Alimentations pour appareils électroniques - appareil et principe de fonctionnement des circuits principaux

Les appareils électroniques peuvent être divisés en deux groupes: mobile et stationnaire. Les premiers utilisent les sources d'énergie dites primaires, - des piles ou accumulateurs galvaniques alimentés en électricité.

Il rappelle immédiatement les téléphones mobiles, les appareils photo, les télécommandes et de nombreux autres appareils portables. Dans ce cas, les batteries rechargeables et les batteries sont au-delà de la concurrence, car il n'y a tout simplement rien pour les remplacer. Le seul inconvénient, le coût de la mobilité est que la durée de ces appareils est limitée par la capacité des batteries, et, en règle générale, est petite. Les montres sont peut-être une exception à cette règle. Leur consommation d'énergie est très faible, ce qui est intégré au stade de la conception, de sorte que l'horloge peut fonctionner sur une seule batterie pendant toute une année, voire plus.

Dispositifs stationnairesreçoivent généralement du courant de sources secondaires. De telles sources de leur propre énergie ne produisent pas, mais convertissent uniquement le courant électrique aux paramètres requis: à partir d'une tension secteur de 220V, les alimentations génèrent des tensions réduites nécessaires pour alimenter les équipements semi-conducteurs. Ces alimentations sont souvent appelées en réseau.

Alimentations dangereuses

Les plus simples sont alimentations avec condensateur d'extinction ou résistance. Des blocs similaires ont été décrits dans des magazines radio dans les années 90 du siècle dernier. L'efficacité de ces alimentations est extrêmement faible, ne dépassant pas 20%, elles sont donc utilisées pour alimenter des appareils dont la puissance ne dépasse pas quelques watts: vous pouvez alimenter un ou deux microcircuits.

Le principal inconvénient de ces blocs est que ils ne sont pas isolés galvaniquement du réseau primaire, de sorte que l'ensemble du circuit - le consommateur est également sous un potentiel dangereux. Toucher un élément d'un tel circuit est totalement indésirable, voire dangereux. Par conséquent, la mise en place de telles structures s'effectue à l'aide d'un transformateur d'isolement décrit dans l'article «Comment fabriquer un transformateur de sécurité».

Mais même avec un tel ajustement, ces schémas restent dangereux, par conséquent, leur utilisation ne doit pas être recommandée. Si néanmoins un tel schéma ne peut être évité (à quoi sert de créer une source d'énergie séparée relais photoqui pèse haut sur un poste?), on ne peut qu'espérer la précision et l'alphabétisation de l'utilisateur.

Blocs de sécurité avec condensateur de masquage

Le circuit d'alimentation avec un condensateur d'extinction et une isolation galvanique du réseau est décrit dans l'article "Thermostat pour le soudage des plastiques" et montré dans la figure 1. L'auteur du schéma V. Kuznetsov.

Figure 1. Circuit d'alimentation avec un condensateur de suppression et une isolation galvanique du réseau

Le schéma est décrit en détail dans l'article susmentionné, a été répété plusieurs fois (plus d'une douzaine de fois) et a montré d'excellents résultats. Par conséquent, nous ne notons ici que les principaux points. La tension du secteur à travers le condensateur d'extinction C1 est redressée par le pont VD1 et stabilisée à 24V par le stabilisateur sur le transistor VT3. Un générateur réalisé sur les transistors VT1, VT2 est alimenté par ce stabilisateur. Le transformateur «puissance» Tr2 est réalisé sur un anneau de ferrite d'un diamètre de 20 mm.

Un tel transformateur à une fréquence de 40 ... 50 KHz peut donner une charge allant jusqu'à 7 watts, ce qui est suffisant pour alimenter le circuit décrit dans l'article. Les tensions de sortie sont stabilisées par les stabilisateurs paramétriques les plus simples des diodes Zener VD5, VD6. Grâce à la présence du transformateur d'isolement Tr2, la charge fournie est isolée galvaniquement du réseau, ce qui garantit la sécurité électrique du circuit.

Imaginez à quoi cela ressemblerait thermocouplesous potentiel de réseau! Mais il faut noter que tout ce qui est montré dans le schéma à droite du coeur du transformateur Tr2 est sous le potentiel du réseau, et nécessite une manipulation soigneuse et soignée. Un autre schéma d'une alimentation électrique sûre avec un condensateur d'extinction est illustré à la figure 2.

Figure 2. Schéma d'une alimentation électrique sûre avec un condensateur d'extinction

L'enroulement primaire du transformateur d'alimentations de petite taille contient plusieurs (quatre ... sept) milliers de tours de fil ultra-fin, - 0,05 ... 0,06 mm. Afin de ne pas bobiner un tel enroulement, il est proposé d'utiliser un condensateur de trempe pour réduire la tension sur l'enroulement primaire à 30 ... 40V. Dans ce cas, l'enroulement primaire ne contient pas plus de 600 ... 700 tours d'un fil suffisamment épais (0,1 ... 0,15 mm). L'enroulement secondaire est calculé comme d'habitude pour la tension requise.

Le transformateur peut être enroulé sur le circuit magnétique Ш12 * 15 à partir d'un haut-parleur d'abonné. Plus précisément, la valeur de tension peut être sélectionnée à l'aide du condensateur C1. Grâce à l'utilisation d'un transformateur, la sortie de l'alimentation est isolée galvaniquement du réseau. La puissance d'une telle alimentation était suffisante pour alimenter un simple générateur (six ou sept puces de la série K561) pour l'installation de téléviseurs. La tension d'alimentation était de 9 V. Les détails de l'appareil et la mise en place de cette alimentation se trouvent dans le journal "Radio" n ° 12_98.

Alimentations d'équipements modernes

Les équipements modernes de fabrication industrielle, tels que les ordinateurs, les systèmes stéréo, les téléviseurs, alimentation à découpage.

L'idée principale de ces sources est la suivante. La tension redressée du réseau est convertie par un onduleur en une fréquence alternative de plusieurs dizaines, et parfois de centaines de kilohertz. À de telles fréquences, les transformateurs sont obtenus dans de très petites tailles, ce qui peut réduire considérablement la taille et le poids des alimentations.

Après le transformateur, les tensions d'impulsion sont redressées et lissées par des filtres dont la taille en raison de la haute fréquence est également faible par rapport aux alimentations traditionnelles fonctionnant à la fréquence du réseau. La stabilisation de la tension de sortie est effectuée dans le circuit primaire en utilisant la modulation de largeur d'impulsion - PWM, ce qui contribue également à augmenter l'efficacité et à réduire la taille de l'alimentation.

Il n'y a pas si longtemps, on pensait que les alimentations à découpage ne se justifiaient qu'à partir d'une puissance d'au moins 100 watts. Dans ce cas, la puissance spécifique était considérée comme le critère principal, à savoir puissance par 1 décimètre cube de volume d'alimentation. Lorsque la puissance de la source pulsée est inférieure à 100 W, la puissance spécifique de la source pulsée était inférieure à celle d'une alimentation conventionnelle. En termes simples, les dimensions de la source d'impulsions pourraient s'avérer plus grandes que celles d'un transformateur conventionnel.

Mais la technologie ne s'arrête pas, la base élémentaire de l'électronique se développe très rapidement. L’industrie moderne a maîtrisé la production de sources puisées d’une capacité de quelques watts seulement, il suffit de rappeler au moins chargeurs pour les téléphones portables et les piles "doigt".

Il est déjà facile de voir ici que la puissance spécifique de telles sources est supérieure à celle de «chargeurs» similaires (récemment il y en avait) avec un transformateur de réseau. C'est ainsi que les choses sont bonnes dans la production industrielle: d'énormes économies sont réalisées sur le fil de bobinage seul, le fer à transformer et les boîtiers miniatures.

Dans les conditions de créativité technique amateur pour la fabrication d'un dessin en un seul exemplaire il convient tout à fait alimentation traditionnelle avec transformateur secteur. Bien que de temps en temps, vous devez rechercher des solutions non standard au problème d'alimentation, par exemple lors de la réparation de l'équipement.

Commutation de l'alimentation d'un transformateur électronique

Voici un bon exemple pratique. Dans le mélangeur de sons importé pour une raison quelconque, l'enroulement primaire du transformateur de puissance s'est rompu, ce qui a été effectué sur un circuit magnétique annulaire.

La puissance de ce transformateur était d'environ 20 watts, ce qui a conduit à de tristes pensées que le nombre de tours de l'enroulement primaire n'est probablement pas de mille tours (plus la taille du transformateur est petite, plus le nombre de tours par volt est élevé et le fil est plus mince). Mais rembobinage manuel sur l'anneau ... Mais ce n'était pas l'essentiel: la hauteur du transformateur de l'anneau était si petite qu'il n'était pas possible de le remplacer par un autre en forme de Sh prêt à l'emploi, les dimensions du boîtier ne le permettaient pas.

L'utilisation d'un transformateur électronique a permis de résoudre le problème, cependant, il a fallu un certain raffinement, qui est décrit dans l'article "Comment faire une alimentation à partir d'un transformateur électronique?". Le sens de l'altération est que transformateur électronique Il est conçu pour fonctionner avec des lampes à incandescence qui y sont constamment connectées, c'est-à-dire que le transformateur démarre sous charge. S'il n'y a pas de charge, le circuit ne démarre pas. Le même effet est observé avec une légère charge.

Imaginez que la charge soit un puissant amplificateur de fréquence sonore: dès que le son s'est arrêté, - faites une pause, donc l'alimentation s'est coupée et n'a plus démarré. Voici le raffinement du transformateur électronique et se résume au fait que l'alimentation basée sur lui tourne et fonctionne même sans charge.

Un transformateur électronique est juste le cas où la fabrication d'une source pulsée est simplifiée à la limite: tout a déjà été fait, les pièces sont toutes en place, les transformateurs sont tous enroulés, et le prix est tout simplement ridicule. Faites-le vous-même en kit! Même en cas d'échec d'une expérience, jeter ne sera pas dommage. Si vous achetez des pièces au détail, ce sera beaucoup plus cher. Par conséquent, à la maison, il est plus facile de fabriquer une alimentation de transformateur conventionnelle.

Adaptateurs réseau de Chine

Dans le cas où la puissance de charge est faible, une carte réseau de fabrication chinoise pourrait bien sauver la situation. Il s'agit d'un bloc bien connu réalisé sous la forme d'une grande prise réseau avec une extrémité se terminant par un connecteur, qui est pour une raison quelconque appelée «jack». À l'intérieur de la fiche, il y a un transformateur de réseau d'une capacité maximale de 5 ... 7 watts, un pont redresseur et un condensateur de lissage.

Dans certains blocs, un interrupteur à glissière vous permet de modifier progressivement la tension de sortie entre 5 et 15 V. La tension de sortie indiquée sur l'interrupteur correspond au fonctionnement en charge. Par exemple, si 12V est indiqué, alors presque 18V peut être utilisé sans charge. Seul le condensateur se charge à la valeur d'amplitude. Mais sous charge, il y aura tout de même 12 V, ce qui correspond à la valeur de la valeur effective de la tension alternative.

La conception de tels adaptateurs est simplifiée à la limite: les Chinois n'ont même pas pris la peine d'installer un fusible. Dans l'ensemble, ce n'est pas trop ici. L'enroulement primaire est enroulé avec un fil si fin qu'il est en soi un bon fusible. Si le bobinage primaire brûle, il reste à jeter cet adaptateur et à en acheter un nouveau.

Le prix de ces adaptateurs est faible pour les réparer. Les économies d'enroulement de ces adaptateurs sont très visibles. Ces alimentations sont sensiblement chauffées même au ralenti, sans charge.

Le prochain article expliquera comment vous pouvez créer indépendamment une alimentation électrique simple et fiable pour votre laboratoire à domicile.

Boris Aladyshkin 

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