DIY lülitustoiteallikad

UPS

Kirjeldus

Pikal reisil eraautoga või looduses puhates on hea kaasas olla kodune elektritehnika, näiteks föön, elektripardel, foto- või videokaamera. Kuid pistikupesade puudumise tõttu ei ole võimalik seadmeid tavalisest võrgust toita.

Ainus energiaallikas saab sel juhul olla ainult autoakud, kuid nende AC 220 toitega koduseadmete jaoks ei piisa 12-voldist alalispingest volt. Kahes peamises parameetris on korraga täielik kokkusobimatus.

Kuid ärge heitke meelt, sellest olukorrast on väljapääs - see on väikese impulssvoolu muunduri kasutamine. See aitab muuta "vee veiniks", see tähendab 12 volti aku pinget, kõigi seadmete tööks vajalikuks vooluks - 220 volti.

Toimimispõhimõte

Selle tööpõhimõte on muundada 50 Hz sagedusega võrgu vahelduvpinge sarnaseks ristkülikukujuliseks tüübiks. Seejärel muudetakse see teatud väärtuste saavutamiseks, sirgendatakse ja filtreeritakse. Selline suure võimsusega transistor, mis toimib samaaegselt nii impulsstrafo kui ka lülitina, muundab voolu pinget.

Skeemi järgi on neid kahte tüüpi: väliselt juhitavad, enamikus elektriseadmetes kasutusele võetud ja impulss-tüüpi autogeneraatorid.

Samuti toodetakse selliseid trafosid erinevas suuruses ja võimsusega olenevalt rakenduse spetsiifikast, kuid mõõtmed pole nende puhul olulised, kuna selliste seadmete efektiivsus suureneb sageduse suurenemisega, mis võib oluliselt vähendada terase suurust ja kaalu tuum. Tavaliselt töötavad need sagedusvahemikus 18 kuni 50 kHz.

Kasutusala

Kodumajapidamises kasutatavate lülitusvõimsusmuundurite kasutusvaldkond laieneb pidevalt. Tänapäeval kasutatakse neid kõigi majapidamis- ja arvutiseadmete ning seadmete energiavarustamiseks katkematu toiteallikas ja erineva otstarbega akude laadijad, madalpinge valgustussüsteemide toide jm vajadustele.

Tihti ei ole sellise tehases kokkupandud seadme ostmine eriti põhjendatud kas säästlikkuse või nõutava agregaadi tehniliste parameetrite eripära silmas pidades. Sel juhul võib impulssmuunduri ise ehitamine olla parim valik. Selline lähenemine on tavaliselt mõistlikum odavate komponentide suure valiku tõttu.

Eelised ja miinused

UPS-i ostmisel on vaja seostada kõik selle eelised ja puudused konkreetsete töönõuetega igal konkreetsel juhul ning kui see neid rahuldab, saate seadme ohutult osta.

Lülitustoiteallikate eelised:

• Seadme väike kaal, mis on tingitud tööks vajaliku trafo väiksemast suurusest ja kogu muunduri väiksemast konstruktsioonist. Disain on varustatud väiksema suurusega väljundpingefiltriga, kuna analoogidega võrreldava võimsusega on impulssseadmel suurem konversioonisagedus.
• Suurema võimsusega ühikutel on kõrgeim kasutegur, ulatudes 90–98% -ni. Selliste seadmete energiakadu on minimaalne, kuna klahvide lülitustoimingute arv on minimaalne, kuna see on suur osa ajast on ühes asendis, samas kui muud tüüpi agregaatide puhul on see märkimisväärne võimsus.
• Impulss-tüüpi stabilisaatorite töökindlus on suurusjärgus suurem võrreldes lineaarsete analoogidega, mida nüüd kasutatakse ainult toiteplaatidel nõrgad voolud, näiteks mikrolaineahjud või kolonnid ja muud väikese võimsusega seadmed, mis on ette nähtud pidevaks tööks mitu aastat ilma hooldus.
• Lisaks on nende eeliseks laiendatud sagedus- ja pingevahemik, mida saab realiseerida ainult väga kallites, tavatarbijale kättesaamatus, lineaarset tüüpi seadmetes. See võimaldab kaasaskantavat impulssseadet kasutada isegi maailmas ringi reisides, kuna selle omadused võivad seda teha reguleerida laias vahemikus, kohandades neid töötama erinevate riikide pistikupesadest erineva sageduse ja pingega elektrivõrk.
• Erinevalt lineaarsetest seadmetest on 12 V impulssmuundurite mitmekülgsuse tõttu massiivne nende jaoks mõeldud komponentide vabastamine, mis vähendas positiivselt nende kulusid ja suurendas kättesaadavust tavalisele tarbija. See funktsioon aga nende võimsamatele versioonidele muidugi ei laienenud, need on kallid.
• Reeglina on sellistel seadmetel konstruktsioonis mitu kaitseastet võrgu hädaolukordade eest: elektrikatkestused, lühised, väljundkoormuse puudumine.

