-контактный.

К сожалению, компания AMD не поддержала инициативу Intel, а потому многие владельцы материнских плат под Socket A, из которых даже среди имеющихся в продаже в данный момент 20-25% все еще не имеют разъема ATX12V, в полном объеме испытали проблемы, о которых Intel говорил еще четыре года назад – с появлением мощных процессоров под эту платформу появились и первые сообщения и об обгорающих контактах блока питания, и о сильном перекосе его выходных напряжений (как Вы видите из приведенных выше КНХ, даже дешевые блоки лучше справляются с нагрузкой по +12В)...

Фактически единственный технический минус от внедрения ATX12V – некоторое уменьшение КПД VRM, ибо КПД любого импульсного преобразователя с увеличением разницы между входным и выходным напряжениями уменьшается. Впрочем, это с лихвой компенсировалось увеличением КПД собственно блока питания – как и для разработчиков материнских плат, для разработчиков блоков питания решение ориентироваться на основное потребление по шине +12В сильно упростило дизайн блоков.

Как Вы видите из графиков, версии ATX12V до 1.2 включительно отличались от обычного ATX лишь увеличенным допустимым потреблением по шине +12В. Более серьезные изменения произошли в версии 1.3 – в ней впервые за все время развития компьютерных блоков питания требуемая допустимая нагрузка по шине +5В уменьшилась, при этом нагрузка по шине +12В увеличилась еще больше – фактически началась адаптация блоков питания к наиболее современным системам, в которых все меньше потребителей остается на шине +5В (процессоры давно уже питаются от +12В, а сейчас за ними последовали и видеокарты). В отличие от предыдущих моделей, ATX12V 1.3 блок питания уже не обязан поддерживать стабильные напряжения при большой нагрузке на +5В и малой – на +12В.

И, наконец, последней версией на сегодняшний день является ATX12V 2.0. Как нетрудно заметить, в ней мощность блока питания по шине +5В уменьшилась еще сильнее – теперь она составляет всего 130Вт; зато сильно выросла допустимая мощность нагрузки по +12В. Кроме этого, блоки ATX12V 2.0 приобрели 24-контактный разъем питания материнской платы вместо старого 20-контактного – если четыре года назад старого разъема перестало хватать для питания процессора, в связи с чем был придуман ATX12V, то теперь допустимого тока разъема не хватает уже для питания PCI Express карт. Также в блоках ATX12V появилось два источника +12В, но на самом деле внутри блока они являются одним источником, раздельные лишь ограничения тока срабатывания защиты – согласно требованиям безопасности по стандарту IEC-60950, на шине +12В не допустимы токи более 20А, поэтому и приходится разбивать эту шину на две части. Впрочем, производители в случаях, когда соответствие этому стандарту не требуется, могут просто не устанавливать соответствующую схему – тогда ATX12V 2.0 блок питания с токами по шинам +12В, скажем, 10А и 15А, можно спокойно рассматривать как блок питания с одной шиной +12В с током 25А.

Итак, если возвращаться к рассмотренным выше блокам, то можно сказать, что MP-360AR Ver. 2 соответствует стандарту ATX12V 2.0, а LC-B300 – стандарту ATX12V 1.2, отсюда и такая разница в их КНХ. Впрочем, причина, конечно, не только в формальном соответствии разным версиям стандарта – вспомните, как я сетовал на то, что от LC-B300 на практике невозможно получить заявленную мощность по +5В... а теперь давайте наложим на его график рекомендуемую Intel КНХ для 300-ваттных ATX12V 1.2 блоков:


Как Вы видите, блок попросту не вписывается в требования стандарта для 300-ваттных моделей по допустимой нагрузке на +5В, поэтому рассматривать его как 300-ваттный можно разве что с оговоркой, что ватты эти не слишком честные. Для сравнения можно посмотреть на график того же MP-360AR, но уже с рекомендуемой КНХ для 350-ваттных ATX12V 2.0 блоков:


Как Вы видите, соответствие практически идеальное. Думаю, комментарии относительно сравнительного качества этих двух блоков излишни.

Вообще говоря, соответствовать весьма жестким требованиям Intel к КНХ достаточно непросто – есть не столь много блоков, которые могут этим похвастаться, однако и столь грубое нарушение рекомендаций, как в случае с LC-B300, встречается нечасто.

Относительно же расцветки КНХ можно сказать, что идеалом, конечно, является равномерный зеленый цвет... впрочем, идеал, как известно, обычно недостижим. Достаточно нормальна ситуация, когда каждое напряжение, кроме достаточно стабильного +3,3В, проходит весь диапазон от зеленого или желто-зеленого цвета у одного края графика до красного у другого, бывает также, что зеленого цвета на КНХ нет вообще – это означает, что напряжение было изначально завышено. Самое же плохой является ситуация, когда какое-либо напряжение проходит весь диапазон цветов дважды – от красного у одного края через зеленый в середине до красного у другого края КНХ. Такая ситуация, например, видна у рассмотренного выше LC-B300 и означает, что на одном краю КНХ напряжение сильно просело (очевидно, что при маленькой нагрузке на +5В и большой на +12В последнее может только просесть), а на другом краю – наоборот, сильно выросло; иначе говоря, его стабильность очень сильно оставляет желать лучшего...

И, под завершение описания КНХ, приведу пример идеального блока питания. Выше я уже мимоходом упоминал о блоках питания Antec и OCZ с раздельными вспомогательными стабилизаторами на каждой из основных шин, ниже я предлагаю Вашему вниманию экспериментально измеренную КНХ блока OCZ Technology PowerStream OCZ-470ADJ (это уже полноценная картинка со всеми тремя напряжениями, период смены кадров – 5 сек.):


Как Вы видите, мало того, что весь контур КНХ определяется только допустимой максимальной нагрузкой блока питания, так ни одно напряжение даже не приблизилось к 5-процентному отклонению. К сожалению, пока что такие блоки питания сравнительно дороги...

Разумеется, построением КНХ испытания блоков питания не заканчиваются. Во-первых, все блоки проверяются на стабильность работы при постоянной нагрузке от нуля до максимальной с шагом 75 Вт. Таким образом выясняется, способен ли блок вообще выдержать полную нагрузку.
Во-вторых, по мере увеличения нагрузки измеряется температура диодных сборок блока и скорость вращения вентилятора, которая практически во всех современных блоках питания так или иначе зависит от температуры.

К результатам измерений температуры, впрочем, стоит относиться с некоторым скепсисом – у большинства блоков питания разные конструкции радиаторов и расположение диодных сборок на них, а потому измерения температуры имеют довольно большую погрешность. Тем не менее, в критических случаях, когда блок питания оказывается на грани смерти от перегрева (а такое иногда случается в наиболее дешевых моделях), показания термометра могут оказаться интересными – так, в моей практике были блоки, в которых под полной нагрузкой радиаторы разогревались выше сотни градусов.

Более интересны измерения скорости вращения вентиляторов – несмотря на то, что все производители заявляют их температурную регулировку, практическая реализация может очень сильно отличаться. Как правило, для блоков нижнего ценового диапазона начальная скорость вентилятора уже составляет порядка 2000...2200 об./мин. и по мере прогрева меняется лишь на 10...15%, в то время как для качественных блоков начальная скорость может составлять всего лишь 1000...1400 об./мин., при прогреве на полной мощности увеличиваясь в два раза. Очевидно, что если в первом случае блок питания будет шумным всегда, то во втором пользователи не слишком мощных систем, слабо нагружающих блок питания, могут рассчитывать на тишину.

Также при работе блока питания на полной мощности проводятся измерения размаха пульсаций его выходных напряжений. Напомню, что, согласно стандарту, размах пульсаций в диапазоне до 10 МГц не должен превышать 50 мВ для шины +5В и 120 мВ для шины +12В. На практике на выходе блока могут присутствовать заметные пульсации двух частот – около 60 кГц и 100 Гц. Первая является результатом работы ШИМ-стабилизатора блока (обычно его частота около 60 кГц) и присутствует в той или иной мере на всех блоках питания. Ниже приведена осциллограмма достаточно типичных пульсаций на частоте работы ШИМ, зеленым цветом – шина +5В, желтым – +12В:


Как Вы видите, здесь именно тот случай, когда пульсации на шине +5В вышли за допустимые пределы в 50 мВ. На осциллограмме видна именно классическая форма таких пульсаций – треугольная, хотя в более дорогих блоках питания моменты переключения обычно сглаживаются стоящими на выходе дросселями.

Вторая же частота – это удвоенная частота питающей сети (50 Гц), проникающая на выход обычно из-за недостаточной емкости конденсаторов высоковольтного выпрямителя, ошибок в схемотехнике или же неудачного дизайна силового трансформатора или печатной платы блока. Как правило, эти колебания (в статьях они приводятся с временной разверткой 4 мс/дел) наблюдаются у многих блоков нижнего ценового диапазона и достаточно редко встречаются у моделей среднего класса. Размах этих пульсаций растет пропорционально нагрузке на блок питания и в максимуме также иногда может выходить за допустимые рамки.

Также к блоку питания при нагрузке 150 Вт подключается уже упоминавшийся выше в предыдущем разделе статьи генератор прямоугольных импульсов, после чего с помощью осциллографа измеряется амплитуда импульсов на другом проводе блока питания, то есть не на том, к которому подключен генератор. Таким образом проверяется общая реакция блока на подобную импульсную нагрузку, и, в частности, то, насколько хорошо он будет подавлять помехи от каждого из подключенных к нему устройств. Впрочем, из-за наличия резких всплесков напряжения в моменты переключения генератора точность измерения не слишком высока, однако иногда и из этих измерений можно сделать интересные выводы.

И, наконец, измерения КПД и коэффициента мощности блоков. Пожалуй, это наименее важный и интересный раздел – как показал опыт, эти параметры достаточно близки для различных блоков, а так как для абсолютного большинства пользователей они не имеют никакого значения, так как небольшие их колебания не оказывают никакого влияния на работу компьютера (а больших колебаний среди разных моделей однотипных блоков не наблюдается), то измерения проводятся только в достаточно редких случаях. Так, коэффициент мощности измеряется для блоков, для которых заявлена его коррекция, а КПД – либо заодно с коэффициентом мощности (фактически значение КПД получается автоматически, для этого не требуется дополнительных измерений), либо если по той или иной причине возникают подозрения, что у данного блока он выходит за допустимые рамки, что бывает крайне редко.

Хотелось бы также под конец сказать о том, что я не измеряю и измерять не буду, несмотря на наличие потенциальной возможности. Я весьма негативно отношусь к тестам, в которых измеряется абсолютно максимальная выдаваемая блоком питания мощность – когда в ходе теста нагрузка на блок повышается до момента срабатывания защиты или же просто сгорания блока. Такие тесты дают слишком сильный разброс результатов не только в зависимости от конкретного экземпляра блока, но и в зависимости от того, как именно экспериментатор его нагружает – то есть как распределяется нагрузка по шинам блока. Кроме того, для нормального функционирования компьютера нужна не некая номинальная способность блока питания держать такую-то мощность, а способность выдавать напряжения и пульсации в пределах установленного стандартом допуска, на что в таких тестах, к сожалению, внимание обычно не обращается. Поэтому получаемые в подобных тестах цифры хоть и весьма красивы, но, увы, имеют не слишком много отношения к реальности.

Итак, разработанная нами на данный момент методика тестирования блоков питания позволяет не только весьма детально исследовать поведение блока питания, но и наглядно сравнить различные блоки питания – и особенно наглядным это стало благодаря построению кросс-нагрузочных характеристик, по которым можно весьма объективно и без дополнительных оговорок сказать, что из себя представляет тот или иной блок.

Примечания по поиску и устранению неисправностей и ремонту малых импульсных источников питания

Полное или частичное воспроизведение этого документа разрешено, если оба выполняются следующие условия:

1. Это примечание полностью включено в начало.
2. Плата не взимается, кроме расходов на копирование.

Мы не несем ответственности за повреждение оборудования, ваше эго в масштабах округа. перебои в подаче электроэнергии, спонтанно возникшие мини (или более крупные) черные дыры, планетарные сбои, травмы или что еще хуже, которые могут возникнуть в результате использования этого материал.

Назад к содержанию FAQ по ремонту SMPS.

Введение

Импульсный источник питания (ИИП)

Примерно до 1970-х годов в большинстве бытовой электронной аппаратуры использовался базовый силовой трансформатор / выпрямитель / конденсаторный фильтр типа источника питания для преобразование линии переменного тока в различные напряжения, необходимые для внутренних схема. Даже регулирование присутствовало только там, где это было абсолютно необходимо - например, высоковольтные источники питания цветных телевизоров. Помните те старые телевизоры с лодочными силовыми трансформаторами якорного типа? (Конечно, если вы вспомните те, вы также помните любимые дни наборов электронных ламп и аптека на углу с общедоступным пробником!)

Поставки Switchmode были обычным делом в военной и авионике. задолго до того, как они нашли свое применение в бытовой электронике.У меня есть несколько модулей преобразователя DC-DC и DC-AC от ракеты Minuteman I. Примерно с 1962 года. Я полагаю, что стоимость переключения Транзисторы не имели такого большого значения для ракеты за 100 миллионов долларов, как телевизор за 300 долларов. (даже в долларах 1960-х).

В наше время все телевизоры, мониторы, ПК; большинство блоков питания ноутбуков и видеокамер; много принтеров, факсов и видеомагнитофонов; и даже определенное аудиооборудование как портативные проигрыватели компакт-дисков, используют эту технологию для снижения стоимости, веса и размер.

Ремонт импульсного блока питания

В отличие от системных плат ПК, где любые аварии могут повлиять только на Ваш карманный компьютер, источники питания, особенно режим переключателя, подключенный к сети источники питания (SMPS) могут быть опасными.Прочтите, поймите и соблюдайте правила техники безопасности, приведенные далее в этом документе. при работе с источниками питания, подключенными к сети, а также с телевизорами, мониторы или другое подобное высоковольтное оборудование.

Сказав это, ремонт блока питания самостоятельно может быть Единственный экономичный вариант. Сервисные центры очень часто просто замените всю плату или модуль блока питания, даже если проблема заключается в Конденсатор 25 центов. Они могут просто не тратить время на скамейку запасных диагностировать до компонентного уровня.Много проблем с режимом переключения источники питания легко найти, их легко и недорого исправить. Не все, но на удивление много.

Этот документ предоставит вам знания, необходимые для работы с большими процент проблем, с которыми вы, вероятно, столкнетесь, небольшие импульсные источники питания, используемые во многих типах бытовой электроники оборудование, включая ПК, принтеры, телевизоры, компьютерные мониторы и ноутбук или блоки питания видеокамеры. Это позволит вам диагностировать проблемы и во многих случаях исправляйте и их.За небольшими исключениями, конкретные производители и модели не будут охвачены, так как существует очень много варианты того, что такое лечение потребует огромного и очень подробного текст. Скорее будут решены самые частые проблемы и достаточно основные принципы работы будут предоставлены, чтобы вы могли сузить устраните проблему и, вероятно, определите порядок действий по ремонту. Во многих случаях вы сможете сделать то, что требуется для доли от стоимости, которую будет взимать ремонтный центр - при условии, что они даже заморачиваться.

Если вы все еще не можете найти решение, вы узнаете отличный иметь дело и иметь возможность задавать соответствующие вопросы и предоставлять соответствующую информацию если вы решили опубликовать на sci.electronics.repair. Так же будет проще сделать дальнейшее исследование с использованием текста ремонта, такого как перечисленные в конце этот документ. В любом случае вам будет приятно узнать вас сделал все возможное, прежде чем сдать его в профессиональный ремонт. С вашими новообретенными знаниями вы одержите верх и не будете легко заснеет нечестный или некомпетентный техник.

Наиболее частые проблемы

Следующие, вероятно, составляют 95% или более общих недугов, связанных с SMPS:
  • Обрыв питания, перегорел предохранитель - закороченный импульсный силовой транзистор и прочее полупроводники, открытые плавкие резисторы, другие неисправные детали. Примечание: актуально причиной сбоя может быть скачок напряжения / отключение питания / удары молнии, случайные отказ, или электролитический конденсатор (ы) первичной стороны со значительно уменьшенным емкости или полностью открыты - проверьте их перед включением отремонтированного Блок.
  • Обрыв питания, предохранитель не перегорел - неисправная цепь запуска (обрыв резисторов запуска), открытые плавкие резисторы (из-за короткого замыкания полупроводников), неисправный контроллер составные части.
  • Поставка в основном мертва или оживает очень долго. Может быть Светодиод мигает, но оборудование не реагирует на кнопку включения (или некоторое время) - плохие электролитические конденсаторы. Визуально проверьте конденсаторы с выпуклыми верхушками или протекшими. Если имеется измеритель СОЭ, проверьте шапки. При обнаружении неисправных замените * все * электролитические конденсаторы. (или хотя бы все заглушки одного производителя).Комплекты конденсаторов есть доступны для многих телевизоров с плоским экраном, компьютерных дисплеев и других потребителей электроника. Поиск по модели (в том числе на eBay).
  • Один или несколько выходов за пределами допуска или с чрезмерной пульсацией на линии частота (50/60 Гц) или удвоенная частота сети (100/120 Гц) - высохла конденсатор (ы) главного фильтра на входе выпрямленного переменного тока.
  • Один или несколько выходов за пределами допуска или с чрезмерной пульсацией на частота переключения (обычно 10 с кГц) - засохший или негерметичный фильтр конденсаторы на затронутых выходах.
  • Звуковой свист при низком напряжении на одном или нескольких выходах - короткое замыкание полупроводники, неисправная схема регулятора, приводящая к перенапряжению удар лома, неисправная цепь датчика перенапряжения или SCR, неисправный контроллер.
  • Периодическое включение и выключение питания, твит-твит, ошибка, мигание индикатора питания - закороченные полупроводники, неправильное определение превышения напряжения или тока компоненты, плохой контроллер.

Во всех случаях также возможны плохие паяные соединения, поскольку обычно являются крупными компонентами в этих расходных материалах и припаяны к их контактам. не всегда может быть идеальным.Чрезмерная нагрузка также может привести к эти симптомы или могут быть первопричиной отказа. И не упустить из виду тривиальное: переключатель выбора линейного напряжения в неправильном положении или между позициями (возможно, случайно при перемещении питания, особенно с ПК) или поврежден.

Отремонтировать или заменить

У некоторых производителей есть недорогие фиксированные тарифы на электроэнергию. поставки. Если вы не склонны или не заинтересованы в диагностике и отремонтируйте самостоятельно, возможно, стоит изучить их.В некоторых случаях, За 25 долларов вы получите замену вне зависимости от исходного состояния. Однако это, вероятно, исключение, и замены могут выполняться более чем общая первоначальная стоимость оборудования - особенно в случае большинства Телевизоры и многие компьютерные мониторы, где источник питания встроен в основную печатная плата.

В импульсном блоке питания ничего не ухудшается, кроме, возможно, электролитические конденсаторы (если только катастрофический отказ не привел к расплавление), и их обычно можно заменить за несколько долларов.Следовательно, обычно имеет смысл отремонтировать неисправный источник питания, предполагая, что он может быть поврежден. выполняется достаточно быстро (в зависимости от того, насколько вы цените свое время и время оборудования) и, конечно, при условии, что оборудование, которое оно питает стоит затраченных усилий. Большинство запасных частей легко доступны и комплекты содержащие общие сервисные компоненты, также доступны для многих популярных блоки питания (например, те, что есть в некоторых терминалах, MacIntosh и других Компьютеры Apple, различные марки видеомониторов, а также некоторые телевизоры и видеомагнитофоны).

Если точный запасной блок питания больше не доступен или чрезмерно дорого, возможно, можно будет просто заменить внутренности, если позволяет место и расположение монтажа совместимо. Например, для старшего полноразмерного Башня ПК, оригинальный блок питания может быть в нестандартной коробке, но Сама печатная плата может использовать стандартную конфигурацию отверстий, так что На его место можно установить недорогую замену.

Кроме того, у многих дистрибьюторов избыточной электроники есть широкий выбор. источников питания всех форм, размеров, выходного напряжения и тока мощности.Один из них может стать подходящей заменой вашему индивидуальному заказу. поставлять с гораздо меньшими хлопотами, чем попытки отремонтировать недокументированный оригинал. Скорее всего, он будет намного новее, без проблем с окончанием срока службы. как высохшие электролитические конденсаторы, о которых нужно беспокоиться. Конечно ты должен знать требования к максимальному току и напряжению каждого из выходы, чтобы сделать выбор.

Для конкретного случая SMPS для стандартных компьютеров (ПК, Mac, рабочие станции, серверов) часто не имеет смысла тратить много времени или денег на ремонт.Стоимость замены блоков питания в частности для ПК настолько низкая, что что просто покупка нового блока питания может быть лучшим выходом. Кроме того, существует риск неисправного ремонта, что приведет к дорогостоящему или смертельному исходу. повреждение материнской платы и периферийных устройств, включая полную потерю всех данные, хранящиеся на диске, делают ремонт рискованным мероприятием без тщательного тестирования можно выполнить перед установкой. Однако не помешает проверить очевидные проблемы, такие как плохое соединение. Отложите мертвого в сторону и подумайте пытаюсь отремонтировать, если нет ничего лучшего.Реально, такого не будет никогда. 🙂

Связанная информация

См. Руководства «Диагностика неисправностей и ремонт телевизоров» и «Отказ Диагностика и ремонт компьютеров и видеомониторов »для решения конкретных проблем. к этому типу оборудования. Для компьютерных блоков питания и других общих info, см. также: «Импульсные блоки питания ПК». Все это доступно на этом сайте в меню "Ремонт".

Lazar's SMPS Design Corner имеет много ссылок для переключения информации об источниках питания и поставщиках.



Назад к содержанию FAQ по ремонту SMPS.

Импульсные источники питания

Основы питания

Типичный источник питания, подключенный к сети, должен выполнять следующие функции:
  • Преобразование напряжения - преобразование сетевого напряжения 115/230 В переменного тока в одно или более других напряжений, определяемых приложением.
  • Выпрямление - преобразование переменного тока в постоянный.
  • Фильтрация - сглаживание пульсаций выпрямленного напряжения (ей).
  • Регулировка - выходное напряжение (я) не зависит от линии и вариации нагрузки.
  • Изоляция - разделение выходов питания от любого прямого подключения к линия переменного тока.

Линейные источники питания (LPS)

Типичный линейный источник питания, используемый в большинстве аудиооборудования. включает сетевой силовой трансформатор, который преобразует 115/230 В переменного тока 50/60 Гц к другим (обычно более низким) напряжениям (теперь, когда большая часть оборудования исчезла с электронными лампами, кроме ЭЛТ, подробнее об этом позже). Сила Трансформатор также обеспечивает изоляцию между нагрузкой и линией.Выходы выпрямляются диодным мостом или другим твердотельным конфигурация. Фильтрация осуществляется электролитическими конденсаторами. а иногда индукторы или резисторы, расположенные как фильтр нижних частот C-L-C (pi) или C-R-C или другая конфигурация.

Там, где регулирование важно, то есть желательно, чтобы выходное напряжение должно быть относительно независимым от изменений линии или нагрузки, добавлена ​​ступень регулятора. Он может иметь форму стабилитрона, если текущие требования скромные, дискретная транзисторная схема или встроенный трехконтактный регулятор, например LM317 (переменный), 7805 (+5) или 7912 (-12).Есть еще много других, а также линейные регуляторы для более высоких напряжения, такие как +115 В постоянного тока или +125 В постоянного тока для блоков питания телевизоров и нескольких выходных (например, +5,1 В постоянного тока, +12 В постоянного тока) гибридных регуляторов для видеомагнитофонов.

Схема регулятора по существу сравнивает выход (возможно, только один, если в одном пакете есть несколько выходов) со ссылкой и регулирует текущий поток, чтобы выходные значения были почти равны желаемое напряжение по возможности. Однако значительная мощность может теряться в регуляторе, особенно при высоком сетевом напряжении / высокой нагрузке условия.Следовательно, КПД линейных источников питания составляет обычно довольно низкий - обычно менее 50%.

Примечательными характеристиками LPS являются отличное регулирование и низкая мощность. рябь и шум.

Что такое импульсный источник питания?

Также называются импульсными источниками питания и иногда с управлением от прерывателя. источники питания, ИИП используют высокочастотную (относительно 50/60 Гц) коммутацию такие устройства, как биполярные переходные транзисторы (BJT), полевые МОП-транзисторы, изолированные Затворные биполярные транзисторы (IGBT) или тиристоры (тиристоры или симисторы) прямое выпрямление линейного напряжения и преобразование его в импульсную форму.

В большинстве малых SMPS используются транзисторы BJT или MOSFET. IGBT можно найти в больших системах и тиристоры или симисторы используются там, где их преимущества (фиксация во включенном состоянии). состояние и высокая мощность) перевешивают повышенную сложность схемы, чтобы гарантировать, что они отключаются должным образом (так как за исключением специальные тиристоры Gate Turn Off (GTO), вход затвора в значительной степени игнорируется после срабатывания устройства и ток должен упасть до нуля чтобы сбросить его в выключенное состояние.)

Вход для переключателей обычно составляет 150-160 В постоянного тока после выпрямления. 115 В переменного тока или 300-320 В постоянного тока после удвоения 115 В переменного тока или исправления 220-240 В переменного тока.До этого момента изоляция линии отсутствует, так как нет Линия подключена (большой, громоздкий, тяжелый) силовой трансформатор.

Относительно небольшой высокочастотный трансформатор преобразует импульсные форма волны в одно или несколько выходных напряжений, которые затем выпрямляются и фильтруется с использованием электролитических конденсаторов и небольших катушек индуктивности в «пи» конфигурации C-L-C, или для менее важных выходов просто конденсатор.

Этот высокочастотный трансформатор обеспечивает изолирующий барьер и преобразование для генерации нескольких напряжений, часто обеспечиваемых SMPS.

Обратная связь осуществляется через изолирующий барьер с помощью небольшого импульсный трансформатор или оптоизолятор. Обратная связь контролирует пульс ширина или частота импульсов переключающих устройств для поддержания выходная константа. Поскольку отзывы обычно только от «первичных» мощность, регулирование других выходов, если таковые имеются, обычно хуже, чем для основного выхода. Кроме того, из-за характера переключения конструкции, регулирование даже первичной мощности обычно не такой же хороший как статически, так и динамически, как приличный линейный источник питания.

Преобразователи постоянного тока в постоянный представляют собой импульсные источники питания без линейного входа. ректификация и фильтрация. Они обычно встречаются в аккумуляторных батареях. оборудование, такое как проигрыватели компакт-дисков и портативные компьютеры. У них похожие Преимущества для SMPS в том, что они компактны, легки и высокоэффективны.

Описание типового ИИП обратного хода

Вероятно, наиболее распространенной топологией небольших коммутаторов является обратная схема. показано ниже и в блок-схеме основного обратного хода Импульсный источник питания.--- + --- + ---- o V + линия | | ) || (Main + _ | _ + _ | _ | Main прямоугольник | /) || (вывод C ___ LC Pi C ___ | Вывод | \ R1) || (прямоугольник - | фильтр - | | ВН переменного тока + _ | _ / + - + + -------------- + ----------- + --- | ---- o V- Линейный фильтр ___ \ | | в кепке - | | | / + ------- + + ----------- + + ----- + | + ----- + -------- | ШИМ | Входом в сеть является линия переменного тока, которая может иметь защиту от радиопомех и перенапряжения. (не показано).Может быть несколько индукторов, связанных индукторов и конденсаторов. для фильтрации линейного шума и всплесков, а также для минимизации передачи переключение генерируемых радиочастотных помех обратно в линию электропередачи. Могут быть установлены ограничители перенапряжения типа MOV на трех входных выводах (H, N, G). Также обычно присутствует линейный предохранитель, чтобы предотвратить расплавление в случае катастрофического отказа. Это редко может предотвратить повреждение источника питания в Однако в случае перегрузки.

Выпрямление линии обычно осуществляется через удвоитель напряжения или диодный мост.Один в общей схеме используется мостовой выпрямитель в качестве удвоителя или обычного моста. меняя одну перемычку. Напряжение на переключающем транзисторе обычно составляет около 160-320 В. Некоторые универсальные источники питания рассчитаны на широкий диапазон диапазон входных напряжений - 90-240 В переменного тока (возможно до 400 Гц и более) или DC - и будет автоматически работать практически в любой точке мира, пока в качестве подходящего переходника вилки можно найти.

Когда Q1 включается, ток линейно увеличивается в T1 в зависимости от напряжения и индуктивность рассеяния первичной обмотки Т1.Маленькая мощность передается во вторичный во время этой фазы цикла. Когда Q1 выключается, поле схлопывается, и это передает мощность на выход. Чем дольше Q1 включен, тем больше энергии сохраняется (до насыщения, при котором точка взрывается). Таким образом, контролируя длительность импульса включения Q1 определяет количество мощности, доступной на выходе.

Выходной выпрямитель CR2 должен быть высокоэффективным высокочастотным блоком - a 1N400X работать не будет. Пи-фильтр на выходе сглаживает импульсы. предоставлено CR2.Иногда используется полноволновая конфигурация с вторичная обмотка трансформатора с ответвлениями.

Обратите внимание, что трансформатор T1 - это специальный тип трансформатора с воздушным зазором. в своей основе (среди прочего) для обеспечения индуктивных характеристик необходимо для работы в обратном режиме.

Несколько выходных обмоток на T1 обеспечивают до полудюжины и более разделить (и, возможно, изолировать) положительное или отрицательное напряжение но, как уже отмечалось, только один из них обычно используется для регулирования.

Контрольная схема контролирует основной выход и регулирует нагрузку цикл импульсов переключения для поддержания постоянного выходного напряжения. (Вторичные выходы не показаны на схеме выше.)

R1 - пусковой резистор (некоторые схемы запуска более сложные) и обеспечивает начальный ток к базе переключаемого транзистора. в В старые времена контроллеры SMPS проектировались с использованием дискретных компонентов. Заверение стабильная работа - проблема с любым SMPS, но особенно с топология обратного хода, при которой оставление диска включенным слишком долго приведет к насыщение сердечника трансформатора и мгновенное задымление.В настоящее время IC PWM микросхема контроллера используется почти всегда. Блок-схема одного очень ИС популярного ШИМ-контроллера показана ниже.

Многие небольшие SMPS используют оптоизоляторы для обратной связи. Оптоизолятор это просто светодиод и фотодиод в одном корпусе. Как следует из названия, оптоизолятор обеспечивает изоляционный барьер (между низковольтными вторичные выходы и линия, подключенная к первичной) для цепи обратной связи. Обычно опорная цепь на выходной стороне определяет первичный выход. напряжение и включает светодиод оптоизолятора, когда выходное напряжение превышает желаемое значение.Фотодиод обнаруживает свет от светодиода. и вызывает достаточное уменьшение ширины импульса формы волны переключения для обеспечения нужного количества выходной мощности для поддержания постоянное выходное напряжение. Эта схема может быть такой же простой, как положить фотодиод через базовый привод к переключателю BJT, таким образом сокращая он выключается, когда выходное напряжение превышает желаемое значение. Ссылка часто микросхема шунтирующего регулятора TL431 или аналогичная контролирует разделенное напряжение версия основного вывода.Когда срабатывает шунтирующий регулятор, Светодиод оптоизолятора загорается, уменьшая импульсный транзистор. Возможна регулировка выходного напряжения.

В других конструкциях используются небольшие импульсные трансформаторы для обеспечения изолированной обратной связи.

Если требуется дополнительное регулирование, можно использовать небольшие линейные регуляторы. включены после вывода (ов).

Есть много других топологий импульсных источников питания. Тем не менее основные принципы аналогичны, но детали различаются в зависимости от приложения.Описанная выше топология обратного хода является одной из наиболее распространенных для небольших источники питания с несколькими выходами. Однако вы можете найти и другие типы схем. в телевизорах и мониторах. Некоторые просто странные (чтобы быть вежливым). я иногда интересно, даются ли инженерам бонусы в зависимости от уникальности и сложности уровень понимания их замыслов!

Преимущества SMPS по сравнению с LPS

Преимущества работы в режиме переключения заключаются в следующем: по размеру, весу и эффективности.
  • Размер и вес - поскольку трансформатор и конечный фильтр (ы) работают на высокая частота (мы говорим о 10 кГц до 1 МГц и более), они могут быть намного меньше и легче, чем большие громоздкие компоненты, необходимые для Работа 50/60 Гц. Плотность мощности для SMPS по сравнению с LPS может легко превышает 20: 1.
  • КПД - поскольку коммутационные устройства (в идеале) полностью включены или полностью выключен, происходит относительно небольшая потеря мощности, так что КПД для SMPS может быть намного выше, чем для LPS, особенно почти полная нагрузка.КПД может превышать 85% (по сравнению с 50-60% для типичных LPS) с постоянными улучшениями в эта технология.

С появлением портативных компьютеров, сотовых телефонов и других портативных устройств, важность оптимизации использования энергии возросла резко. Сейчас существует множество ИС для управления и внедрения SMPS с относительно небольшим количеством внешних компонентов. Максим, Линейная технология, и Unitrode (ныне часть Texas Instruments) - это лишь некоторые из основных производители микросхем контроллеров.

