ספק כוח מעבדה מ-UPS. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

ספק כוח מעבדה של UPS. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ספקי כוח

במאמר, הכותב מספר כיצד ליצור ספק כוח מעבדתי הדרוש בתרגול רדיו חובבני מספק אל פסק פגום או מיושן.

המטרה העיקרית של ספקי כוח אל-פסק (UPS) היא אספקת חשמל לטווח קצר לציוד משרדי שונים (בעיקר מחשבים) במצבי חירום כאשר אין מתח רשת. ה-UPS כולל סוללה (בדרך כלל 12V), ממיר מתח ויחידת בקרה. במצב המתנה הסוללה נטענת מחדש, במצב חירום ממיר המתח מופעל.

כמו כל ציוד, UPS נכשלים או מתיישנים. לכן, הם יכולים לשמש כבסיס לייצור, למשל, של יחידת אספקת חשמל במעבדה (PSU). המתאימים ביותר לכך עשויים להיות UPSs שבהם ממירי מתח פועלים בתדרים נמוכים (50...60 הרץ), והם כוללים שנאי מדרגה חזקה, שיכול לעבוד גם כשנאי מטה.

לייצור ספק כוח במעבדה, ה-KIN-325A UPS שימש כ"תורם". במהלך הפיתוח, המשימה הייתה להשיג מעגל פשוט, תוך שימוש בכמה שיותר אלמנטים מה"תורם". בנוסף לשנאי ולבית, נעשה שימוש בטרנזיסטורי אפקט שדה רבי עוצמה, דיודות מיישר, מיקרו-מעגל מרובע אופ-אמפר, ממסר אלקטרומגנטי, כל נוריות הלד, וריסטוריות, כמה מחברים, כמו גם קבלים תחמוצת וקרמיקה.

מעגל אספקת החשמל מוצג באיור. 1. מתח הרשת מסופק לליפוף הראשי של השנאי T1 (מסומן RT-1B) דרך נתיך קישור FU1 ומתג ההפעלה SA425. Varistor RU1, המחובר במקביל לפיתול זה, יחד עם קישור הפתיל, מגן על אספקת החשמל מפני מתח רשת מוגבר. דרך הנגד המגביל את הזרם R1 והדיודה VD1, ה-LED HL1 מופעל, המאותת על נוכחות של מתח רשת.

אורז. 1 (לחץ להגדלה)

מיישר רב עוצמה על מכלולי דיודה VD2-VD5 מחובר לפיתול II (עם ברז באמצע, מתח נקוב 16 V) של שנאי T1. בהתאם למיקום המגעים של ממסר K1.1, המיישר פועל כמיישר גל מלא עם מסוף משותף של השנאי (מוצג באיור 1) ומתח מוצא של כ-10 וולט, או כגשר עם מתח מוצא של כ-20 V. מתח המוצא של מיישר זה מסופק לאלמנט הוויסות - טרנזיסטור שדה VT1. הקבלים C1 ו-C3 מחליקים את האדוות של המתח המיושר, הנגד R2 הוא חיישן זרם. הנגד R17 מבטיח את העומס המינימלי של מייצב המתח בהיעדר עומס חיצוני.

מיישר הספק נמוך מורכב באמצעות דיודות VD6-VD9 וקבלי החלקה C2 ו-C5. הוא מפעיל את וסת המתח המקביל בשבב DA1, מגבר OP DA2, ממסר K1 ומאוורר M1. LED HL2 מאותת על נוכחות של מתח ביציאה של מיישר זה.

מייצב מתח מתכוונן מורכב על מגבר DA2.3 ועל טרנזיסטור VT1. מתח ההתייחסות לווסת המתח - הנגד R11 - מגיע מהמוצא של המייצב בשבב DA1. מתח המוצא של ספק הכוח מהמנוע של נגד החיתוך R12 מסופק לכניסה ההפוכה של המגבר OP DA2.3. נגד זה קובע את מתח המוצא המרבי. מגביל הזרם המתכוונן מורכב על מגברי OP-DA2.1 ו-DA2.2. מתח פרופורציונלי לזרם המוצא מהחיישן - נגד R2, מסופק למגבר המתח ב-op-amp DA2.1 ולאחר מכן ל-op-amp DA2.2, שמשווה אותו לזה הסטנדרטי שסופק לא-היפוך שלו. קלט מהפלט של המחלק ההתנגדות R4R7R8. נגדים R7 ו-R8 קובעים את סף הגבלת הזרם.