Lülitustoiteallikate puudused:

• Nende remonditööd on keerulised, kuna enamik sisemisi elemente toimivad ühises võrgus ilma galvaanilise isolatsioonita.
• Impulss-tööprintsiibil endal on negatiivne külg kõrgsageduslike häirete näol, mis nõuavad seadmete summutamist, et kasutada seadmeid enamiku seadmetega. Ja mõnede selle liikidega, mis on väga vastuvõtlikud häiretele, ei sobi nad üldse kokku.
• Sisendvool on piiratud minimaalse võimsusega, mille juures seade hakkab tööle.

Skeem

Enamiku impulss-tüüpi voolumuundurite aluseks on kõige lihtsama impulsstrafo plokkskeem, mis sisaldab mitut plokki:

• Plokk, mis muundab vahelduvvoolu tüüpi voolu väljundis alalisvooluks. See põhineb dioodsillal, mis täidab vahelduvpinge alaldi ja kondensaatori rolli, mis tasandab alaldatud pinge pulsatsiooni. Seda saab varustada abiseadmetega: võrgupingefiltrid, impulssgeneraatori pulsatsiooni tasandus ja termistorid, et summutada sisselülitamisel pingelööke. Täiendavate komponentide olemasolu või puudumine mõjutab seadme omahinda ja on säästuartikkel seadme eelarvelise versiooni ostmisel.
• Impulssgeneraator, mis genereerib trafo primaarmähise toiteks etteantud sagedusega impulsse. Erinevad mudelid töötavad erinevate sagedustega, kuid selle võnkepiirid on kõigi seadmete puhul vahemikus 30 kuni 200 kHz. Trafo on seadme süda, kuna selle kaudu toimub galvaaniline isolatsioon vooluvõrgust ja vool muundatakse nõutavatele parameetritele vastavaks.
• Kolmas on plokk trafost antava vahelduvvoolu muundamiseks alalisvooluks. See sisaldab pinge alaldi dioode ja pulsatsioonifiltreid, mis on palju keerulisemad kui nende esimese ploki vaste ja sisaldavad juba mitut kondensaatorit ja drosselit. Kulude vähendamiseks saab konvertereid varustada vastavalt minimaalse tööks vajaliku kondensaatorite ja drosselidega, et vähendada kulusid.

Kuidas seda ise teha

Vajalikud tööriistad:

• jootmismasin;
• külgmised lõikurid;
• lindlased;
• pintsetid;
• skalpell.

Samm-sammult juhend

• Esiteks paigaldatakse sisendisse PTC-termistor, mis toimib positiivse temperatuurikoefitsiendiga pooljuhttakistina. See suudab järsult suurendada oma takistust, kui see ületab teatud temperatuuriväärtust, näiteks kui on vaja kaitsta toitelüliteid, kui seade alles hakkab tööle ja kondensaatorid on endiselt laadimine.
• Lisaks paigaldatakse dioodsild, mis alaldab sissetulevat võrgupinget vooluga 10A. Võite kasutada erinevaid dioodide komplekte: "vertikaalne" või "väljaheide".
• Seejärel joodetakse sisendisse paar kondensaatorit suhtega 1 μF 1 W võimsuse kohta.
• MLT-2 tüüpi koduseid takisteid kasutatakse vahelduvvooluvõrgus võimsusega 2 W summutustakistuseks.
• 600 V voolu all töötavate väljatransistoride väravate reguleerimiseks on paigaldatud IR-draiver. vaheldumisi avab väljatransistoride väravad sagedusega, mis on määratud jalgadel Rt ja Ct.
• Väljatransistorid valitakse vähemalt 200 V, millel on minimaalne takistus avatud tööfaasis. Takistuse väärtus on otseselt võrdeline seadme kuumutamisega ja pöördvõrdeline selle efektiivsusega.
• Nende paigaldamisel ei tohi transistoride äärikud olla lühises, seetõttu kasutatakse isolatsioonitihendeid.
• Trafo, vanast arvutiseadmest on lihtsam tavalisest alla võtta. Kuid võite ka iseseisvalt kerida ferriittorule, võttes aluseks 100 kHz konversioonisageduse ja ½ teisendatud pingest.
• Trafo klemmid on lühises samamoodi nagu plaat, millelt see on võetud.
• Väljundis paigaldatakse dioodid väikese taastumisajaga - mitte rohkem kui 100 ns, näiteks rühmast HER.
• Väljundpuhvri maht ei tohiks olla üle 10 tuhande liialdatud. μF.
• Nagu iga elektriüksus, seab kodus valmistatud lülitustoiteallikas montaaži ajal suuremad nõudmised hooldusele ja täpsusele. Õige polaarsusega paigaldus ja elektrilised ettevaatusabinõud on olulised. Tõsi, konstrueeritud plokk ei vaja reguleerimist ega näpistamist.

DIY reguleeritav / ühetaktiline / push-pull / bipolaarne seade

• Reguleeritud toiteallika kokkupanemiseks on vaja selle koosteskeemis kasutada ühte või kahte pooljuht-tüüpi transistorit. Pinge jälgimiseks peate siiski paigaldama anduri voltmeetri kujul. Seejärel on selle näitudele keskendudes võimalik reguleerida erinevate seadmete tööks optimaalset väljundpinget, et neid mitte põletada. Pinge reguleerimine toimub muutuva takisti abil.
• Lihtsaimas ühe otsaga seadmes muundatakse vool ühe transistori töö tõttu, mis avaneb ja sulgub, edastades teatud sagedusega impulsse.
• Selle täiustatud modifikatsioon, mis töötab kahekordse sagedusega ja seega ka parima efektiivsusega, on push-pull muundur, milles avatakse ja suletakse kaks üksteise järel transistor.
• Seadme bipolaarne disain on veelgi keerulisem, kuna on vaja paigaldada operatiivvõimendi ja zeneri dioodid. Sel juhul tuleks erilist tähelepanu pöörata jootmise kvaliteedile ja juhtmete ristlõike vastavusele voolule.

UPSi remont

UPSi remont, seisneb reeglina vigaste, läbipõlenud osade asendamises uutega. Kuid raskus pole isegi mitte uue osa paigaldamises, vaid vigase osa otsimises. Selleks tehke järgmised toimingud:

• Plokiplaadi väline uurimine paisunud kondensaatorite, söestunud takistite ja muude defektidega elementide olemasolu suhtes.
• Trafo, võtmetransistoride ja mikrolülituste, samuti drosselite jootmise kontroll.
• Toiteahela lahtioleku kontrollimine: keerake kaabel ise, turvalüliti, voolulüliti, kui see on olemas, samuti drosselid ja alaldi sild.
• Ükskõik millise osa esialgne diagnostika tehakse ilma demonteerimiseta ja ainult siis, kui on põhjendatud eeldus, et see on vigane, saab seda eraldi joota ja kontrollida.
• Samuti on vaja kontrollida vooluahelat lühiste suhtes.
• Pärast seadmete visuaalset ja instrumentaalset diagnostikat ning mittetöötavate elementide muutmist hakkavad nad kontrollima võrgu tööpinget. Kuid kaitsme rollis kasutatakse tavalist lambipirni 150-200 vatti 220 volti. See ei lase kogu muunduril rikke korral läbi põleda ja annab märku vea olemusest. Seega, kui lambipirn vilgub eredalt ja kustub välja, kiirgades rastrit, siis on tõenäoliselt kondensaatorid vigased. Saate kontrollida nende töökõlblikkust ainult siis, kui asendate need uutega. Teine juhtum on see, kui lamp vilkus ja kustus kohe täielikult. See valik võimaldab kõigi käivitustakistite individuaalset testimist. Lõpetuseks viimane juhtum – lamp põleb täie heledusega. Sel juhul on vaja kogu vooluring uuesti täielikult üle kontrollida.

Näpunäiteid / soovitusi

• Impulssvoolumuunduri oma kätega projekteerimisel tuleb meeles pidada, et kogu seadme paigaldamine ja katsetamine toimub elule ja tervisele ohtliku pinge all. Seetõttu on tungivalt soovitatav paigaldada ruumis, kus tööd tehakse, automaatsed voolukatkestid, mis töötavad koos avariivoolu väljalülitusseadmega. Selline süsteem suudab kaitsta inimest elektrilöögi eest isegi siis, kui ta faasi puudutas.
• Impulssvoolumuunduritega töötades, isegi standardsete arvutiplokkidega, peate alati järgima ettevaatusabinõusid. Näiteks nende vooluringis olevad elektrolüütkondensaatorid hoiavad isegi pärast võrgust lahtiühendamist kõrgepingevoolu pikka aega. Seetõttu tuleb enne nendega manipuleerimise alustamist need järeldused sulgeda.
• Ja lõpuks, elektriga seotud tööde tegemisel peaksite alati kasutama hooldatavaid, ettenähtud tööriistu. Näiteks kõikide kruvikeerajate, külglõikurite ja muude tööriistade käepidemed peaksid olema isoleeritud.