Где используются SMPS?

Импульсные источники питания обычно используются в компьютерах и других цифровых устройствах. систем, а также бытовой электроники - особенно телевизоров и новых видеомагнитофонов хотя аудиооборудование будет использовать линейные источники питания из-за шума соображения. Вы найдете SMPS в:
  • ПК, рабочие станции, миникомпьютеры, большие компьютеры.
  • Ноутбуки и портативные компьютеры, КПК - оба внутренних DC-DC преобразователя и их блоки питания переменного тока.
  • Принтеры, факсы, копировальные аппараты.
  • Периферийные блоки и блоки расширения
  • Х-терминалы и видеотерминалы, кассовые аппараты.
  • Телевизоры, компьютерные и видеомониторы.
  • Многие видеомагнитофоны.
  • Сетевой адаптер для видеокамеры.

Кроме того, вы найдете DC-DC преобразователи, которые являются SMPS без подключение к сети переменного тока внутри все большего числа потребителей и промышленные приложения, включая портативные проигрыватели компакт-дисков.

Плюс в том, что они обычно достаточно надежны, эффективны и круты. Бег.

Обратной стороной является то, что при выходе из строя он может вывести много деталей. в поставке, хотя обычно это не оборудование, на которое подается питание, если только схема обратной связи закручивается и защиты от перенапряжения нет.



Назад к содержанию FAQ по ремонту SMPS.

Поиск и устранение неисправностей импульсного источника питания

БЕЗОПАСНОСТЬ

Основная опасность для вас исходит от входа источника питания, который напрямую подключен к сети переменного тока и будет иметь большие электролитические конденсаторы с напряжением 320 В или более постоянного тока при питании (часто, даже если питание не работает правильно) и в течение некоторого времени после отключения (особенно, если питание блок питания работает неправильно, но предохранители не перегорают).

ВНИМАНИЕ! Конденсаторы фильтра, используемые во многих импульсных источниках питания, могут хранить количество энергии, которое может убить - всегда разряжайте и подтверждайте это прежде, чем прикасаться к чему-либо.

Также есть риск мгновенно испортить дорогостоящие части запаса. (и любое подключенное оборудование), например, силовой транзистор импульсного режима если ваш зонд должен проскользнуть и замкнуть что-то либо напрямую, либо убивая цепь обратной связи.

Эти рекомендации предназначены для защиты от потенциально смертельного поражения электрическим током. опасности, а также оборудование от случайного повреждения.

Учтите, что опасность для вас не только в вашем теле, обеспечивающем проводимость. путь, особенно через ваше сердце. Любые непроизвольные сокращения мышц вызванные шоком, хотя, возможно, сами по себе безвредны, могут вызвать побочные повреждения - внутри этого типа оборудования много острых краев, а также другие части, находящиеся под напряжением, с которыми вы можете случайно коснуться.

Цель этого набора рекомендаций - не напугать вас, а скорее предупредить вас о соответствующих мерах предосторожности.Ремонт телевизоров, мониторов, микроволновые печи, другое бытовое и промышленное оборудование может быть как выгодно и экономично. Только убедитесь, что это безопасно!

  • Не работайте в одиночку - в экстренной ситуации присутствие другого человека может быть необходимо.
  • Всегда держите одну руку в кармане, когда где-нибудь рядом с включенным подключенная к сети или высоковольтная система.
  • Носите обувь с резиновым дном или кроссовки.
  • Не носите украшения или другие предметы, которые могут случайно коснуться электрических цепей и проводят ток, или могут попасть в движущиеся части.
  • Установите рабочее место вдали от возможных оснований, которые могут случайно контакт.
  • Знайте свое оборудование: телевизоры и мониторы могут использовать части металлического корпуса в качестве возврата на землю, но шасси может быть под напряжением по отношению к заземление линии переменного тока. В микроволновых печах корпус используется в качестве заземления. возврат за высокое напряжение. Кроме того, не думайте, что шасси подходящая площадка для вашего испытательного оборудования!
  • Если печатные платы необходимо снять с их креплений, установите изолирующие материал между досками и все, к чему они могут привести.Держи их место с помощью шнурка или изоленты. Подоприте их изоляционными палками - пластик или дерево.
  • Если вам нужно проверить, припаять или иным образом прикоснуться к цепям при выключенном питании, разряжать (через) большие конденсаторы фильтра источника питания мощностью 2 Вт или более резистор на приблизительное значение 5-50 Ом / В (например, для конденсатора 200 В, используйте резистор 1–10 кОм). Наблюдайте за разрядкой и / или убедитесь, что нет остаточного заряда с подходящим вольтметром. В телевизоре или мониторе, если вы снимаете высоковольтное соединение с ЭЛТ (для замены трансформатор обратного хода, например) сначала разрядите контакт ЭЛТ (под изолирующий колпачок на конце толстого красного провода).Используйте 1–10 МОм 1 Вт или резистор большей мощности на конце изолирующего стержня или зонда измерителя высокого напряжения. Разряд на металлический каркас, который соединен к внешней стороне ЭЛТ.
  • В частности, для телевизоров и мониторов существует дополнительная опасность Взрыв ЭЛТ - будьте осторожны, чтобы не ударить по конверту ЭЛТ своими инструментами. Имплозия разбросает осколки стекла с большой скоростью в каждом направление. Несколько тонн силы пытаются раздавить типичный ЭЛТ.Всегда надевайте защитные очки.
  • Подсоедините / отсоедините все измерительные провода при отключенном оборудовании и отключен. Используйте зажимы или припаяйте временные провода, чтобы добраться до тесноты. места или труднодоступные места.
  • Если вы должны зондировать под напряжением, обмотайте изолентой все, кроме последней 1/16 дюйма измерительных щупов, чтобы избежать случайного короткого замыкания, может вызвать повреждение различных компонентов. Обрежьте ссылочный конец метр или осциллограф к соответствующему заземлению, так что вам нужно только щупать одной рукой.
  • Используйте соответствующий пробник высокого напряжения или измеритель высокого напряжения для измерения напряжения которые потенциально выходят за рамки возможностей вашего цифрового мультиметра или VOM - не что-то сколотил из резисторов на 1/4 ватта! Обратите внимание, что ошибка условия или даже тестирование при * пониженном * входном напряжении может привести к сильно повышенное напряжение на одном или нескольких выходах из-за отсутствия регулирования.
  • Возможно, можно будет провести некоторые тесты при сильно пониженном напряжении (например, 30 В постоянного тока на прерыватель вместо 300 В постоянного тока) путем подачи внешнего питание микросхемы контроллера (если используется) и ввод привода базы / затвора из генератор сигналов.Это значительно снизит опасность поражения электрическим током, а также повреждение оборудования из-за проскальзывания датчика или пропущенного неисправного компонента.
  • Проведите как можно больше тестов при выключенном питании и оборудовании. отключен. Например, полупроводники в блоке питания телевизор или монитор можно проверить на короткое замыкание с помощью омметра.
  • Используйте изолирующий трансформатор, если есть вероятность контакта с линией подключенные цепи. Variac (TM) не является изолирующим трансформатором! Использование розетки с защитой от замыкания на землю (GFCI) - это хорошая идея, но не защитит вас от ударов из многих точек на линии подключенный телевизор или монитор, или сторона высокого напряжения микроволновой печи, для пример.(Обратите внимание, однако, что GFCI может мешать срабатыванию при включении или другие случайные моменты времени из-за путей утечки (например, заземления зонда осциллографа) или высокоемкостные или индуктивные входные характеристики питаемых от сети оборудования.) Предохранитель или автоматический выключатель слишком медленный и нечувствительный, чтобы обеспечить любая защита для вас или, во многих случаях, вашего оборудования. Однако эти устройства могут спасти провод заземления зонда прицела, если вы случайно подключите это живое шасси.
  • Не пытайтесь ремонтировать, если вы устали.Мало того, что ты будешь больше небрежно, но ваш основной диагностический инструмент - дедуктивное рассуждение - будет не работать на полную мощность.
  • Наконец, никогда ничего не предполагайте, не проверив это сами! Не выбирайте ярлыков!

Советы по устранению неисправностей SMPS

Иногда проводится диагностика проблем в импульсных источниках питания. сложен из-за взаимозависимости компонентов, которые должны функционировать правильно, чтобы любая часть источника питания начала работать.В зависимости от конструкция, SMPS может быть или не быть защищенным от условий перегрузки и может выйти из строя катастрофически при большой нагрузке, даже при предположительно стойком к короткому замыканию. Особую нагрузку испытывают коммутационные аппараты (часто они 800 В транзисторы), что может привести к преждевременному или неожиданному отказу. Также SMPS может выходить из строя при восстановлении питания после отключения электроэнергии, если есть какое-либо питание всплеск, поскольку включение - очень напряженный период - в некоторых проектах это учитывается счет и ограничение включения всплеска.

Однако причина многих проблем сразу очевидна и проста. исправления - перегоревший транзистор прерывателя или засохший конденсатор главного фильтра. Не думайте, что ваша проблема сложна и запутана. Большинство нет. Вы не должны избегать попытки ремонта только из-за небольшого шанс будет посложнее!

Маломощный (например, 25 Вт) паяльник с мелкими жалами и припой для тонких канифольных стержней. понадобится, если вам нужно отсоединить припаянные провода (специально или случайно) или заменить припаянные компоненты.Утюг большей мощности или маленький паяльный пистолет понадобится для работы с более крупными компонентами. Никогда не использовать кислотный припой или припой, используемый для запотевания медных труб!

ВНИМАНИЕ: Вы можете легко превратить простой ремонт (например, плохие паяные соединения) в дорогой беспорядок, если вы используете неподходящее паяльное оборудование и / или не хватает навыков пайки, чтобы справиться с этим. Если сомневаетесь, найдите кого-нибудь еще для пайки или, по крайней мере, для практики, практики, практики, пайки и сначала демонтируйте ненужную печатную плату! См. Документ: Поиск и устранение неисправностей и ремонт бытовой электроники Оборудование для получения дополнительной информации по технике пайки и доработки.

Испытательное оборудование

Самое ценное испытательное оборудование (помимо ваших чувств) будет DMM или VOM. Только этого будет достаточно для большинства диагнозов неисправные компоненты (например, закороченные полупроводники или открытые плавкие резисторы).

ВНИМАНИЕ: Если SMPS (или любое другое оборудование) может производить напряжения выше 1000 В (или максимального диапазона на вашем измерителе), убедитесь, что вы используете правильный датчик высокого напряжения или измеритель высокого напряжения - условия отказа могут легко привести к появлению в системе напряжений, намного превышающих допустимые. ожидаемый, даже если работает при пониженном входном напряжении и / или с последовательным током ограничитель.

В проектах, использующих микросхемы контроллеров, осциллограф пригодится, когда проблемы с запуском или перегрузкой по току / отключением напряжения или циклическими проблемами. поскольку все работает с относительно низкой частотой, подойдет практически любой прицел.

Невероятно удобные виджеты

Это маленькие гаджеты и самодельные тестеры, которые пригодятся многим. ремонтные ситуации. Вот лишь некоторые из самых простых:
    Серия
  • Лампа для ограничения тока при испытании телевизоров, мониторы, импульсные блоки питания, усилители мощности звука и т. д.я построил коробка с двумя розетками, розетки соединены последовательно так, чтобы лампа могут быть включены в одну розетку, а тестируемое устройство - в другую. Для дополнительной универсальности добавьте обычную розетку и аварийный выключатель, используя квадроцикл вместо этого. Использование последовательной нагрузки предотвратит ваши дорогостоящие запасная часть, такая как импульсный силовой транзистор, от перегрева, если в цепи все еще есть неисправность, которую вы не смогли найти. (Вот если бы я только не забывал делать это почаще!). См. Раздел: Фокус с лампочкой в ​​сериале.
  • Вариак. Он не должен быть большим - вариак на 2 А, установленный с выключателя, розетки и предохранителя хватит для большинства задач. Тем не мение, Вариак на 5 ампер или больше не повредит. Если вы будете устранять неполадки Оборудование 220 В переменного тока в США, есть блоки питания Variacs, которые выдают 0-240 В переменного тока. от линии 115 В переменного тока (только убедитесь, что вы не забываете, что это может легко обжарьте свое оборудование 115 В переменного тока.) Изменяя сетевое напряжение, можно не только вы постепенно поднимаете отремонтированный монитор, чтобы убедиться, что нет проблемы; вы также можете оценить поведение при низком и высоком напряжении в сети.Это может значительно помочь в поиске и устранении неисправностей с источником питания. ВНИМАНИЕ: a Variac - автотрансформатор, а не изолирующий трансформатор и не помогает в отношении безопасности. Вам также понадобится изолирующий трансформатор.

    Примечание: некоторые конструкции SMPS требуют, чтобы питание подавалось мгновенно для обеспечения пусковое напряжение к контроллеру. Если это так с вашим, невозможно будет медленно поднять напряжение (если вы не включите чип отдельно). Тем не менее, все еще должна быть возможность запустить устройство. несколько пониженное сетевое напряжение.Кроме того, запуск любого SMPS на пониженной линии напряжение вызывает стресс. Это также может привести к неправильным выводам. регулируются и идут намного выше, чем обычно. Таким образом, следует использовать Variac. с осторожностью - с выходами, подключенными к фиктивным нагрузкам вместо питаемое оборудование и ограничитель тока серии (например, лампочка) в ввод.

  • Разделительный трансформатор. Это очень важно для безопасной работы с оборудование шасси, находящееся под напряжением, например, коммутируемые источники питания (первичная сторона).Вы можете построить один из пары одинаковых мощностей трансформаторы, соединенные спина к спине (с их вторичными соединены вместе. Я построил свою из пары похожих старых силовые трансформаторы для телевизоров лампового типа, смонтированные на плате с выводной коробкой включая предохранитель. Их вторичные обмотки высокого напряжения были соединены вместе, чтобы соединить два трансформатора вместе. Неиспользуемое низкое напряжение обмотки могут быть включены последовательно с первичной или выходной обмотками, чтобы отрегулируйте напряжение. Альтернативно, коммерческие трансформаторы изоляции линий подходящие для поиска и устранения неисправностей телевизора доступны менее чем за 100 долларов - хорошо стоит каждой копейки.

    Нет абсолютно никаких причин не использовать изоляцию. трансформатор для поиска и устранения неисправностей SMPS, кроме, возможно, финального теста где требуется подтверждение, что бросок тока от прямого подключения к сети (который будет иметь практически неограниченный мгновенный ток) не повредит только что отремонтированный источник питания.

  • Переменный разделительный трансформатор. Вам не нужно покупать причудливую комбинацию Блок. За Variac может последовать обычный изолирующий трансформатор.(The обратный порядок тоже работает. Могут быть небольшие различия в грузоподъемность.).

Безопасный разряд конденсаторов в импульсных источниках питания

Работающий SMPS может довольно быстро разрядить свои конденсаторы, когда он закрыт. выключено, но НЕ рассчитывайте на это. Конденсаторы основного фильтра могут иметь утечку резисторы для относительно быстрого разряда - но резисторы могут выйти из строя и термин «быстро» может относиться к возрасту Вселенной. Не надо зависеть от них.

Я рекомендую использовать резистор высокой мощности примерно От 5 до 50 Ом / В рабочего напряжения конденсатора.Это не критично - немного более или менее будет нормально, но это повлияет на время, необходимое для полного разрядить конденсатор. Использование токоограничивающего резистора будет предотвратить дуговую сварку, связанную с разрядом отвертки, но иметь достаточно короткую постоянную времени, чтобы конденсатор упал до низкое напряжение в течение нескольких секунд (в зависимости, конечно, от Постоянная времени RC и его исходное напряжение).

Затем проверьте с помощью вольтметра, чтобы быть уверенным вдвойне. А еще лучше контролировать во время разряда.2 / R) может использоваться, так как общая энергия, запасенная в конденсаторе, не так уж велика (но все еще потенциально смертельный).

Разрядный инструмент и схема, описанные в следующих двух разделах, могут быть используется для визуальной индикации полярности и заряда телевизора, монитора, SMPS, конденсаторы фильтра источника питания и малая электронная энергия вспышки накопительные конденсаторы и высоковольтные конденсаторы для микроволновых печей.

Причины для разрядки конденсаторов использовать резистор, а не отвертку:

  • Не повредит отвертки и клеммы конденсатора.
  • Не повредит конденсатор (из-за импульса тока).
  • Это снизит уровень стресса вашего супруга из-за того, что ему не нужно слышать эти страшные щелчки и треск.

Инструмент для разряда конденсатора

Подходящий разрядный инструмент для каждого из этих приложений может быть выполнен в виде довольно легко. Схема индикатора разряда конденсатора, описанная ниже могут быть встроены в этот инструмент для визуального отображения полярности и заряда (на самом деле не требуется для ЭЛТ, так как постоянная времени разряда равна практически мгновенно даже с резистором сопротивлением многомом.
  • Припаяйте один конец резистора подходящего размера (для вашего приложения) вместе со схемой индикатора (при желании) на хорошо изолированный зажим привести около 2-3 футов в длину. По соображениям безопасности эти соединения должны быть правильно припаял - не просто завернул.
  • Припаяйте другой конец резистора (и разрядной цепи) к колодцу. изолированная точка контакта, например, 2 дюйма голого медного провода №14. установлен на конце двухфутового стержня из ПВХ или оргстекла, который действовать как удлинитель.
  • Прикрепите все к изолирующему стержню пластиковой изолентой.

Этот разгрузочный инструмент защитит вас от опасной зоны.

Опять же, всегда дважды проверяйте надежным вольтметром или закорачивая изолированная отвертка!

Цепь индикатора разряда конденсатора

Вот предлагаемая схема, которая будет разряжать конденсаторы основного фильтра. в импульсных источниках питания, телевизорах и мониторах. Эта схема может быть построена в разгрузочный инструмент, описанный выше.

Визуальная индикация заряда и полярности обеспечивается с максимального входа до нескольких вольт.

Общее время разряда составляет примерно 1 секунду на 100 мкФ емкости. (5RC с R = 2 кОм).

Безопасная работоспособность этой схемы с указанными значениями составляет около 500 В и 1000 мкФ. максимум. Отрегулируйте значения компонентов для вашего конкретного приложения.

(Зонд)
------- + ------- + -------- +
(Зажим GND)

 
Два набора из 4 диодов будут поддерживать почти постоянное падение напряжения около 2.8-3 В через светодиод + резистор, пока входное напряжение больше, чем около 20 В. Примечание: это означает, что яркость светодиода НЕ является показателем. значения напряжения на конденсаторе, пока оно не упадет ниже примерно 20 вольт. Затем яркость будет уменьшаться до полного отключения примерно на 3 вольта.

Указание по безопасности: всегда подтверждайте разряд с помощью вольтметра, прежде чем прикасаться конденсаторы высокого напряжения!

Устройство проверки напряжения

В то время как мультиметр предназначен для измерения напряжений (и прочего), чекер используется в основном для быстрого определения присутствия напряжения, его полярности и других основных параметров.Одно использование - быстрое, зато надежная индикация состояния заряда на БОЛЬШОМ конденсаторе. An, примером простого варианта такого устройства является «конденсаторный разряд». схема индикатора », описанная выше.

(От: Яна Филда ([email protected]).)

Версия чекера, которая у меня есть, тоже содержит миниатюрную 12 В. аккумулятор для проверки непрерывности - любое сопротивление менее 22К будет произвести некоторое свечение. Это удобно для быстрой проверки полупроводниковых переходов - в общем, если он дает небольшое свечение, значит, он негерметичен, но транзистор B / E переходы имеют внутреннее напряжение стабилитрона, поэтому обычно наблюдается некоторое свечение.Также диоды с барьером Шоттки дают свечение обратной утечки - это не означают, что они неисправны, проверьте Vf с помощью проверки диодов на цифровом мультиметре перед биннинг! Любой стабилитрон выше 10-11 В можно быстро проверить на S / C, более низкий Vz будет производить некоторое свечение - снова проверьте Vf перед биннингом.

Эти шашки становится все труднее достать, большинство продавцов компонентов здесь можно использовать только сложные (и дорогие) версии с встроенный измерительный компьютер и ЖК-дисплей - этого не хватит на 5 минут схема обратного хода! В некоторых магазинах автомобильных аксессуаров есть более простые версии. без батареи - всегда проверяйте, может ли он измерять Переменный или постоянный ток от 4 до 380 В перед расставанием с деньгами! Внутренний контур должен содержат светодиоды, резистор на 15 Ом для ограничения максимального импульсного тока при PTC холодный и специальный пленочный термистор PTC.Аккумулятор может быть добавлен кнопкой с передней панели видеомагнитофона - но не вините меня, если убьете сами, потому что вы неправильно изолировали добавленные компоненты! Есть более сложная безбатарейная версия с двумя светодиодами на передней панели ручка для указания полярности и ряд светодиодов по длине ручка для указания диапазона напряжения. Эта версия содержит 2 специальных PTC и схема гистограммы на дискретных транзисторах - здесь есть место для добавления аккумулятор внутри корпуса. Что касается специального PTC, это единственное место, где я видел их - одна из возможностей, на которую стоит обратить внимание, это Термистор запуска Siemens PTC SMPSU для микросхем управления TDA4600, обычно это имеет последовательный резистор не менее 270 Ом и с большей вероятностью включится в Европейские телевизоры, но я видел их в ранних дисплеях Matsushita IBM и у некоторых других (возможно, Tandon) термистор PTC всегда синий и выглядит как очень миниатюрная копия белого пластика Philips PTC размагничивания термистор.

Трюк с лампочкой серии

При включении монитора (или любых других современных электронных устройств с дорогие силовые полупроводники), которые были выполнены в любых цепях питания, желательно свести к минимуму вероятность взрыва недавно установленных деталей если все еще есть неисправность. Это можно сделать двумя способами: Variac для постепенного повышения напряжения сети переменного тока и использования последовательной нагрузки для ограничения тока в силовых полупроводниках.

Фактически, используя последовательную нагрузку - лампочка - это просто легкодоступный дешевая загрузка - лучше, чем Variac (ну и то, и другое может быть еще лучше), так как он ограничит ток до (надеюсь) неразрушающего уровня.

ВНИМАНИЕ! Работа любого ИИП при сильно пониженном сетевом напряжении будет вызывать стресс. для него, особенно если выходная нагрузка составляет значительную часть его полной рейтинги нагрузки. Кроме того, в некотором диапазоне линейного напряжения выходной сигнал регулирование может не работать должным образом, и выход (ы) может быть намного выше, чем ожидается. По возможности используйте манекены вместо ценного оборудования. при проведении такого тестирования!

Что вы хотите сделать, так это ограничить ток критически важных частей - обычно импульсный (прерыватель) силовой транзистор SMPS или горизонтальный выход транзистор (HOT) телевизора или монитора.В большинстве случаев вам сойдет с рук поставив его последовательно с линией переменного тока. Однако иногда, поставив свет лампочка непосредственно в цепи B + потребуется для обеспечения надлежащей защиты. В этом месте он ограничит ток до HOT от основного фильтра. конденсаторы линейных источников питания. Это также может потребоваться с некоторые импульсные источники питания, поскольку они все еще могут подавать пакеты полного (или чрезмерный) ток, даже если лампочка включена последовательно с линией переменного тока.

На самом деле, настоящий силовой резистор, вероятно, лучше, так как его сопротивление постоянная в отличие от лампочки, которая будет варьироваться в соотношении 1:10 от холода к горячему. Однако лампочка обеспечивает хорошую визуальную индикацию тока. нарисованный тестируемой схемой. Например:

  • Полная яркость: короткое замыкание или очень большая нагрузка - серьезная неисправность вероятно все еще присутствует.
  • Первоначально яркий, но затем снижается яркость: конденсаторы фильтра зарядите, затем снизьте ток до остальной цепи.Это то, что ожидается когда оборудование работает нормально. Все еще может быть проблема с цепями питания, но это, вероятно, не приведет к немедленному катастрофический провал.
  • Пульсирует: блок питания пытается включить, но отключается из-за Состояние перегрузки по току или перенапряжения. Это могло быть связано с продолжающимся неисправность или лампочка слишком мала для оборудования.

Примечание: для телевизора или монитора может потребоваться (и желательно) отключить Катушка размагничивания, поскольку это представляет большую начальную нагрузку, которая может помешать установке от запуска с лампочкой в ​​цепи.

Предлагаются следующие значения пусковой мощности:

  • Лампа мощностью 40 Вт для импульсных блоков питания видеомагнитофона или портативного компьютера.
  • Лампа мощностью 100 Вт для небольших (например, черно-белых или 13-дюймовых цветных) мониторов или телевизоров.
  • Лампа мощностью 150-200 Вт для больших цветных мониторов или проекционных телевизоров.

В комплект входит трехходовая лампа мощностью 50/100/150 Вт (или аналогичная) в соответствующей розетке. это удобно, но отметьте переключатель, чтобы знать, какая настройка какая!

В зависимости от номинальной мощности оборудования может потребоваться вырос.Однако начните с малого. Если лампочка горит на полную мощность, вы знаю, что все еще есть серьезная ошибка. Если он мерцает или телевизор (или другое устройство) не полностью разгорается, тогда можно безопасно перейти к лампе большего размера. Не поддавайтесь искушению немедленно полностью вынуть серийную лампочку из схема в этот момент - я был облажался, делая это. Попробуйте сначала больший. Поведение должно улучшиться. Если нет, то там по-прежнему присутствует неисправность.

Обратите внимание, что некоторые телевизоры и мониторы просто не включаются никакими последовательной нагрузки - по крайней мере, с одной достаточно малой (с точки зрения мощности) обеспечить любую реальную защиту.Микроконтроллер явно чувствует падение под напряжением и отключает устройство или постоянно переключает питание. К счастью, это, кажется, исключения.

А как насчет SMPS в телевизорах и мониторах?

В телевизорах и мониторах есть хотя бы один ИИП - отклонение по горизонтали обратная цепь и может иметь дополнительный SMPS для обеспечения низкого напряжения или постоянного тока для горизонтального выходного транзистора. Большинство из теория эксплуатации и методы поиска и устранения неисправностей применимы к ним как хорошо.Однако производители телевизоров и мониторов, как правило, творческий (можно сказать, непонятный?) когда дело доходит до этих дизайнов, так что часто необходимо немного больше чесать голову, чтобы расшифровать схему и попасть в сознание дизайнера. Однако основные виды отказов аналогичны, и могут использоваться одни и те же процедуры испытаний.

Комментарии по разряду и испытанию конденсаторов SMPS последовательными нагрузками

(От: Яна Филда ([email protected]).)

В крайнем случае, разрядка БОЛЬШИХ электролитических конденсаторов с помощью контрольной лампы (230 В, 60 Вт в Великобритании; 115 В, 25 Вт последовательно в США), но если лампа Вас ждет неприятный сюрприз! Хотя я не критикую использование запасные резисторы высокой мощности, я обычно нахожу, что их убирают, поэтому нет ни слова о том, когда он вам нужен!

Лампа иногда используется, если я не могу найти NTC, но я всегда проверяю с измерителем напряжения из-за риска! - силовые резисторы могут отключаться как хорошо, тогда как термисторы NTC обычно выходят из строя S / C - что обычно происходит как результат временного явления, например, удара молнии возле подземная линия электропередачи.

Это маловероятно при сбросе энергии при разряде автономного электролитический (если только оборудование в это время еще не запитано!). Моя скамейка не самый аккуратный в мире, поэтому гаджеты, как правило, теряются, в том числе силовые резисторы с добавленными светодиодными индикаторами хода разряда. Это где ограничитель пускового тока NTC вступает в свои права, даже без выбора типа - разрядит конденсатор практически мгновенно с минимальным горения дуги на контактных площадках. Очевидно, энергия вызывает некоторое нагревание - в случае больших электролитических выпрямителей прямого отключения сглаживание / резервуар количество нагрева достаточно, чтобы дать представление состояния конденсатора - выход из строя конденсатора встречается сравнительно редко, поэтому это не часто ожидается и может вызвать вводящие в заблуждение симптомы - поэтому эта двойная обычная проверка иногда экономит уйму времени!

Уловка, которую я обнаружил, работает даже лучше, - это использовать пусковой ток NTC. ограничитель термистор.Эти предметы можно извлечь из монитора металлолома или БП, и внимательный выбор может выявить некоторые типы с «комнатной температурой». сопротивление »несколько кОм - при линейном напряжении на конденсаторе разряжаясь через них, самонагрев снижает сопротивление до нескольких Ом. Это уменьшает сварочное напыление, поскольку контактный ток составляет всего несколько единиц. миллиампер - он возрастает до нескольких ампер, когда конденсатор «сбрасывает» свой заряд в виде сопротивление NTC падает при самонагреве.

Я бы не согласился с одним моментом: не все электролиты нуждаются в разрядка! Большинство SMPSU любой заметной мощности имеют высокую энергию электролиты во вторичной обмотке - выражается ли это в виде высокого напряжения или высокий ток.В случае с мониторами пост PWM-B + имеет большой накопительный электролит, который может нанести значительный ущерб в случае, если отказ линейного привода не позволил использовать его энергию. Метод термистора NTC здесь помогает; после "сброса" электролитиков сетевого напряжения - NTC находится на более низкое сопротивление и готовность к работе с электролитами с более низким зарядом.

Есть пункт, касающийся "фиктивных нагрузок на контрольную лампу", это больше связано с мониторов, чем коробки SMPSU. А также предлагаемое использование для ограничения пускового тока ток до безопасного значения на коробках SMPSU - я также использую этот метод на line-O / P специально для проверки того, что отказ обратноходового трансформатора не был первопричина взрыва B + PWM или SMPSU.Недавно меня поймали несколько раз, потому что некоторые конструкции типа "энергетическая звезда" настолько эффективны, что бросок ток самой лампы достаточен, чтобы вызвать катастрофические повреждения! Великобритания Тестовая лампа 220/230 В 60 Вт, которую у меня здесь, имеет расчетное рабочее сопротивление 806,7 / 881,7 Ом по сравнению с измеренным сопротивлением холоду около 67 Ом, поэтому Эффект PTC нити накаливания ограничивает преимущество!

Чтобы прояснить мой комментарий о подтверждении наличия неисправного трансформатора обратного хода повредил B + PWM; старые схемы используют понижающий стабилизатор MOSFET, в котором S / C выход из строя полевого МОП-транзистора подает нерегулируемый B + на каскад линейного выхода / выхода. неизменно разрушает HOT, а иногда и трансформатор, но любой из них может легко быть первопричиной.В любом случае - в обход B + PWM MOSFET через контрольная лампа пропускает ток, достаточный для проверки работоспособности трансформатора - с ценой замен принимается очень мало котировок - так что хорошо стоит убедиться, прежде чем заказывать дорогую замену или делать слишком много ремонтные работы! В последнее время наблюдается тенденция к обратному ходу - повышение уровня B + регуляторы. Когда B + MOSFET выходит из строя S / C, он просто останавливает основной SMPSU. (иногда разрушая выпрямитель!). Поскольку этот тип B + PWM является повышающим, работоспособность обратного трансформатора можно проверить, просто сняв S / C MOSFET.Самые последние разработки, похоже, основаны на полурезонансном Топология SMPSU - они напоминают ШИМ-контроллеры понижающего регулятора, но ШИМ MOSFET имеет потенциал шасси, а первичная обмотка трансформатора полностью заряжена. PSU-рейка, линейный транзистор O / P находится между двумя с приводом трансформатор, подключенный к генератору блокировки с эмиттерной связью конфигурации, чтобы добавить "регенерацию" к базовому диску. Повышающий диод часто включает понижающие регуляторы «звона-дроссель» в «чистую индуктивную составляющую» что он восстанавливает энергию! Поскольку более поздняя конфигурация наиболее близка напоминает тип понижающего регулятора, контрольная лампа требуется для подтверждения работоспособность трансформатора - но странные и прекрасные схемы могут Сделайте это весело, работая над тем, где его подключить!

Устройство проверки напряжения, которое я считаю незаменимым, - это Steinel Master check 3. из; Steinel GmbH & Co.(KG Dieselstrabe 80-86 D-4836 Hertzebrock 1, Германия). Моя версия состоит из пары "обратно-параллельных" светодиодов. последовательно с металлопленочным термистором PTC на крошечной керамической трубке - у этого есть очень низкая тепловая инерция, поэтому термистор PTC ограничивает ток до безопасного значения для светодиодов при любом приложенном напряжении от 4 до 380 В комбинация 2 светодиодов четко указывает полярность переменного или постоянного тока. когда эта проверка используется вокруг SMPSU, вы можете ясно увидеть эффект потери времени перехода неосновных носителей в выпрямителях, потому что передний фронт формы волны толкает выпрямители Vf намного выше нуля.7 В для задержки впрыска неосновного носителя - до того, как выпрямитель начнет поведение. Если выпрямитель БП имеет два электролита и дроссель в Pi фильтра, программа проверки часто обнаруживает отрицательные переходные процессы на ближайший к выпрямителю электролитик - явный признак конденсатора Отказ ESR.

Виды отказов ИИП

Также см. Раздел: Звуки, которые издают SMPS.

