Структурные параметры и анализ неисправностей стабилизированного источника постоянного тока
Регулируемый источник питания постоянного тока является важной частью электронных схем. Будь то промышленные электронные продукты или гражданские электронные продукты, источник питания постоянного тока обычно используется для подачи питания на его схему управления. Производительность регулируемого источника питания напрямую связана с производительностью всей электронной схемы. Проще говоря, стабилизированный источник постоянного тока должен преобразовывать переменный ток 220 В в сети, направление которого постоянно меняется через схему преобразования, в постоянный ток с постоянным направлением.
Общий регулируемый источник питания постоянного тока состоит из четырех частей, а именно части трансформатора, части схемы выпрямителя, части схемы фильтра и части схемы стабилизации напряжения. Его функция заключается в преобразовании входной мощности переменного тока в мощность постоянного тока, необходимую для электронного оборудования, и обеспечении питания постоянного тока для различных электронных схем.
1 секция трансформатора переменного тока
Функция трансформатора переменного тока состоит в том, чтобы преобразовать большее входное переменное напряжение сети в меньшее переменное напряжение, при этом частота переменного напряжения не изменится. Трансформатор переменного тока использует закон электромагнитной индукции. Между первичной обмоткой и вторичной обмоткой нет электрической связи, только магнитная связь.
При выборе параметров трансформатора в основном учитывают коэффициент трансформации трансформатора и эффективность преобразования: коэффициент трансформации напряжения трансформатора пропорционален числу витков первичной и вторичной обмоток; КПД трансформатора - это первичная мощность / вторичная мощность. Требуемое выходное напряжение определяется напряжением нагрузки. Общие неисправности трансформаторов включают снижение изоляции, короткое замыкание катушки, обрыв цепи и так далее. Снижение изоляции — это состояние, которое часто возникает в процессе работы трансформаторов. Неисправности, связанные с уменьшением изоляции, на самом деле представляют собой уменьшение сопротивления изоляции, которое вызывает увеличение тока трансформатора, вызывая серьезное тепловыделение, а повышение температуры вызывает дальнейшее старение изоляционного слоя, образуя порочный круг. Частичное короткое замыкание первичной обмотки уменьшит выходное напряжение, частичное короткое замыкание вторичной обмотки увеличит выходное напряжение, а серьезное короткое замыкание вызовет перегрев трансформатора или даже дым и перегорание. Неисправности короткого замыкания можно измерить с помощью диапазона напряжения мультиметра. Разомкнутая цепь как в первичной, так и во вторичной обмотке приведет к отсутствию выходного напряжения в цепи.
2 часть цепи выпрямителя
Так называемая выпрямительная схема представляет собой схему, которая преобразует переменное напряжение или ток в пульсирующее постоянное напряжение или ток. Диод используется в схеме выпрямителя. Диод имеет однофазную проводимость, то есть диод включается при подключении к прямому напряжению (анод подключен к высокому потенциалу, а катод к низкому потенциалу), а обратное напряжение равно подключен (анод подключен к низкому потенциалу, а катод подключен к высокому потенциалу). Потенциал) при отключении диода. Используя эту характеристику диода, можно сформировать схему однополупериодного выпрямления или схему двухполупериодного выпрямления. В схеме однополупериодного выпрямления диод проводит только половину периода; в схеме двухполупериодного выпрямления диод проводит весь цикл. По сравнению со схемой однополупериодного выпрямителя, схема двухполупериодного выпрямителя имеет меньшую пульсацию выходного напряжения, большее среднее значение выходного напряжения и эффективное использование энергии источника питания, поэтому теперь схема выпрямителя в основном состоит из двух диодов. Схема двухполупериодного выпрямителя или выпрямительный мост, состоящий из четырех диодов.
При выборе параметров диода в схеме выпрямителя в основном учитывают средний рабочий ток диода и максимальное обратное рабочее напряжение, которое может выдержать диод. В целях безопасности выбранные параметры должны быть примерно в два раза больше расчетного значения. К распространенным неисправностям в схеме мостового выпрямителя относятся виртуальная сварка диодов, обратная сварка, короткое замыкание и так далее. Когда диод в схеме мостового выпрямителя впаивается или отключается, схема выпрямителя становится схемой однополупериодного выпрямителя. При проверке с помощью осциллографа вы увидите, что форма выходного напряжения появляется только через половину периода. Если это виртуальная сварка D1 или D3, форма волны появляется только во втором полупериоде источника питания; если это виртуальная сварка D2 или D4, форма сигнала появляется только в первом полупериоде источника питания. Если диод перевернут, это вызовет короткое замыкание. В это время ток очень большой, и и диод, и трансформатор будут сожжены.
3 часть цепи фильтра
Используйте характеристику, согласно которой напряжение на конденсаторе элемента накопления энергии не может изменяться, для подключения конденсатора параллельно нагрузке RL, или используйте характеристику, согласно которой ток, проходящий через индуктивность элемента накопления энергии, не может изменяться для подключения индуктивность и нагрузка RL последовательно образуют цепь фильтра для фильтрации верхнего выпрямителя. Переменная составляющая выходного напряжения и тока в цепи сохраняет свою постоянную составляющую, делая форму выходного напряжения или тока более плавной и улучшая пульсацию выходное напряжение. Схема емкостного фильтра самая простая. Когда индуктивность катушки индуктивности в цепи фильтра индуктивности велика, требуется железный сердечник, который легко вызывает электромагнитные помехи.
Выбор параметров конденсатора в схеме фильтра в основном включает в себя постоянную времени разряда RC и значение выдерживаемого напряжения. Чтобы схема работала надежно, RC обычно больше или равно 1,5 ~ 2,5 Тл (Т — период выходного напряжения трансформатора), а значение выдерживаемого напряжения конденсатора обычно составляет 1,5 ~ 2U (U равно действующее значение выходного напряжения трансформатора). Общие неисправности в цепи фильтра включают пробой, обрыв цепи и снижение пропускной способности. Вы можете использовать омическую шестерню мультиметра, чтобы судить о пробое или обрыве цепи конденсатора. Когда конденсатор фильтра выходит из строя или происходит короткое замыкание, это приводит к перегоранию выпрямительного диода и трансформатора напряжения; когда конденсатор фильтра разомкнут или его емкость уменьшена, выходное напряжение сильно упадет, что приведет к слишком низкому входному напряжению нагрузки для нормальной работы.
