Tasavirtastabiloidun virtalähteen rakenneparametrit ja vikaanalyysi
DC-säädelty virtalähde on tärkeä osa elektroniikkapiirejä. Olipa kyseessä teollisuuselektroniikka tai siviilielektroniikka, tasavirtalähdettä käytetään yleensä virran syöttämiseen sen ohjauspiiriin. Säädetyn virtalähteen suorituskyky liittyy suoraan koko elektronisen piirin suorituskykyyn. Yksinkertaisesti sanottuna tasavirtastabiloidun teholähteen tarkoituksena on muuntaa verkossa oleva 220 V vaihtovirta, jonka suunta muuttuu koko ajan muunnospiirin kautta tasasuuntaiseksi tasavirraksi.
Yleinen DC-säädelty teholähde koostuu neljästä osasta, nimittäin muuntajaosasta, tasasuuntauspiiriosasta, suodatinpiiriosasta ja jännitteen stabilointipiirin osasta. Sen tehtävänä on muuntaa vaihtovirtasyöte elektroniikkalaitteiden vaatimaksi tasatehoksi ja tarjota tasavirtaa erilaisille elektroniikkapiireille.
1 AC-muuntajaosa
Vaihtovirtamuuntajan tehtävänä on muuttaa verkon suuremman vaihtojännitteen syöttö pienemmäksi vaihtojännitteeksi, jolloin AC-jännitteen taajuus ei muutu. Vaihtovirtamuuntaja käyttää sähkömagneettisen induktion lakia. Ensiökäämin ja toisiokäämin välillä ei ole sähköistä yhteyttä, vain magneettinen kytkentä.
Muuntajan parametrien valinnassa huomioidaan pääasiassa muuntajan muunnossuhde ja muunnoksen tehokkuus: muuntajan jännitteen muunnossuhde on verrannollinen ensiö- ja toisiokäämien kierrosten lukumäärään; muuntajan hyötysuhde on ensiöteho / toisioteho. Tarvittava lähtöjännite määräytyy kuormitusjännitteen mukaan. Muuntajien yleisiä vikoja ovat eristyksen pieneneminen, kelan oikosulku, avoin piiri ja niin edelleen. Eristyksen heikkeneminen on tila, joka esiintyy usein muuntajien työprosessin aikana. Eristyksen heikkenemisvirheet ovat itse asiassa eristysresistanssin pienenemistä, joka saa muuntajan virran kasvamaan aiheuttaen vakavaa lämmön muodostumista, ja lämpötilan nousu aiheuttaa eristekerroksen ikääntymistä edelleen muodostaen noidankehän. Ensiökäämin osittainen oikosulku vähentää lähtöjännitettä, toisiokäämin osittainen oikosulku lisää lähtöjännitettä ja vakava oikosulku aiheuttaa muuntajan kuumenemisen tai jopa savun ja palamisen. Oikosulkuviat voidaan mitata yleismittarin jännitealueella. Avoin piiri joko ensiökäämässä tai toisiokäämessä ei aiheuta lähtöjännitettä piirissä.
2 tasasuuntaajapiirin osa
Ns. tasasuuntaajapiiri on piiri, joka muuntaa vaihtojännitteen tai -virran sykkiväksi tasajännitteeksi tai -virraksi. Diodia käytetään tasasuuntaajapiirissä. Diodilla on yksivaiheinen johtavuus, eli diodi kytkeytyy päälle, kun se on kytketty lähtöjännitteeseen (anodi on kytketty korkeaan potentiaaliin ja katodi on kytketty matalaan potentiaaliin), ja käänteinen jännite on kytketty (anodi on kytketty matalaan potentiaaliin ja katodi on kytketty korkeaan potentiaaliin). potentiaali), kun diodi katkeaa. Käyttämällä tätä diodin ominaisuutta voidaan muodostaa puoliaaltotasasuuntauspiiri tai täysaaltotasasuuntauspiiri. Puoliaaltotasasuuntauspiirissä diodi johtaa vain puolet jaksosta; täysaaltotasasuuntauspiirissä diodi johtaa koko jakson ajan. Puoliaaltotasasuuntaajapiiriin verrattuna täysaaltotasasuuntaajapiirillä on pienempi lähtöjännitteen pulsaatio, suurempi lähtöjännitteen keskiarvo ja teholähteen energian tehokas käyttö, joten nyt tasasuuntaajapiiri koostuu periaatteessa kahdesta diodista. Täysaaltotasasuuntauspiiri tai neljästä diodista koostuva tasasuuntaussilta.
Tasasuuntauspiirin diodiparametrien valinnassa huomioidaan pääasiassa diodin keskimääräinen käyttövirta ja suurin vastasuuntainen käyttöjännite, jonka diodi voi kantaa. Turvallisuussyistä valittujen parametrien tulee olla noin kaksi kertaa suuremmat kuin laskettu arvo. Yleisiä vikoja siltatasasuuntaajapiirissä ovat diodivirtuaalihitsaus, käänteinen hitsaus, oikosulku ja niin edelleen. Kun siltatasasuuntaajapiirin diodi juotetaan tai irrotetaan, tasasuuntaajapiiristä tulee puoliaaltotasasuuntauspiiri. Kun tarkastat oskilloskoopilla, huomaat, että lähtöjännitteen aaltomuoto ilmestyy vain puolessa jaksossa. Jos kyseessä on virtuaalihitsaus D1 tai D3, aaltomuoto näkyy vain virtalähteen toisella puoliskolla; jos kyseessä on D2- tai D4-virtuaalihitsaus, aaltomuoto näkyy vain virtalähteen ensimmäisellä puoliskolla. Jos diodi käännetään, se aiheuttaa oikosulkuvian. Tällä hetkellä virta on erittäin suuri, ja sekä diodi että muuntaja palavat.
3 suodatinpiirin osa
Käytä ominaisuutta, että energian varastointielementin kondensaattorin yli olevaa jännitettä ei voida mutatoida kytkeäksesi kondensaattorin rinnan kuorman RL kanssa, tai käytä ominaisuutta, että energiaa varastoivan elementin induktanssin läpi kulkevaa virtaa ei voida mutatoida kytkemään induktanssi ja kuorma RL sarjassa muodostamaan suodatinpiirin suodattamaan pois ylemmän tasasuuntaajan. Lähtöjännitteen ja -virran AC-komponentti piirissä säilyttää tasavirtakomponenttinsa, mikä tekee lähtöjännitteen tai -virran aaltomuodosta tasaisemman ja parantaa pulsaatiota. lähtöjännite. Kondensaattorin suodatinpiiri on yksinkertaisin. Kun induktanssikelan induktanssi induktanssisuodatinpiirissä on suuri, tarvitaan rautasydän, joka on helppo aiheuttaa sähkömagneettisia häiriöitä.
Suodatinpiirin kondensaattoriparametrien valinta sisältää pääasiassa purkausaikavakion RC ja kestojännitteen arvon. Jotta piiri toimisi luotettavasti, RC on yleensä suurempi tai yhtä suuri kuin 1,5 ~ 2,5 T (T on muuntajan lähtöjännitteen jakso), ja kondensaattorin kestojännitearvo on yleensä Take 1,5 ~ 2U (U on muuntajan lähtöjännitteen tehollinen arvo). Suodatinpiirin yleisiä vikoja ovat rikkoutuminen, avoin piiri ja kapasiteetin pieneneminen. Voit käyttää yleismittarin ohmivaihtetta arvioidaksesi kondensaattorin rikkoutumisen tai avoimen piirin vian. Kun suodatinkondensaattori rikkoutuu tai oikosuljetaan, tasasuuntaajadiodi ja jännitemuuntaja palavat loppuun; kun suodatinkondensaattori on katkaistu tai sen kapasiteetti pienenee, lähtöjännite putoaa paljon, jolloin kuorman tulojännite on liian alhainen toimimaan normaalisti.