SMPS выходят из строя по-разному, но наиболее распространены следующие:

  • Неисправные компоненты первичной стороны.Выпрямительные диоды, конденсатор (ы) фильтра, MOV и другие части, расположенные перед транзистором (-ами) переключения режима (прерывателя) может закоротить из-за скачка напряжения, молнии или без видимой причины. Главный предохранитель мгновенно перегорит.

    Симптомы: полностью обесточенный предохранитель мгновенно сгорает (испаряется или взрывается) даже если переключаемый транзистор удален, если плавкий резистор не перегорел, чтобы защитить предохранитель. 🙂 Протестируйте все компоненты на линейной стороне высокочастотный трансформатор на короткое замыкание с мультиметром.

  • Закороченный транзистор переключаемого режима - могут быть вынуты дополнительные детали, такие как плавкие взрывонепроницаемые резисторы в коллекторных или эмиттерных цепях биполярных цепей транзисторы или схемы истока или стока для полевых МОП-транзисторов, а также затвор такие компоненты, как стабилитрон защиты 15 или 18 В. Главный предохранитель перегорит, если защищен плавкими резисторами, и один или несколько из них сработают первыми.

    Симптомы: полностью обесточенный предохранитель мгновенно сгорает (испаряется или взрывается. если плавкий резистор не открылся).Измерение по C-E или D-S Импульсный транзистор дает сопротивление, близкое к нулю, даже при отключении от цепи.

  • Закорочены выпрямительные диоды во вторичных цепях - это высокая частота высокоэффективные диоды при значительном напряжении.

    Симптомы: при очень простом питании без максимальной токовой защиты, отказ одного или нескольких из этих диодов может привести к перегрузке питания и вызвать катастрофический сбой питания в импульсном режиме транзистор (см. выше) и связанные с ним компоненты.Таким образом, они должны перед подачей питания к источнику питания, в котором произошло короткое замыкание переключаемый транзистор.

    В источниках с защитой от короткого замыкания симптом может быть периодическим. tweet-tweet-tweet или flub-flub-flub, когда источник питания пытается перезапустить а затем отключается. Могут мигать любые индикаторы питания или индикаторы с этой же скоростью.

    Проверьте с помощью омметра - низкие показания в обоих направлениях указывают на плохой диод. Иногда они проходят нормально, но не работают под нагрузкой или при рабочее напряжение.Легче всего заменить на заведомо исправные диоды для проверки диагноз. Выпрямители либо выглядят как 1N400X на стероидах - цилиндры размером примерно 1/4 "x 1/2" (пример: HFR854) или пакеты TO220 (пример: C92M) с двойными диодами, подключенными к катоду для положительного расходные материалы или анод для отрицательных расходных материалов (в комплект может входить маленькая диаграмма). Их можно использовать либо с резьбой по центру. трансформатор, или просто параллельный для большой токовой нагрузки. Если сомневаешься, снимите с цепи и снова проверьте омметром.Если бы не выход, используемый для обратной связи регулирования, попробуйте питание с выпрямителем удалено. Как уже отмечалось, проверка с помощью омметра может ввести в заблуждение, поскольку эти выпрямители могут выйти из строя при полном напряжении. В случае сомнений замените известное хороший выпрямитель (для теста хватит и одной половины пары).

  • Неправильная схема запуска - начальный привод базы (затвора) часто обеспечивается резистор большой мощности или резисторы из выпрямленного Напряжение переменного тока. Они могут просто открыться без уважительной причины.

    Симптомы: в этом случае источник питания будет полностью отключен, но все полупроводники проверятся, и предохранители не перегорят. Проверить пусковые резисторы с омметром - силовые резисторы в линии переменного тока входной раздел. ВНИМАНИЕ: на главном фильтре будет полное напряжение. конденсатор (ы) - 1 или 2 пиковое или около 160 или 320 В постоянного тока в зависимости от конструкции. Разрядите перед зондированием.

  • Засохшие конденсаторы - на входе или выходе.

    Симптомы: конденсатор основного фильтра может высохнуть или разомкнуться, что приведет к выходной сигнал должен быть пульсирующим с частотой 60 (50) или 120 (100) Гц и все виды проблемы регулирования.Измерьте напряжение на конденсаторе (-ах) главного фильтра. Если показание низкое и сразу упадет до гораздо более низкого значения или 0 при выдергивании вилки один из этих конденсаторов может быть открыт или высох. вверх. Если у вас есть осциллограф, следите за пульсациями (используйте изоляцию трансформатор !!). Чрезмерная пульсация при умеренной нагрузке указывает на засохший или открытый конденсатор.

    В крайнем случае, конденсатор основного фильтра с сильно уменьшенной емкостью или полностью открытый, может привести к выходу из строя транзистора режима переключения. и обесточенный источник питания, который перегорает предохранители или плавкие резисторы.Следовательно, это Всегда полезно проверять электролитические конденсаторы при ремонте SMPS, у которого перегоревший транзистор режима переключения.

    Конденсаторы в секции низкого напряжения могут выйти из строя, что приведет к проблемам регулирования. Иногда используются конденсаторы, ограничивающие скорость нарастания напряжения, которые питаются от первичный выход на регулятор регулятора для ограничения начального броска и перерегулировать. Отказ одного из них может привести к нарушению правил в самое ближайшее время. наименее. Например, чрезмерная утечка может снизить выходную мощность основного вывод (и, как следствие, все остальные).

    Если используется такой контроллер, как UC3842, выход из строя конденсатора на его вывод Vcc может привести к прерыванию запуска или циклическому поведению, так как голодал до сока каждый раз, когда он пульсирует импульсный силовой транзистор:

    (От: Джона Хопкинса ([email protected]).)

    "Я обнаружил плохой конденсатор (10 мкФ, 35 В) на входе Vcc микросхемы UC3842. в блоке питания. Включите устройство, получите очень короткий импульс питания вывод, то ничего. Каждый раз, когда 3842 выдает импульс, он исчерпывает VCC.Маленькая деталь, большая проблема ".

    Почти во всех случаях, когда есть сомнения, параллельный заведомо исправный конденсатор аналогичная емкость и, по крайней мере, равное номинальное напряжение (кроме этих конденсаторы, ограничивающие скорость нарастания напряжения, где замена - единственный надежный тест).

    Для блоков питания видеомагнитофонов Panasonic (и других) это обычное дело - почти гарантированное через несколько лет - что один или несколько конденсаторов выходного фильтра обычно потерпят неудачу, и замена их всех, возможно, решение грубой силы, Устраните скулящий источник питания, плохую регулировку или шум.Однако проверьте полупроводники, а также перед подачей питания. См. Раздел: Panasonic VCR SMPS.

  • Плохое соединение / холодная пайка - как и во всех других массовых производствах системы питания (включая телевизоры и мониторы), треснутые или неисправные паяные соединения очень распространены, особенно вокруг контактов компоненты высокой мощности, такие как трансформаторы, силовые резисторы и транзисторы, и разъемы.

    Это особенно характерно для портативного оборудования. Универсальные адаптеры переменного тока для видеокамер и портативных компьютеров часто злоупотребляют до отказа.Крупные компоненты, такие как дроссель сетевого фильтра и высокочастотный трансформатор склонны к растрескиванию паяных соединений на контактах или даже отрыву от печатная плата.

    Симптомы: возможно практически любое поведение. Устройство может работать неустойчиво, прерывистый или полностью мертвый. Осмотрите припаянную сторону Печатная плата с ярким светом и увеличительным стеклом при необходимости. Нежно проткните или поверните печатную плату изолирующей палкой, чтобы проверить, не проблема может быть изменена.Обратите внимание, что однократное прерывание может взорвать многие компоненты, поэтому проверка на наличие прерываний - действительно хороший идея, даже если вы считаете, что все неисправные компоненты были заменены.

  • Проблемы регулирования - высокий или низкий выход.

    Симптомы: изменилось напряжение и регулировочный потенциометр, если он есть, не имеет или не может установить правильное значение напряжения. Проверить компоненты в регуляторе обратной связи, особенно в оптоизоляторе и связанном с ним схема. Слабый оптоизолятор может привести к чрезмерному выходному напряжению.Короткое замыкание фотодиода в оптоизоляторе может помешать запуску. Открытый фотодиод может привести к неисправности. ВНИМАНИЕ: проверьте эти цепи с осторожностью как из соображений безопасности, так и из-за любой ошибки зонд может привести к неуправляемому состоянию и катастрофическому отказу транзистор режима переключения и связанные с ним части, а также повреждение любое навесное оборудование.

Обратите внимание, что высокочастотный трансформатор не входит в первую десятку списка - частота отказов этих компонентов относительно низкая.Тебе лучше надеяться так что в любом случае - замены обычно доступны только от оригинала производитель по невероятной цене.

Большинство других запчастей можно легко приобрести у дистрибьюторов запчастей. такие как MCM Electronics, а также общие дистрибьюторы электроники, такие как DigiKey и Mouser.

Комплекты для восстановления доступны для многих распространенных расходных материалов, используемых в видеомагнитофонах, мониторах, терминалы. См. Раздел: Источники запчастей.

Кроме того, хотя заманчиво подозревать какие-либо микросхемы или гибридные контроллеры поскольку считается, что замену сложно и дорого получить, эти детали довольно надежны, если не произойдет катастрофический отказ в другом месте послал ток, куда он не должен был попасть.И, по крайней мере, микросхемы, обычно легко доступны.

Звуки, которые издают ИИП

Большинство импульсных источников питания при нормальной работе производят мало или не производят обнаруживаемый звук. Частоты переключения обычно намного выше диапазона человеческого слуха, но ваша собака или домашний дельфин могут сходить с ума!

Однако при различных неисправностях, а иногда и при небольшой нагрузке, могут быть отчетливые звуковые индикации состояния счастья SMPS. Причина может быть в самом SMPS или в его нагрузке.

  1. Твит-твит-твит или щебетать-щебетать-щебетать (иногда болтать-болтать-болтать) - короткие перегрузка цепи или тока. Обычно это признак короткого замыкания выпрямитель вторичной стороны и / или если в телевизоре или мониторе используется SMPS, закороченный горизонтальный выходной транзистор. Блок питания в повторяющемся цикл пытается запуститься, его тянет вниз перегрузка, и Выключение.
  2. Высокий, но слышимый вой - Чрезмерная нагрузка. Как и (1), это может быть вызвано коротким замыканием компонентов.Например, обычная неисправность Panasonic Источник питания видеомагнитофона предназначен для стабилитрона 18 В на выходе 15 В на короткое замыкание из-за засохших электролитических конденсаторов. Результат в перегрузке и нытье, но обычно это не катастрофический отказ чего-либо еще.

Какие из (1) или (2) фактически присутствуют, будет зависеть от конкретной конструкции ИИП и степень перегрузки. Если в конструкции используется жесткий SCR ломом, наличие перенапряжения может вызвать один из симптомов!

  1. Тик-тик-тик - Слишком мало или нет нагрузки.В телевизоре или мониторе с помощью SMPS, это вероятно из-за отсутствия горизонтального привода или перегоревшего предохранителя или плавкого предохранителя. резистор в системе горизонтального отклонения. Блок питания находится в повторяющийся цикл запуска, невозможность ограничить регулируемое напряжение до безопасного значения и выключение. Попытка включить SMPS без адекватный манекен может вызвать эти симптомы.
  2. Шипение или белый шум - возможно, от индукторов - это может быть нормальным при определенных условиях:

    (От: Чарли Аллена ([email protected]).)

    "Некоторые индукторы импульсного источника питания издают шипение или белый шум, звук, как правило, когда цепь слегка нагружена и работает в режим «пропуска импульса» или режим ЧИМ. Я слышал это во многих цепях постоянного и постоянного тока. Вы можете попробовать снять катушку и налить немного эпоксидной смолы ».

Общий подход к поиску и устранению неисправностей SMPS

В следующих разделах представлен набор рекомендаций по атаке на SMPS. проблемы. Те, что указаны в следующих 5 параграфах, являются общими для SMPS, использующих оба дискретные и интегрированные контроллеры:
  1. Для начала определите, что это не что-то тривиальное, как перегоревший предохранитель. из-за законной перегрузки (которая с тех пор была удалена).я имею периферийный блок SCSI, который перегорит предохранитель SMPS, если кабель SCSI вставляется вживую.
  2. Разделите проблему на следующие категории: проблема запуска, катастрофический сбой, неправильные выходы, чрезмерная пульсация или шум.
  3. Определите, каким должно быть правильное выходное напряжение. Определить основной (регулируемый) выход.
  4. По возможности отключите питание от оборудования, к которому оно подключено. Этот предотвратит возможность дорогостоящего повреждения, если выходное напряжение по какой-то причине взлететь до стратосферных уровней.Если это невозможно, вы нужно быть очень осторожным - всегда используйте Variac, чтобы вызвать ввод медленно и постоянно следите за основным выходом.

    Примечание: некоторые конструкции SMPS требуют, чтобы питание подавалось мгновенно для обеспечения пусковое напряжение к контроллеру. Если это так с вашим, невозможно будет медленно поднять напряжение (если вы не включите чип отдельно). Тем не менее, все еще должна быть возможность запустить устройство. несколько пониженное сетевое напряжение.

    ВНИМАНИЕ! Работа любого ИИП при сильно пониженном сетевом напряжении будет вызывать стресс. для него, особенно если выходная нагрузка составляет значительную часть его полной рейтинги нагрузки.Кроме того, в некотором диапазоне линейного напряжения выходной сигнал регулирование может не работать должным образом, и выход (ы) может быть намного выше, чем ожидается. По возможности используйте манекены вместо ценного оборудования. при проведении такого тестирования!

  5. Определите подходящую нагрузку для выходов (если они не подключены к оборудование). Типичному SMPS требуется от 5% до 20% полной нагрузки. ток хотя бы на основном выходе регулировать правильно. Другие не могут нужна любая нагрузка - это зависит от конструкции или они могут иметь внутреннюю нагрузка.Вот некоторые типичные токи нагрузки:
    • Видеомагнитофон - 0,2 А на выходах +5 В и +12 В.
    • PC - 2 А на +5 В, 1 А на +12 В. Хорошо работает двухлучевой автоматический головной свет.
    • Монитор - 0,2 А на выходе от +60 В до +120 В.
    • Типовой переключатель 40 Вт = 1 А на +5 В и +12 В.

Устранение неисправностей SMPS с использованием дискретных контроллеров

Следующие параграфы относятся в основном к SMPS, использующим дискретную схему. (без ИС) для управления шириной импульса. Для тех, кто использует встроенный контроллер микросхемы, см. следующий раздел: Устранение неполадок SMPS с помощью встроенных контроллеров.
  • Проблемы при запуске - проверьте питание на транзисторе режима переключения и работайте оттуда, если его нет. Проверьте наличие открытых плавких резисторов в обратном тоже. Определите, есть ли пусковая база / привод ворот. Проверьте, нет ли обрывов пусковых резисторов, плохих контактов, перегоревших деталей в схема контроллера.
  • Сгорает предохранитель - проверьте компоненты первичной стороны, транзистор (-ы) переключения и все остальные полупроводники для коротких замыканий. Затем проверьте наличие открытых плавких резисторов. и плохие связи.Наконец, проверьте электролитические конденсаторы на емкость и утечка.
  • Переключение и включение питания - отслеживание сигналов измерения тока и напряжения для определения если они действительно сигнализируют о неисправности. Открытый или за пределами допуска резисторы могут привести к неправильному распознаванию. С лампочкой серии и / или Variac, отключите каждый из этих входов, обойдя соответствующие составные части. Если один из этих экспериментов предотвращает циклическое поведение, либо в этой цепи есть неисправный компонент, либо в цепи контроллера не работает должным образом.
  • Регулирование или проблемы с пульсацией / шумом - проверьте главный конденсатор фильтра высокого напряжения и другие конденсаторы фильтра для уменьшения значения или размыкания. Проверьте компоненты регулирования, включая шунтирующие регуляторы и стабилитроны.

Устранение неисправностей SMPS с помощью встроенных контроллеров

Поскольку обычно существует несколько состояний неисправности, которые могут привести к прерванный запуск или циклическое поведение, устранение основных неисправностей необходимо изменить процедуру при работе с SMPS с помощью контроллера Микросхемы типа UC3840 или UC3842.

Также см. Раздел: Типовые ИС контроллеров, найденные в небольшие импульсные блоки питания для описания двух общих интегрированных ИС контроллера.

Следующие параграфы относятся к SMPS, использующим встроенные контроллеры. За те, которые используют только дискретные компоненты (без микросхем), см. предыдущий раздел: Устранение неисправностей SMPS с использованием дискретных контроллеров.

  • Проблемы при запуске - проверьте питание на транзисторе режима переключения и работайте оттуда, если его нет. Проверьте наличие открытых плавких резисторов в обратном тоже.Проверьте питание контроллера. Определить что на входах при отсутствии неисправности во время запуска нет аномального напряжения. Проверьте, не выходит ли диск из контроллера IC и посмотрите, достигает ли он переключаемый транзистор. Возможно, вам потребуется выключить и снова включить линию. вводите и отслеживайте каждый из соответствующих сигналов при этом. (Это может не можно будет медленно поднимать напряжение с помощью Variac, если запуск схема использует емкостную или индуктивную связь для генерации начального напряжение питания для микросхемы контроллера.Тем не менее, Variac все еще можно использовать. чтобы запустить его при пониженном напряжении, если это так.) Определите, аварийно отключается из-за допустимого или фиктивного перегрузки по току или состояние перенапряжения или фактически никогда не запускается из-за отсутствия напряжение или постоянная неисправность на сенсорной линии. Следите за его мощностью, чтобы определить если он стабилен во время запуска - неисправный конденсатор или диод может привести к недостаточное или падающее напряжение, которое приводит к отказу контроллера.

    ВНИМАНИЕ! Работа любого ИИП при сильно пониженном сетевом напряжении будет вызывать стресс. для него, особенно если выходная нагрузка составляет значительную часть его полной рейтинги нагрузки.Кроме того, в некотором диапазоне линейного напряжения выходной сигнал регулирование может не работать должным образом, и выход (ы) может быть намного выше, чем ожидается. По возможности используйте манекены вместо ценного оборудования. при проведении такого тестирования!

    Отдельное питание контроллера может помочь в устранении этих неисправностей. и связанные с этим проблемы. Это отделит привод измельчителя от напряжение, обычно получаемое через обмотку высокочастотного трансформатора для питания контроллера при включении питания.

  • Сгорает предохранитель - проверьте компоненты первичной стороны, транзистор (ы) переключения и все остальные полупроводники для коротких замыканий. Затем проверьте наличие открытых плавких резисторов. и плохие связи. Есть шанс что перегоревший транзистор вынул микросхему контроллера. В нормальных условиях контроллеры любят UC3840 или UC3842 должны ограничивать ток для каждого цикла ШИМ. Таким образом, перегоревший предохранитель указывает на выход из строя одного из режимов переключения. транзистор, контроллер или и то, и другое.
  • Переключение и включение питания - сначала убедитесь, что вы обеспечиваете минимальную нагрузку, если требуется один.Многие SMPS будут циклически работать при повышенном напряжении, если его нет. Некоторые могут взорваться! Предполагая, что условия нагрузки нормальные, контролировать ток и входы датчиков напряжения и Vcc для контроллера, чтобы определить, какие, если есть, виноваты. Разомкнутые или выходящие за пределы допуска резисторы могут привести к неправильному зондирование. Проверьте, нет ли неисправных компонентов задания уставки, таких как стабилитроны. С помощью серийной лампочки и / или Variac отключите каждый из сенсорных входов. минуя соответствующие компоненты. Если один из этих экспериментов предотвращает циклическое поведение, либо в этой цепи есть неисправный компонент или входные характеристики ИС контроллера изменились и потребуется подлежит замене.Должна быть возможность определить, контрольные уровни соответствуют спецификациям контроллера и, следовательно, должен игнорироваться контроллером как в нормальных пределах.
  • Регулирование или проблемы с пульсацией / шумом - проверьте главный конденсатор фильтра высокого напряжения и другие конденсаторы фильтра для уменьшения значения или размыкания. Проверьте компоненты обратной связи регулирования к контроллеру, включая любые ссылки выходное напряжение и стабилитроны. Определите, работает ли контроллер реагируя на ошибку напряжения.Если возможно, следите за ошибкой и ШИМ управляющие сигналы на двойном осциллографе.

Первоначальные послеремонтные испытания

После замены дефектных деталей по возможности удалите обычную нагрузку. из запаса, если вы еще этого не сделали, на случай, если он решит подать чрезмерное напряжение на его выходы и заменить имитацию нагрузки. Для источник питания с несколькими выходами, наиболее важным выходом для нагрузки является тот, который используется для регулирования, но небольшая нагрузка на все выходы предпочтительнее.Вы сможете определить подходящее значение, учитывая приложение. Для чего-то вроде видеомагнитофона несколько сотен мА на основной вывода наверное хватит. Для этого потребуется что-то вроде 25 Ом 2 Вт резистор для выхода 5 или 6 В или резистор 50 Ом 5 ​​Вт для выхода 12 В (в зависимости от того, какой выход является основным). Для блока питания ПК пара ампер может понадобиться резистор 2 или 3 Ом 15 Вт на выходе +5. В минимальная нагрузка иногда указывается на наклейке с техническими характеристиками.в в случае телевизора или монитора отключение нагрузки может оказаться невозможным (или минимум, легко).

Если возможно, используйте Variac, чтобы медленно повышать входное напряжение, пока наблюдая за основным выходом. Вы должны увидеть что-то примерно на 50% нормальное входное напряжение - 50 или 60 В при нормальном питании 115 В переменного тока. С небольшая нагрузка, выходная мощность должна очень быстро достигать или даже превышать нормальную значение. Стабилизация при очень низком сетевом напряжении может быть далека - это часто бывает обычный. Просто убедитесь, что вы используете фиктивные грузы, чтобы ваше оборудование не могло быть поврежденным.

Примечание: некоторые конструкции SMPS требуют, чтобы питание подавалось мгновенно для обеспечения пусковое напряжение к контроллеру. Если это так с вашим, невозможно будет медленно поднять напряжение (если вы не включите чип отдельно. Так что, если при этом ничего не происходит, не паникуйте - это может быть функцией, а не ошибкой. 🙂 Еще должна быть возможность запустить блок несколько пониженное сетевое напряжение на Variac.

Если у вас нет Variac, включите лампочку последовательно с линия (это желательно в любом случае).Используйте лампочку 100 Вт для телевизора или ПК, 40 Вт для видеомагнитофона. Лампочка должна ограничивать ток до неразрушающего значения достаточно долго, чтобы определить, все ли в порядке. Однако он может не обеспечить нормальную работу при полной нагрузке. Когда власть сначала применяется, лампочка будет кратковременно мигать, но может едва будет светиться после стабилизации выхода. Если он достаточно яркий постоянно, вероятно, проблема в поставке. Увидеть раздел: Серийный трюк с лампочкой.

Как только вы закончите, сохраните схему и заметки на будущее.Например, несколько моделей видеомагнитофонов даже от разных производителей. используйте тот же базовый дизайн, возможно, даже тот же источник питания.

Некоторые общие замечания по ремонту импульсных блоков питания

Каждый раз, когда переключающий транзистор требует замены, проверяйте все полупроводники для коротких замыканий и плавкие резисторы для размыкания. даже если вы найдете то, что считается ** проблемой ** на раннем этапе. Несколько деталей часто выходят из строя и простая замена транзистора может привести к его выходу из строя в результате чего-то остальное все еще плохо.В частности, проверьте электролитический конденсаторы на пониженную емкость или размыкание. Эти условия могут привести в перегоревшем переключаемом транзисторе, поскольку он пытается обеспечить достаточный ток во время впадин выпрямленного высокого напряжения постоянного тока. Это займет всего несколько больше минут. Для других проблем, таких как открытый пусковой резистор, это излишняя осторожность не требуется, поскольку это обычно изолированные сбои. Однако, если обнаружены высохшие электролиты, рекомендуется протестируйте их все - или просто замените их все, так как затраты и время будут минимальный.Как говорится, «горох в стручке не выдерживает почти одновременно».

Часто бывает полезно отследить цепь вручную, если есть руководство по обслуживанию. недоступен. Вы лучше поймете эту поставку и быть в состоянии применить знания, когда следующий появится на вашем скамейка - много общего даже у разных производителей. Яркий свет за печатной платой может помочь сделать фольгу бегущей и перемычки более заметны. Единственная сложная часть - это определить, как обмотки трансформатора подключены.Омметр поможет, но даже если вы не может полностью определить это, просто сделайте заметку. Для большинства целей Точная топология обмоток не критична для диагностических процедур.

Периодические проблемы с включением и выключением питания

Они имеют вид: твит-твит-твит или провал-провал-провал или какой-то другой. аналогичная вариация. Также могут мигать любые светодиоды, а в случае что-то вроде монитора или телевизора, может быть статическое напряжение высокого напряжения или даже частичное растр синхронно со звуками. Эти типы проблем более общее для сложных реализаций - простые просто взорвутся!

Как отмечалось в другом месте, очень вероятной причиной являются закороченные вторичные компоненты. этого поведения.К ним относятся диоды, конденсаторы и SCR от перенапряжения. Тот факт, что есть некоторые выходные данные, предполагает, что главный переключатель режима (прерыватель) транзистор исправен. Скорее всего, вывода вообще не будет если бы было плохо.

Обратите внимание, что недогруженный источник питания может циклически работать из-за перенапряжения и на самом деле может быть ничего плохого! Многие SMPS требуют минимальной нагрузки для поддержания стабильность и обеспечить надлежащее регулирование. Обычно это 20 процентов от максимум на первичном выходе (тот, который управляет контуром обратной связи).Однако минимальные нагрузки могут потребоваться и на других выходах в зависимости от дизайн. Единственный способ убедиться в этом - проверить характеристики производителя.

Другие возможности для периодических или импульсных выходов:

  1. Выходит из строя один из диодов по напряжению - вполне возможно. Так долго как вы не удаляете оба из вывода, который используется для обратной связи, это должно быть безопасно вынимать их по одному, а затем заменять для оставшегося в напряжении обратной связи. Используйте вариак и лампочки серии при тестировании таким образом и постоянно контролировать основной вывод.
  2. Другая причина перегрузки по току - короткое замыкание конденсатора, трансформатора. (хотя маловероятно) и т. д.
  3. Неисправность цепи измерения тока - обрыв резистора или резистор повышенного значения.
  4. Неисправность цепи датчика напряжения - обнаружение перенапряжения или регулирования неисправен и отключается (правильно).
  5. Неисправный компонент в цепи запуска. Это может быть неисправный диод, резистор, или даже электролитический конденсатор, значение которого изменилось или открыт при низком напряжении (когда контроллер только просыпается).
  6. Неисправна микросхема контроллера (если применимо).

Тестирование ИИП без пускового привода

Если SMPS не запускается и неясно почему, это может помочь приведите в действие прерыватель от внешнего источника сигнала, чтобы увидеть, что затем работает. Единственный раз, когда это действительно практично, - это когда один транзистор или Используется MOSFET - генерировать двухтактный сигнал, вероятно, не стоит.

Это всегда будет рискованная процедура как для вас, так и для источника питания. Частота переключения, вероятно, неизвестна, но для этих тестов вы можете предположить он находится в диапазоне от 10 до кГц.Вы можете несколько снизить риск (до как минимум), используя последовательную нагрузку на лампочки и / или работая на пониженной линейное напряжение. Самое важное, чего следует избегать, - это чрезмерно длинный импульс привода, который приведет к высокочастотному трансформатору насыщение, огромное количество тока и, вероятно, мертвый транзистор и возможно другие части, если нет ничего для ограничения тока. Если у тебя есть вариант, начните с узкой формы импульса, чтобы минимизировать время работы и не испытать удачу! 🙂

Аналогичным образом, если источник питания пытается запуститься, но циклически выключается или выключается, рассмотрите возможность питания микросхемы контроллера от отдельного источника, чтобы исключить любые проблемы с напряжением трансформатора, которое обычно работает после запускать.



Импульсный регулятор »Электроника

Импульсный стабилизатор - ключевой элемент любого импульсного источника питания


Схемы источников питания SMPS Праймер и руководство Включает:
Импульсный источник питания Как работает SMPS Понижающий понижающий преобразователь Повышающий повышающий преобразователь Конвертер Buck Boost

См. Также: Обзор электроники блока питания Линейный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания


В любом импульсном источнике питания регулирование напряжения обеспечивает импульсный регулятор или импульсный регулятор.Импульсный стабилизатор можно использовать отдельно или как часть полного источника питания.

Регуляторы с импульсным режимом

бывают разных видов, но каждый из них может обеспечивать регулирование напряжения с помощью последовательного переключающего элемента, который заряжает накопительный конденсатор, когда напряжение падает ниже заданного уровня.

Основы импульсного регулятора

В основе импульсного регулятора лежит способность катушек индуктивности и конденсаторов накапливать энергию. Конденсаторы и катушки индуктивности являются неотъемлемыми элементами технологии импульсного регулятора.

  • Емкость Если к конденсатору подается ток, конденсатор постепенно заряжается, и напряжение на нем линейно возрастает со скоростью, равной I / C, где - приложенный ток, а C - емкость. В этом случае напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно.

    Базовая концепция импульсного источника питания Когда происходит мгновенное изменение тока, напряжение изменяется линейно. [Предполагается, что используется источник тока с неограниченным напряжением].

  • Дроссель: & nbsp: Для дросселя невозможно мгновенное изменение тока. Вместо этого при приложении напряжения ток нарастает линейно со временем со скоростью, равной V / L, где V - приложенное напряжение, а L - индуктивность.

    Формат индуктора для импульсного источника питания Используя стандартные уравнения, можно определить профили тока и напряжения:

    Энергия восходящего тока накапливается в магнитном поле, связанном с индуктором.Если ток, протекающий через катушку индуктивности, внезапно прерывается, магнитное поле реагирует на это и производит очень высокую «обратную ЭДС», чтобы противодействовать изменению.

Ознакомившись с фундаментальными или базовыми концепциями, лежащими в основе коммутируемых напряжений и токов в конденсаторах и катушках индуктивности, эти базовые концепции могут быть применены к решениям для импульсных регуляторов, чтобы обеспечить различные сценарии для схем повышения и понижения напряжения.

Поскольку в технологии используются методы переключения, при которых последовательный элемент включен или выключен, этот подход обеспечивает гораздо лучший уровень эффективности, чем линейный, при котором мощность рассеивается.

Конденсаторное регулирование режимов переключения

Основная концепция конденсаторного импульсного стабилизатора показана на схеме. Когда переключатель замкнут, ток может течь в накопительный конденсатор и обеспечивать заряд. Когда напряжение на конденсаторе достигает требуемого уровня, переключатель размыкается, и нагрузка потребляет ток от конденсатора.

Когда напряжение падает, это будет обнаружено схемой управления, и последовательный переключатель снова включится, чтобы довести напряжение конденсатора до требуемого уровня.

Эта схема не так эффективна, как может показаться на первый взгляд. Хотя единственным резистивным элементом в теоретической схеме является нагрузка, это не единственный способ потери энергии, потому что зарядка конденсатора непосредственно от источника напряжения или конденсатора рассеивает столько энергии, сколько передается конденсатору. В результате этого в импульсных регуляторах нельзя использовать только методы переключения конденсаторов.

Импульсное регулирование на основе индуктивности

Также возможно использование индукторов в качестве элемента импульсных регуляторов.

Катушка индуктивности может использоваться для передачи энергии от одного источника напряжения к другому. Хотя простой резистор можно использовать в качестве капельницы для падения напряжения при переходе от одного источника напряжения с более высоким напряжением к источнику с более низким напряжением, это очень расточительно с точки зрения мощности. Если используется индуктор, вся энергия передается, если предположить, что индуктор идеален.

Использование индуктора имеет то преимущество, что энергия может передаваться от одного источника к другому независимо от соответствующих значений напряжения и их полярности.Очевидно, что для этого требуется правильная конфигурация.

Когда переключатели находятся в положениях, показанных выше, на катушку индуктивности подается напряжение V1, а ток i1 нарастает со скоростью, равной V1 / L. Следовательно, полученное пиковое значение будет пропорционально времени нахождения переключателей в этом положении, то есть (V1 / L) x t

.

Когда переключатели меняются местами, ток будет продолжать течь со скоростью i2, которая равна -V2 / L.

Поскольку идеальная катушка индуктивности не рассеивает энергию, в идеальной системе, использующей катушку индуктивности таким образом, потери мощности отсутствуют.В результате именно этот метод передачи энергии лежит в основе всех импульсных регуляторов.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

Линейно-регулируемый vs.Импульсный источник питания | EAGLE

Для повседневных электронных устройств, особенно с интегральными схемами, требуется надежный источник постоянного напряжения, который может обеспечивать питание в любое время без каких-либо сбоев. В этом блоге мы рассмотрим две топологии источников питания, которые следует рассмотреть для вашего следующего проекта: источники питания с линейной стабилизацией и импульсные источники питания. Выбор источника питания зависит от ваших требований к эффективности, занимаемому пространству, регулировке мощности, времени отклика при переходных процессах и стоимости.

Источник питания с линейной регулировкой

Линейные регуляторы были предпочтительными источниками питания до 1970-х годов для преобразования переменного тока (AC) в установившийся постоянный ток (DC) для электронных устройств. Хотя сегодня этот тип источника питания не используется так широко, он по-прежнему является лучшим выбором для приложений, требующих минимального шума и пульсаций.

Они могут быть громоздкими, но источники питания с линейным регулированием бесшумны. (Источник изображения)

Как они работают

Основным компонентом, обеспечивающим работу линейного регулятора, является стальной или чугунный трансформатор.Этот трансформатор выполняет две функции:

  • Он действует как барьер для разделения входа высокого напряжения переменного тока от входа низкого напряжения постоянного тока, который также отфильтровывает любой шум, попадающий в выходное напряжение.
  • Он снижает входное напряжение переменного тока с 115/230 В до примерно 30 В, которое затем может быть преобразовано в постоянное напряжение постоянного тока.

Напряжение переменного тока сначала понижается трансформатором, а затем выпрямляется несколькими диодами. Затем он сглаживается до низкого постоянного напряжения парой больших электролитических конденсаторов.Это низкое постоянное напряжение затем регулируется как стабильное выходное напряжение с помощью транзистора или интегральной схемы.

Вот блок питания с линейным регулятором. (Источник изображения)

Регулятор напряжения в линейном источнике питания действует как переменный резистор. Это позволяет изменять значение выходного сопротивления в соответствии с требованиями к выходной мощности. Поскольку регулятор напряжения постоянно сопротивляется току для поддержания напряжения, он также действует как устройство рассеивания мощности.Это означает, что полезная мощность постоянно теряется в виде тепла, чтобы поддерживать постоянный уровень напряжения.

Трансформатор - это уже большой компонент, который нужно разместить на печатной плате (PCB). Из-за постоянной мощности и тепловыделения для источника питания линейного регулятора потребуется радиатор. Сами по себе эти два компонента делают устройство очень тяжелым и громоздким по сравнению с небольшим форм-фактором импульсного источника питания.

Предпочтительные приложения

Линейные регуляторы

известны своим низким КПД и большими размерами, но они обеспечивают бесшумное выходное напряжение.Это делает их идеальными для любого устройства, требующего высокой частоты и низкого уровня шума, например:

  • Цепи управления
  • Усилители малошумящие
  • Сигнальные процессоры
  • Автоматизированное и лабораторное испытательное оборудование
  • Датчики и схемы сбора данных

Преимущества и недостатки

Источники питания с линейной стабилизацией могут быть громоздкими и неэффективными, но их низкий уровень шума идеально подходит для приложений, чувствительных к шуму. Некоторые преимущества и недостатки этой топологии, которые следует учитывать, включают:

Преимущества

  • Простое приложение .Линейные регуляторы могут быть реализованы как единый блок и добавлены в схему всего двумя дополнительными фильтрующими конденсаторами. Это позволяет инженерам любого уровня подготовки легко планировать и проектировать их с нуля.
  • Низкая стоимость . Если вашему устройству требуется выходная мощность менее 10 Вт, то стоимость компонентов и производства намного ниже по сравнению с импульсными источниками питания.
  • Низкий уровень шума / пульсаций . Линейные регуляторы имеют очень низкие пульсации выходного напряжения и широкую полосу пропускания.Это делает их идеальными для любых чувствительных к шуму приложений, включая устройства связи и радио.

Недостатки

  • Ограниченная гибкость . Линейные регуляторы можно использовать только для понижения напряжения. Для источника питания переменного / постоянного тока трансформатор с выпрямлением и фильтрацией необходимо разместить перед линейным источником питания, что увеличит общие затраты и усилия.
  • Ограниченные тиражи . Источники питания с линейной стабилизацией обеспечивают только одно выходное напряжение.Если вам нужно больше, вам нужно будет добавить отдельный линейный регулятор напряжения для каждого требуемого выхода.
  • Низкая эффективность . Среднее устройство с линейным регулированием достигает КПД от 30% до 60% за счет рассеивания тепла. Это также требует добавления радиатора, который увеличивает размер и вес устройства.

В наше время энергоэффективных устройств низкий КПД линейно регулируемого источника питания может стать убийцей. Нормальный источник питания с линейной регулировкой будет работать с КПД около 60% при выходном напряжении 24 В.Когда вы рассматриваете входную мощность 100 Вт, вы получаете 40 Вт потери мощности.

Прежде чем рассматривать возможность использования источника питания с линейной регулировкой, мы настоятельно рекомендуем учитывать потери мощности, которые вы получите от входа к выходу. Вы можете быстро оценить эффективность линейного регулятора по следующей формуле:

Импульсный источник питания (SMPS)

Импульсные источники питания были представлены в 1970-х годах и быстро стали самым популярным способом подачи постоянного тока на электронные устройства.Что делает их такими замечательными? По сравнению с линейными регуляторами выделяются их высокий КПД и производительность.

В стандартный адаптер переменного тока входит импульсный блок питания. (Источник изображения)

Как они работают

Импульсный источник питания регулирует выходное напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Этот процесс создает высокочастотный шум, но обеспечивает высокую эффективность при небольшом форм-факторе. При подключении к сети переменного тока напряжение 115 В или 230 В сначала выпрямляется и сглаживается набором диодов и конденсаторов, которые обеспечивают высокое напряжение постоянного тока.Это высокое постоянное напряжение затем понижается с помощью небольшого ферритового трансформатора и набора транзисторов. В процессе понижения сохраняется высокая частота переключения от 200 кГц до 500 кГц.

Низкое постоянное напряжение, наконец, преобразуется в устойчивый выход постоянного тока с помощью другого набора диодов, конденсаторов и катушек индуктивности. Любое регулирование, необходимое для поддержания постоянного выходного напряжения, осуществляется путем регулировки ширины импульса высокочастотного сигнала. Этот процесс регулирования работает через цепь обратной связи, которая постоянно контролирует выходное напряжение и при необходимости регулирует соотношение включения-выключения сигнала ШИМ.

Вот импульсный блок питания, в котором на тонну больше деталей, чем с линейным регулированием. (Источник изображения)

Предпочтительные приложения

Чаще всего импульсные блоки питания используются в приложениях, где важны время автономной работы и температура, например:

  • Электролиз, обработка отходов или применение топливных элементов
  • Двигатели постоянного тока, игровые автоматы, авиация и морское применение
  • Научно-исследовательское, производственное и испытательное оборудование
  • Зарядка литий-ионных аккумуляторов, используемых в авиации и транспортных средствах
  • Процессы гальваники, анодирования и гальванопластики

Преимущества и недостатки

Импульсные источники питания

могут иметь более высокий КПД, чем линейные регуляторы, но их шум делает их плохим выбором для приложений радиосвязи и связи.Некоторые преимущества и недостатки этой топологии, которые следует учитывать, включают:

Преимущества

  • Малый форм-фактор . Понижающий трансформатор в ИИП работает на высокой частоте, что, в свою очередь, уменьшает его объем и вес. Это позволяет импульсному источнику питания иметь гораздо меньший форм-фактор, чем линейные регуляторы.
  • Высокая эффективность . Регулирование напряжения в импульсном источнике питания осуществляется без чрезмерного рассеивания тепла.КПД SMPS может достигать 85% -90%.
  • Гибкие приложения . К импульсному источнику питания могут быть добавлены дополнительные обмотки, чтобы обеспечить более одного выходного напряжения. ИИП с трансформаторной развязкой может также обеспечивать выходное напряжение, не зависящее от входного напряжения.

Недостатки

  • Сложная конструкция . По сравнению с линейными регуляторами планирование и проектирование импульсных источников питания обычно предназначено для специалистов по энергетике.Это не лучший источник питания, если вы планируете разработать свой собственный без внимательного изучения и опыта.
  • Высокочастотный шум . Операция переключения полевого МОП-транзистора в импульсном источнике питания обеспечивает высокочастотный шум в выходном напряжении. Это часто требует использования радиочастотного экранирования и фильтров электромагнитных помех в чувствительных к шуму устройствах.
  • Более высокая стоимость . Для более низкой выходной мощности 10 Вт или менее дешевле использовать линейно регулируемый источник питания.

Импульсные блоки питания никуда не денутся и станут лучшим выбором для приложений, не чувствительных к шуму. Сюда входят такие устройства, как зарядные устройства для мобильных телефонов, двигатели постоянного тока и многое другое.

Линейный стабилизатор

и SMPS в сравнении с

Теперь мы рассмотрим последнее сравнение между линейно регулируемыми и импульсными источниками питания при их параллельном сравнении. Некоторые из наиболее важных требований, которые необходимо учитывать, включая размер / вес, диапазон входного напряжения, рейтинг эффективности и уровень шума среди других факторов.Вот как он распадается:

Как спроектировать свой собственный Это выходит за рамки этого блога, чтобы объяснить, как разработать линейно регулируемый или импульсный источник питания. Однако есть несколько руководств, которыми мы хотели бы поделиться. Имейте в виду, что конструкция SMPS требует высокого уровня сложности и не рекомендуется новичку в проектировании электроники. Руководства по проектированию линейно-регулируемых источников питания

Руководства по проектированию импульсных источников питания

Power On В наши дни большинство электронных устройств должны преобразовывать сеть переменного тока в постоянное выходное напряжение.Для этой цели необходимо рассмотреть две топологии: источники питания с линейным регулированием и импульсные источники питания. Линейное регулирование идеально подходит для приложений, требующих низкого уровня шума, тогда как импульсные источники питания лучше подходят для портативных устройств, где важны срок службы батареи и эффективность. Принимая решение, какую топологию выбрать, всегда учитывайте требуемый уровень эффективности, форм-фактор, выходную регулировку и требования к шуму. Готовы разработать свой первый линейный регулируемый или импульсный источник питания? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!

Источники питания с линейной регулировкой Импульсные источники питания
Размер Линейный источник питания мощностью 50 Вт, обычно 3 x 5 x 5.5 ” Импульсный источник питания мощностью 50 Вт, обычно 3 x 5 x 1 дюйм
Вес Линейный источник питания 50 Вт - 4 фунта Импульсный источник питания мощностью 50 Вт - 0,62 фунта
Диапазон входного напряжения 105 - 125 В переменного тока и / или

210–250 В перем. Тока

90 - 132 В переменного тока или 180 - 264 В переменного тока без PFC

90 - 264 В переменного тока с PFC

КПД Обычно 40% -60% Обычно 70% -85%
EMI Низкий Высокая
Утечка Низкий Высокая
Схема проектирования Средняя сложность, можно проектировать с помощью направляющих Высокая сложность, требуется специальность
Нормы нагрузки 0.От 005% до 0,2% от 0,05% до 0,5%
Линейный регламент от 0,005% до 0,05% от 0,05% до 0,2%
Количество деталей Низкий, требуется только регулятор и фильтрация ввода / вывода Высокий, требуется переключатель, демпфер, трансформатор, конденсаторы, сеть обратной связи и т. Д.

% PDF-1.7 % 9404 0 объект > endobj xref 9404 397 0000000016 00000 н. 0000010466 00000 п. 0000010661 00000 п. 0000010699 00000 п. 0000012195 00000 п. 0000012233 00000 п. 0000012374 00000 п. 0000012515 00000 п. 0000012842 00000 п. 0000013189 00000 п. 0000013317 00000 п. 0000013974 00000 п. 0000014664 00000 п. 0000014777 00000 п. 0000014892 00000 п. 0000014931 00000 п. 0000015590 00000 п. 0000015810 00000 п. 0000019017 00000 п. 0000019425 00000 п. 0000019750 00000 п. 0000020161 00000 п. 0000020501 00000 п. 0000020864 00000 п. 0000023872 00000 п. 0000024156 00000 п. 0000024729 00000 п. 0000025363 00000 п. 0000025453 00000 п. 0000025768 00000 п. 0000026180 00000 п. 0000026209 00000 п. 0000026324 00000 п. 0000026671 00000 п. 0000027295 00000 п. 0000027429 00000 п. 0000029707 00000 п. 0000031401 00000 п. 0000032235 00000 п. 0000033630 00000 п. 0000036306 00000 п. 0000036689 00000 п. 0000037106 00000 п. 0000040085 00000 п. 0000040349 00000 п. 0000040682 00000 п. 0000041010 00000 п. 0000041308 00000 п. 0000041398 00000 п. 0000041796 00000 п. 0000043850 00000 п. 0000049371 00000 п. 0000050969 00000 п. 0000056987 00000 п. 0000058108 00000 п. 0000058410 00000 п. 0000058676 00000 п. 0000063113 00000 п. 0000063216 00000 п. 0000063287 00000 п. 0000065937 00000 п. 0000066353 00000 п. 0000066376 00000 п. 0000066399 00000 п. 0000066422 00000 п. 0000066498 00000 п. 0000066574 00000 п. 0000066863 00000 п. 0000067274 00000 п. 0000067596 00000 п. 0000067672 00000 п. 0000067748 00000 п. 0000068041 00000 п. 0000068451 00000 п. 0000068771 00000 п. 0000068847 00000 п. 0000068923 00000 п. 0000069224 00000 п. 0000069634 00000 п. 0000069954 00000 н. 0000070030 00000 п. 0000070106 00000 п. 0000070393 00000 п. 0000070802 00000 п. 0000071125 00000 п. 0000071201 00000 п. 0000071277 00000 п. 0000071471 00000 п. 0000071895 00000 п. 0000072212 00000 п. 0000072288 00000 п. 0000072364 00000 п. 0000072560 00000 п. 0000072995 00000 п. 0000073316 00000 п. 0000073392 00000 п. 0000073468 00000 п. 0000073730 00000 п. 0000074148 00000 п. 0000074469 00000 п. 0000074545 00000 п. 0000074621 00000 п. 0000074825 00000 п. 0000075249 00000 п. 0000075569 00000 п. 0000075645 00000 п. 0000075721 00000 п. 0000075915 00000 п. 0000076328 00000 п. 0000076649 00000 п. 0000076725 00000 п. 0000076801 00000 п. 0000076989 00000 п. 0000077399 00000 п. 0000077721 00000 п. 0000077797 00000 п. 0000077873 00000 п. 0000078314 00000 п. 0000078729 00000 п. 0000079052 00000 п. 0000079128 00000 п. 0000079204 00000 п. 0000079408 00000 п. 0000079817 00000 п. 0000080134 00000 п. 0000080210 00000 п. 0000080286 00000 п. 0000080460 00000 п. 0000080862 00000 п. 0000081174 00000 п. 0000081250 00000 п. 0000081326 00000 п. 0000081512 00000 п. 0000081948 00000 н. 0000082268 00000 п. 0000082344 00000 п. 0000082420 00000 н. 0000082664 00000 п. 0000083075 00000 п. 0000083398 00000 п. 0000083474 00000 п. 0000083550 00000 п. 0000083792 00000 п. 0000084200 00000 п. 0000084523 00000 п. 0000084599 00000 п. 0000084675 00000 п. 0000084915 00000 п. 0000085322 00000 п. 0000085643 00000 п. 0000085719 00000 п. 0000085795 00000 п. 0000086033 00000 п. 0000086443 00000 п. 0000086764 00000 п. 0000086840 00000 п. 0000086916 00000 п. 0000087086 00000 п. 0000087495 00000 п. 0000087811 00000 п. 0000087887 00000 п. 0000087963 00000 п. 0000088157 00000 п. 0000088569 00000 п. 0000088888 00000 п. 0000088964 00000 п. 0000089040 00000 п. 0000089222 00000 п. 0000089628 00000 п. 0000089947 00000 н. 00000

00000 п. 00000

00000 н. 00000
00000 п. 00000
00000 п. 0000091285 00000 п. 0000091361 00000 п. 0000091437 00000 п. 0000091643 00000 п. 0000092068 00000 п. 0000092388 00000 п. 0000092464 00000 п. 0000092540 00000 п. 0000092734 00000 п. 0000093144 00000 п. 0000093465 00000 п. 0000093541 00000 п. 0000093617 00000 п. 0000093861 00000 п. 0000094279 00000 н. 0000094598 00000 п. 0000094674 00000 п. 0000094750 00000 п. 0000094934 00000 п. 0000095362 00000 п. 0000095685 00000 п. 0000095761 00000 п. 0000095837 00000 п. 0000096129 00000 п. 0000096579 00000 п. 0000096901 00000 п. 0000096977 00000 п. 0000097053 00000 п. 0000097343 00000 п. 0000097816 00000 п. 0000098138 00000 п. 0000098214 00000 п. 0000098290 00000 п. 0000098584 00000 п. 0000099057 00000 н. 0000099377 00000 п. 0000099453 00000 п. 0000099529 00000 н. 0000099739 00000 п. 0000100150 00000 н. 0000100473 00000 н. 0000100549 00000 н. 0000100625 00000 н. 0000100813 00000 н. 0000101235 00000 н. 0000101556 00000 п. 0000101632 00000 н. 0000101940 00000 н. 0000102364 00000 н. 0000102440 00000 н. 0000102516 00000 н. 0000102959 00000 н. 0000103379 00000 п. 0000103700 00000 н. 0000103776 00000 н. 0000103852 00000 п. 0000104221 00000 н. 0000104662 00000 н. 0000104985 00000 н. 0000105061 00000 н. 0000105137 00000 п. 0000105325 00000 п. 0000105754 00000 п. 0000106075 00000 н. 0000106151 00000 п. 0000106227 00000 п. 0000106391 00000 п. 0000106806 00000 п. 0000106882 00000 н. 0000107058 00000 п. 0000107474 00000 н. 0000107550 00000 н. 0000107828 00000 н. 0000108246 00000 н. 0000108603 00000 п. 0000108679 00000 н. 0000108755 00000 н. 0000108919 00000 н. 0000109334 00000 п. 0000109410 00000 п. 0000109586 00000 н. 0000110000 00000 н 0000110076 00000 н. 0000110354 00000 п. 0000110771 00000 п. 0000111128 00000 н. 0000111204 00000 н. 0000111280 00000 н. 0000111444 00000 н. 0000111859 00000 н. 0000111935 00000 н. 0000112111 00000 н. 0000112525 00000 н. 0000112601 00000 н. 0000112879 00000 н. 0000113295 00000 н. 0000113652 00000 н. 0000113728 00000 н. 0000113804 00000 н. 0000114098 00000 н. 0000114527 00000 н. 0000114844 00000 н. 0000114920 00000 н. 0000114996 00000 н. 0000115193 00000 н. 0000115611 00000 п. 0000115932 00000 н. 0000116008 00000 н. 0000116084 00000 н. 0000116407 00000 н. 0000116822 00000 н. 0000117142 00000 н. 0000117218 00000 н. 0000117294 00000 н. 0000117619 00000 н. 0000118036 00000 н. 0000118356 00000 п. 0000118432 00000 н. 0000118508 00000 н. 0000118833 00000 н. 0000119249 00000 н. 0000119570 00000 н. 0000119646 00000 н. 0000119722 00000 н. 0000120165 00000 н. 0000120578 00000 н. 0000120899 00000 н. 0000120975 00000 н. 0000121051 00000 н. 0000121251 00000 н. 0000121663 00000 н. 0000121982 00000 н. 0000122058 00000 н. 0000122134 00000 н. 0000122336 00000 н. 0000122748 00000 н. 0000123067 00000 н. 0000123143 00000 н. 0000123219 00000 н. 0000123387 00000 н. 0000123799 00000 н. 0000124116 00000 н. 0000124192 00000 н. 0000124268 00000 н. 0000124438 00000 н. 0000124850 00000 н. 0000125168 00000 н. 0000125244 00000 н. 0000125320 00000 н. 0000125492 00000 н. 0000125905 00000 н. 0000126223 00000 п. 0000126299 00000 н. 0000126375 00000 н. 0000126549 00000 н. 0000126961 00000 н. 0000127276 00000 н. 0000127352 00000 н. 0000127428 00000 н. 0000127604 00000 н. 0000128016 00000 н. 0000128333 00000 н. 0000128409 00000 н. 0000128485 00000 н. 0000128663 00000 н. 0000129075 00000 н. 0000129393 00000 н. 0000129469 00000 н. 0000129545 00000 н. 0000129725 00000 н. 0000130138 00000 н. 0000130455 00000 н. 0000130531 00000 н. 0000130607 00000 н. 0000130789 00000 н. 0000131201 00000 н. 0000131519 00000 н. 0000131595 00000 н. 0000131671 00000 н. 0000131960 00000 н. 0000132368 00000 н. 0000132687 00000 н. 0000132763 00000 н. 0000132839 00000 н. 0000133023 00000 н. 0000133436 00000 н. 0000133754 00000 н. 0000133830 00000 н. 0000133906 00000 н. 0000134074 00000 н. 0000134489 00000 н. 0000134809 00000 н. 0000134885 00000 н. 0000134961 00000 н. 0000135257 00000 н. 0000135684 00000 н. 0000136001 00000 п. 0000136077 00000 н. 0000136153 00000 п. 0000136238 00000 п. 0000136595 00000 н. 0000137021 00000 н. 0000137341 00000 п. 0000137417 00000 н. 0000137727 00000 н. 0000138150 00000 н. 0000138226 00000 п. 0000138302 00000 н. 0000138739 00000 н. 0000139149 00000 н. 0000139469 00000 н. 0000139545 00000 н. 0000139621 00000 н. 0000140060 00000 н. 0000140474 00000 н. 0000140792 00000 н. 0000140868 00000 н. 0000140944 00000 н. 0000141227 00000 н. 0000141638 00000 н. 0000141961 00000 н. 0000142037 00000 н. 0000008236 00000 п. трейлер ] / Назад 2575103 >> startxref 0 %% EOF 9800 0 объект > поток h ޴ W {lS? ׾ɵ6 cb΃: q +% ie ڤ & dA6 '$ LiQZE4ZltX: 6I ݍ mA * 6; ahUbM; IQM ڑ "~; J

Лучшее напряжение переключателя мощности - Отличные предложения по напряжению переключателя питания от глобальных продавцов напряжения переключателя питания

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для определения напряжения переключателя питания.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, так как этот главный переключатель напряжения должен в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас есть переключатель питания на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в напряжении выключателя питания и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress - отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово - просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны - и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести power switch Voltage по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Параметры фазы и напряжения генератора

Прежде всего при принятии решения о том, какой тип генератора лучше всего подходит для вашей среды, необходимо убедиться, что вы выбрали правильную электрическую конфигурацию. Электрическая конфигурация обычно включает фазу, напряжение, кВт и герц, которые лучше всего подходят для вашего приложения.Чтобы объяснить, как работают фазы и напряжение, полезно понять, что включает в себя генераторная установка. Генераторная установка (также известная как генераторная установка) состоит из двух основных компонентов - промышленного двигателя (обычно дизельного, природного газа или пропана) и части генератора. Двигатель вырабатывает мощность и обороты, а конец превращает их в электричество.

Объяснение фаз

Однофазные генераторы - для небольших однофазных нагрузок эти генераторные установки обычно не превышают 40 кВт.Они обычно используются в жилых помещениях и имеют коэффициент мощности 1,0.

Трехфазные генераторы - в основном для крупных промышленных предприятий, эти генераторные установки могут обеспечивать как однофазное, так и трехфазное питание для работы промышленных двигателей с большей мощностью, отводить питание для отдельных линий и в целом более гибкие. Обычно они используются в коммерческих средах и имеют коэффициент мощности 0,8.

Увеличьте номинальную выходную мощность - вы можете преобразовать однофазную мощность в трехфазную и иногда получить номинальную выходную мощность примерно на 20-30%, но конец должен быть повторно подключен, и вам также необходимо учитывать нагрузку балансы и несколько других переменных.

Снижение номинальной мощности (преобразование из трехфазной в однофазную) - обычно снижает номинальную мощность в кВт примерно на 30%. Например, трехфазный генератор мощностью 100 кВт упадет примерно до 70 кВт при преобразовании в однофазный.

• Чтобы точно рассчитать скорректированную мощность, которую вы получите после снижения номинальной мощности, вы всегда должны пытаться уменьшить номинальную мощность в кВА, а не в кВт. Формула: 2/3 кВА (например, однофазная мощность 150 кВА будет снижена до 100 кВА), а затем преобразовать оттуда в киловатты, если необходимо.

• Для снижения мощности генераторной установки соответствующая часть генератора обычно должна иметь 12 или 10 выводов, которые можно повторно подключить. Нагрузка на сам двигатель не затронута, потому что это сторона генератора, по существу, переходит в режим повышенной передачи. Если генератор не может быть повторно подключен (или может быть подключен только для высокого / низкого напряжения), вы все равно можете применять к нему однофазные нагрузки, если не превышаете номинальный ток на отдельной линии.

• Генератор ограничен своей электрической мощностью в зависимости от стороны генератора и на самом деле не имеет большого отношения к двигателю.

Общие напряжения на коммерческих генераторных установках
Однофазный

• 120
• 240
• 120/240

3 фазы
• 208
• 120/208
• 240
• 480 (наиболее распространенное напряжение для промышленных генераторов)
• 277/480
• 600 (в основном для районов Канады)
• 4160 Вольт

Требования к напряжению могут сильно различаться для разных типов оборудования (например, другие варианты напряжения включают: 220, 440, 2400, 3300, 6900, 11 500 и 13 500)

Как определить необходимое напряжение

Чтобы убедиться, что конфигурация напряжения именно такая, какая вам нужна, вы всегда должны консультироваться с электриком или подрядчиком по электрике.Они могут оценить вашу среду и определить различные нагрузки, которые потребуются вашему объекту или предприятию, а также смогут принять во внимание другие переменные, такие как напряжение, подаваемое в здание, максимальная сила тока, выходная мощность электродвигателя и многое другое. Вы также можете обратиться к нашему калькулятору мощности, чтобы узнать числа. Используйте эти числа в качестве отправной точки и используйте диаграмму силы тока, которая доступна здесь и на других сайтах различных производителей в Интернете. Обязательно учитывайте следующие ключевые элементы, перечисленные ниже, чтобы помочь вам определить правильное напряжение для вашей генераторной установки:

• Требуемое напряжение, поступающее на ваш объект, или питание от сетевого трансформатора, который подается в здание.

• Максимальная сила тока, необходимая для работы вашего конкретного оборудования. Если вы не знаете эту информацию, токи генератора (для 3-фазных генераторов переменного тока) обычно можно сопоставить с таблицей, чтобы определить размер автоматического выключателя, который потребуется вашему генератору.

• Также следует учитывать пусковой ток промышленных двигателей. Многие двигатели будут работать с определенной мощностью, но потребуют гораздо более высоких пусковых кВт. Например, вам может потребоваться 200 кВт и увеличенная сила тока при запуске, даже если ваша средняя рабочая нагрузка составляет всего 90 кВт.Также хорошо оценить требования к мощности электродвигателя. Некоторые двигатели поставляются с устройством плавного пуска, которое помогает контролировать ускорение путем подачи напряжения. Некоторые промышленные двигатели предоставляют всю эту информацию на своих бирках данных.

• Частота от электросети также играет роль - в большинстве США и некоторых частях Азии частота составляет 60 Гц, а в остальном мире - 50 Гц. Большинство крупных кораблей и самолетов используют специализированную частоту 400 Гц. Для переключения мощности в электросети на другую частоту иногда можно использовать преобразователь частоты, но необходимо учитывать дополнительные факторы.Большинство генераторов можно преобразовать, но некоторые генераторы не будут работать должным образом или могут потребоваться дополнительные детали и работа по настройке. Проконсультируйтесь с производителем генератора для получения дополнительных сведений о подобной ситуации.

Регулировка напряжения генератора

Регулировка напряжения генераторов - это то, что наши опытные техники выполняют каждые несколько дней, чтобы удовлетворить все различные комбинации и особые электрические требования наших клиентов.Хотя напряжение можно регулировать на большинстве генераторов, ваши конкретные параметры всегда будут ограничены в зависимости от того, с каким концом генератора вы работаете.

Сам процесс изменения напряжения - это относительно техническая электрическая процедура, которая в первую очередь включает регулировку выводов на стороне генератора. На большинстве 3-фазных генераторных установок мы обычно берем 10 или 12 выводов со стороны генератора и меняем конфигурацию их расположения и подключения, корректируем их маршрут к панели управления и некоторым другим местам - в зависимости от того, что мы пытаемся выполнить.Мы хорошо изолируем провода, при необходимости отрегулируем чувствительные провода, а затем при необходимости внесем дополнительные изменения. Здесь часто упоминаются такие термины, как изгиб и двойной треугольник (или зигзаг), Y-конфигурация и другие различные схемы подключения. Дополнительные сведения об этих условиях см. В нашей статье о фазовых преобразованиях. На 3-фазных генераторах мы можем изменить, например, 208 В на 480 В или с 480 на 240 В, или почти любое количество других комбинаций и фаз, используя все напряжения, которые доступны в настоящее время (при условии, что конец генератора можно повторно подключить).

Сторона генератора - это основной компонент, который будет определять, как генератор будет реагировать на изменение фазы и / или напряжения. При правильном выполнении изменение напряжения не должно повредить или перенапрягать устройство. Многим клиентам требуется наличие двух или более напряжений системы от их резервной генераторной установки. Это могут быть электродвигатели, работающие на 480 Вольт, бытовые приборы и производственное оборудование, использующие 208 Вольт, а также меньшие нагрузки и электроинструменты на 240 Вольт.Вы можете добиться этого с помощью трехфазного генератора либо с помощью переключателя, либо с помощью двойного генератора напряжения, который уже сделан для этой цели. Однако имейте в виду, что вы не можете одновременно выводить несколько напряжений от одного генератора, вам нужно будет вручную переключить выход на каждое другое напряжение или использовать для этого трансформатор.

Есть несколько ограничений, о которых следует помнить при рассмотрении изменения напряжения. Специализированные или высоковольтные генераторы (например, 4160 или 13 500 Вольт) не очень практичны для изменения.Вы можете изменить 600 В на 480 В, но не наоборот. Кроме того, на многих трехфазных генераторах иногда бывает трудно получить доступ к определенным элементам и обойти их. Например, у них может быть гибкий кабелепровод, который обертывает, дверцы панелей, которые находятся в необычных местах, или корпуса, которые не позволяют нашим техническим специалистам легкий доступ. Хотя почти всегда есть доступ к стволу и проводке на концах трехфазного генератора, иногда это может быть сложно. Следует также иметь в виду, что некоторые концы генератора не могут быть повторно подключены, поэтому варианты и схемы проводки, доступные для этих типов генераторов, очень ограничены.

Еще одна распространенная вещь, которую мы делаем при изменении напряжения, - это обновляем компоненты и рассматриваем другие возможные аспекты оборудования в вашей системе, в том числе следующие:

Замените датчики - всякий раз, когда мы изменяем напряжение на старом генераторе, нам часто приходится заменять несколько датчики, чтобы мы могли прочитать новые уровни вывода. Одним из приятных преимуществ новой цифровой панели управления является то, что ее обычно можно перепрограммировать.

• Выключатели - мы регулярно заменяем выключатели на блоках в соответствии с требованиями наших клиентов по силе тока.Прерыватель обычно прикрепляется к стороне генератора, и это важный компонент, который поможет защитить генератор, гарантируя, что вы не превысите номинальную силу тока для этого устройства. В зависимости от того, хочет ли клиент, чтобы все было на одном выключателе или было разделено по какой-либо конкретной причине, мы можем изменить конфигурацию на что-то другое (например, один выключатель на 1200 А или два на 600 А).

• Регулятор напряжения - на большинстве генераторных установок при повторном подключении проводов к другому напряжению необходимо также тщательно отрегулировать провода датчиков, идущие к регулятору и / или панели управления.Если это не сделать должным образом, вы можете сжечь доску или нанести другой ущерб. Большинство современных коммерческих генераторов теперь имеют регулятор напряжения, встроенный в панель управления, поэтому вы можете регулировать параметры напряжения оттуда, и он помогает выполнять все регулировки. Это в первую очередь хорошее достижение, но делает замену платы намного более дорогостоящей из-за дополнительных функций. К старым генераторам часто присоединяется отдельное оборудование, которое выполняет те же функции. Все эти регуляторы работают для автоматического поддержания постоянного напряжения, чтобы ваше оборудование вырабатывало стабильный выходной сигнал.

• Трансформатор - если он есть в вашей системе, возможно, придется перенастроить часть проводки для соответствия новому напряжению.

Автоматический переключатель резерва (ATS) - определение силы тока для этого типа переключателя также важно, потому что ATS является ключевой частью обеспечения того, чтобы вы могли автоматически переключить генератор во время сбоя в электросети, а также выключить его после питание снова включается.

Подводя итог, можно сказать, что существует множество вариантов, когда речь идет о комбинациях фаз и напряжений, конфигурациях и преобразованиях.Это может быть сложный процесс, поэтому лучше всего обратиться за помощью к профессиональному электрику или опытному технику-генератору. Однако, если у вас есть какие-либо вопросы по вопросам, затронутым в этой статье, вам нужна помощь в выборе размера генератора или если вам нужна помощь в определении того, что лучше всего подходит для вашей конкретной среды, просто позвоните по телефону 800-853-2073 или свяжитесь с нами.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *