แหล่งจ่ายไฟสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ - อุปกรณ์และหลักการทำงานของวงจรหลัก

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: มือถือและเครื่องเขียน. ครั้งแรกของพวกเขาใช้แหล่งพลังงานหลักที่เรียกว่า - แบตเตอรี่ไฟฟ้าหรือสะสมที่มีกระแสไฟฟ้า

มันจะจำโทรศัพท์มือถือกล้องรีโมทคอนโทรลและอุปกรณ์พกพาอื่น ๆ ได้ทันที ในกรณีนี้แบตเตอรี่และแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้อยู่เหนือการแข่งขันเนื่องจากไม่มีอะไรจะมาแทนที่ได้ ความไม่สะดวกเพียงอย่างเดียวค่าใช้จ่ายในการเคลื่อนย้ายคือระยะเวลาของอุปกรณ์ดังกล่าวถูก จำกัด ด้วยความจุของแบตเตอรี่และตามกฎแล้วมีขนาดเล็ก อาจมีข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ การใช้พลังงานของพวกเขาอยู่ในระดับต่ำมากซึ่งรวมอยู่ในขั้นตอนการออกแบบดังนั้นนาฬิกาสามารถใช้แบตเตอรี่หนึ่งก้อนตลอดทั้งปีหรือมากกว่านั้น

อุปกรณ์เครื่องเขียนตามกฎแล้วรับอาหารจากแหล่งทุติยภูมิ แหล่งที่มาของพลังงานของตัวเองไม่ได้ผลิต แต่เพียงแปลงกระแสไฟฟ้าเป็นพารามิเตอร์ที่ต้องการ: จากแรงดันไฟหลัก 220V อุปกรณ์จ่ายไฟจะสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงซึ่งจำเป็นสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ไฟฟ้า. แหล่งจ่ายไฟดังกล่าวมักถูกเรียกว่า เครือข่าย.

แหล่งจ่ายไฟที่เป็นอันตราย

ที่ง่ายที่สุดคือ แหล่งจ่ายไฟที่มีตัวเก็บประจุดับหรือตัวต้านทาน. มีการอธิบายบล็อกที่คล้ายกันนี้ในนิตยสารทางวิทยุในยุคของศตวรรษที่ผ่านมา ประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟดังกล่าวมีขนาดเล็กมากไม่เกิน 20% ดังนั้นจึงถูกนำไปใช้กับอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีกำลังไฟไม่เกินสองสามวัตต์: คุณสามารถจ่ายไฟให้กับวงจรหนึ่งหรือสองวงจร

ข้อเสียเปรียบหลักของบล็อกดังกล่าวก็คือ พวกเขาไม่ได้ถูกแยกด้วยกระแสไฟฟ้าจากเครือข่ายหลักซึ่งเป็นผลมาจากวงจรทั้งหมด - ผู้บริโภคยังอยู่ภายใต้อันตรายที่อาจเกิดขึ้น การสัมผัสองค์ประกอบของวงจรดังกล่าวไม่เป็นที่พึงปรารถนาอย่างสมบูรณ์และอาจเป็นอันตรายได้ ดังนั้นการจัดตั้งโครงสร้างดังกล่าวจะดำเนินการโดยใช้หม้อแปลงแยกที่อธิบายไว้ในบทความ “ วิธีสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าที่ปลอดภัย”.

แต่ถึงแม้จะมีการปรับเปลี่ยนเช่นนี้แผนการเหล่านี้ยังคงเป็นอันตรายดังนั้นจึงไม่แนะนำให้ใช้ หากอย่างไรก็ตามโครงการดังกล่าวไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ (จุดประสงค์ของการสร้างแหล่งพลังงานแยกต่างหากคืออะไร รีเลย์ภาพที่โพสต์สูงถึงโพสต์ใช่ไหม) ผู้ใช้สามารถหวังความถูกต้องและความรู้ของผู้ใช้ได้เท่านั้น

บล็อกที่ปลอดภัยพร้อมตัวเก็บประจุ blanking

วงจรแหล่งจ่ายไฟที่มีตัวเก็บประจุดับและการแยกกัลวานิกจากเครือข่ายได้อธิบายไว้ในบทความ "เครื่องควบคุมอุณหภูมิสำหรับการเชื่อมพลาสติก" และแสดงในรูปที่ 1 ผู้เขียนของโครงการวี Kuznetsov

รูปที่ 1 วงจรแหล่งจ่ายไฟที่มีตัวเก็บประจุแบบ blanking และการแยกแบบไฟฟ้าจากเครือข่าย

โครงการมีการอธิบายในรายละเอียดในบทความข้างต้นซ้ำหลายครั้ง (มากกว่าโหลครั้ง) และแสดงผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม ดังนั้นที่นี่เราทราบเฉพาะประเด็นหลัก แรงดันไฟฟ้าหลักผ่านตัวเก็บประจุดับ C1 จะถูกแก้ไขโดยสะพาน VD1 และเสถียรที่ 24V โดยโคลงบนทรานซิสเตอร์ VT3 จากโคลงนี้ขับเคลื่อนโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ทำบนทรานซิสเตอร์ VT1, VT2 หม้อแปลงไฟฟ้า“ พลัง” Tr2 ทำจากวงแหวนเฟอร์ไรต์ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 20 มม.

หม้อแปลงดังกล่าวที่ความถี่ 40 ... 50 KHz สามารถให้โหลดได้มากถึง 7 วัตต์ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายไฟให้กับวงจรที่อธิบายไว้ในบทความ แรงดันไฟฟ้าขาออกมีความเสถียรโดยตัวปรับสมดุลแบบพาราเมตริกที่ง่ายที่สุดบนซีเนอร์ไดโอด VD5, VD6 เนื่องจากหม้อแปลงแยกมี Tr2 ภาระที่ให้มาจะถูกแยกออกจากกระแสไฟฟ้าจากเครือข่ายซึ่งทำให้มั่นใจในความปลอดภัยทางไฟฟ้าของวงจร

ลองนึกภาพว่ามันจะเป็นอย่างไร thermocoupleภายใต้ศักยภาพของเครือข่าย! แต่ควรสังเกตว่าทุกอย่างที่แสดงในแผนภาพด้านขวาของแกนหม้อแปลง Tr2 นั้นอยู่ภายใต้ศักยภาพของเครือข่ายและต้องมีการจัดการอย่างระมัดระวังและระมัดระวัง แผนภาพอื่นของแหล่งจ่ายไฟที่ปลอดภัยพร้อมตัวเก็บประจุดับแสดงในรูปที่ 2

รูปที่ 2 ไดอะแกรมของแหล่งจ่ายไฟที่ปลอดภัยพร้อมตัวเก็บประจุดับ

ขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงของแหล่งจ่ายไฟขนาดเล็กประกอบด้วยหลาย (สี่ ... เจ็ด) พันรอบของสายบางเฉียบ - 0.05 ... 0.06 มม. เพื่อไม่ให้คดเคี้ยวเช่นนี้จึงเสนอให้ใช้ตัวเก็บประจุดับเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าที่คดเคี้ยวเป็น 30 ... 40V ในกรณีนี้ขดลวดปฐมภูมิมีไม่เกิน 600 ... 700 รอบของลวดที่มีความหนาเพียงพอ (0.1 ... 0.15 มม.) ขดลวดทุติยภูมิจะคำนวณตามปกติสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

หม้อแปลงสามารถพันกับวงจรแม่เหล็กШ12 * 15 จากลำโพงสมาชิกได้ แม่นยำยิ่งขึ้นสามารถเลือกค่าแรงดันไฟฟ้าได้โดยใช้ตัวเก็บประจุ C1 ผ่านการใช้หม้อแปลงเอาต์พุตของแหล่งจ่ายไฟจะถูกแยกกระแสไฟฟ้าออกจากเครือข่าย พลังของแหล่งจ่ายไฟนั้นเพียงพอที่จะให้พลังงานกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอย่างง่าย (ชิปหกหรือเจ็ดของซีรีย์ K561) สำหรับการตั้งค่าทีวี แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟคือ 9 V. รายละเอียดของอุปกรณ์และการจัดตั้งแหล่งจ่ายไฟนี้สามารถพบได้ในวารสาร "วิทยุ" หมายเลข 12_98

แหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์ที่ทันสมัย

อุปกรณ์อุตสาหกรรมที่ทันสมัยเช่นคอมพิวเตอร์ศูนย์ดนตรีโทรทัศน์ส่วนใหญ่มี การเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟ.

แนวคิดหลักของแหล่งข้อมูลดังกล่าวมีดังนี้ แรงดันเครือข่ายที่แก้ไขจะถูกแปลงโดยอินเวอร์เตอร์เป็นความถี่สลับหลายสิบและบางครั้งหลายร้อยกิโลเฮิร์ตซ์ ที่ความถี่ดังกล่าวหม้อแปลงจะได้รับในขนาดที่เล็กมากซึ่งสามารถลดขนาดและน้ำหนักของแหล่งจ่ายไฟได้อย่างมาก

หลังจากหม้อแปลงแรงดันพัลส์จะถูกแก้ไขและทำให้เรียบโดยฟิลเตอร์ซึ่งขนาดเนื่องจากความถี่สูงนั้นมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบดั้งเดิมที่ทำงานที่ความถี่ไฟ ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าขาออกดำเนินการในวงจรปฐมภูมิโดยใช้การปรับความกว้างพัลส์ - PWM ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและลดขนาดของแหล่งจ่ายไฟ

เมื่อไม่นานมานี้เชื่อกันว่าการเปลี่ยนแหล่งจ่ายไฟจะพิสูจน์ตัวเองเพียงเริ่มจากพลังงานอย่างน้อย 100 วัตต์ ในกรณีนี้พลังงานเฉพาะถือว่าเป็นเกณฑ์หลักคือ พลังงานต่อ 1 ลูกบาศก์เมตรของปริมาณแหล่งจ่ายไฟ เมื่อพลังงานของแหล่งกำเนิดแสงพัลส์ต่ำกว่า 100 W พลังงานเฉพาะของแหล่งจ่ายพลังงานพัลส์จะต่ำกว่าแหล่งจ่ายไฟทั่วไป พูดง่ายๆขนาดของแหล่งกำเนิดพัลส์สามารถกลายเป็นใหญ่กว่าของหม้อแปลงทั่วไป

แต่เทคโนโลยีไม่หยุดนิ่งฐานองค์ประกอบอิเล็กทรอนิกส์กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว อุตสาหกรรมสมัยใหม่มีความเชี่ยวชาญในการผลิตแหล่งพัลซิ่งด้วยกำลังการผลิตเพียงไม่กี่วัตต์ก็เพียงพอที่จะเรียกคืนได้อย่างน้อย ชาร์จ สำหรับโทรศัพท์มือถือและแบตเตอรี่ "นิ้ว"

มันง่ายที่จะเห็นที่นี่ว่าพลังงานเฉพาะของแหล่งดังกล่าวสูงกว่า "เครื่องชาร์จ" ที่คล้ายกัน (เมื่อเร็ว ๆ นี้มีเช่นนั้น) ด้วยหม้อแปลงเครือข่าย นี่คือสิ่งที่ดีในการผลิตภาคอุตสาหกรรม: ประหยัดได้มากในการม้วนลวดเพียงอย่างเดียว, หม้อแปลงเหล็กและกล่องขนาดเล็ก

ในเงื่อนไขของความคิดสร้างสรรค์ทางเทคนิคมือสมัครเล่นสำหรับการผลิตการออกแบบในสำเนาเดียวค่อนข้างเหมาะสม แหล่งจ่ายไฟแบบดั้งเดิมพร้อมหม้อแปลงไฟ แม้ว่าบางครั้งคุณต้องมองหาวิธีแก้ไขปัญหาที่ไม่ได้มาตรฐานสำหรับปัญหาพลังงานเช่นเมื่อซ่อมอุปกรณ์

การสลับแหล่งจ่ายไฟจากหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์

นี่เป็นตัวอย่างการปฏิบัติที่ดี ในเครื่องผสมสัญญาณเสียงที่นำเข้าด้วยเหตุผลบางอย่างการม้วนขดลวดหลักของหม้อแปลงไฟฟ้าหยุดลงซึ่งดำเนินการในวงจรแม่เหล็กวงแหวน

พลังของหม้อแปลงไฟฟ้านี้อยู่ที่ประมาณ 20 วัตต์ซึ่งทำให้เกิดความคิดที่น่าเศร้าว่าจำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมินั้นมีแนวโน้มที่จะไม่พันรอบ (ยิ่งขนาดของหม้อแปลงน้อยลงเท่าใดจำนวนรอบต่อโวลต์ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น) และการกรอกลับด้วยตนเองบนวงแหวน ... แต่นี่ไม่ใช่สิ่งสำคัญ: ความสูงของหม้อแปลงหม้อแปลงมีขนาดเล็กจนไม่สามารถแทนที่มันด้วยอีกอันหนึ่งที่มีรูปทรงตัว Sh พร้อมขนาดของเคสไม่อนุญาต

การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าได้รับอนุญาตให้แก้ปัญหาได้อย่างไรก็ตามได้มีการปรับแต่งซึ่งได้อธิบายไว้ในบทความ "วิธีทำแหล่งจ่ายไฟจากหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์". ความหมายของการเปลี่ยนแปลงคือ หม้อแปลงไฟฟ้า มันถูกออกแบบมาเพื่อทำงานกับหลอดไส้ที่เชื่อมต่ออยู่ตลอดเวลานั่นคือหม้อแปลงจะเริ่มทำงานภายใต้การโหลด หากไม่มีการโหลดวงจรจะไม่เริ่มทำงาน สังเกตว่ามีผลกระทบเดียวกันกับการโหลดเล็กน้อย

ลองนึกภาพว่าการโหลดเป็นแอมพลิฟายเออร์ที่ทรงพลังของความถี่เสียง: ทันทีที่เสียงหยุดทำงาน - หยุดชั่วคราวดังนั้นแหล่งจ่ายไฟจึงปิดและไม่ได้เริ่มอีกต่อไป นี่คือการปรับแต่งของหม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์และเดือดลงไปตามความจริงที่ว่าแหล่งจ่ายไฟตามที่มันเปิดและทำงานได้โดยไม่ต้องโหลด

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นเพียงแค่กรณีที่การผลิตแหล่งพัลซิ่งนั้น จำกัด ให้ง่ายขึ้น: ทุกอย่างได้ทำไปเรียบร้อยแล้วชิ้นส่วนทั้งหมดอยู่ในสถานที่หม้อแปลงทั้งหมดก็บาดแผลและราคาก็ไร้สาระ เพียงแค่ทำมันเองชุด! แม้ในกรณีที่การทดลองไม่ประสบความสำเร็จการทิ้งห่างจะไม่เป็นที่น่าเสียดาย หากคุณซื้อชิ้นส่วนในราคาปลีกจะมีราคาแพงกว่ามาก ดังนั้นที่บ้านจึงง่ายต่อการสร้างแหล่งจ่ายไฟหม้อแปลงแบบดั้งเดิม

อะแดปเตอร์เครือข่ายจากจีน

ในกรณีที่โหลดไฟฟ้ามีขนาดเล็กอะแดปเตอร์เครือข่ายที่ผลิตในจีนอาจช่วยให้สถานการณ์ดีขึ้น นี่คือบล็อกที่รู้จักกันดีที่ทำในรูปแบบของปลั๊กเครือข่ายขนาดใหญ่ที่มีหางที่ลงท้ายด้วยตัวเชื่อมต่อซึ่งมีเหตุผลบางอย่างที่เรียกว่า "แจ็ค" ภายในปลั๊กมีหม้อแปลงเครือข่ายที่มีความจุไม่เกิน 5 ... 7 วัตต์, บริดจ์เรกติไฟเออร์และตัวเก็บประจุที่ราบเรียบ

ในบางบล็อคจะมีสวิตช์เลื่อนที่ช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขาออกได้ภายใน 5 ... 15V แรงดันเอาต์พุตที่ระบุบนสวิตช์สอดคล้องกับการทำงานภายใต้โหลด ตัวอย่างเช่นหากระบุ 12V จะสามารถใช้งานได้เกือบ 18V โดยไม่โหลด เพียงแค่ตัวเก็บประจุจะคิดค่าแอมพลิจูด แต่ภายใต้ภาระทั้งหมดเดียวกันจะมี 12V ซึ่งสอดคล้องกับค่าของค่าประสิทธิภาพของแรงดันไฟฟ้าสลับ

การออกแบบของอะแดปเตอร์ดังกล่าวนั้นลดความซับซ้อนลงไป: ชาวจีนไม่ได้สนใจที่จะติดตั้งฟิวส์ ไม่มากที่นี่ ขดลวดปฐมภูมินั้นพันด้วยลวดเส้นเล็ก ๆ ซึ่งมันเองเป็นฟิวส์ที่ดี หากคดเคี้ยวหลักเบิร์นก็จะยังคงทิ้งอะแดปเตอร์นี้และซื้ออะแดปเตอร์ใหม่

ราคาของอะแดปเตอร์ดังกล่าวอยู่ในระดับต่ำเพื่อซ่อมแซม การประหยัดที่คดเคี้ยวในอะแดปเตอร์เหล่านี้มีความชัดเจนมาก แหล่งจ่ายไฟดังกล่าวได้รับความร้อนอย่างเห็นได้ชัดแม้ในขณะที่ไม่ได้ใช้งานโดยไม่ต้องโหลด

บทความถัดไปจะอธิบายวิธีที่คุณสามารถสร้างแหล่งจ่ายไฟที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้สำหรับห้องปฏิบัติการที่บ้านของคุณ

Boris Aladyshkin 

ความต่อเนื่องของบทความ: Home Lab อุปกรณ์ไฟฟ้า