טרנזיסטור VT2 שולט בממסר K1. זה יעבוד כאשר המתח בשער של טרנזיסטור זה עולה על ערך הסף (עבור הטרנזיסטור המצוין בתרשים, מתח הסף הוא 2...4 V). נגד גוזם R19 מגדיר את מתח המוצא של יחידת אספקת החשמל, שמעליו הממסר מחליף את מתח המוצא של המיישר. טרנזיסטור VT3 יחד עם תרמיסטור RK1 שולט במאוורר M1. הוא נדלק כאשר הטמפרטורה של גוף הקירור שעליו מותקנים טרנזיסטור VT1 והתרמיסטור עולה על ערך מוגדר מראש. טמפרטורת הסף נקבעת על ידי הנגד R15. מתח אספקת התרמיסטור מיוצב על ידי מייצב פרמטרי VD11R16. מתח האספקה העודף של ממסר K1 יורד דרך הנגד R13, ומאוורר M1 - דרך הנגד R18.

אם זרם העומס אינו חורג מערך הסף, המתח בכניסה הלא-הפוכה של OP-amp DA2.2 גדול מהמתח ב-Op-amp הפוך, במוצא שלו יש מתח קרוב למתח האספקה, לכן דיודה VD10 סגורה, ואין זרם זורם דרך נורית HL3. במקרה זה, מתח הבקרה לשער של טרנזיסטור אפקט השדה VT1 מסופק מהמוצא של המגבר OP DA2.3 דרך הנגד R14 ומייצב המתח פועל. אם מתח המוצא של המייצב נמוך מ-4 וולט, הטרנזיסטור VT2 נסגר והממסר K1 מנותק. במקרה זה, המתח בניקוז הטרנזיסטור VT1 הוא 10 V. כאשר מתח המוצא הוא יותר מ-4 V, הטרנזיסטור VT2 נפתח וממסר K1 מופעל. כתוצאה מכך, המתח בניקוז הטרנזיסטור VT1 עולה ל-20 V. פתרון טכני זה מאפשר להגביר את היעילות של המכשיר.

כאשר זרם העומס עובר את ערך הסף, המתח במוצא של OP-amp DA2.2 יקטן, דיודה VD10 תיפתח והמתח בשער של הטרנזיסטור VT1 יקטן לערך המבטיח את זרימת הזרם שנקבע . במצב זה, זרם זורם דרך LED HL3, והוא מסמן את המעבר למצב הגבלת זרם. הזרם המגביל נקבע על ידי הנגד R8 בטווח של 0...0,5 A ו-R7 בטווח של 0...5 A. הקבלים C4 ו-C6 מבטיחים את יציבות מגביל הזרם. הגדלת הקיבולת שלהם מגבירה את היציבות, אך מפחיתה את הביצועים של מגביל הזרם.

המכשיר משתמש בנגדים קבועים - S2-23, P1-4 או מיובאים, נגדי כוונון - SP3-19, נגדים משתנים - SP4-1, SPO. על מנת שקנה המידה של נגדים משתנים המווסתים מתח או זרם יהיה ליניארי, הם חייבים להיות מקבוצה A. Thermistor - MMT-1. הנגד R2 עשוי מחתיכת חוט PEV-2 0,4, באורך 150 מ"מ. בנוסף לתפקוד של חיישן זרם, הוא פועל גם כנתיך במקרה של מצבי חירום. מיובאים קבלים תחמוצתיים; במקום לא קוטביים, ניתן להשתמש בקרמיקה K10-17. המאוורר הינו מאוורר מחשב בעל צריכת זרם של 100...150 mA, רוחבו צריך להיות שווה לרוחב גוף הקירור. ממסר - כל, המיועד לזרם מיתוג של 10 A ומתח מתפתל מדורג של 12...15 V. XS2, XS3 - שקעים או בלוקים מסוף.

רוב האלמנטים מונחים על שני מעגלים מודפסים העשויים מרדיד פיברגלס בצד אחד בעובי 1,5...2 מ"מ. על הראשון (איור 2) מיישרים מורכבים, טרנזיסטורים VT2, VT3 עם האלמנטים "המקיפים" שלהם וכמה חלקים אחרים מורכבים. המוליכים המודפסים המחברים את האלמנטים של מיישר רב עוצמה "מחוזקים" - מולחמים עליהם חתיכות של חוט נחושת משומר בקוטר של 1 מ"מ. המסופים ה"סטנדרטיים" של שנאי T1 מחווטים; הם מצוידים בשני שקעים. אם אתה מתכנן להשתמש בהם, התקעים המתאימים מותקנים על הלוח הראשון, שאינם מולחמים מלוח ה-UPS "המקורי".

ספק כוח מעבדה של UPS
איור. מספר

הלוח השני (איור 3) מכיל את כל המיקרו-מעגלים, נוריות ה-LED וכמה אלמנטים אחרים. בצד החופשי ממוליכים מודפסים מודבק מתג לחצן SA1 (P2K או דומה). הנוריות חייבות להתאים לחורים ה"סטנדרטיים" בדופן הקדמית של המארז, ודוחף "סטנדרטי" מודבק למתג.

ספק כוח מעבדה של UPS
איור. מספר

הלוח הראשון מותקן ליד הקיר האחורי של המארז, השני - קרוב לחזית. כדי להדק את הלוחות, משתמשים בשני ברגים ומעמדי פלסטיק "סטנדרטיים" על המכסה העליון של המארז. טרנזיסטור VT30, תרמיסטור ומאוורר מונחים על גוף קירור בעל סנפירים במידות חיצוניות של 60x90x1 מ"מ (הוא מותקן בין הלוחות). צינורות כיווץ חום מונחים מעל התרמיסטור ואז מודבקים לגוף הקירור ליד הטרנזיסטור. מכיוון שכאשר הטמפרטורה של התרמיסטור משתנה, טרנזיסטור אפקט השדה VT3 נפתח ונסגר בצורה חלקה, המאוורר מתחיל להסתובב וגם נעצר בצורה חלקה. לכן, טרנזיסטור VT3 יכול להתחמם בצורה ניכרת ולא ניתן להחליפו בטרנזיסטור בעל הספק נמוך, למשל 2N7000.

בפאנל הקדמי (איור 4) מותקנים נגדים משתנים ומחברים XS2 ו-XS3 בחורים, אליהם מולחמים הנגד R17 והקבלים C7. תקע הבלוק XP1 והשקע XS1 הם "מקוריים"; הם ממוקמים על הקיר האחורי בחלקו התחתון. ניתן להשתמש בשקע XS1 לחיבור כל מכשיר הפועל בו זמנית עם ספק כוח מעבדתי, כגון אוסילוסקופ.

ספק כוח מעבדה של UPS
איור. מספר

ההגדרה מתחילה בהגדרת מתח המוצא המרבי. זה נעשה באמצעות הנגד R12, המחוון של הנגד R11 צריך להיות במיקום העליון בתרשים. אם אינך מתכנן לבנות מד מתח לתוך ספק הכוח, הנגד R11 מצויד בידית עם מצביע והקנה מידה שלו מכויל. כאשר הטרנזיסטור VT2 פתוח, על ידי בחירת הנגד R13, המתח המדורג מוגדר על ממסר K1, וכאשר VT3 פתוח, הנגד R18 משמש להגדרת המתח ל-12 V במאוורר M1. טמפרטורת הפעלת המאוורר נקבעת עם הנגד R15.

להגדרת מגביל זרם, מד זרם ונגד משתנה עומס בהתנגדות של 10...15 אוהם והספק של 50 W מחוברים בסדרה לפלט אספקת החשמל. מחווני הנגד R4 ו-R7 מכוונים למצב שמאל לפי התרשים, המחוון R8 מכוון לימין. לנגד העומס צריך להיות התנגדות מקסימלית. כאשר מתח המוצא הוא כ-10 וולט, נגד העומס מגדיר את הזרם ל-5 A, והנגד R5 קובע את המתח ל-0,9...1 וולט במוצא של מגבר OP-DA2.1. באמצעות נגד עומס, הגדל את זרם עומס המוצא ל-6 A, ועל ידי סיבוב חלק של המחוון של הנגד R4, הפעל את LED HL3 (הפעל את מצב הגבלת הזרם) ולאחר מכן הגדר את זרם המוצא ל-4 A עם הנגד R5. כאשר הזזת המחוון של הנגד R7 ימינה (על פי התרשים), הפלט שהזרם צריך לרדת לאפס. במקרה זה, ניתן להשתמש בנגד R8 כדי לווסת את זרם המוצא בטווח 0...0,5 A.

אם אינכם מתכננים לבנות מד זרם באספקת החשמל, המאזניים של נגדים אלו מכוילים. לשם כך (במצב הגבלת זרם), מתח המוצא והתנגדות העומס משתנים, ערך הזרם הנדרש נקבע וסימנים ממוקמים על הסולם. במקרה זה, בטווח של 0...0,5 A, הזרם נקבע על ידי הנגד R8 (הנגד R7 חייב להיות במצב "0"), ובטווח של 0...5 A - על ידי הנגד R7 ( נגד R8 - במצב "0") .

במצב מגבלה נוכחי, ניתן לטעון סוללות וסוללות נטענות. לשם כך, הגדר את המתח הסופי וזרם הטעינה, ולאחר מכן חבר את הסוללה (סוללה).

כיוון נוסף לחידוד אספקת הכוח המוצעת הוא התקנה של מד מתח דיגיטלי מובנה, מד זרם או מכשיר מדידה משולב.

מחבר: I. Nechaev

ראה מאמרים אחרים סעיף ספקי כוח.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

טרנזיסטור 22nm 26.12.2012

מומחים של המכון למיקרו-אלקטרוניקה של האקדמיה הסינית למדעים (IMECAS) בבייג'ין יצרו טרנזיסטור אפקט שדה באורך שער של 22 ננומטר. הטרנזיסטור משתמש בטכנולוגיית HKMG (High-K metal-gate). אומרים שהפיתוח הוא המפתח ליצירת שבבים מתקדמים יותר, שיאפשרו לסין לחסוך ביבוא של טכנולוגיה גבוהה ולהגביר את התחרותיות של השבבים הסינים בשוק העולמי.

משתתפי הפרויקט מציינים שהם הצליחו להשיג "ביצועים ברמה עולמית וצריכת אנרגיה נמוכה". נזכיר כי אינטל, בעלת הטכנולוגיות המתקדמות ביותר לייצור מיקרו-מעגלים, מייצרת כיום מעבדים בטכנולוגיית 22 ננומטר. יצרני חוזים גדולים כמו TSMC ו-Globalfoundries עדיין לא מסחורו טכנולוגיות כאלה והם מייצרים כעת מוצרים ב-28nm.

במשך שנים רבות, סין לא הצליחה לקבל גישה לטכנולוגיות ייצור מוליכים למחצה מתקדמות, שכן הייצוא שלהן ממדינות מערביות הוגבל תחילה על ידי פעילות ועדת CoCom, ולאחר מכן על ידי תנאי הסדר Wassenaar. עם זאת, על ידי השלמת הפיתוחים שלה ברישוי, סין הצליחה להתקדם די רחוק.

נכון לעכשיו, יצרנית חוזה מוליכים למחצה הסינית המובילה Semiconductor Manufacturing International מייצרת מוצרים בטכנולוגיית 40nm. עד 65 ננומטר, החברה פיתחה תהליכים טכניים באופן עצמאי. כדי למנוע את ההוצאות של בניית טכנולוגיית 45nm משלה, SMIC העניק לה רישיון מ-IBM בסוף 2007. בשנת 2008, היצרן הסיני כלל בתוכניותיו פיתוח של תקני 40 ו-32 ננומטר.

העבודה על יצירת טרנזיסטורים של 22 ננומטר החלה בסין בשנת 2009 כאחד הפרויקטים המדעיים הלאומיים העיקריים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ הצטננות ובריאות

▪ אוזניות Huawei FreeBuds Pro 3 TWS

▪ קפה והתקרחות

▪ מה יכול להידבק מאכילת סושי

▪ אסטרוזיזם כמוזיקה למדידת מרחקים לכוכבים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר חיים של פיזיקאים מדהימים. בחירת מאמרים

▪ כתבה זה מוקדם מדי בשבילנו למות - עדיין יש לנו מה לעשות בבית. ביטוי עממי

▪ מאמר כמה דלק משתמש מטוס נוסעים אחד? תשובה מפורטת

▪ המאמר של דרז רגיל. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר ספק כוח מחשב תואם ATX לרכב. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר התחדשות של תאים גלווניים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר