Евгений Степанов (e_stepan0v) wrote,
Евгений Степанов
e_stepan0v

Category:

Внутренний мир. Трансформаторный блок питания.


Продолжу увлекательный рассказ про внутренний мир вещей, которые нас окружают.

В прошлый раз я рассказывал и показывал внутреннее устройство импульсного блока питания от стационарного радиотелефона.

Оказалось что там сгорела ещё и индуктивность, я заменил конденсатор и индуктивность, но блок не заработал. Скорее всего, перегорела и микросхема. Импульсные блоки питания довольно капризные и по-простому не ломаются :)

Совершенно случайно наткнулся в магазине на недорогой нестабилизированный блок питания на 6 Вольт. Решил, что он подойдет на замену.

Расскажу немного про него. Если вы поняли, как работает импульсный БП, то с этим никаких проблем точно не будет, потому что оказался он минимально простым.

То, что блок питания нестабилизированный означает, что указанное напряжение будет выдаваться при номинальном (указанном в документации) токе. Если ток меньше номинального, то выходное напряжение будет выше.



В данном случае 6 вольт будет на выходе при токе нагрузки 1000мА или 1А. Прошлый блок питания был рассчитан на 6,5 вольт и ток потребления был 600 мА. При таком токе на нестабилизированном блоке питания мы получим больше 6 вольт. А дальше уже пусть работает внутренняя схема питания телефона.

Теперь заглянем внутрь.

1

Внутри корпуса простая схема и трансформатор.

2

Схема состоит из четырех диодов и конденсатора.

Принцип работы прост: у нас есть переменное напряжение 220 Вольт -> нужно сделать из него постоянное напряжение 6 вольт. Для этого мы 
1) понижаем напряжение с помощью трансформатора, 
2) выпрямляем с помощью диодного моста (это те самые четыре диода),
3) выравниваем конденсатором.
Всё.

Дальше, для тех, кому интересно - подробнее.

1) Трансформатор.
3

Трансформаторы, на сколько я помню, проходили в школе, поэтому вкраце и иносказательно.
Все мы (многие) ездили на велосипеде и помним цепь и звездочки. Мы с посощью педалей крутим большую звездочку, движение через цепь передается на маленькую звездочку. Чем меньше вторая звездочка, тем быстрее крутится заднее колесо при равных оборотах педалей.
Трансформатор состоит из первичной обмотки (передняя звездочка), магнитопровода или сердечника (цепь) и вторичной обмотки (задняя звездочка).

Теперь поехали: ток в первичной обмотке создает магнитное поле, магнитный поток через сердечник создает ЭДС (электродвижущую силу) во вторичной обмотке (крутит заднее колесо).

Только у трансформатора наоборот - чем меньше витков на вторичной обмотке, тем меньше напряжение. На картинке слева первичная обмотка (много витков тонкой проволоки), справа вторичная, в ней мало витков.  Поэтому напряжение трансформируется из большого (220 вольт) в маленькое (около 6 вольт).

2) Диодный мост.
Диодный мост - это четыре диода слева на картинке 2.
Его задача их переменного напряжения сделать постоянное.
Чтобы понять как это происходит, надо вспомнить, что диод пропускает ток только в одну сторону.

4

Т.е. если взять переменный ток (синий график) и последовательно включить диод, то после диода останется только верхняя (положительная) половина тока (красный график).

Теперь, если "перекрестить" диоды по-хитрому, чтобы проходила и верхняя и нижняя полуволна в одну сторону:

5
Через D1 проходит верхняя полуволна (D4 замыкает цепь), а через D3 нижняя (D2 замыкает цепь) .

6

То получится "вывернутая" синусоида (красный график).
По сути это уже и есть постоянное напряжение, только кривое.

3) Конденсатор.
Дальше вот это кривое напряжение выравнивается конденсатором.
Как он это делает в этот раз рассказывать не буду. И так всем уже надоел. В следующий раз расскажу :)


А пока разберемся, чем эти блоки питания различаются.
В импульсном блоке понижение напряжения происходит в основном за счет скважности импульсов (основной принцип).
В обычном же трансформаторном блоке питания основную работу выполняет трансформатор (поэтому он так и называется). При этом, трансформатор получается больших размеров, но сама схема простая и поэтому надежная.

Схема импульсного блока питания более сложная, а значит, имеет меньшую надежность, но может быть реализована в меньших размерах (потому что работает на более высоких частотах). Поэтому, если хотят сделать блок питания маленьким, обычно делают его импульсным.



1. Внутренний мир. Импульсный блок питания.
Tags: Внутренний мир, информация
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments